Стратосфера, загрязнение

Хотя озон необходим в стратосфере для защиты Земли от ультрафиолетовых лучей, около поверхности Земли он один из основных компонентов фотохимического смога. По рис. VI. 17 определите, содержание каких веществ постигает минимума, когда концентрация озона максимальна. Какой вывод это позволяет сделать об образовании Оз<г.) в загрязненном тропосферном воздухе [c.420]

Источниками радиоактивного загрязнения биосферы могут быть выпадение радиоактивных аэрозолей, поступивших в стратосферу в результате испытаний ядерного оружия выпадение радиоактивных изотопов, образовавшихся в результате уничтожения в высоких слоях атмосферы ядерных энергетических установок отходы атомной промышленности, захороненные с нарушением технологии или потерянные при транспортировке все виды стоков, сбросов и выбросов при работе и авариях на атомных электростанциях (АЭС), подводных и надводных судах с атомными двигателями радиоактивные вещества, попавшие в биосферу в результате аварийных ситуаций и несчастных случаев, связанных с атомным оружием неконтролируемые источники радиации (отходы урановых шахт, производства, на которых используются радиоактивные изотопы, заводы по переработке горючих веществ). Радиоактивное загрязнение биосферы тем более опасно, что 32 [c.32]

Основу аэрозольного радиозонда (АР) составляет двухканальный фотоэлектрический счетчик частиц, который позволяет измерять концентрацию двух фракций частиц диаметром более 0,3 и 0,5 мкм путем забора воздуха при помощи насоса со скоростью л/мин. Для устранения загрязнения от оболочки радиозонда счетчик подвешен на расстоянии 90 м от оболочки. Измерения производились при подъеме и парашютном спуске АР. При малой концентрации аэрозоля в стратосфере (около 1 частицы диаметром больше 0,3 мкм на 1 см ) скорость счета частиц в стратосфере составляла 10 импульсов в секунду. Аэрозольный радиозонд, масса которого составляет 9 кг, поднимается до высоты около 27 км со скоростью 0,3 км/мин (спуск происходит со скоростью 0,5 км/мин). [c.62]

В историческом плане крайне опасным для жизни на Земле загрязнением представляется отравление Мирового океана, в результате которого снизятся интенсивность фотосинтеза и, соответственно, содержание кислорода в атмосфере. Мировой океан — это большой бессточный пруд, скорость загрязнения которого стремительно возросла в индустриальную эпоху. Однако не меньшей опасностью может оказаться загрязнение стратосферы и разрушение защитного слоя озона это такая же глобальная проблема, как и загрязнение вод. [c.205]

Возможность загрязнения стратосферы вплоть до частичного разрушения защитного озонного слоя была впервые осознана около десяти лет назад. Этот на первый взгляд невероятный вывод нашел серьезное научное подтверждение и стал одним из наиболее ярких примеров потенциальной серьезности экологических проблем глобального масштаба, к тому же примером, подчеркивающим ключевую роль химии в их понимании, анализе и решении. [c.17]

Почему нас должна беспокоить химия стратосферы Дело в том, чо содержащийся в стратосфере озон выполняет роль естественного фильтра, поглощающего губительное для живого коротковолновое ультрафиолетовое излучение Солнца. Стратосфера — это безоблачная, сухая, холодная область приблизительно между 10 и 50 км над уровнем моря. Воздух перемешивается в ней очень медленно по вертикали и быстро в горизонтальном направлении. Поэтому загрязнения, однажды попавшие в стратосферу, не только остаются там на многие годы, но и легко распространяются вокруг Земли через границы и океаны, что делает проблему загрязнения стратосферы поистине глобальной. Значительное истощение озонного щита привело бы к увеличению доли опасного ультрафиолетового излучения, попадающего на поверхность Земли. [c.17]

Английские исследователи [140] для детектирования загрязнений стратосферы использовали эмиссионные вращательные молекулярные спектры в длинноволновой инфракрасной области спектра (10—50 см ). С этой целью субмиллиметровые фурье-спектрометры устанавливались на аэростатах и высотных самолетах, в частности на Конкорде . [c.202]

Чрезвычайно высокая селективность ЭЗД к галогенсодержащим ЛОС определила широкое применение этого детектора в различного рода анализах загрязнений окружающей среды [36, 188, 192-195]. Для определения 0,23 пмоля метилбромида (основной источник брома в стратосфере, приводящий к разложению озона) в атмосфере его концентрировали в криоловушке с 2-пропанолом и сухим льдом с последующим хроматографированием с ЭЗД [c.421]

