T*b- 2.2. Przeciętny iklad powietrza atmosferycznego przy powierzchni ziemi (wg R. Zarzyckiego, i997)
Składnik |
Udział objętościowy (%) |
Anul (N}) |
78,08 |
Tlen (Oj) |
20.93 |
Argon (Ar) |
0,9.1 |
Dwiilloitrk węglu (t‘()3) |
0,0.1 |
Norm (Ne) |
0,0018 |
Hel (He) |
0,00032 |
Metan (CH<) |
0,00014 |
Krypton (Kr) |
0,00011 |
Wodór (11]) |
0,00005 |
Ozon (O)) |
0,00005 |
Podtlenek azotu (N20) |
0,00002 |
Kaenon (Xe) |
0,0000087 |
Tlenek węgla (CO) |
do 0,00002 |
Dwutlenek siarki (S02) |
do 0,000003 |
Amoniak (NHj) |
do 0,000001 |
Dwutlenek azotu (N02) |
do 0.000000S |
Siarkowodór (HjS) |
do 0,00000006 |
Para wodna (H20) |
0-4 |
Wśród domieszek atmosferycznych odrębne miejsce zajmują zanieczyszczenia. Za zanieczyszczenie uznaje się domieszkę, której stężenie w powietrzu przekracza znacząco przeciętną jego wartość w „czystym powietrzu”, lub też domieszkę stanowiącą substancję „obcą” w atmosferze - niespotykaną w jej naturalnym składzie. Definicja zanieczyszczeń nie jest zbyt precyzyjna; popularne znaczenie tego terminu dotyczy przede wszystkim produktów wprowadzanych do atmosfery przez człowieka. Można jednak nazwać zanieczyszczeniami także składniki atmosfery pochodzenia naturalnego o wyjątkowo dużej koncentracji, występujące lokalnie bądź epizodycznie. Przykładami naturalnych zanieczyszczeń są substancje pochodzące z wybuchów wulkanów, pożarów leśnych albo burz pyłowych.
W atmosferze zawieszone są cząstki stałe lub drobiny roztworów różnych substancji. Rozproszone w gazach ciała stałe i ciecze - aerozole — nadają atmosferze charakter koloidu fazowego.
P-
Koloid - układ dyspersyjny, złożony z fazy rozpraszanej i rozpraszającej, roztwór koloidalny -stan pośredni między roztworem naturalnym i zawiesiną. W koloidach fazowych rozproszone cząstki zachowują swój stan skupienia. Rozproszone w atmosferze cząstki ciekłe i stałe nazywają się aerozolem atmosferycznym. Ze względu na pochodzenie wyróżnia się aerozol marygenicz-ny (pochodzący z emisji kropli wody morskiej do atmosfery), kontynentalny, wulkaniczny, kosmiczny.
Azot, stanowiący 3/4 całej masy atmosfery, występuje w dolnej, 50-kiłometrowej warstwie jako azot cząsteczkowy N2, na wysokości zaś 50-100 km jako azot atomowy N.
Na atomowy azot N w górnej atmosferze oddziałuje promieniowanie kosmiczne, które wytwarza nietrwały izotop l4C, zwany radiowęglem. W dolnej atmosferze izotop ten wchodzi w związki z tlenem, tworząc dwutlenek węgla, asymilowany następnie przez rośliny. Jedna molekuła dwutlenku węgla zawierająca radiowęgicl przypada przeciętnie na 0,5 • I012 molekuł zbudowanych z trwałego węgla l2C. Zasoby nietrwałego radiowęgla w materii organicznej stopniowo przekształcają się w azot, który powraca do atmosfery. Zawartość radiowęgla w osadach organicznych może być w związku z tym miarą czasu ich powstaniu; pomiur udziału tego izotopu w martwej materii organicznej może więc być metodą datowania osadów.
Cząsteczki azotu budującego dolną część atmosfery są dość obojętne; do rozerwania dwuatomowego azotu i uruchomienia wiązania atomów N potrzebna jest znaczna energia. Dostarczają jej m.in. wyładowania burzowe. Uwolnione atomy azotu wiążą się z tlenem, tworząc tlenki azotu, które z kolei reagują z wodą, wskutek czego powstają azotany i azotyny. Są one wypłukiwane przez deszcz z atmosfery i zasilają glebę, z której są pobierane przez rośliny, wiążące azot w żywej materii. Masa azotu absorbowanego z atmosfery w ten sposób jest jednak niewielka, sięga zaledwie 1 g/m2 rok.
Możliwe jest również bezpośrednie wiązanie atmosferycznego azotu przez organizmy żywe. Najdoskonalsze pod tym względem są sinice (Cyanobacteria) - drobnoustroje, żyjące w wodach i wilgotnej glebie. Szczątki tych organizmów stanowią naturalny nawóz, odgrywający m.in. ogromną rolę w podtrzymywaniu żyzności pól ryżowych. Podobną rolę spełniają związane z roślinami motylkowymi bakterie azotowe, tzw. brodawkowe, nazwane tak z powodu powstających pod ich wpływem narośli korzeniowych - brodawek. Azot, wiązany przez bakterie azotowe, żyjące w symbiozie z roślinami motylkowymi, przenika w postaci azotanów do ich tkanek i umożliwia - w dalszych procesach biochemicznych - syntezę białka w liściach. Uprawy koniczyny i lucerny wiążą w ten sposób do 40 g azotu na 1 m2 w ciągu roku. Do wzbogacania gleby w azot przyczyniają się także biała akaga, olcha oraz inne żyjące w glebie bakterie azotowe (Ązotobacter, Clostrinium).
Rozkład martwej materii organicznej (mineralizacja) zachodzi z udziałem bakterii i grzybów, tzw. destruentów. Rozkład kończy się powstaniem amoniaku (NHJ, który może ponownie wejść w cykl nitryfikacyjny: bakterie Nitrosomonas utleniają amoniak na azotyny, a bakterie Nitrobacter utleniają azotyny na azotany. Natomiast bakterie denitryfikacyjne rozkładają powstałe w procesie nitryfikagi azotany, powodując wydzielanie do atmosfery wolnego azotu cząsteczkowego.
Skutkiem redukgi azotynów i azotanów jest też powstawanie podtlenku azotu N20 który obok amoniaku staje się śladowym składnikiem atmosfery. Podtlenek azot w znacznym stopniu wpływa na powstawanie efektu cieplarnianego; jego „potencjał cif plarniany” jest ponad 200 razy większy od potengału dwutlenku węgla. Podtłenc azotu może też wchodzić w reakcje z innymi substangami pod wpływem promieniow nia słonecznego, tworzy się w ten sposób m.in. smog fotochemiczny. Koncentrat podtlenku azotu w atmosferze systematycznie wzrasta. Za główne źródła emisji N uważa się rolnictwo, stosujące nawozy sztuczne oraz przemysł chemiczny - produt nawozów, kwasu azotowego i kwasów tłuszczowych. Działalność człowieka odpowi