Классификация и характеристика зв.

Основные, типовые ЗВ

1 Твёрдые частицы, аэрозоли

2 SO2

3 Оксиды азота ( NO и NO2 )

4 Оксиды углерода

5 Углеводороды

ЗВ приземного слоя в атмосфере можно классифицировать по агрегатному состоянию:

1.Газы и пары, включающие как истинные газы, так и парообразные вещ-ва с t кип до 200.

2. Аэрозоли, сод. твердые и жидкие частицы.

ЗВ могут классифицировать по принципу их действия на человека:

1 Тяжелые металлы

2. Аллергены

3. Радиоактивные

4. Канцерогены

По хим. составу

Соед. Серы: неорг ( SO2, CS2 и т. д. ); орг. (тиолы – ММ, ДМС, ДМДС)

соед. Азота: неорг ( NO2^-, HNO3, NH3); орг. (амины(CH3NH2) ПАН- пироксиацетилнитрат)

соед. Галогенов: неорг. (HCl, F, Br, SiF4);орг. (ДДТ, хлорированный углеводород, фрионы)- фрион 11- CFCl3

фрион 12 – CFCl2

бифинилы

соед. Углерода: неорг. (CO и CO2); орг. (углеводороды, спирты, эфиры)

По запаху: Орг. и неорг. соед. Ощущаются человеком при низких концентрациях сущ. Несколько школ (японская, по Штерну и т. д.)

Пыль классифицируется по качественному составу:

Пыль содержит токсичные компоненты; фиброгенный эффект – пыль асбеста, тальк, слюда; пыль, имеющая раздражающее действие – стекловолокно, хлопок и т.д.

Почва. Строение. Происхождение. Функции. Свойства.

Факторы, влияющие на образование почвы:

1. Материнская порода.

Гранит – крупная песчаная почва. Карбонатная материнская порода – известняки, сланцы – почва сод. большое кол-во солей.

В составе почвы есть первичные и вторичные минералы. Первичные – которые были в составе мат. породы (кальцит. полевые шпаты, слюда). Вторичные, кот образ. в рез-те физикохим. процессов (коалит, доломит, гипс, оксиды железа и алюминия).

2. Климат.

тропики – почвы красноватого цвета из-за оксидов железа. Орган. в-во быстро минерализуется, слои большие больше 3м.

тундра – процесс образования почвы более медленный, толщина горизонта 0,5-0,9м, почвы темноокрашенны.

умеренная зона – наиб. хороший тип почвы для с/х

3. Рельеф

Склоны – почвы с пониженным влагосодержанием. Солнечный склон или затемненный будет разный температурный коэффициент, т е различный прогрев.

Во впадинах или низинах – повышенное влагосодержание, б. кол-во орган. в-ва. Если повышенная затопляемость – торфяные почвы.

4. Растения и животные

их остатки служат орган. в-ом. микроорганизмы участвуют в дыхании почвы. Есть простейшие животные, кот. разрыхляют и перерабатывают почву(калифорн.червь)

5.Время

В среднем определенный по свойствам почвенный горизонт образ. за 200 лет.

6. Деятельность человека

человек использует почву, в рез-те он ее загрязняет.

Загрязнения:

параметрическое – изменение физ. св-в почвы, ингредиентное – загрязнение хим. в-ми, стациально–диструктивное - затопление, распахивание земель.

Почва занимает 29,2% всей Земли.Толщина литосферы 50-80 км на материках, на дне океана 5-10 км. Литосфера и почва образуют биолитосферу. почвенный слой – педосфера.

Почва образуется по след этапу:

1 разрушение мат породы под действием физ и хим параметров. Хим (окисление, гидролиз, выщелачивание), физ (ветер, перепад температур). В результате образуется рухляк. Почва приобретает агрегатность, влагоемкость, воздухо – и водопроницаемость.

2 пит в-ва растений (К,Р) становятся доступными для растений.

3 накаплив. орган. в-во в почве, кот наз. гумус, он обуславливает плодородие.

Функции почвы

1. обеспечение существования жизни на земле (почва является следствием от жизни деятельности микроорганизмов, а с другой стороны почва является условием их существования).

2. участие в геологическом и биологическом круговороте веществ

3. регулирование химического состава атмосферы и гидросферы

4. регулирование процессов в биосфере

5. аккумуляция органического вещества и связанной с ним энергии

Составные части почвы

1. твердая фаза – органические, минеральные и органоминеральные компоненты. Минеральная часть – песок, глина, оксиды железа и алюминия. Органическая часть – гумус, фракции органического в-ва, остатки микроорганизмов. Органоминеральная часть – соединения органических к-т и глины.

2. жидкая фаза (почвенный раствор). Гигроскопическая вода – вода, прочно связанная с почвой (попадает из воздуха). Капиллярная заполняет поры и пустоты, гравитационная попадает после дождя.

3. газовая фаза (почвенный воздух). Газы, выделяющиеся в процессе дыхания микроорганизмов (углекислый, метан, сероводород).

4. Живая фаза. Микроорганизмы и простейшие.

Физико-механические свойства почвы.

1. цвет

2. влажность

3. влагоемкость

4. водопроницаемость

5. плотность. Объемный вес – масса почвы, отнесенная к объему почвы и воздуха. Удельный вес – масса почвы, отнесенная к ее объему (истинная плотность). Кажущаяся плотность – учитывает порозность.

6. структура. Гранулометрический состав – массовое соотношение относительное процентное в составе твердых частиц различной крупности выделяемый в пределе условной группы частиц одинакового размера - фракций. Мех. состав – распределение частиц по размерам или по фракциям

Почвы в зависимости от структуры классифицируются: гравий, песок (крупный, средний, мелкий), пыль (крупная, средняя, мелкая), ил (грубый, тонкий), коллоиды.

