Презентация Геосферы планеты Земля и проблемы устойчивого развития онлайн

Содержание слайда: Геосферы планеты Земля и проблемы устойчивого развития Лекция 3 Атмосфера

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Тропосфера Тропосфера – нижний, непосредственно соприкасающийся с земной поверхностью, слой атмосферы. Именно воздухом тропосферы дышат живые организмы, влага, конденсирующаяся в тропосфере и выпадающая с атмосферными осадками, обеспечивает человека питьевой водой, а проникающее через тропосферу солнечное излучение используется автотрофными организмами в процессе фотосинтеза.

Содержание слайда: Процессы окисления примесей в тропосфере Протекают по различным направлениям: 1) Окисление непосредственно в газовой фазе; 2) Окислению предшествует абсорбция частицами воды, и в дальнейшем процесс окисления протекает в растворе; 3) Окислению предшествует адсорбция примесей на поверхности твердых частиц, взвешенных в воздухе.

Содержание слайда: Концентрация примесей в тропосфере

Содержание слайда: Образование гидроксидного радикала в тропосфере O(1D)+Н2О = O(1D)+ 2ОН O(1D)+СН4 = СН3+ОН O(1D) + Н2 = Н+ОН НNO2 —→NO+ОН , λ<340 нм (4.6) НNO3—→NO2+ОН, λ<335 нм (4.7) Н2O2—→2ОН, λ<300 нм

Содержание слайда: Гидропероксидный радикал Н+О2—→НО2 О3+ОН—→НО2+О2 Н2О2+ОН—→НО2+Н2О

Содержание слайда: Схема трансформации соединений серы в тропосфере

Содержание слайда: Антропогенные источники серы В природе нет ископаемого топлива, которое состояло бы из одних углеводородов. Всегда имеется примесь других элементов, и один из них — сера. Даже природный газ содержит по крайней мере следы серы. В сырой нефти, в зависимости от месторождения, содержится от 0,1 до 5,5 процента серы; уголь содержит от 0,2 до 7 про­центов серы. Сжигание топлива дает 80—90 % всего антропогенного сернистого газа, причем больше всего (70 про­центов и более) дает сжигание угля. 10—20 процентов приходятся на выплавку цветных металлов и производство серной кислоты.

Содержание слайда: Антропогенные источники серы Сырьем для получения меди, свинца и цинка служат главным образом руды, содержащие большое количество серы (до 45 процентов). Эти руды и другие богатые серой минералы служат сырьем для получения серной кислоты.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Схема трансформации соединений азота в тропосфере

Содержание слайда: Доля метана, выделяющегося из различных источников, %

Содержание слайда:

Содержание слайда: Градиент температуры и устойчивость атмосферы. .

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Смог в городской атмосфере Понятие "смог"* впервые было употреблено около 100 лет назад применительно к смеси дыма и тумана, обычно имевшей жёлтый цвет и образовывавшейся над Лондоном в периоды температурных инверсий Позже *(smog  smoke + fog (англ.), дым + туман) его стали применять для характеристики задымленных или туманных условий, наблюдаемых в атмосфере и других регионов. В настоящее время различают два основных вида смога: смог, связанный с загрязнением атмосферы копотью или дымом, содержащим диоксид серы (лондонский смог), и смог, вызванный загрязнением воздуха выхлопными газами транспорта, содержащими оксиды азота (смог Лос-Анджелеса).

Содержание слайда: Изменение концентрации примесей во времени при облучении разбавленных выхлопных газов автомобилей

Содержание слайда:

Содержание слайда: Высокотоксичные соединения в атмосфере В последние десятилетия внимание специалистов в области охраны окружающей среды направлено на изучение химических превращений и мониторинг высокотоксичных соединений, часто называемых суперэкотоксикантами. Среди суперэкотоксикантов следует особо упомянуть группы наиболее распространенных органических соединений – полиядерные ароматические углеводороды (ПАУ) и галогенсодержащие органические соединения, а также, соединения, содержащие тяжелые металлы.

