Atmosfera (co to
jest?).
Źródła i rodzaje
zanieczyszczeń
atmosfery.
Przygotowały:
Dagmara Nocoń, Magdalena Orendorz
Biotechnologia, Wydział Chemiczny, Gr.1
1
gazowa powłoka złożona
z mieszaniny gazów zwanej powietrzem,
otaczająca planetę o masie
wystarczającej do utrzymywania wokół
siebie warstwy gazów w wyniku
działania grawitacji.
2
Atmosfera
Stałe składniki:
azot – 78,09% objętości powietrza,
tlen – 20,95% objętości powietrza,
inne gazy (argon – prawie 0,1%, hel, krypton, ksenon, neon,
wodór), ogółem ok. 1% objętości powietrza.
Zmienne składniki:
para wodna – średnia zawartość pary wodnej w powietrzu wynosi
0,2-2,5%;
dwutlenek węgla – średnio w atmosferze zajmuje 0,03% objętości
ozon –tworzy warstwę ochronną dla organizmów żywych, gdyż
zatrzymuje promieniowanie ultrafioletowe;
aerozole – pyłki roślin, bakterie, cząsteczki soli, kryształki lodu i
soli morskiej, pyły wulkaniczne i przemysłowe. Występują w
przyziemnej części atmosfery..
3
Skład atmosfery
4
Troposfera - najcieńsza, ale również
najgęstsza warstwa atmosfery leżąca nad
powierzchnią Ziemi; sięga do wysokości ok.
12 km; ciśnienie atmosferyczne i gęstość
powietrza spadają tu wraz z wysokością;
zachodzą tu wszystkie zjawiska pogodowe
oraz cały obieg wody w przyrodzie.
Tropopauza - warstwa przejściowa
pomiędzy stratosferą a troposferą.
5
Warstwy atmosfery (sfery)
i ich charakterystyka
Stratosfera - warstwa sięgająca do 50 km,
na wysokości 25-30 km została wyznaczona
strefa ozonowa, czyli ozonosfera; do
wysokości około 25 km utrzymuje się
temperatura do -55°C, natomiast powyżej
temperatura wrasta.
Stratopauza - znajduje się pomiędzy 50 a
55 kilometrem.
6
Warstwy atmosfery (sfery)
i ich charakterystyka
Mezosfera - sięga do 80-85km nad
powierzchnią ziemi; zachodzi gwałtowny
spadek temperatury wraz ze wzrostem
wysokości z 0°C do –80°C.
Mezopauza - warstwa przejściowa o
grubości ok. 5 km, temperaturze ok. –120°C.
7
Warstwy atmosfery (sfery)
i ich charakterystyka
Termosfera - warstwa atmosfery bardzo silnie
rozrzedzonego powietrza (przez co przestaje
rozchodzić się dźwięk) sięgająca do 500-600 km;
znaczny, gwałtowny wzrost temperatury;
przeważa tlen; dolna część termosfery to jonosfera
i występują tam zorze polarne.
Egzosfera - zewnętrzna warstwa atmosfery
stopniowo przechodząca w przestrzeń
międzyplanetarną; zaczynają zanikać ostatnie
ślady obecności powietrza.
8
Warstwy atmosfery (sfery)
i ich charakterystyka
9
Atmosfera chroni organizmy żywe Ziemi
przed częścią wysokoenergetycznego
promieniowania elektromagnetycznego
i cząstkami promieniowania
kosmicznego oraz jest miejscem
przebywania organizmów
(nie dosłownie życia!).
10
Znaczenie atmosfery dla życia
na Ziemi
Powietrze zanieczyszczają wszystkie substancje gazowe,
stałe lub ciekłe, znajdujące się naturalnie w powietrzu w
ilościach większych niż ich średnia zawartość lub nie
będące ich naturalnym składnikiem.
Można je podzielić na:
pyłowe
gazowe
lub
pierwotne
wtórne
(pierwotne po reakcjach chemicznych i przemianach fizycznych)
11
Zanieczyszczenia atmosfery
Zanieczyszczenia powietrza są najbardziej
niebezpieczne ze wszystkich zanieczyszczeń, gdyż
mogą się szybko przemieszczać na duże odległości
(cecha transgeniczna) i zanieczyszczać praktycznie
wszystkie elementy środowiska.
chemiczne substancje w postaci gazów lub pary;
cząstki organiczne w postaci stałej, czyli pyły;
mikroorganizmy;
krople cieczy kwasów, zasad, czy rozpuszczalników.
