Приближенный состав атмосферы - раздел Экология, ЭКОЛОГИЯ Элемент И Газ
Содержание В Нижних Слоях
Атмосфе...
| Элемент и газ
| Содержание в нижних слоях
атмосферы, %
|
| По объему
| По массе
|
| Азот
Кислород
Аргон
Неон
Гелий
Криптон
Водород
Углекислый газ (в среднем)
Водяной пар: в полярных широтах
у экватора
Озон: в тропосфере
в стратосфере
Метан
Оксид азота (IV)
Оксид углерода
» в атмосфере городов
| 78,064
20,946
0,934
0,0018
0,000524
0,000114
0,00005
0,034
0,2
2,6
1·10-6
10-3…10-4
1,6·10-4
10-6
Следы
0,8·10-5
| 75,5
23,14
1,28
0,0012
0,00007
0,0003
5·10-6
0,0466
0,9·10-4
0,3·10-6
7,8·10-6
|
От стратосферы к ионосфере плотность газов уменьшается, в стратосфере находится около 20% массы всех газов, в остальных слоях – всего около 0,5 %. Самый важный компонент стратосферы и ионосферы - озон (О3), образующийся в результате фотохимических реакций. Максимальная концентрация озона зафиксирована на высоте 25-30 км. Озоновый слой поглощает губительное для жизни УФ - излучение Солнца. Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, достигая максимума весной в приполярной области. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения. Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения, так энергии одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. Установлено также, что растения под влиянием сильного ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способность к фотосинтезу, а нарушение жизнедеятельности планктона приводит к разрыву трофических цепей биоты водных экосистем.
Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение «озоновых дыр». Последнее, более вероятно связано с повышенным содержанием хлорфторуглеродов (фреонов). Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители, распылители, аэрозольные упаковки и др.) Поднимаясь в атмосферу, фреоны разлагаются с выделением оксида хлора, губительно действующего на молекулы озона.
В стратосфере и более высоких слоях под воздействием солнечной радиации молекулы газов диссоциируют на атомы (на высоте более 80 км диссоциируют Н2 и СО2, выше 150 км - О2, выше 300 км - N2). На высоте 100...400 км в ионосфере происходит также ионизация газов. На высоте 320 км концентрация заряженных частиц (О2+, О2-, N2+) составляет ~ 1/300 от концентрации нейтральных частиц. В верхних слоях атмосферы появляются свободные радикалы - ОН-, НО2- и др.
До высоты 100 км атмосфера представляет собой хорошо перемешанную смесь газов. Вследствие уменьшения плотности газов температура меняется от 0°С в стратопаузе (на высоте ~ 50 - 55 км) до -90...100°С в мезопаузе (~ 80 - 85 км). Выше мезопаузы до высоты 500 км температура монотонно повышается до 1000...1500°С, выше термопаузы находится экзосфера, для нее характерна относительно постоянная высокая температура. Самые высокие слои состоят из Н2 и Не, которые медленно рассеиваются в мировое пространство.
Цель работы. Методом химического анализа определить содержание углекислого газа в атмосфере рабочей зоны.
Оборудование и реактивы: шприцы; лист белой бумаги; поглотительный раствор.
Порядок выполнения работы:
1. Определение содержания углекислого газа
На первом этапе необходимо провести исследование воздуха открытой атмосферы (вне помещений). Для этого набрать шприцем 10 мл поглотительного раствора; перемещая поршень, заполнить воздухом свободное пространство. Не отпуская поршня, энергично встряхивать шприц до поглощения углекислого газа из воздуха в объёме шприца поглотительным раствором. С помощью поршня удалить воздух из шприца, стараясь сохранить в нем исходное количество поглотительного раствора. Эту процедуру повторить несколько раз до полного обесцвечивания раствора. Объем воздуха, пошедший на обесцвечивание раствора, можно рассчитать, зная количество ходов поршня шприца при заборе воздуха и объем шприца, занимаемый воздухом. После проведенного исследования освободить шприц от использованного раствора и ополоснуть дистиллированной водой. Вновь, наполнив шприц 10 мл поглотительного раствора, повторить эксперимент с воздухом зоны, где требуется определить концентрацию углекислого газа.
