Атмосферне повітря і проблеми, викликані його забрудненням

 

1. Атмосферою (від грецьк. атмос — пара і сфера — куля) називають зовнішню газову оболонку Землі, одну із мегаекзосфер. Маса атмосфери порівняно із масою Землі є дуже незначною: М_атм ≈ 10^-6 ·М_Зем.

2. Склад атмосферного повітря Землі змінювався протягом мільйонів років. Нині три гази становлять 99,96% земної атмосфери: азот — 78%, кисень — 21%, аргон — 0,9%, вміст в атмосферному повітрі водяної пари різниться у різних широтах, змінюючись від 0,1% у холодному повітрі приполярних областей Арктики та Антарктики, а також у гірських районах до 4,0% у теплому повітрі екваторіальних широт.

Чисте сухе атмосферне повітря є сумішшю газів, яка складається переважно з азоту (78%), кисню (21%), аргону (0,9%), вуглекислого газу (0,03%).

3.Значення для людини (а також для біосфери у цілому) кожного із складових атмосферного повітря (кожного газу) не залежить від відносної його кількості в атмосфері. Це твердження добре кореспондується із відомим екологічним законом Ю.Лібіха: екосистема гине, якщо кількість і якість екологічних факторів є меншими від необхідного для неї мінімуму.

 

Таблиця 6.3

Основний склад атмосфери Землі

Газ (хімічна формула)	Молекулярна маса (а.о.м.)	Відносний вміст у сухому повітрі, %	Маса, тонн
за об'ємом	за масою
Азот N2	28,02	78,08	75,53	4,0·10^15
Кисень O2	32,00	20,95	23,14	1,2·10^15
Аргон Ar	39,84	0,93	1,28	6,8·10^13
Вуглекислий газ CO2	44,01	0,033	0,05	2,6·10^12
Неон Ne	20,18	0,0018	0,001	5,3·10^10
Гелій He	4,00	0,0005	0,00007	3,9·10^9
Вуглеводень CH4	16,05	0,00015	0,00008	4,4·10^9
Криптон Kr	83,7	0,00010	0,00003	1,6·10^9
Окис Нітрогену N2O	44,02	0,00005	0,00008	4,2·10^9
Водень H2	2,02	0,00005	0,000003	1,6·10^8
Озон O3	28,00	0,00004	0,000007	3,7·10^9

 

4. Атмосферне повітря є найважливішим природним ресурсом. Найбільшим багатством для людини у складі повітря є кисень, основним джерелом якого є фотосинтез живих рослин: у клітинах рослин, де є активна сполука — хлорофіл, за допомогою сонячної енергії з води й вуглекислого газу виробляється органічна речовина, а побічним продуктом цієї реакції є вільний кисень.

5. Людство створило величезну кількість споживачів кисню і жодного його виробника. Нині промисловість США, Німеччини, Японії споживає кисню набагато більше, ніж його виробляється на їхніх власних територіях. Усього ж, за підрахунками вчених, антропогенна діяльність спричиняє щорічне зменшення кисню в атмосфері на 10 млрд. тонн.

6. Склад атмосферного повітря досить швидко змінюється за рахунок надходження в атмосферу твердих частинок (попіл і пил) та різноманітних газоподібних речовин. Навіть чисте атмосферне повітря не буває вільним від зважених у ньому малих твердих частинок — пилинок. Їхня мінімальна кількість оцінюється як 5 тисяч пилинок на кожний 1 см³ повітря.

7. ПРИКЛАД. Повітря вважається чистим, якщо кожен його 1 см³ містить 5 тис. пилинок. Відомо, що за 1 хвилину людина робить у середньому 16 вдихів об'ємом 500 см³ кожний. Оцініть кількість пилинок N, що їх ковтає людина щохвилини, вдихаючи так зване „чисте повітря”.

РОЗВ'ЯЗАННЯ: N= (5 тис.)·(500 см³)·16= 40000 тис. = 40 млн. (пилинок).

8. Пилове забруднення атмосфери є прикладом її фізичного забруднення.

9. Іншими показниками фізичного забруднення атмосфери міст є:

— перевищення середньої температури атмосферного повітря (порівняно із сільською місцевістю) на 1...2 ⁰С;

— підвищена кількість опадів (на 5-10% порівняно із сільською місцевістю);

— менша швидкість вітру (на 2-3 м/с порівняно із місцевістю, що поза містами);

— прозорість атмосферного повітря (на 15-25% менша, ніж у сільській місцевості).

10. Крім фізичного забруднення атмосфери, виділяють її хімічне забруднення — наявність у природній суміші газів речовин, яких немає у чистому атмосферному повітрі (речовин-полютантів).

11. Один із найнебезпечніших хімічних забруднювачів повітря міст — оксид Карбону (хімічна формула СО), який також має назву чадний газ.

12. Найбільший внесок до забруднення атмосфери чадним газом уносить промисловість. Загальні об'єми його промислових викидів у повітряний простір міст є колосальними: понад 3,5×10⁸ тонн.

 

Таблиця 6.4