12
Zanieczyszczenia atmosfery
ditlenek siarki (SO
2
) + tlen --> tritlenek siarki
(SO
3
)
tritlenek siarki (SO
3
) + woda --> kwas siarkowy(VI)
dwutlenek azotu (NO
2
), tlenek azotu (NO),
amoniak (NH
3
), podtlenek i nadtlenek azotu (N
2
O,
NO
3
)
trójtlenek azotu (N
2
O
3
) i pięciotlenek azotu (N
2
O
5
)
kwasy: azotowy(III) - HNO
2
, azotowy(V) - HNO
3
powodują kwaśne deszcze
13
Groźne związki jako
zanieczyszczenia
tlenek węgla (CO) - bardzo toksyczny gaz,
bezbarwnny, bezwonny, niezauważalny,
który stanowi poważne zagrożenie;
dwutlenek węgla (CO
2
) - Jest naturalnym
składnikiem atmosfery, lecz wzrost jego
zawartości kwalifikuje go do zanieczyszczeń.
14
Groźne związki jako
zanieczyszczenia
pyły - ich emisja towarzyszy nieustannie
wszystkim procesom produkcyjnym.
Zaliczamy do nich pyły zawierające cząstki
arsenu, ołowiu, manganu, kadmu, selenu,
miedzi, fluoru i tym podobne.
15
Groźne związki jako
zanieczyszczenia
16
Naturalne
wybuchy wulkanów,
niosące popioły wulkaniczne oraz gazy takie jak
dwutlenek siarki (SO
2
), dwutlenek węgla (CO
2
),
pożary
– emisja dwutlenku węgla (CO
2
), tlenek węgla (CO) i pyłów,
morza i oceany
– są źródłem soli,
erozje gleb i skał,
zieleń,
jako źródło pyłków roślinnych,
bagna,
będące źródłem metanu (CH
4
), dwutlenku węgla (CO
2
), siarkowodoru
(H
2
S) i amoniaku (NH
3
);
Antropogeniczne
energetykę, a konkretnie spalanie paliw,
procesy technologiczne przemysłu chemicznego, hutniczego i
rafineryjnego, oraz kopalnie i cementownie,
wszystkie rodzaje transportu, zarówno lądowego, wodnego i
powietrznego,
gospodarstwa domowe, miejsca utylizacji i wysypiska odpadów i
ścieków.
17
Źródła zanieczyszczeń
atmosfery
punktowe – głównie duże zakłady
przemysłowe emitujące pyły, ditlenku siarki,
tlenku azotu, tlenku węgla, metale ciężkie;
powierzchniowe (rozproszone) – paleniska
domowe, lokalne kotłownie, niewielkie
zakłady przemysłowe emitujące głównie
pyły, dwutlenek siarki;
liniowe – głównie zanieczyszczenia
komunikacyjne odpowiedzialne za emisję
tlenków azotu, tlenków węgla,
węglowodorów aromatycznych, metali
ciężkich (platyny, palladu i rodu).
18
Źródła zanieczyszczeń
atmosfery
powstawanie schorzeń układu oddechowego,
zaburzenia reprodukcji
alergie
korozja metali i materiałów budowlanych
zaburzenie roślinnej transpiracji, fotosyntezy
i oddychania
skażanie wody i gleby zakwaszenie
wpływ na zmiany klimatyczne
19
Skutki zanieczyszczeń
powietrza
kwaśny deszcz - opad atmosferyczny o bardzo niskim pH;
zawiera kwas siarkowy oraz kwas azotowy; przyczynia się
do zwiększenia śmiertelności niemowląt i osłabienia płuc,
powoduje zakwaszania rzek i jezior, niszczenie flory
i fauny, degradację gleby, niszczenie zabytków,
architektury.
smog – mgła dymna, powstająca na skutek łączenia się
dymu i mglistej pary wodnej; zanieczyszczone powietrze
zawiera duże stężenia pyłów i toksycznych gazów, których
źródłem jest głównie motoryzacja i przemysł; dzieli się go
na kwaśny i fotochemiczny.
20
Skutki zanieczyszczeń
powietrza
21
skutki kwaśnego
deszczu
smog
dziura ozonowa - spadek zawartości ozonu na
wysokości 15-20 km; największe znaczenie mają w
tym procesie związki chlorofluorowęglowe (freony),
z których uwolniony chlor (pod wpływem
promieniowania ultrafioletowego) atakuje cząsteczki
ozonu, prowadząc do uwolnienia tlenu (O
2
) oraz
tlenku chloru (II) (ClO); ważne też są halony i tlenki
azotu. Efektem dziury ozonowej jest każdego roku
powiększająca się liczba osób chorująca na raka, czy
cierpiąca na choroby skóry.