Содержание слайда: Полиядерные ароматические углеводороды

Содержание слайда:

Содержание слайда: Галогенсодержащие суперэкотоксиканты Все наиболее опасные из этих соединений попадают в список так называемой «грязной дюжины», в который эксперты UNEP выделили 12 наиболее опасных стойких органических загрязнителей (СОЗ). В целом к СОЗ (в английском варианте – Persistent organic pollutants (POPs) относятся вещества, которые отвечают следующим требованиям: Являются токсичными; Являются устойчивыми в окружающей среде; Способны к биоаккумуляции; Склонны к трансграничному переносу и к накоплению в окружающей среде; Являются причиной значительного вредного воздействия на здоровье человека или на окружающую среду вследствие его трансграничного распространения.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Диоксины и дибензофураны . К этим хлорорганическим соединениям относится большая группа гетероциклических полихлорированных соединений, основу которых составляют два ароматических кольца, соединенные, в случае диоксинов, или правильнее, дибензо-п-диоксинов (ПХДД), двумя кислородными мостиками, и, в случае дибензофуранов (ПХДФ), одним кислородным мостиком, содержащих от одного до 8 атомов хлора. К этой группе хлорорганических соединений часто относят хотя и менее токсичные, но выпускаемые в промышленных масштабах полихлорированные бифенилы (ПХБ), в которых два бензольных кольца непосредственно связаны друг с другом

Содержание слайда:

Содержание слайда: Тяжелые металлы в атмосфере Поскольку одна из важнейших особенностей элементов, объединяемых в группу «тяжелых металлов» связана с их опасностью для человека, представляется целесообразным учитывать не только плотность и атомную массу элемента, но и такие характеристики, как – токсичность, стойкость, способность накапливаться в окружающей среде и масштабы использования металлов. По этим признакам в группу «тяжелых металлов» относят - свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут, кобальт, никель, медь, олово, сурьму, ванадий, марганец, хром, молибден, мышьяк и, часто, сравнительно легкий алюминий.

Содержание слайда: В целом эта группа суперэкотоксикантов имеет широкий спектр токсического действия, в некоторых случаях они проявляют канцерогенные свойства. Хотя у различных видов живых организмов нет единого порядка чувствительности по отношению к тяжелым металлам, по этому показателю их часто располагают в следующей последовательности: В целом эта группа суперэкотоксикантов имеет широкий спектр токсического действия, в некоторых случаях они проявляют канцерогенные свойства. Хотя у различных видов живых организмов нет единого порядка чувствительности по отношению к тяжелым металлам, по этому показателю их часто располагают в следующей последовательности: Hg > Cu > Zn > Ni > Pb > Cd > Cr > Sn > Fe > Mn > Al. Необходимо помнить, что опасность воздействия тяжелых металлов на организмы и их способность мигрировать в окружающей среде во многом зависит от вида соединений в состав, которого они входят. Поэтому при контроле качества тех или иных сред и продуктов нельзя ограничиваться лишь определением их валового содержания. Следует определить и дифференцировать структуры соединений, в которые входят конкретные тяжелые металлы.

Содержание слайда: Концентрации некоторых тяжелых металлов в природных районах и на урбанизированных территориях Северной Америки и Европы

Содержание слайда: Загрязнение воздуха внутри некоторых, типовых помещений

Содержание слайда: Содержание оксидов азота и оксида углерода в воздухе помещений при работающей газовой плите

Содержание слайда: Аэрозоли в атмосфере Аэрозоли в атмосфере Аэрозолями называют дисперсные системы, содержащие твердые или жидкие частицы, суспендированные в газовой фазе. Твердая фаза представляет собой продукты конверсии примесей, либо частицы золы и минеральной пыли. Жидкая фаза состоит из воды, продуктов превращения примесей и растворимых компонентов. Превращения примесей сопровождаются постоянным взаимодействием между газовой, жидкой и твердой фазами, присутствующими в тропосфере. Химические реакции, протекающие в этих сложных системах, часто называют гетерогенными химическими реакциями.

Содержание слайда: Поступление частиц из различных источников в атмосферу (106 т/год)

Содержание слайда: Критерии устойчивости аэрозольных частиц Критерии устойчивости аэрозольных частиц Для существования устойчивого аэрозоля (аэродисперсной системы) необходимы следующие условия: 1) скорость седиментации частиц мала; 2) силами инерции при перемещении частиц можно пренебречь (отношение сил инерции к силам вязкости мало); 3) броуновское движение частиц весьма эффективно; 4) система характеризуется высокой удельной поверхностью.