Мелкодисперсные радиоактивные аэрозоли, обусловливающие глобальное загрязнение, могут попадать как в тропосферу, так и в стратосферу. При взрыве малой мощности на небольшой высоте расширяющийся огненный шар, а затем облако могут всплыть до небольшой высоты и стабилизироваться ниже тропопаузы. Маломощные взрывы, произведенные выше тропопаузы, оставляют свои продукты в стратосфере. Радиоактивное облако от взрывов большой мощности всегда стабилизируется в стратосфере, оставляя [c.155]

Прежде чем достичь земной поверхности, продукты из стратосферы должны попасть в тропосферу. Выпадение всегда происходит из тропосферы, а перенос радиоактивных продуктов может происходить с участием стратосферы или быть чисто тропосферным. Понимание процессов тропосферного переноса основывается на обобщ ении результатов многочисленных наблюдений, проведенных в тропосферой на земной поверхности. Для объяснения стратосферных загрязнений требуются данные наблюдений в самой стратосфере и по возможности полное представление о тропосферном переносе. [c.156]

Загрязненность тропосферного воздуха зависит от присутствия в данной зоне продуктов ядерных взрывов, которые, как отмечалось, могут поступать в тропосферу из стратосферы или попадать Непосредственно при взрывах. Как выяснилось из наблюдений, концентрация радиоактивных продуктов ядерных взрывов в воздухе в одном и том же месте в разные дни может быть весьма различной, причем наибольшее значение превосходит наименьшее примерно в 50 раз [297]. Эти колебания иногда наблюдаются и в отсутствии атмосферных осадков, хотя, как правило, выпадение осадков снижает концентрацию. Поэтому возникает необходимость искать также связь с другими метеорологическими факторами. И эта связь может быть следующей. [c.169]

Из всего сказанного следует, что, хотя всякое радиоактивное загрязнение у земной поверхности появляется за счет поступления из тропосферы, в большинстве случаев этому предшествует стратосферный перенос радиоактивных продуктов взрывов и переход их из стратосферы в тропосферу. [c.174]

В связи с этим возникают весьма серьезные для жизни человечества вопросы. Где и какой уровень загрязненности уже создан Каков запас опасных долгоживущих радиоактивных нуклидов в стратосфере Как скоро отложатся на землю радиоактивные вещества из стратосферного резервуара На первый вопрос дает ответ обзор уже собранных экспериментальных данных [4, 14, 12, 112, 173, 252—255, 287, 305]. Для ответа на остальные вопросы необходимо еще знать процессы, переводящие аэрозоли из стратосферы в тропосферу. [c.174]

В последнее время на основании сведений о распределении и временном изменении загрязнений в стратосфере, тропосфере и на земной поверхности делаются попытки построить схемы стратосферной циркуляции, объясняющие наблюдаемую картину. В большинстве предложенных гипотез считается, что внесенные в стратосферу радиоактивные аэрозоли с очень мелкими частицами, взвешенными в воздухе, разделяют судьбу несущих их воздушных масс вплоть до момента перехода в тропосферу. В этом допущении есть элемент произвольности. Следовало бы более детально рассмотреть вопрос о поведении радиоактивных аэрозолей в стратосфере, чтобы учесть все возможные процессы, в которые могут быть вовлечены аэрозоли в стратосфере. Одно из таких исследований выполнено в работе [254]. [c.185]

В предыдуш ем параграфе дано одно из возможных объяснений факта длительного удержания радиоактивных аэрозолей в стратосфере и характера распределения концентрации их по высоте. Необходимо объяснить широтное распределение радиоактивных загрязнений, ход убывания загрязненности стратосферы и сезонность выпадений радиоактивных нродуктов. (3 этой целью было выдвинуто несколько теорий обмена между стратосферой и тропосферой. [c.188]

Спар и Фили [327] объясняют наблюдаемую картину загрязнений, не пользуясь никакими гипотезами об общей циркуляции. Предполагалось, что перенос радиоактивных продуктов из стратосферы в тропосферу происходит только под влиянием турбулентной диффузии. По этой теории поступление нродуктов взрывов в тропосферу должно быть более интенсивным там, где сильнее идет турбулентная диффузия. На основании метеорологических [c.189]

Наиболее интенсивна турбулентная диффузия в стратосфере в каждом полушарии в конце зимы и в начале весны. Этим объясняются по этой теории сезонные максимумы радиоактивной загрязненности. Продуктам, внесенным в стратосферу в более высоких широтах, легче дойти до тропосферы, и потому их стратосферное выпадение можно наблюдать через меньшее время после внесения, чем выпадение радиоактивных продуктов, попавших в стратосферу у экватора. Теория Спара — Фили хорошо согласуется с наблюдаемым распределением (см. рис. 36), но по этой теории и Sr должен скользить но наклону к разрыву тропопаузы, чего не наблюдается. Другим недостатком этой теории является произвольный характер допущения о наличии географических различий в скорости перемешивания. [c.190]

