Составители:
Рубрика:
Количество пылевой материи внеземного происхождения сравнительно невелико. В
атмосферу выпадает 100÷ 200 млн метеоритов или около (1 ÷ 5)
⋅
10
6
т космического вещества в год,
ряд оценок дает значительно меньшее количество - 10
4
т в год, без учета мелкодисперсной фракции.
Процентное содержание элементов в метеоритах в среднем следующее: O - 33%, Fe -29%, Si - 17%,
Mg - 14%, S - 2,1%, Ni - 1,7%, Ca - 1.4%, Al - 1%, Na - 0,7%. Кроме этих элементов присутствуют в
довольно заметных количествах Cr, Mn, K, P, Ti, Co. Доля пылевой материи внеземного
происхождения составляет приблизительно 10 % от общего содержания аэрозольных частиц в
нижней стратосфере, с высотой увеличиваясь до 80 ÷ 100%[8].
Растительность - тоже весьма эффективный источник мелкодисперсных фракций
органических аэрозолей. По оценке Ф.Вента биосфера ежегодно выделяет в атмосферу 10
8
т
терпеноподобных и слабо окисленных углеводородов, что дает естественный фон примерно в 3÷ 6
мкг/м
3
[23]. В аэрозольное состояние переходит лишь часть углеводородов и других органических
соединений, главным образом в результате фотохимических реакций [9,24].
Фотохимические и химические реакции в атмосфере ответственны за появление
мелкодисперсной фракции аэрозолей, так называемых вторичных аэрозолей. Они образуются не
только из продуктов органических соединений, но также сернистого газа, сероводорода, аммиака,
окислов азота и некоторых других газов с окислителями типа озона, а также с водяным паром и
аэрозольными частицами, играющими в основном роль катализаторов.
Источниками сернистого газа кроме вулканов являются и промышленные предприятия: 10
8
т/год, а также анаэробные бактерии, источником сероводорода - в основном растительность и
продукты разложения организмов в почве и воде. Оценки величины выделяемого в атмосферу
сероводорода затруднена, но можно предполагать, что она порядка 10
8
т/год. В пересчете на все
источники это составляет для (SO
4
)
-2
приблизительно 4
⋅
10
8
т/год.
Оценки мощности источников окислов азота и аммиака дают величину порядка 4
⋅
10
7
т/год.
Кроме того, следует помнить, что лишь часть всех этих газов (∼10 ÷ 25%) образует аэрозольные
частицы[25].
За последние годы в связи с переходом на сжигание газов вместо угля промышленное
производство сернистого газа и окислов азота заметно увеличилось. Причем большое количество
этих газов окисляется до ангидридов кислот и растворяется в облачных каплях. Предложено три
основных механизма образования аэрозольных частиц из этих газов в атмосфере.
1. Фотохимическое окисление, гетерогенные газовые реакции. Процесс происходит в
засушливых районах и в высоких слоях тропосферы. Скорость конверсии составляет 0,03% SO
2
,
окисляемого за 1 ч в чистом воздухе фотохимическим путем.
Образование аэрозольных частиц при коротковолновом облучении происходит в присутствии NO
2
.
2. Каталитическое окисление в присутствии тяжелых металлов. Скорость реакции в
большой степени зависит от присутствия подходящих катализаторов (ионов тяжелых металлов) и
может быть достаточно большой в сильно загрязненном воздухе. При определенных значениях рН
этот процесс прекращяется. Реакция проходит как в сухом воздухе, так и в облачных каплях.
3. Реакция аммония с двуокисью серы в присутствии жидкой воды (реакция облачных
капель). Скорость образования сульфатных частиц в реакции {SO
2
- NH
3
} зависит от поступления
NH
3
. Если значение рН поддерживается достаточно высоким, например, вследствие поступления
NH
3
, то реакция может продолжаться. Механизм образования сульфата аммония эффективен только
в присутствии жидкой воды, т.е. в районах, где существуют облака и туманы. Расчеты по моделям
показывают, что скорость окисления в облачных каплях равна 12% в 1 ч. Измерения с самолетов
частиц {(NH
4
)
2
SO
4
} показывают, что максимальная концентрация сульфатных частиц часто
наблюдается под нижней границей облака. Частицы сульфата аммония могут оставаться
взвешенными в воздухе после испарения капель облаков и туманов. Начальные ядра сульфата
аммония имеют радиусы порядка 3
⋅
10
-9
см и переходят в капли размером 10
-6
см.
Кроме серной и азотной кислот и их солей в атмосфере может образовываться также соляная
кислота и ее соли. Их образование происходит в результате освобождения хлора с поверхности моря
в газообразной фазе.
Весьма существенным источником аэрозолей являются продукты лесных пожаров, главным
образом сажа и пепел, которые могут поглощать заметную долю падающей на Землю солнечной
радиации[26].
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- …
- следующая ›
- последняя »
