Атмосферный воздух как фактор биосферы, природный химический состав. Глобальные изменения качества атмосферного воздуха

Воздушная среда - газообразная оболочка земного шара, необходимое условие поддержание жизни на Земле. Позволяет ориентироваться в пространстве, через органы чувств вопринимаются зрительные, слуховые сигналы. Влияет на многие энергетические и гидрологические процессы. Состояние воздушной среды определяет количество и качество солнечной радиации у поверхности Земли. В атмосфере образуются осадки, которые наряду с ветрами способствуют механическому разрушению горных пород, является одним из факторов климатообразования, её циркуляционная деятельность способствует формированию погоды. Служит источником некоторых видов сырья: из воздуха добывают азот, кислород, аргон и гелий. Воздух используется в промышленности как химический реагент(горение топлива, выплавка металла, процессы окисления), как физическая среда для переноса тепла (воздушное отопление, сушка). Воздушная среда является разбавителем газообразных продуктов жизнедеятельности животных и человека, отходов производственной и хозяйственной деятельности. Через воздушную среду осуществляются процессы теплообмена, отдача тепла посредством конвекции и потоиспарения. Изменение свойств почвы, одежды, жилища тесно связано с состоянием воздушной среды. В процессе развития человеческого организма между ним и воздушной средой создается тесное взаимодействие, нарушение которого может привести к неблагоприятным последствиям в организме.

Газообразные и твердые примеси в виде пыли и сажи зависит от характера выбросов в атмосферу, условий разбавления и процессов самоочищения. На концентрацию вредных веществ в атмосфере влияют скорость и направление господствующих ветров, температуры, влажности, осадки, солнечная радиация, химическая трансформация токсических веществ в воздухе, количество и качество и высота выброса в атмосферу.

Воздушная среда представляет собой смесь газов. Сухой атмосферный воздух содержит 20,95% кислорода, 78,09% азота, 0,03% углекислого газа. Присутствуют много инертных газов (аргон, гелий, неон, криптон, водород, ксенон, радон) В небольшом количестве озон, закись азота, йода, метан, водяные пары. Так же в атмосфере содержатся некоторые примеси природного происхождения, разнообразные загрязнения.

Кислород поступает в атмосферу в результате фотосинтеза растений. При падении парциального давления при поднятии на высоту, возможны явления кислородного голодания. Снижения парциального давлении кислорода ниже 50-60 мм.рт.ст несовместимо с жизнью. Повышение более 600 ведет к развитию отеку легких и пневмоний и уменьшение ЖЕЛ. Озон образуется в результате коротковолновой ультрафиолетовой радиации- образуется атомарный кислород из молекул кислорода. Они присоединяются к нейтралной молекуле кислорода и образуется озон. Одновременно происходит его распад. Озон поглощает коротковолновую ультрафиолетовую радиацию, длинноволновую инфракрасную радиацию (исходит от Земли и предотвращает чрезмерное охлаждение Земли).Обладает окислительными способностями, поэтому в загрязненном воздухе его концентрация снижена. Озон считался показателем чистоты воздуха, но в последнее время установлено, что озон образуется в результате фотохимических реакциях при формировании смога, поэтому обнаружение озона в атмосферном воздухе крупных городов считают показателем загрязненности.

Азот не поддерживает горение и дыхание, в природе происходит его круговорот: усваивается бактериями почвы, синезелеными водорослями, под влиянием электрических разрядов превращается в окислы, которые обогащают почву солями азотистой и азотной кислотой, соли усваиваются растениями. Азот является разбавителем кислорода, повышенное его содержание способствует гипоксии и асфиксии.

Среди инертных газов особое значение имеют радон, актинон и торон – продукты распада естественных радиоактивных элементов радия, тория, актиния. Определяют естественную радиоактивность атмосферы.

Углекислый газ выделяется при дыхании человека и животных, а так же горении, гниении, брожении, при промышленном обжиге известняков, выделение с вулканическими газами. Из воздуха вымывается осадками. Углекислый газ растворенный в воде морей и океанов находится в динамическом равновесии с углекислым газом воздуха. За последнее время его концентрация в воздухе промышленных городов увеличивается за счет сгорания топлива.

Водород, метан, закись азота, аммиак, сероводород являются результатом естественных процессов, происходящих на поверхности земли и в атмосфере. Водород образуется в результате фотохимического разложения молекул воды на кислород и водород. Метан – при анаэробном гниении органических соединений. Аммиак образуется при разложении органических веществ, его концентрация зависит от загрязнения территории нечистотами. Йод попадает в атмосферный воздух из-за мельчайших капелек морской воды.

Вещества взвешенные в атмосферном воздухе представлены пылью естественного и искусственного происхождения. Бывает космическая, вулканическая, наземная, морская, пыль лесных пожаров.

Естественное загрязнение атмосферного воздуха незначительно по сравнению с его искусственным загрязнением, которое с каждым годом увеличивается. Под атмосферным загрязнением понимают примеси к атмосферному воздуху, которые образуются в результате деятельности человека. В промышленности используют высокотоксичные элементы, оказывающие гонадотоксическое, эмбриотоксическое и канцерогенное действие. Происходит увеличение плотности загрязнителя на 1 м2 площади и 1 м3 воздуха. Это приводит к качественному и количественному изменению состава воздуха.