Расчет содержания СО2 (в %) проводят по следующей формуле:
где V - объем воздуха открытой атмосферы, пошедший на обесцвечивание поглотительного раствора, м3; V1 - объем воздуха исследуемой зоны, пошедший на обесцвечивание поглотительного раствора, м3; 0,04 - содержание углекислого газа в воздухе, %.
2. Определение коэффициента вентиляции
Расчет необходимого вентиляционного объема воздуха (м3/ч), т.е. объема свежего воздуха, который надо подавать в помещение на одного человека, чтобы содержание СО2 не превысило допустимого уровня (0,1 %), произвести по следующему соотношению:
где К - количество литров СО2, выдыхаемое одним человеком за один астрономический час при спокойной сидячей работе (для взрослого, в среднем - 22,6 л/ч); р - предельно допустимое содержание CO2 в воздухе учебного помещения (0,1 %, или 1 л/м3); X - концентрация СО2 в исследуемой зоне (л/м3).
Зная вентиляционный объем воздуха, рассчитать коэффициент вентиляции (W), который показывает, сколько раз в течение 1 часа воздух помещения должен смениться, чтобы содержание СО2 не превысило допустимого уровня:
Воздушный куб рассчитать по формуле:
где Vв.к. - воздушный куб, м3, приходящийся на одного человека (физиологическая норма на человека в час - 15-20 м3, гигиеническая норма - 4,5-5 м3 на одного человека); V - объем исследуемой зоны (учебного помещения), м3; n - количество человек, находящихся в зоне.
Все темы данного раздела:
ЭКОЛОГИЯ
Утверждено ученым советом университета
в качестве учебно-практического пособия для студентов, обучающихся по образовательной программе подготовки бакалавров по направлениям
Предмет и задачи экологии
Экология – это наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой.
В середине XX в. экологию стали понимать как науку об экосистемах и биосфере. Начало та
Антропогенные воздействия на биосферу
Биосфера, весьма динамичная планетарная экосистема, во все периоды своего эволюционного развития постоянно изменялась под воздействием различных природных процессов. В результате длительной эволюци
Представление о природных ресурсах
Развитие производственной сферы базируется на научно-обоснованных, технико-экономических, общественно-исторических и организационно-хозяйственных составляющих. При этом именно природные составляющи
С помощью лишайника
Перед биологическими методами тестирования объектов окружающей среды открыта большая перспектива. Это связано с тем, что методы биотестирования позволяют комплексно оценивать состояние биосферы по
Лишайниками ствола дерева
1. Выбрать место обследования (парк, освещенный участок леса, двор в городе).
2. Выбрать 10 деревьев одного вида на расстоянии 5-10 метров друг от друга. Деревья должны быть примерно одног
Лишайниками стволов деревьев
Порядковый номер дерева на схеме
Лишайниками стволов деревьев
Степень покрытия
Число видов
Степень загрязнения
Более 20 %
Более 5
6 зона
Очень чистый воздух
Рабочая шкала для определения биологического индекса
Организмы
Видовое разно-образие
Общее число присутствующих лишайников
0 – 1
2 – 4
5 – 7
8 – 1
Порядок выполнения лабораторной работы
1. Пользуясь табл. 1 и 2, оценить качество воздуха по степени проективного покрытия лишайниками стволов деревьев.
