Что такое атмосфера?
Атмосфера - наружная газообразная оболочка Земли, которая простирается до высоты 100 км. Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой. Современный газовый состав атмосферы - результат длительного исторического развития земного шара. Атмосфера Земли возникла в результате выделения газов при вулканических извержениях. С появлением океанов и биосферы она формировалась и за счёт газообмена с водой, растениями, животными и продуктами их разложения в почвах и болотах. Атмосферный воздух представляет в основном газовую смесь двух компонентов - азота (78,09%) и кислорода (20,95%). Также в составе атмосферы присутствуют такие газы как аргон (0,93%), углекислый газ (0,03%), и небольшое количество инертных газов (неон, гелий, криптон, ксенон), метан, аммиак, озон, диоксиды серы и другие газы. При этом в атмосфере также содержатся твердые и жидкие частицы, поступающие с поверхности Земли (частицы почвы, продукты горения, морские соли, пыль, кристаллы льда, капли воды), а также частицы из космоса, и различные продукты растительного, животного и микробного происхождения.
Рассмотрим газы, которые входят в состав атмосферы; их процентное содержание в атмосфере и их время жизни.
| Компонент | % объемные | % массовые |
| N2 | 78,09 | 75,50 |
| O2 | 20,95 | 23,15 |
| Ar | 0,933 | 1,292 |
| CO2 | 0.03 | 0,046 |
| Ne | 1,8 10-3 | 1,4 10-3 |
| He | 4,6 10-4 | 6,4 10-5 |
| CH4 | 1,52 10-4 | 8,4 10-5 |
| Kr | 1,14 10-4 | 3 10-4 |
| H2 | 5 10-5 | 8 10-5 |
| N2O | 5 10-5 | 8 10-5 |
| Xe | 8,6 10-6 | 4 10-5 |
| O3 | 3 10-7 - 3 10-6 | 5 10-7 - 5 10-6 |
| Rn | 6 10-18 | 4,5 10-17 |
| Группа газов | Название | Время жизни |
| Устойчивые | Азот | Более нескольких тысяч лет |
| Кислород | ||
| Аргон и др. инертные газы | ||
| Неустойчивые | Углекислый газ | Несколько лет (4-25) |
| Водород | ||
| Метан | ||
| Закись азота | ||
| Сильно изменяющиеся | Водяные пары | Несколько суток |
| Двуокись азота | ||
| Двуокись серы |
Но важнейшую роль и значение в жизни различных экосистем имеют три газа: кислород, азот и углекислый газ.
Кислород.
Кислород необходим для дыхания. Кислород входит в состав почв, растений, животных, участвует в многообразных механизмах круговорота веществ в природе. Вдыхаемый кислород идет на окисление сложных органических молекул - углеводов и жиров - до углекислого газа и воды. Эти реакции сопровождаются выделением и накоплением энергии и протекают с участием ферментов.
В верхних слоях тропосферы и стратосферы под воздействием ультрафиолетового солнечного излучения (обозначим его как hν) образуется озон:
2 + hν → 2О
2O + O → O3
В результате действия того же ультрафиолетового излучения происходит и распад озона:
О3 + hν → О2 + О
О3 + O → 2О2
Озон служит для защиты живых организмов от ультрафиолетового излучения, которое вызывает необратимые мутации.
Кислород расходуется при гниении отмерших организмов, горении. Если бы на Земле не было источников кислорода, его запасы полностью иссякли бы за 2000 лет. Однако этого не происходит, поскольку кислород постоянно выделяется растениями в ходе фотосинтеза. Главные запасы кислорода сосредоточены в карбонатах, органических веществах и оксидах железа; часть кислорода растворена в воде.
Круговорот кислорода в биосфере
Азот.
Азот - самый распространенный газ, на долю которого приходится более трёх четвертей объёма земного воздуха. Современный азот образовался при окислении ранней аммиачно-водородной атмосферы молекулярным кислородом, который образуется в процессе фотосинтеза. В настоящее время небольшое количество азота в атмосферу поступает в результате денитрификации - процесса восстановления нитратов до нитритов, с последующим образованием газообразных оксидов и молекулярного азота, который производится анаэробными прокариотами. Часть азота в атмосферу поступает при вулканических извержениях. Также азот выделяется в атмосферу из земной коры как продукт жизнедеятельности микроорганизмов. Азот является важнейшим химическим элементом земной атмосферы. Он входит в состав белков, обеспечивает минеральное питание растений. Азот определяет скорость биохимических реакций, играет роль разбавителя кислорода.
Еще один жизненно важный компонент атмосферы - углекислый газ (диоксид углерода CO2). Как и кислород, углекислый газ входит в состав почв, растений, животных, участвует в многообразных механизмах круговорота веществ в природе. При фотосинтезе из CO2 образуются органические соединения: глюкоза, целлюлоза, крахмал.
Загрязнение атмосферы в г. Кондопога
а). Причины загрязнения атмосферы
Загрязнение атмосферы Земли - принесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение их естественной концентрации.
Существует масса причин изменения газового состава атмосферы - первое, и самое главное - это деятельность человека. Второе, как ни странно, - деятельность самой природы.