1 / 63

Atmoszféra kémiája

Atmoszféra kémiája. C. Baird, M. Cann, Environmental Chemistry S.E. Manahan, Environmental Chemistry R. Bailley et al., Chemistry of Environment Papp S. Kümmel R., Környezeti kémia Rácz S. Környezetkémia. Atmoszféra.

amil
Download Presentation

Atmoszféra kémiája

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Atmoszféra kémiája C. Baird, M. Cann, Environmental Chemistry S.E. Manahan, Environmental Chemistry R. Bailley et al., Chemistry of Environment Papp S. Kümmel R., Környezeti kémia Rácz S. Környezetkémia

  2. Atmoszféra Az atmoszféra vagy légkör a Földet körülvevő gázburok. Az atmoszféra a Földhöz rendelhető anyag tömegének kevesebb, mint 0,0001 %-át (5,20×1018 kg) teszi ki, ennek ellenére meghatározó szerepe van a földi élet szempontjából. Legfontosabb funkciói a következők: Föld hőmérsékletének szabályozója, Széndioxidforrás a fotoszintézishez, Oxigénforrás az élő szervezetek energiatermeléséhez (a légzéshez), Nitrogénforrás (a N2 természetes és mesterséges átalakítása révén, Vízkörforgás közvetítő közege, Földi élet „védelmezője”: - a kozmikus sugárzás elnyelője, - a Nap nemkívánatos sugárzásának elnyelője, - a nap hasznos sugárzásának átengedője.

  3. Atmoszféra szerkezete

  4. Levegő összetétele felszín közelében • N2:78%, O2: 21%, H2O: 1-3%, Ar: 0,9%, CO2: 0,04% O3: 1 x10-6

  5. Az ózon és a hőmérséklet változása a magassággal

  6. Atmoszféra összetételének változása a magassággal

  7. Napsugárzás-föld energiaháztartása A mértékegység 1023 J/év

  8. Fényvisszaverődés különböző felületekről

  9. Föld sugárzásenergia egyensúlya 1340W

  10. Nap sugárzási energiája az atmoszféra határán és a földfelszínen

  11. A föld kisugárzott energia spektruma Szaggatott vonal az elméleti érték üvegházhatású gázok nélkül. Folyamatos vonal a reális energia eloszlás

  12. A földre jutó és kisugárzott fényenergiák hullámhossz függése A nap sugárzási maximuma 0,5 µm-nél van.

  13. Az elektromágneses hullámok tartományainak felosztása

  14. Az O2 molekulák fényabszorciója az UV tartományban

  15. Ózon abszorpciós spektruma

  16. Az ózon mennyiségének változása a magassággal Az ózon maximum magassága egyenlítőnél 25 km, sarkoknál 18 km. A földfelszín közelében kissé megemelkedhet az ózon mennyisége a szennyezések miatt.

  17. Ózonréteg szerepe • A 300 nm körüli sugárzás a rendkívül ártalmas az emberre. • Az ózon keletkezési és bomlási ciklusában a káros sugárzást eltűnik és kevésbé ártalmas sugárzás keletkezik. • 1% ózon csökkenés 2% UV-B sugárzás emelkedést okoz. • Az UV-B hatásai: leégés, bőrrák (strandpapucs rák), immunrendszer csökkenés embernél • Fitoplanktonokra is veszélyes az UV-B • A földfelszín közeli ózonnak káros a hatása (oxidáció, szmog). • Évmilliókon keresztül a föld biológiája alkalmazkodott az ózon szűréshez, tehát az ózon elnyelési sávjában kisebb a védekező hatás.

  18. Az ózon bomlásának okai 90-es évek

  19. Az ózon minimum értékeinek évenkénti változása az Antarktisz fölött

  20. Ózon réteg hónapos változása az Antarktisz fölött

  21. Ózonlyuk kiterjedése Dobson egység: 0,01 mm vastag O3

  22. Az északi féltekén is van ózonlyuk Nyári térkép

  23. A meghozott intézkedések lassú javulást okoznak

  24. Uralkodó szelek a szennyezéseket a sarkok felé sodorják A magas légköri levegő szennyezések nőnek a sarkok fölött.

  25. Kozmikus sugárzást szűrő Van Allen mágneses övek szerkezete

  26. Az ózon keletkezése és természetes bomlása • Az oxigén molekula fotokémiai disszociációját a 241 nm-nél (495 kJ/mol) rövidebb hullámhosszú fény okozza. • Az oxigén tipikus reakciója a sztratoszférában: • Az ózon disszociációja:

  27. Ózon molekula bomlása

  28. Klímát befolyásoló tényezők

  29. A légköri reakciók típusai • A légköri reakciók egy része homogén gázreakció. A reakciók nagy részét a nap sugárzása katalizálja. Ezek nagy része gyökös jellegű. • A részecskék szilárd felületén (por) is sok atmoszférikus reakció játszódik le főleg ionos. • A párában (felhő, eső) és a részecskék felületén adszorbeált vízben a reakciók jellege folyadékfázisú inkább ionos. • A több molekuláris légköri reakciók oxidatívak.

  30. Reakció séma a tropszférában

  31. Atmoszféra kémiájának főbb elvei • Az atmoszféra oxidativ környezet • Gyakran gyökös mechanizmus szerint zajlanak a reakciók • A reakciók sokszor fénykatalizáltak

  32. Oxigén főbb reakciói Légkör Talaj + légkör Talaj + légkör

  33. Kémiai reakciók a troposzférában

  34. Légkört mérgező anyagok eredete • Elégtelen égés forrása számos szennyezésnek (PAH, CO, NO). • Az égéstermékek is szennyezik a levegőt (CO2, SO2), • Egyes szennyezők a levegő komponenseivel reagálva keletkeznek (Formaldehid, HNO3, H2SO4) • PAH, dioxin vegyületek általában részecskékhez tapadnak. • Nehézfém szennyezések részecskékhez (flying ash) tapadnak. • Szerveshalidok (hajtógáz, oldószer) párolgás miatt kerülnek az atmoszférába. • A vízgőzdesztilláció miatt kevésbé illékony szerves vegyületek is a légkörbe kerülnek.

  35. Különböző légszennyező gázok eredete USA-ban

  36. Atmoszféra légnemű szennyezői

  37. Energia termelés légköri szennyezői Ezekhez járul még a por szennyezés és a salak. A fenti gázszennyezők gyakran szilárd részekhez tapadnak szmogot alkotva.

  38. A szén-monoxid képződés kémiája A szén-monoxid képződésével az alábbi esetekben kell számolni: • Szén vagy széntartalmú anyagok tökéletlen égése • Izzó szén és szén-dioxid reakciója • Szén-dioxid disszociációja nagy hőmérsékleten Magyarországon a rosszul záró ajtókhoz tervezett fűtés jó zárók esetén balesetet okoz. (Bajnóczy G.)

  39. Szén vagy széntartalmú anyagok tökéletlen égése C tart. tüzelőanyagok →[H, OH˙, CH2O, CO]→ CO2 + H2O • Közti termék az égés végtermékeként jelenhet meg (pl. CO) oxidatív pirolízis kiégési zónában Ha nincs elég levegő nem megy végig.(Biomassza tüzelés) 650ºC alatt leáll (BMTE előadás (Bajnóczy G.) )

  40. Szén-monoxid hatása az emberre Egészség károsító hatás: CO az oxigén felvételt gátolja • Hemoglobin: O2 és a CO2 szállítása. • CO2Hb a tüdőben, oxigénben dús környezetben cserélődik oxigénre, míg O2Hb a szén-dioxidban dúsabb testszövetekben cserélődik szén-dioxidra. (Bajnóczy G.)

  41. Légszennyező gázok napi változása városban

  42. (Bajnóczy G.)

  43. Autók légszennyezése NO Szénhidrogén CO

  44. A nitrogén-monoxid kivonása gépjárművek füstgázaiból • A belsőégésű motoroknál: keletkezett füstgázok kezelése • Az égés körülményeinek változtatása megoldás lehet, de ezzel egyidejűleg más légszennyező anyagok (CO, szénhidrogének) koncentrációja a növekedhet Nincs olyan levegő – tüzelőanyag arány, amelyik minden szempontból megfelelő lenne. BMTE előadás (Bajnóczy G.)

  45. Nitrogénvegyületek és felszínközei koncentrációi

  46. Kénvegyületek és felszínközei koncentrációi

More Related