Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
chương 2. MÔI TRƯỜNG KHÍ QUYỂN - Coggle Diagram
chương 2. MÔI TRƯỜNG KHÍ QUYỂN
Khí quyển
Hầu hết các ngto và tp của khí quyển tồn tại ở dạng khí. Khói lượng của khí quyển là 5.10^5 tấn.
Tp của khí quyển bao gồm kk sạch khô , hơi nc và các phần tử rắn hoặc lỏng có nguồn gôc khác nhau.
Là lớp vỏ kk bao quanh TĐ, được cấu tạo bởi những đơn chất và hc hóa học khác nhau
Khí quyển đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì cân bằng nhiệt trên TĐ, đồng thời cũng là nơi vận chuyển nước trong chu trình thủy văn toàn cầu.
Phân lớp của khí quyển
Sự khác biệt về trạng thái, tính chất của nó theo phương thẳng đứng rõ nét hơn.
Theo thành phần, chế độ nhiệt, đặc trưng điện, và những tính chất vật lí khác của khí quyển có thể chia thành các lớp khác nhau theo phương thẳng đứng
Bình lưu
10:16-50, -56- -2, o3,o2,n2
Đặc điểm
-KK chuyển động theo chiều ngang.
-Nhiệt độ tăng theo độ cao.
-Tập trung ozon
Vai trò
-Hấp thụ các tia tử ngoại của mặt trời
-Bảo vệ TĐ khỏi các tia tử ngoại và các tia vũ trụ
Trung lưu
50-85, -2 - -92, o2+, no+
Đặc điểm
-Nhiệt độ giảm theo chiều cao do nhiệt từ sự hấp thụ tia cực tím đến từ mặt trời của ozon bị biến mất và hiệu ứng làm lạnh của co2
Nhiệt lưu
85-500, -92-1200, o, o+,o2+,no+, no2, co32-
Đặc điểm
-Do tác dụng của năng lượng ánh sáng mặt trời, nhiều pứ hh đã xảy ra với oxi, nito, ozon, oxit nito, cacbonit, hơi nc.
Vai trò
-Cho phép các song vô tuyến đc phản xạ
Điện li
500-1000, 1200-1700, o+, h+, he+
đối lưu
0-10,16km, 15 đến -56 độ C, các chất n2, o2, co2, h2o
Đặc điểm:
-KK chuyển động theo chiều thẳng đứng
-Nhiệt độ giảm theo chiều cao (giảm khoảng 6-7oc/km)
-Chiếm 3/4 tổng khối lượng khi quyển.
Vai trò
-Là nơi tồn tại các đám mây nhìn thấy được và là nơi phát sinh các hiện tượng thời tiết.
-Quyết định khí hậu TĐ.
Khí quyển không đồng nhất cả theo phương đứng lẫn phương nằm ngang
Thành phần của khí quyển
Oxygen
chu trình
Cacbondioxit
chu trình
Nitrogen
ĐV hấp thu nitrogen qua ăn uống các sản phẩm thực vật
tv hấp thu nitrogen dạng muối ammonium, nitrate và nitrogen kk cho quá trình cố định nitrogen nhờ các vi khuẩn sống tự do trong đất
Chu trình
Các cơ thể sống cần nitrogen để xây dựng các protein, clorophyl
Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mtr kk
Ảnh hưởng của độ ẩm và mưa
Từ mặt đất các vi sinh vật phát tán vào kk, độ ẩm lớn tạo đk cho vsv phát triển nhanh và bám vào các hạt bụi lơ lửng trong kk và lan truyền đi xa, truyền nhiễm bệnh.
Mưa có tác dụng làm sạch không khí, tuy nhiên các hạt mưa kéo theo hạt bụi và hòa tan một số chất độc hại gây ô nhiễm đất và nước.
Trong đk độ ẩm lớn, các hạt bụi lơ lửng trong kk có thể lk với nhau tạo thành các hạt to hơn và rơi nhanh xuống đất
Độ ẩm còn có tác dụng hóa học với các khí thải công nghiệp như so2, so3 tạo thành h2so3, h2so4
Nhiệt độ
sự lan truyền chất ô nhiễm theo phương thẳng đứng trong lớp biên chủ yếu phụ thuộc vào mức độ ổn định của khí quyển tức là phụ thuộc vào tầng kết nhiệt
để đánh giá độ biến thiên của nhiệt độ khí quyển theo độ cao, người ta dùng gradien thẳng đứng của nhiệt độ với công thức
Trong bài toán lan truyền chất ô nhiễm và bụi, ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình khuếch tán chủ yếu phụ thuộc vào biến thiên của nhiệt độ theo phương thẳng đứng.