Очистка околополярной стратосферы весной снижает концентрацию радиоактивных аэрозолей в высоких широтах. Возникает градиент концентрации, направленный от экватора к полюсу, и за лето — осень он ликвидируется за счет прихода новых количеств радиоактивных аэрозолей из экваториально зоны. В следующий год картина повторяется. Поэтому максимумы загрязненности должны наблюдаться каждый год до тех пор, пока в стратосфере вообще существуют радиоактивные продукты взрывов. При этом следует ожидать, что от экваториальных взрывов продукты [c.191]

Ни одна из рассмотренных здесь гипотез не дает пока исчерпывающего объяснения всех происходящих процессов. Постепенное обобщение и систематизация накопленных результатов наземных наблюдений и увеличение количества и надежности прямых измерений в стратосфере позволят, вероятно, в ближайшее время выработать единое понимание явлений стратосферного переноса, необходимое для количественного расчета и прогнозирования радиоактивных загрязнений. [c.192]

Систематическое исследование активности и радиохимического состава выпадающих продуктов деления позволят более достоверно оценить 1) загрязнение биосферы, обусловленное отдельными изотопами или всей суммой осколков деления 2) количество продуктов деления и отдельных изотопов, выпавших на поверхность земли на различных широтах 3) время пребывания их в стратосфере. [c.194]

Максимумы выпадения в 1959 (апрель — июнь) и в 1960 гг. (апрель — июнь) связаны именно с явлением такого обмена между стратосферой и тропосферой. Несмотря на то что атмосферные осадки во второй половине года были обильными, выпадения радиоактивных продуктов были незначительными из-за отсутствия заметного загрязнения тропосферы. [c.200]

Все три каталитических семейства, НО, N0 и С , по-ви-димому, представлены в природной атмосфере, не загрязненной вследствие человеческой деятельности. Предшественники катализаторов возникают на поверхности Земли (дополняемые в случае N0 прямым преобразованием N2 и Ог в атмосфере на больших высотах). Эти предшественники должны переноситься через тропосферу в стратосферу. Среди наиболее важных предшественников находятся Н2О, СН4, МгО и СНзС1, которые в стратосфере превращаются в каталитические радикалы. Фотолиз озона ультрафиолетовым излучением приводит к образованию электронно-возбужденных фрагментов [c.219]

В период научно-технической революции резко возрос объем выброса в атмосферу галогенсодержащих соединений от антропогенных источников. Большое внимание исследователей и оживленную дискуссию вызывает проблема влияния галогенсодержащих соединений на слой озона. Эта проблема изучается Международной комиссией по атмосферному озону (МКАО). Не останавливаясь на значении озонного слоя в защите биосферы от действия ультрафиолетовой радиации солнца, заметим, что продукты химических превращений, протекающих в верхних слоях атмосферы (в тропопаузе и стратосфере), могут иметь стоки в приземные слои атмосферы и увеличивать степень загрязнения воздуха. [c.15]

Вероятно, будет правильным сказать, что термин химия окружающей среды не имеет четкого определения. Для разных людей он означает разное. Мы не собираемся предлагать новое определение. Ясно, что специалисты по химии окружающей среды принимают участие в решении важных вопросов по состоянию окружающей среды — истошению озонового (Оэ) слоя стратосферы, глобальному потеплению и им подобных. Кроме того, установлена роль химии окружающей среды в проблемах регионального и локального масштабов — например, влиянии кислотных дождей и загрязнении водных ресурсов. Это краткое обсуждение иллюстрирует четкую связь в нашем сознании между химией окружающей среды и существованием человечества. Для многих людей химия окружающей среды безоговорочно связана с загрязнением . Мы надеемся, что эта книга продемонстрирует ограниченность такого взгляда и покажет, что предмет химии окружающей среды гораздо шире. [c.13]

Образукицийся главным образом естественным путем ЫгО безвреден для чедовека, что позволяет использовать его для наркоза Его роль в загрязнении воздуха заключается в том, что ЫгО при химических изменениях в стратосфере способствует раз-рушедию озона (разд 2 2 9) [c.76]