Качинский классифицировал почвы по структуры. Охотин классифицировал грунты, ввел понятие физическая глина и физический песок. Вадюнин и Корчагин придумали метод шнура.

Аэрозоли – (двухфазная система) под атмосферными понимают совокупность взвешенных частиц с размерами превышающими молекулярные ( > 9 нм).

Роль в атм.:

1) Аэрозоли имеют большое влияние на формирование радиационного режима планеты. В зависимости от размера и состава частиц вносят определенный вклад в отражении, поглощении, рассеянии коротковолновой радиации солнца и длинноволнового потока теплового излучения подстилающей поверхности.

2) Влияют на формирование гидрологического режима атмосферы, частицы определенного химического состава и размера служат ядрами на которых происходит конденсация водяного пара и конденсация воды.

3) Поверхность твердых и внутренний объем жидкокапельных аэрозолей может служить местом различного рода химических реакций, скорости которых будут определяться каталитическими свойствами поверхности этих частиц.

4) Интерес аэрозоля представляет состав (соединения тяжелых металлов, канцерогенных ароматических углеводородов, полихлорированные соединения различных классов – бифенилы, пестициды ). Они мелкодисперсные, поэтому легко попадают в дыхательные пути.

Классификация аэрозолей.

Ι Аэрозоли подразделяют в зависимости от дисперсности и роли, которые они выполняют в метеорологических процессах атмосферы.

1) Группа частиц с d<0.1 мкм – частицы Айткена. Относительное число в атмосфере ω=90%. Но т.к. они маленькие, то их масса 20% от общей массы частиц. Пример: при горении природного газа; в процессе конденсации паров с высоким парциальным давлением (пары HCl). Влияют на электрическую характеристику атмосферы – электропроводимость.

2) 0,1≤d≤1 мкм – Большие частицы (частицы Ми) – относительное число в атмосфере ω=9,9% , но их масса 31% от общей массы. Образуются за счет коагуляции частиц Айткена или их роста в результате конденсации различных газов(H2O пар). Эти частицы влияют на оптические свойства атмосферы, рассеяние или поглощение коротковолновой или инфракрасной радиации, кроме того, влияют на процессы облакообразования (ядра конденсации).

3) d>1 мкм – Гигантские частицы ω=0,1%, но по массе 49%. Образуются при разрушении горных пород, продукты испарения воды, мелкая фракция вулканического пепла, фрагменты растительности и др. Влияют на процессы осадко и облакообразования (ядра конденсации); формируют химический состав атмосферы; влияют на оптические свойства атмосферы.

ΙΙ Могут быть разделены по способам их возникновения

1. Конденсационные – образуются при объемной конденсации пересыщенных паров веществ или охлаждении газообразных продуктов горения и последующая агрегация молекул(сжигание топлива). Образуются частицы 1и 2 группы.

2. Дисперсионные – образуются при диспергировании твердой и жидкой фаз вещества. Например разрушение горных пород, выветривание почвы(частицы 3 группы).

3. Образуются в результате химического взаимодействия веществ, которые находятся в атмосфере (образование капелек серной кислоты).

ΙΙΙ По происхождению

1. естественное – выветривание, разрушение горных пород и т.д. (основное количество ~70%)

2. антропогенное.

ΙV Свойства аэрозольных частиц на разных высотах атмосферного слоя различаются:

1. Тропосферные (основная масса) где их средняя продолжительность пребывания 10 дней. Тропосферные аэрозоли формируются из различных источников:

А) Океанические аэрозоли

Б) Терригенные аэрозоли – выветривание почв и горных пород.

В) Вулканические извержения

Г) Сжигание различной биомассы

Д) Антропогенные выбросы

Состав тропосферного аэрозоля до высоты 3 км:

Большие частицы:

-50% - сульфаты в форме сульфата аммония;

-35% - частицы почвенного происхождения, состоящие из 53% SiO2, 13% Al2O3, 7% Fe2O3, 23% прочие оксиды;

-15% - морская соль

Более 3 км: 60% - сульфаты, 40% частицы почвенного происхождения.

2) Стратосферные – продолжительность пребывания в пределах от нескольких месяцев до нескольких лет (из-за разряженности воздуха). Значительная часть стратосферных частиц находится в слое толщиной несколько км. Середина этого слоя на высоте 18-20 км (слой Юнге) исследования показали, что большие частицы состоят в основном из капель H2SO4 , соединений сульфата и пирсульфата аммония, образуются в результате реакций диоксида серы поступающего из нижних слоев атмосферы. В нижних слоях он берется при извержении вулкана. Существование слоя Юнге связано не только с поступлением вещества при извержении вулкана, а главным веществом является карбонил сульфит COS , который образуется при сжигании топлива, выделении из земных недр, продукт жизнедеятельности микроорганизмов, кроме того образуется в тропосфере из короткоживущего CS2(время жизни CS2 – 0.2 года).

CS2+O°H = COS + HS

А время жизни COS в тропосфере ~1год и при этом значительная его часть переносится в стратосферу, где подвергается фотолитическому распаду

COS + hν = CO + S°

S° + O2 = SO2

Слой Юнге оказывает влияние на потоки коротковолновой радиации (задерживает) и на длинноволновые потоки, поэтому увеличение этого слоя приводят к изменению климатических условий. Гигантские частицы в стратосфере имеют космическое происхождение.

Загрязняющие вещества, действующие в глобальном масштабе:

1. CO2

2. Взвешенные частицы

Глобальное потепление. Связано с наличием в атмосфере парниковых газов(CO2, метан, оксиды азота, фреоны и др.), которые поглощают длинноволновое излучение, выделяемое землей, при этом нагреваются сами и греют атмосферу.