2. Пользуясь каталогами-определителями лишайников, дать точное родовое и в
В атмосферном воздухе рабочей зоны
Атмосфера - газовая оболочка Земли, простирающаяся более чем на 1500 км от её поверхности. Суммарная масса воздуха, т.е. смеси газов, составляющих атмосферу, 5,1...5,3·1015 т. Молекулярн
Определение концентрации аммиака в воздухе
В местах поступления в атмосферу загрязнителей антропогенного характера концентрация их может быть весьма значительной: в воздушной среде, преимущественно в нижних приземных слоях тропосферы, образ
Порядок выполнения работы
Набрать в шприц воздух и под давлением ввести через иглу в ёмкость с поглотительным раствором. Воздух пропускать до изменения окраски раствора. Определить объем воздуха, израсходованного на изменен
И жесткости воды
Сухой остаток характеризует общее содержание растворенных в воде минеральных и частично органических веществ, температура кипения которых превышает 110°С, нелетучих с водяным паром и не разл
Порядок выполнения работы
1. Определение сухого остатка
Метод основан на гравиметрическом определении растворенных веществ. В прокаленную, охлажденную и взвешенную фарфоровую или кварцевую чашку поместить 2
Определение содержания анионов в поверхностных водах
В поверхностных водах содержатся анионы различной природы - НСО3-, CO32-, ОH-, SO42-, Сl-, HSiO3
Порядок выполнения работы
Определение хлоридов Метод основан на титрометрическом осаждении хлоридов в нейтральной или слабощелочной среде нитратом серебра в присутствии хромата калия в качестве ин
Определение окисляемости природных вод
Окислительно-восстановительные процессы в природных водах представляют собой, главным образом, превращения органических соединений. Одним из непременных условий существования водных экосистем являю
Порядок выполнения работы
В пробу воды (в количестве 50 мл) ввести 2,5 мл 0,25 н. раствора бихромата калия и при перемешивании концентрированную серную кислоту в количестве 5 мл. При этом температура раствора поднимется выш
Определение содержания растворенного кислорода в воде
Кислород постоянно присутствует в растворенном виде в поверхностных водах. Содержание растворенного кислорода (РК) в воде характеризует кислородный режим водоема и имеет важнейшее значение для оцен
Порядок выполнения работы
1. В стеклянный сосуд налить 150 мл исследуемой воды.
2. В пробу воды пипеткой добавить 1 мл хлорида марганца и 1 мл щелочного раствора йодида калия; конец пипетки должен касаться дна сосу
Очистка загрязненных (сточных) вод
В понятие «сточные воды» входят различные по происхождению, составу и физико-химическим свойствам воды, которые использовались человеком для бытовых и технологических нужд. При этом вода пол
Порядок выполнения работы
1. Очистка воды методом адсорбции
а) Взять четыре колбы на 250 мл, налить в них по 100 мл сточной воды содержащей краситель и добавить 1 г адсорбента по указанию преподавателя (пес
Очистка сточных вод методом коагуляции
Коагуляция–это слипание частиц коллоидной системы при их столкновениях в процессе теплового движения, перемешивания или направленного перемещения во внешнем силовом поле. В
Порядок выполнения работы
1. В 6 цилиндров прилить сточную воду (высота раствора должна быть одинакова) и внести пипеткой различный объем растворов коагулянтов. В качестве коагулянтов взять 1,0 %-ные растворы Al2
Флотационная очистка сточных вод
Флотация – это процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела двух фаз, обычно газа (чаще воздуха) и воды, обусловленный избытком свободной энергии пове
Порядок выполнения работы
1. В стакан, объемом 1 л приливают 400 мл воды, к которой добавляют навеску загрязнителя в количестве 0,5 г. К полученной сточной воде прибавляют вспениватель (1 капля). Затем ко дну емкости опуска
Очистка сточных вод методом фильтрации
Фильтрование‒ процесс разделения неоднородных систем (например, суспензия, аэрозоль) при помощи пористых перегородок, пропускающих дисперсионную среду и задерживающих дисперсную твёрду
Порядок выполнения работы
1. Сточную воду, содержащую нерастворимые примеси, профильтровать через следующие фильтры: бумажный, тканевый и ватный.
2. Определить сухой остаток в исходной сточной воде и в фильтрате. Д
Очистка сточных вод методом нейтрализации
К химическим методам очистки сточных вод относят химическую нейтрализацию, окисление и восстановление загрязняющих веществ. Химический способ очистки может использоваться на стадии предварит
Порядок выполнения работы
1. Определить концентрацию кислоты в исходном растворе. Для этого 10 мл кислой воды титруют 0,1н раствором NaOH с индикатором фенолфталеином до появления окраски раствора.
2. В 3 колбы объ
Порядок выполнения работы
1. Определить концентрацию щелочи в исходном растворе. Для этого 10 мл щелочной воды титруют 0,1н раствором НСl в присутствии индикатора бромфенолового синего до изменения окраски
Влияние загрязнителей на биологические объекты
Биотестирование ‒ процедура установления токсичности среды с помощью тест-организмов (тест-объектов), сигнализирующих об опасности независимо от того, какие вещества и в каком сочетани
Порядок выполнения работы
1. В стеклянной посуде готовят серию разбавлений тестируемой воды, согласно табл. 3.