Решающая роль химии в понимании этой проблемы стала очевидна после того, как было выявлено несколько цепных процессов, разрушающих озон. Пятьдесят лет назад образование озона в средних слоях стратосферы грубо описывалось четырьмя химическими и фотохимическими реакциями с участием чисто кислородных частиц (О, О2 и Оз). Сегодня мы знаем, что необходимо учитывать скорости по крайней мере 150 химических реакций, чтобы приблизиться к точной модели, описывающей состояние стартосферы и правильно предсказывающей результаты введения различных загрязнений. Химический процесс начинается с поглощения ультрафиолетового излучения Солнца молекулами О2 в стратосфере. Происходит разрыв химической связи и образуется озон, Оз, и атомы кислорода, О. Если в стратосферу каким-то образом попадает моноксид азота, N0, начинается важная цепная реакция. Моноксид азота реагирует с озоном, давая МОг, а КОг реагирует с атомом кислорода, регенерируя N0. Эти две реакции составляют настоящий каталитический цикл, в котором N0 и N02 играют роль катализаторов. Ни то, ни другое вещество не расходуются, поскольку оба вновь образуются в полном цикле, единственным результатом которого являемся исчезновение одного атома кислорода и одной молекулы озона (атомарный кислород и озон вместе называют нечетным кислородом). Сейчас полагают, что этот каталитический цикл является главным механизмом разрушения озона в стратосфере. В природе оксиды азота поставляются в основ- [c.17]

В 1974 г., когда мы были готовы приступить к анализу воздействия летательных аппаратов на стратосферу, встал вопрос о другом источнике загрязнения атмосферы, обусловленном деятельностью человека. Галогенпроизводные углерода, СРС1з, СгРгСЬ (хлорфторметаны, ХФМ), получили широкое распространение в качестве хладагентов и аэрозольных наполнителей главным образом благодаря их химической инертности, т.е. отсутствию токсичности и иных вредных воздействий на живые организмы. Однако вследствие той же инертности единственный путь выведения ХФМ — это путь вверх, в стратосферу, где возможен фотолиз под действием ультрафиолетового излучения. Если дело обстоит так, то хлорсодержащие продукты фотолиза, С1 и СЮ, могут породить свой каталитический цикл, разрушающий озон подобно оксидам азота. Как только выяснилась такая возможность, началось серьезное изучение всей озонной химии стратосферы. Международный комитет ученых-экспертов, собранный Национальной академией наук, подверг детальному анализу состояние наших [c.18]

Опасность загрязнения атмосферного воздуха Б. А. возрастает в связи с их фотохимическими превращениями под действием видимого и особенно УФ излучения с образованием альдегидов, кислот, спиртов, брома и бромфосгена. Соединения брома имеют важное значение в химии стратосферы бром является наиболее эффективным катализатором в процессе связывания озона Б. А. могут быть причиной уменьшения озонового слоя (Miller el al.). [c.570]

Относительная объемная концентрация фреонов в атмосфере составляет 0,1—0,2 млрд (Красов, Бунакова). На высоте 1,5 км находили в среднем 137 трлн (Jaffar et al.). Фреоны, особенно фреон-22, находили даже в тропосфере над Антарктидой. Загрязнение атмосферы фреонами за последние 12—15 лет резко увеличилось, и к концу столетия (учитывая протекающий в стратосфере фотолиз и тропосферно-стратосферный перенос) оно может возрасти в 20—30 раз. Проникновение фреонов в стратосферу ведет к разрушению озонового слоя. По данным ЮНЕП, при сохранении темпов прироста поступления фреонов-11 и -12 в атмосферу в течение 100 лет, прогнозируется истощение озонового слоя на 13 %, что может повлечь изменение климата Земли ( Вредные хим. вещества ). В связи с этим в ряде стран приняты меры по ограничению или дал<е полному запрещению использования фреонов в бытовой химии. В морской воде концентрации фреонов относительно постоянны, следы их находили в северо-восточной части Атлантического океана даже на глубине 1000 м (Russow Fluoro arbons. .. ). В районах размещения предприятий, производящих или применяющих фреон-11, -12, -21 или -22, их содержание в атмосферном воздухе превышало норму на расстоянии до 2 км от зоны выброса зимой и до 1 км летом [24]. [c.609]