độ biến thiên này liên quan chặt chẽ đến độ ổn định của khí quyển
Để đánh giá độ ổn định của khí quyển ngta dùng gradien nhiệt độ thẳng đứng của phần tử kk khô di chuyển đoạn nhiệt để làm thước đo
Ảnh hưởng của gió
Nếu kích thước của các xoáy khí quyển nhỏ hơn kích thước của các phễu khí thì có hiện tượng phát tán chất ô nhiễm.
Tốc độ gió lớn nhất tương ứng với cường độ rối lớn. Khi đó xoáy sinh ra có kích thước không lớn và sự tác động của nó đến phễu khí sẽ đẩy nhanh quá trình pha trộn với không khí sạch xung quanh.
Chuyển động của kk gây ra sự phát tán cũng như dịch chuyển có trật tự của các chất gây ô nhiễm
Tốc độ gió 2m/s, khoảng cách 2 hạt bụi là 2m, tốc độ gió 4m/s, khoảng cách 2 hạt bụi là 4m
Gió hình thành bởi các dòng chuyển động rối của kk trên mặt đất, đây là yếu tố khí tượng cơ bản nhất có ảnh hưởng đến sự lan truyền chất ô nhiễm
Tốc độ gió càng lớn thì thể tích khí đi qua điểm cửa ra của bụi trong 1 đơn vị thời gian càng lớn, nồng độ bụi càng nhỏ.
Ảnh hưởng của địa hình
tới sự phân bố chất ô nhiễm
kk ở phía sau đồi gò do hiệu ứng quẩn gió nên nồng độ chất ô nhiễm lớn hơn
hướng chuyển động và lực của dòng không khí sát mặt đất trong khu vực có đồi núi khác xa với hướng và tốc độ gió ở những nơi cao hơn đồi núi hay ở các vùng trống trải.
địa hình, thậm chí các gò đất, đồi núi, công trình với độ cao k lớn, cũng làm ảnh hưởng tới khí hậu và sự phân bố chất ô nhiễm.
Ảnh hưởng của công trình
đối vs sự phân bố các chất ô nhiễm trong mtr kk
Trong khu công nghiệp, sự chuyển động của kk cùng với các phần tử bụi và hơi khí chứa trong nó khác với ở vùng trống trải.
nhà cửa, công trình sẽ làm thay đổi trường vận tốc của kk. Ở phía trên công trình, vận tốc chuyển động của kk tăng lên.Phía sau công trình , vận tốc kk giảm và đến khoảng cách xa nào đó mới đạt đc trị số vận tốc ban đầu.
Trong khu CN, còn có các dòng kk chuyển động do các nguồn nhiệt công nghiệp thải ra, do lượng nhiệt bức xạ MT dốt nóng mái nhà, đường xa, ..gây ên sự chênh lệch nhiệt dồ và tạo thành sự chuyển động của kk gây ahr hưởng đến sự phân bố chất ô nhiễm
Các tác nhân gây ô nhiễm chủ yếu
Khí CO
Được hình thành từ việc đốt cháy không hoàn toàn các nhiên liệu hóa thạch , phản ứng của co2 với các chất chứa cacbon trong quá trình luyện gang ở nhiệt độ cao, hay do phân hủy co2 ở nhiệt độ cao.
Khí co có tác hại với con người và động vật thông qua cơ chế pứ với hemoglobin trong máu. Vì Hb có ái lực mạnh với CO hơn O2 nên sự hiện diện của CO sẽ làm mất đi khả năng vận chuyển O2 của Hb.
Các hợp chất chứa lưu huỳnh so2, so3, h2so4, h2s
ở đk thường khí so2 với sự có mặt của NOx, hidrocacbon sẽ có pứ
so2 tham gia pứ với các gốc tự do sinh ra trong quá trình quang hóa
Trong khí quyển so2 bị oxi hóa bởi oxi không khí dưới tác dụng của các oxit kim loại tạo thành h2s04
h2so4 tác dụng với amoniac, các oxit kl hay các kl có trong khí quyển và chuyển thành các muối sunfat.
Khí so2 gây ô nhiễm khí quyển, gây hại cho con người (qua đường hô hấp) gây độc thực vật (bệnh vàng lá), làm giảm độ bền vật liệu, gây mưa axit.
so2 nặng hơn kk nên thường ở lớp kk gần sát mặt đất gât ảnh hưởng trực tiếp đến người, động vật, thực vật.
nồng độ so2 thấp gây sưng niêm mạc, nồng độ cao hơn 0.5 mg so2/m3 kk sẽ bị khó thở, ho, viêm loét đường hô hấp.
Các hợp chất chứa nito NO, NO2, N2O, NH3
Khí NO2 tham gia vào quá trình hình thành mưa axit gây thiệt hại cho cây cối, mùa màng, động vật thủy sinh và con người.
Khí NO gây nguy hiểm vì tác dụng với Hb trong máu giống CO
Các hidrocacbon
Sương mù quang hóa gây ảnh hưởng mạnh đến các loài thực vật. Đối với con người, sương mù quang hóa có thể gây đau mắt, ho, đau đầu, mệt mỏi, bệnh về phổi và tử vong.
Các hidrocacbon + NOx ra sương khói quang hóa
Sự tồn tại của các hidrocacbon trong khí quyển sẽ gây hại gây ra sự ô nhiễm kk do sản phẩm của các quá trình quang hóa và có thể tạo thành sương mù quang hóa
Khói quang hóa
Gây nguy cơ mắc bệnh về hô hấp, hen xuyễn, viêm phế quản, ho, tức ngực
Phổi bị suy giảm chức năng hoạt động, gây phù phổi, co thắt và tê liệt đường hô hấp. Khi tiếp xúc với bầu kk bị ô nhiễm nặng nề , phổi sẽ hoạt động quá tải thậm chí bị tích tụ chất độc hại. Từ đó, các mô phổi sẽ bị tổn thương. Lâu dần tình trạng lão hóa ở phổi xảy ra tạo thành bệnh phổi mãn tính cho con người
oxi nguyên tử được sinh ra do sản phẩm phản ứng quang hóa giữa NO với các tia sángMT sẽ tác dụng với các hidrocacbon tạo ra NO2, một số chất khác như andehit peroxiacetyl nitrat PAN -> khói mù quang hóa
Sự có mặt của hidrocacbon trong khí quyển sẽ gây ra sự ô nhiễm không khí do sản phẩm của quá trình quang hóa tạo ra khói quang hóa hay sương mù quang hóa
KhI as MT tác dụng lên khí thải công nghiệp, khí thải động cơ sẽ tạo ra hợp chất gây hại cho con người,
Sương mù quang hóa hủy hoại lá cây. Suy giảm khả năng trao đổi chất, sinh sôi và phát triển của hệ thực vật
Mưa axit
Mưa axit là hiện tượng mưa mà nc mưa có độ pH nhỏ hơn 5,6
Mưa axit là do sự kết hợp của các oxit pk và nước
Trong tự nhiên hầu hết các cơn mưa đều có tính axit nhẹ vì trong nước mưa có co2 hòa tan (từ hơi thở của động vật)
Nguyên nhân chủ yếu gây mưa axit là do các oxit nito và oxit lưu huỳnh kết hợp với hơi nc trong kk tạo nên những loại axit mạnh hơn là axit nitric và axit sulfuric
Ảnh hưởng của mưa axit
Các công trình kiến trúc và vật liệu
Sức khỏe con người
Các chất khí axit gây các bệnh về đường hô hấp như hen suyễn , ho gà, và các triệu chứng khác như nhức đầu, đau mắt, đau họng
Các tác hại gián tiếp sinh ra do hiện tượng tích tụ sinh học các kl trong cơ thể con người từ các nguồn thực phẩm bị ô nhiễm các kl này do mưa axit
Mặt khác mưa axit gây hại trực tiếp là gây viêm da, tẩy sưng đỏ.