22
Skutki zanieczyszczeń
powietrza
23
efekt cieplarniany - zjawisko zachodzące w atmosferze
planety powodujące wzrost temperatury planety, w tym i
Ziemi; efekt wywołują gazy atmosferyczne, zwane
gazami cieplarnianymi (dwutlenek węgla, metan, ozon,
freony, tlenki azotu), może on doprowadzić do osuwania
i roztopienia się lodowców, grozi również podwyższeniem
średniej temperatury powietrza, poziom mórz się
podnosi, obszary pustynne się poszerzają, zwiększa się
liczba anomalii pogodowych (cyklony, wielkie burze), a
organizmy żywe niezdolne do adaptacji mogą wyginąć.
24
Skutki zanieczyszczeń
powietrza
25
Czynniki zagrażające czystości atmosfery:
energetyka oparta na węglu kamiennym i brunatnym,
rozwinięty ale nie doinwestowany ekonomicznie
przemysł surowcowy,
niedobór instalacji oczyszczających gazy odlotowe,
dynamicznie rozwijający się transport samochodowy
(pojazdy i drogi),
opóźnienie w rozwoju prawa ekonomicznego i jego
egzekwowania.
26
Zanieczyszczenia powietrza
w Polsce
Jeden lot przez Atlantyk pochłania 60 tys.
litrów paliwa, czyli więcej niż przeciętny
kierowca zużyje przez 50 lat. Związki
wyrzucane z dysz silników odrzutowych
niszczą ochronną warstwę ozonową, a
samoloty pasażerskie zanieczyszczają
atmosferę cztery razy bardziej niż kominy
stojące na ziemi!
27
Samoloty pasażerskie
a atmosfera
W atmosferze zachodzą procesy
samooczyszczania. Zanieczyszczenia docierają
do powierzchni Ziemi na drodze:
• opadu suchego - osadzanie się
zanieczyszczeń bez udziału frakcji ciekłej,
• opadu mokrego – wymywanie
zanieczyszczeń przez opady atmosferyczne.
Nie jest to jednak wystarczalne.
28
Jak chronić atmosferę?
Żeby oczyścić powietrze należy dokonać:
zmian technologicznych,
zamontować skuteczne urządzenia oczyszczające dla źródeł
emisji (cyklony, filtry workowe, elektrofiltry, skrubery,
odpylacze),
ustalić prawidłowe kryteria oceny zanieczyszczeń,
ograniczenie emisji komunikacyjnych,
zastąpienie tradycyjnych źródeł energii tymi
niekonwencjonalnymi,
ograniczenie emisji gazów powstających w wyniku rozkładu
substancji organicznych znajdujących się na wysypiskach śmieci,
zwiększenie powierzchni obszarów zielonych.
29
Jak chronić atmosferę?
Przeciętnie licząc, wszystkiej wody zawartej w atmosferze
wystarczyłoby tylko na dziesięć dni deszczu.
Nawet jedna piąta wszystkich zgonów na raka płuc w miastach jest
spowodowana drobinkami zanieczyszczeń pochodzących głównie
ze spalin samochodowych. Właśnie te mikroskopijne cząsteczki,
odkładając się głęboko w płucach, mogą mieć zabójcze działanie.
"..rtęć z jednego tylko termometru może zanieczyścić jezioro o
powierzchni 4,5 hektara, a zniszczozne termometry każdego roku
powiększają rzekę odpadów wytwarzanych przez mieszkańców
USA o jakieś 17 ton rtęci".
Prawdopodobnie największa dziura ozonowa na Ziemi - nad
Antarktydą zamknie się dopiero między 2060 a 2075 rokiem.
30
Ciekawostki
atmosfera jest najbardziej narażona na działanie
szkodliwych czynników, czyli zanieczyszczeń, a przez to
i nasze bezpieczeństwo oraz zdrowie są zagrożone;
- jeśli nie będziemy robić niczego, co doprowadziłoby
chociaż do minimalnej poprawy jakości atmosfery, to
tylko kwestia czasu, by doszło do katastrofy ekologicznej;
- nawet najmniejsze czyny każdego człowieka mogą
zmienić bieg wydarzeń, chociażby ograniczenie jazdy
samochodem bardzo ogranicza emisję zanieczyszczeń do
powietrza.
31
Podsumowanie
Dziękujemy za
uwagę
32
Magazyn „Świat wiedzy” (numery: 1/2012, 3/2012)
Magazyn Focus (numer: sierpień 2010)
Podręcznik do szkół średnich „Geografia”, cz. 1., PWN
Książka „Atmosfera i oceany”, Dougal Dixon
Książka „Atmosfera, klimat, ekoklimat”, Krzysztof Kożuchowski, PWN
Prezentacje multimedialne opracowane przez dr E. Zabłocka-Godlewska (Pol. Śl.)
http://pl.shvoong.com/exact-sciences/earth-sciences/
http://www.ochronaprzyrody.republika.pl/
http://www.ekologia.pogodzinach.net/
33
Bibliografia