Содержание слайда:

Содержание слайда: По типу происхождения и по размерам аэрозоли обычно подразделяют на две большие группы: микро- и макрочастицы. По типу происхождения и по размерам аэрозоли обычно подразделяют на две большие группы: микро- и макрочастицы. Микрочастицы радиуса меньше 0,5 -1,0 мкм образуются в процессах коагуляции и конденсации, тогда как макрочастицы возникают в основном при дезинтеграции поверхности Земли.

Содержание слайда: Крупные частицы — больше чем 100 микрон. Быстро падают из воздуха (оседают на пол и горизонтальные поверхности) включают волосы, снег, грязь от насекомых, комнатную пыль, скопление сажи, крупный песок Могут попасть в нос и рот в процессе дыхания. Эффективно задерживаются в дыхательных путях и бронхах, не проникая в легкие. Опасны в очень больших концентрациях, увеличивают нагрузку на дыхательные пути, могут вызывать рак, аллергические реакции. Задерживаются обычными фильтрами грубой очистки.

Содержание слайда: Средний размер частиц — в пределах до 10 микрон.  Относятся к PM10 по принятой классификации размеров частиц. Медленно падают из воздуха (оседают на пол и горизонтальные поверхности) Это - цветочная пыльца, большие бактерии, частицы золы в воздухе, угольную пыль, мелкий песок, и мелкая пыль Частицы, которые через дыхательные пути попадают в легкие, но не попадают в зону газообмена и не всасываются в кровь. Зашлаковывают легкие, могут вызывать рак, астму, аллергические реакции. Задерживаются фильтрами тонкой очистки.

Содержание слайда: Мелкие частицы — менее 1 микрона Относятся к PM1 по принятой классификации размеров частиц. Очень медленно падают из воздуха (оседают на пол и горизонтальные поверхности). В спокойной атмосфере процесс оседания может занять от дней до нескольких лет. В возмущенной атмосфере они могут никогда не осесть. Включает вирусы, мелкие бактерии, металлургическую копоть, сажу, пары масла, табачный дым, копоть. Эти частицы проникают в зону легких, отвечающую за газообмен. Через альвеолы могут всасываться в кровь, вызывая зашлаковывание сердечно-сосудистой системы, аллергические реакции, интоксикацию адсорбированными на поверхности частиц химическими соединениями. Задерживаются фильтрами высокой эффективности.

Содержание слайда: Классификация частиц по размерам Ядра Айткена менее 0,1 мкм Большие частицы от 0,1 до 1 мкм Гигантские частицы более 1 мкм

Содержание слайда: Концентрация аэрозолей (см-3) Антарктида 100 -1000 Природные территории 1000 – 10000 Городской воздух 10 млн. ------------------------------------------------------------------- Ядра Айткена Большие Гигантские N (см-3) 105 100 1 N (мкг/м3) 40 20 20

Содержание слайда: Влияние извержения вулканов на прозрачность атмосферы

Содержание слайда: Радиационный баланс Qприход = Q расход Qприход= I*Sпроекции*(1-А) Q расход= Sземли*σ*Т4 Т = [I*(1-A)/4 σ]1/4 T = 2520K

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Парниковый эффект Парниковым может считаться любой газ, поглощающий в ИК-области и содержащийся в сколь угодно малых количествах в атмосфере. водяной пар, находящийся в атмосфере углекислый газ (диоксид углерода) (СО2), метан (СН4), оксиды азота, в особенности N2O озон (О3) хлорфторуглероды

Содержание слайда: Концентрация СО2 (ppm) 180 тыс. лет назад 200 1750 год 280 311 345 360 2017 400 2080 600

Содержание слайда: Поступления СО2 (млрд.т/год) Природные источники 100 Антропогенные поступления 5,7 В том числе (%): Производство энергии 22 Транспорт 22 Промышленность 15 ЖКХ 15 Уничтожение лесов 26

Содержание слайда: Концентрации и времена пребывания основных парниковых газов в атмосфере