Đất và thực vật
Lên ao hồ và hệ thủy sinh vật
Hiện tượng nhà kính
Nhiệt độ trung bình của bề mặt TĐ đc quyết định bởi cân bằng giữa năng lượng mặt trời chiếu xuống Trái Đất và năng lượng bức xạ nhiệt từ TĐ vào không gian vũ trụ
Bức xạ MT là bức xạ có sóng ngắn nên dễ dàng xuyên qua tầng ozon và lớp khí co2, ch4, hơi nc để đi tới TĐ. Ngược lại, bức xạ nhiệt từ TĐ vào vũ trụ là bức xạ sóng dài , ko có khả năng xuyên qua lớp khí co2 dày và bị co2 cùng hơi nc trong khí quyển hấp thu và tỏa nhiêt. Như vậy, lượng nhiệt này làm cho nhiệt độ bầu khí quyển bao quanh TĐ tăng lên . Đây đc gọi là hiệu ứng nhà kính
gây ra bởi co2 50%, hơi nc, ch4 16%,n20, 03, CFCs 20%
Lớp khí co2 có tác dụng như một lớp kính giữ nhiệt lượng tỏa nguocjw vào vũ trụ của TĐ trên quy mô toàn cầu. Bên cạnh CO2 còn có một số khí khác cũng đc gọi chung là khí nhà kính như NOx, metan ch4, CFCs
Hiệu ứng nhà kính là hiện tượng trgon khí quyển tầng thấp (đối lưu) tồn tại một lớp chỉ cho bức xạ sóng ngắn xuyên qua và giữ lại bức xạ nhiệt của mặt đất dưới dạng sóng dài, nhờ đó bề mặt TĐ luôn có một nhiệt độ thích hợp đảm bảo duy trì sự soonga trên TĐ
Không có lớp khí nhà kính thì bề mặt TĐ sẽ không giữ đc bức xạ nhiệt , nó sẽ nhanh chóng lạnh đi dưới 0oc
Hiện tượng toàn cầu ấm lên, là hậu quả trực tiếp của sự tăng hiệu ứng nhà kính do hoạt động nhân tạo, làm mất cân bằng nhiệt của TĐ và vũ trụ.
Nếu nồng độ CO2 trong khí quyển tăng gấp đôi thì nhiệu đọ trung bình của TĐ tăng khoảng 3 độ c trong vòng 30 năm tới, mực nc biển sẽ âng 1,5-3,5m làm chìm ngập nhiều làng mạc, thành phố, các vùng ven biển
TĐ nóng lên sẽ là nguồn nguyên nhân làm tan lớp băng ở BC và NC và nc biển sẽ dâng lên
Sự tăng nhiệt độ sẽ dẫn đến những thay đổi trong tuần hoàn gió, tăng tốc độ bốc hơi nc, , ảnh hưởng đến lượng mưa toàn cầu
Tuy nhiên tần suất và mức độ thay đổi sẽ khác nhau giữa các khu vực, dẫn đến các tác động lên hệ thực vật và làm khô đất do sự bốc hơi nc tăng , ảnh hưởng năng suất cây trồng
Nhiệt độ bề mặt TĐ làm tăng chuyển hóa sinh học, gây nên sự mất cân bằng về lượng và chất trong cơ thể sống, tăng thêm bệnh cho con ngươi
sự tăng nhieeyj độ làm tăng tóc độ của nhiều puhh, làm tahy đổi cân bằng tự nhiên, giảm tuổi thọ của công trình xây dựng
Nhiệt độ bề mặt TĐ tăng lên làm giảm khả năng hòa tan CO2 trong nc biển.lượng co2 trong khí quyển tăng làm mất cân bằng co2 giữa khí quyển và đại dương, tăng hiệu ứng nhà kính
Nhiệt độ bề mặt TĐ tăng lên làm các loài cá chuyển dịch xuống vùng nc sâu hơn để tránh tăng nhiệt độ bề mặt
Sự phá hủy lớp ozon ở tầng bình lưu
Tuy nhiên ozon cũng là mộ chất khí độc ở nồng độ cao (trên 0,2 ppm vs người và 0,05ppm với thực vật)
Nguyên nhân suy giảm tầng ozon là do các nguyên tử oxi, gốc hydroxyl, các oxit nito và CFCs
Clo nguyên tử cũng đc sinh ra từ cl2 và hcl
Ozon là sản phẩm của các phân tử chứa oxi như so2,no2 và andehit dưới tác dụng hấp thụ tia tử ngoại MT