Реферат

Загальна характеристика атмосферного пилу та аерозолю. Основні фізичні механізми його формування

Говорячи про забруднення довкілля в першу чергу слід зупинитися на забрудненні атмосфери. До шкідливих викидів. Що забруднюють атмосферу, відносяться атмосферні пил, гази та випари, що безпосередньо або непрямим чином впливають на життя людини. Пил та аерозолі, що перебувають у повітрі, як правило не вступають до яких -небуть реакцій з утворенням сполук, що можуть зашкодити людині, але в поєднанні з іншими факторами можуть нести суттєву небезпеку.

Під атмосферним пилом розуміють завислі в повітрі тверді частинки діаметром більше 1 мкм. Ці частинки складно класифікувати хімічно, так як вони можуть являти собою як частинки кварцу, так і органічні матеріали найрізноманітнішого походження, також квітковий пилок рослин. Говорячи про склад атмосферного пилу в глобальному масштабі, маємо зауважити, що вона в основному має мінеральне походження, але в окремих районах склад може змінюватися відповідно до джерел формування атмосферного пилу: тут можуть превалювати сполуки лужних і лужноземельних металів, тяжкі метали, вуглеводні та спори рослин.

Аерозолі являють собою колоїдні системи, дисперсійним середовищем в яких є, як правило повітря. Діаметр диспергованих частинок, відповідно до визначення колоїдної системи, знаходиться в межах 0,1-0,001мкм. На відміну від атмосферного пилу аерозолі вміщують на лише тверді, а й рідкі частинки, утворені при конденсації парів чи при взаємодії газів. Рідкі краплини можуть вміщувати і розчинені в них речовини. Звичайно до аерозолів відносять і краплини діаметром 0,1-1 мкм, тоді як тверді частинки того ж діаметру відносять до аерозолів рідше, часто характеризуючи їх як тонкий пил.

У фізіологічному плані особливу увагу слід приділяти частинкам розміром менш 5 мкм, тому як при зменшенні розміру їх поведінка стає все більш схожою з газоподібним станом, тобто вони на затримуються в легенях при диханні (не відфільтровуються від повітря), а також не вимиваються з повітря дощами. Це збільшує час їхнього перебування в атмосфері в порівнянні з більшими частинками – обставина, що грає особливо важливу роль при розподілі пилу та аерозолів в атмосфері.

Перед усім необхідно розглянути основні джерела формування атмосферного пилу та аерозолів.

Атмосферний пил та аерозолі можуть мати як природній так і антропогенне походження (промислові та побутові викиди). В результаті природних процесів частинки солей потрапляють в повітря з морської води, мінеральний пил – з сухого ґрунту, пил та зола – при вулканічній діяльності, тверді частинки диму – при лісових пожежах, і зрештою такі тверді продукти як нітрати та сульфати, що утворюються в результаті газових реакцій.

Атмосферний пил і дими антропогенного походження утворюються в результаті промислових викидів; зола і дим при згоранні палива в промислових, побутових та транспортних котельних установок, ряд хімічних продуктів – при взаємодії газів, серед яких визначну роль грають сульфати.

При утворенні частинок пилу з ґрунту не завжди зрозуміло, чи є землі результатом природних чи антропогенних процесів, тому потрібно з обережністю судити про реальне походження цього пилу і давати цим процесам кількісну оцінку. Але, не дивлячись на невизначеність при визначенні первинного джерела утворення пилу , можна вважати, що 1670 мегатон пилу та аерозолів, які щорічно надходять в атмосферу, більше половини припадає на долю природних процесів.

Час перебування, і відповідно, їх розповсюдження по земній поверхні залежить як від величини та густини , так і від швидкості розповсюдження вітрів, а також від того на яку висоту частинки було піднято спершу. Великі частинки звичайно осідають протягом декількох годин або діб, але й можуть переноситись на сотні кілометрів, якщо спочатку піднялися на достатню висоту. Так, наприклад, пил пустелі Сахара, можна помітити на півдні США, в центральній та Латинській Америці. Частинки цього пилу мали діаметр 12 мкм та більше, середня густина складала 2,5 г\см3. При цьому мова йде не про залишкові кількості: річна маса атмосферного пилу, що

виноситься з Сахари, за приблизними розрахунками складає від 100 до 400 Мт. При цьому пил частково залишається сухим, частково прибивається до землі дощами.

Ті частинки, що за своєю поведінкою подібні до частинок газів (діаметр 1 мкм і менше), в значно меншій мірі піддаються впливу атмосферних опадів, час їхнього перебування в верхніх шарах атмосфери складає 10 –20 діб. Цього часу буває достатньо для розповсюдження частинок по всій півкулі

(хемісфері). Проте перехід з північної півкулі в південну протягом 20 діб не є можливим, тому що екваторіальна зона низького тиску навколо Землі значно ускладнює обмін повітряним масами між двома півкулями. (Рис. 1)

Якщо пил і аерозолі досягають верхніх шарів тропосфери, то вони можуть потрапити і в стратосферу за допомогою горизонтальних повітряних потоків між тропосферою і стратосферою з вихорами на флангах. (Рис 2)

При вулканічній діяльності частинки золи і пилу можуть підніматись на висоту до 20 км і навіть вище, як то спостерігалось на острові Кракатау в 1883 році та острові Святої Єлени в 1980 році. Тривалість існування пилу в стратосфері складає 1- 3 роки. Атмосферні пили та аерозолі, що накопичуються над містами та промисловими зонам мають лише регіональне значення. Вони утворюють накопичення над первинними джерелами, але при інтенсивному рухові повітряних мас ці забруднення можуть розноситись в підвітряну сторону.

В областях з помірним кліматом виділення пилу в атмосферу залежить