Аэрозоли в атмосфере Земли




Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московской области «Университет «Дубна»

Факультет естественных и инженерных наук

Кафедра экологии и наук о Земле

 

Доклад по дисциплине «Химия атмосферы»

На тему: Аэрозоли в атмосфере Земли

Выполнила:

студентка гр. 6021

Забелина А.Д

 

 

Преподаватель:

Панина Е.В.

 

 

 

Дубна, 2017


 

 

Оглавление

Аэрозоли в атмосфере Земли. 3

Сульфатная аэрозольная компонента. 7

Вывод аэрозольного вещества из атмосферы.. 8

Литература. 10

 


Аэрозоли в атмосфере Земли

Аэрозольные частицы в атмосфере имеют широкий диапазон размеров, так как к ним относятся как частицы, состоящие из нескольких молекул (кластеры), имеющие диаметр порядка 1 нм, так и крупные пылинки, витающие в воздухе, диаметром в несколько десятков микрон (104 нм) [1].

Точно определить наибольшие размеры аэрозольных частиц сложно, так как в разных условиях частицы одного и того же размера могут выпадать из атмосферы, а могут и довольно длительное время находиться взвешенными в воздухе. По Х.Юнге эта граница равна rmax = 20 мкм. Во время пылевых бурь верхний предел размеров витающих в воздухе частиц может превышать 100 мкм [1].

По размерам различают три класса аэрозольных частиц: мелкодисперсные (r ≤ 0,1 мкм), среднедисперсные (0,1 мкм < r < 1 мкм) и грубодисперсные ( r ≥ 1 мкм) [1].

Среднедисперсные аэрозоли называются также большими частицами, а грубодисперсные - гигантскими. Часть мелкодисперсной фракции, которая обладает гигроскопическими свойствами и регистрируется с помощью счетчиков Айткена (представляющих собой модификацию камеры Вильсона), называется ядрами конденсации [1].

По характеру образования и трансформации аэрозольных частиц мелко- и среднедисперсная фракции были названы К.Уитби транзитивной и аккумулятивной. Для частиц меньше 1 мкм в литературе также употребляются термины субмикронная или тонкодисперсная фракция [1].

Основными источниками аэрозолей являются поверхности суши, морей и океанов, метеоритные потоки, лесные пожары, химические и фотохимические реакции в атмосфере и растительном покрове, хозяйственная деятельность человека. Почвы, включая поверхности степей, пустынь, гор, представляют собой наиболее мощный источник аэрозольных частиц. Вдали от моря и промышленных районов они практически полностью обусловливают химический состав аэрозольных частиц в нижних слоях атмосферы. Косвенные оценки позволяют предполагать, что по массе почва дает около 50% всех аэрозольных частиц в атмосфере. Однако их химический состав не идентичен полностью химическому составу почв ввиду того, что не все минералы и другие почвенные продукты одинаково диспергируются. В основном для аэрозолей почвенного происхождения характерно присутствие кварца и других соединений кремния, глиноземов, карбонатов и кальцитов, окислов железа. Доля органических веществ в аэрозолях почвенного происхождения невелика, не более 10%. Значительное количество аэрозолей в атмосфере связано с пыльными бурями, которые заносят пыль далеко в океаны и даже переносят ее, например, из Африки через Атлантический океан в Америку [1].

Пыль очень обогащена окислами железа и марганца по сравнению с грунтом - ее источником. Вероятно, при образовании мелкой пыли процессы физического и химического разделения действуют селективно, но это фракционирование пока не изучено. Примерно одинаковый состав пыли обнаружен над разными местами с открытой земной поверхностью (в горах, пустынях, полупустынях, степях, над пахотой). В относительно больших количествах в аэрозолях могут наблюдаться также соединения магния, натрия и калия [1].

Максимум распределения частиц почвенного происхождения по размерам, как правило, находится в субмикронной области, но весьма вероятны также максимумы в области размеров 1 мкм ≤ r ≤ 5 мкм. Частицы почвенного происхождения с радиусами меньше 0,1 мкм могут образовываться, в частности, при кристаллизации на поверхности почвы солей, растворенных в грунтовых водах. С.Тумей оценил мощность генерации таких частиц, как 104 ÷ 105 частиц/см2 [1].

Особенно интенсивно выделение мелких частиц в атмосферу происходит на солончаковых почвах. По измерениям, проведенным в пустыне Кара-Кумы, вклад солончаков в общее содержание аэрозолей составляет примерно 20 ÷ 30 % [3].

Второй мощный источник аэрозольных частиц - морская поверхность, дающая по массе приблизительно 20 % вещества диспергированной фазы. Химический состав этих частиц примерно соответствует химическому составу сухого остатка морской воды: NaCl - 78%, MgCl2 - 11 %, CaSO4, Na2SO4, K2SO4 - 11 %. Концентрация солевых частиц над океаном может достигать 100 см-3, но в среднем составляет ∼ 1 см-3. Максимум в распределении по размерам приходится на солевые частицы диаметром около 0,3 мкм. Частицы морского происхождения могут проникать далеко в глубь суши. На поверхности океана в тонком слое (порядка одного микрона) концентируются также органические поверхностно-активные вещества и масла. Образование и разрыв мелких пузырьков на морской поверхности приводит к тому, что кроме морских солей в воздух поступают также частицы из органического вещества. Они могу играть важную роль в оптических явлениях в приводном слое атмосферы [1].

Мощными источниками пылевой материи являются вулканы, которые выбрасывают в атмосферу колоссальное количество дыма и вулканического пепла. Эти частицы вместе с газами вулканического происхождения поднимаются в атмосферу на высоту более 20 км, причем самые мелкие частицы могут существовать в стратосфере на протяжении нескольких лет. Несмотря на эпизодичность извержений можно оценить их среднегодовую мощность примерно в 108 т. Кроме того, сернистый газ, выбрасываемый в стратосферу (∼107 т/год), вступает в химические и фотохимические реакции с различными газовыми и аэрозольными компонентами атмосферы, в результате чего образуются новые аэрозольные частицы - сернокислотные и сульфатные [1].

Анализ химического состава дыма и пылевой материи вулканов показывает преимущественное содержание соединений кремния: 60 ÷ 80 %, сульфатов: 10 ÷ 30%, кальцитов: 3÷10%, соединений алюминия: 0 ÷ 20%, железа: 1÷ 10% [1].

Количество пылевой материи внеземного происхождения сравнительно невелико. В атмосферу выпадает 100÷ 200 млн метеоритов или около (1 ÷ 5) ⋅ 106 т космического вещества в год, ряд оценок дает значительно меньшее количество - 104 т в год, без учета мелкодисперсной фракции [1].

...





Читайте также:
Примеры решений задач по астрономии: Фокусное расстояние объектива телескопа составляет 900 мм, а фокусное ...
Основные факторы риска неинфекционных заболеваний: Основные факторы риска неинфекционных заболеваний, увеличивающие вероятность...
Обучение и проверка знаний по охране труда на ЖД предприятии: Вредный производственный фактор – воздействие, которого...
Пример художественного стиля речи: Жанры публицистического стиля имеют такие типы...

Поиск по сайту

©2015-2022 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-10-25 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:


Мы поможем в написании ваших работ!
Обратная связь
0.01 с.