2. В колбы наливают по 100 мл разбавляющей, тестируемой воды и приготовленных растворов. В качестве раз
Требования к отчету
Результаты работы представляют в виде табл.8.
Таблица 8
Оценка токсичности загрязнённых вод
№
разбавл
Vр.в
Определение содержания гумусовых веществ в почве
Важной частью почвы является органическое вещество. Органическая часть почвы представляет очень сложный комплекс разнообразных органических веществ.
Одним из главных признаков плодородия п
Категории почвы по окраске, содержанию гумуса и плодородию
Окраска почв
Содержание гумуса, %
Категории по
плодородию
Категории по
содержанию гумуса
Очень
чёрная
Порядок выполнения работы
0,2 г почвы, отделенной от растительных остатков и просеянной через сито 0,25 мм, поместить в коническую колбу на 100 мл. Прилить 10 мл хромовой смеси (К2Сr2О7 в ки
И подвижного аллюминия
Величина рН – важнейший показатель состояния почвы. Режим кислотности почв складывается под влиянием целого комплекса факторов: свойств материнской породы (например, граниты дают прод
Порядок выполнения работы
1.Определение общей кислотности и щелочности
Метод основан на измерении рН водной вытяжки на лабораторном иономере в системе стеклянного и хлорсеребряного электродов.
В ко
Изучение процесса фотосинтеза
Фотосинтез является основным процессом превращения солнечной энергии в энергию химических связей, процессом накопления биомассы и продуцирования кислорода.
Фотосинтез идет при наличии в ра
Порядок выполнения работы
Взять два листа (один выдержанный в темноте (за это время в растении крахмал расходуется на дыхание, переходя под действием ферментов в сахар и оттекая из листа) и второй находившейся на свету). По
Определение содержания нитратов в растительных объектах
Азот широко распространен во всех геосферах и в составе различных соединений мигрирует в биосфере. В газообразной форме молекулярный азот (N2) довольно инертен, его содержание в атмосфер
Порядок выполнения работы
Пробу растительного материала в количестве 0,25...0,5 кг следует сначала отмыть и измельчить. Усредненную пробу в количестве20 г поместить в стакан. Прилить в стакан 100 мл 1 %-ного раствора алюмок
Оценка радиоактивности объектов окружающей среды
В настоящее время известно много процессов самопроизвольного превращения ядер. Эти процессы называются радиоактивными, так как они протекают по законам радиоактивного распада. К такому распаду скло
Порядок выполнения работы
1. Оценку радиоактивности проводят косвенно по интенсивности γ - излучения измеряемого объекта. С помощью прибора Дозиметр «Радэкс 1706» (Рис.13) в разных точках измеряемого объекта производят
Вопросы для самоподготовки
1. Понятие об ионизирующем излучении. Природные и антропогенные источники излучения.
2. Виды ионизирующего излучения, их характеристика.
3. Радиоактивность. Стабильные и радиоакти
ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
3.1. Характеристика и методы объёмного анализа
Объёмный анализОбъемным (титриметрическим) анализом называют метод количественного химического анализа аналитической хим
Техника безопасности при выполнении лабораторных работ
Каждую лабораторную работу студент выполняет после ознакомления с теоретическими основами метода, устройством и принципом работы прибора и методикой выполнения анализа.
В лаборатории студе
Веществ в воздухе производственных помещений и атмосферном воздухе населенных мест
Загрязняющее
вещество
Предельно допустимая концентрация, мг/м3
рабочей зоны
максимальная разовая
среднесут
Предельно допустимые концентрации примесей в воде
№ п/п
Показатели качества
Ед. измер.
Норматив СанПиН 2.1.4.1074-01
Органолептические показатели
Предельно допустимые концентрации химических веществ в почвах
№ п/п
Наименование
вещества
Формула
Величина ПДК (мг/кг) с учетом фона (кларка)
Лимитирующий
показатель вредности
Библиографический список
1. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб. пос. / Под ред. О.П. Мелеховой, Е.И. Сарапульцева. – М.: Академия, 2010. – 288 с.
2. Федорова, А.И. Практи
Новости и инфо для студентов