Глобальные Р. з. б. образуются в результате взрывов ядерпого оружия. Радиохимич. состав, общая активность, перемещение образованных при взрыве радиоактивных веществ в пространстве определяются параметрами взрыва. Радиоактивные вещества, образованные при наземных взрывах мощностью, эквивалентной десяткам тонн тротила, остаются в основном в тропосфере. Кроме того, в районе взрыва обычно возникают значительные локальные Р. з. б. С увеличением мощности и высоты взрыва тропосферный компонент уменьшается и основная часть образованных радиоактивных веществ выносится в стратосферу. Радиоактивные вещества, попавшие при взрыве в тропосферу, увлекаются ветрами и воздушными течениями и, двигаясь в виде узкого и медленно расползающегося языка, могут в течение двух-трех недеЛь обойти вокруг земного шара. Очищение тропосферы от попавших в нее радиоактивных веществ происходит вследствие их вымывания осадками и гравитационной седиментации. Время, необходимое для выпадения из тропосферы половины находящихся в ней радиоактивных загрязнений, составляет 20—40 днех . [c.234]

По данным Лэнгхэма и Андерсона [4], при взрывах большой мош ности (с эквивалентом, измеряемым мегатоннами тринитротолуола) продукты взрывов распределяются следуюш им образом при воздушных взрывах на большой высоте 99 % попадает в стратосферу, локальных загрязнений нет при наземных взрывах 20% попадает в стратосферу, 80% выпадает в районе взрыва при взрывах у поверхности моря 30% попадает в стратосферу, 70% отлагается локально. Несколько иную, но в обш ем сходную с этой оценку дает Либби [258]. Эти оценки весьма приблизительны. В дальнейшем будут рассмотрены результаты наблюдений, на основании которых можно сравнить роль тропосферного и стратосферного переноса. [c.156]

Лавренчик с сотр. [311] во время плавания в 1959—1960 гг. па экспедиционном судне Витязь подтвердили существование широтного смещения и попытались объяснить этот факт. Причина смещения состоит, по-видимому, в том, что субтропический пояс 25—35° широты беден осадками. Сильно загрязненные воздушные массы на этих широтах из-за недостатка осадков дают меньшее выпадение на земную поверхность, чем менее загрязненный воздух в поясе 40—50°, где более эффективно идет очистка осадками. Экваториальная зона, несмотря на обилие осадков в ней, имеет слабо загрязненные воздушные массы, и потому в этой зоне выпадения невелики. В последнее время делаются попытки установить зоны повыпсенного или пониженного загрязнения в областях устойчивых барических аномалий. Ожидается, что именно в районах устойчивых антициклонов должно происходить вторжение загрязненных воздушных масс в тропосферу, однако быстрое вовлечение воздушных масс в тропосферную циркуляцию с преимущественным перемещением вдоль параллели маскирует долготу места поступления радиоактивных загрязнений из стратосферы. [c.180]

Либби [55, 258, 319, 320] указал на существование стратосферного резервуара. Тропопауза по его теории считалась полупроницаемой и ход очистки стратосферы в среднем экспоненциальным. Период полуочистки оценивался сперва в 6—7 лет, затем примерно в 3 года. Широтные максимумы загрязненности объяснялись за счет чисто тропосферного переноса, а распределение стратосферных выпадений на земном шаре считалось однородным. Неравномерность выпадения по сезонам объяснялась колебаниями в скорости обмена между стратосферой и тропосферой в разное время года. [c.188]

Развитая недавно Д. Л. Симоненко [254] теория поведения аэрозолей, освещасхмых солнцем, также дает объяснение картины наблюдаемого распределения загрязнений. При отсутствии освещения происходит некоторое опускание радиоактивных аэрозолей. Особенно значительно они опускаются за время полярной зимы. Вместе с тем опускается и граница тропосферы. В конце зимы и с началом весны тропопауза поднимается, и нижний слой стратосферы с радиоактивными частицами оказывается включенным в тропосферу, где и дает наземные загрязнения. [c.190]

Если радиоактивные продукты внести в стратосферу на высокой широте поздним летом или осенью, то ко времени усиления обмена воздухом между стратосферой и тропосферой эти продукты еще не очень спльно распространятся в меридиональном направлении и дадут сильное загрязнение во время природного сезонного максимума. [c.190]

Это объясняется тем, что величина плотности выпадения определяется уровнем загрязненности тропосферы продуктами деления и количеством атмосферных осадков Г152], причем основным фактором необходимо считать уровень загрязненности тропосферы, атмосферным же осадкам принадлежит решающая роль в. процессе очистки нижних слоев атмосферы от радиоактивных нродуктов. Действительно, колебания количества дождевых осадков, выпадающих ежегодно в районе Ленинграда, незначительны, а величина плотности выпадения суммы радиоактивных нродуктов отличалась в различные годы в 40—80 раз. Кроме того, величина плотности радиоактивных выпадений в период наибольшего загрязнения тропосферы имела характерные, хорошо выраженные максимумы, обусловленные недавними испытаниями ядерного оружия или усиленным обменом воздушных масс стратосферы и тропосферы. [c.200]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология