Là loại môi trường rất nhạy cảm, rất dễ biến đổi và lan truyền, sự lan truyền này không ở trong phạm vi một vài quốc gia, có thể lan rộng khắp cả châu lục.. Môi trường không khí tuân the
Trang 1PHẦN IV: MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ (AIR ENVIRONMENT )
Chương 1: Khái quát về môi trường khí quyển
1 Định nghĩa môi trường không khí
Môi trường không khí là môi trường cực kỳ quan trọng trong sự phát triển và sinh tồn của nhân lọai Là loại môi trường rất nhạy cảm, rất dễ biến đổi và lan truyền, sự lan truyền này không ở trong phạm vi một vài quốc gia, có thể lan rộng khắp cả châu lục Môi trường không khí tuân theo những qui luật về môi trường khí hậu riêng của nó
Môi trường không khí là phần không gian bao quanh trái đất Gồm nhiều tầng khác nhau tùy theo sự thay đổi chiều cao và chênh lệch nhiệt độ Năng lượng từ mặt trời chuyền qua khí quyển thông qua sự trao đổi điện từ, phóng xạ, đối lưu, sự bay hơi, và cuối cùng là sự biến đổi nhiệt độ theo mùa theo độ cao và thời gian
2 Cấu trúc môi trường khí quyển
2.1 Tầng đối lưu (Troposphere)
Là tầng tiếp giáp với bề mặt của quả đất, ở độ cao từ 0-10 km kể từ mặt đất Nhiêt độ dao động trong khoảng +40oCđến -50oC Trong tầng này tuân theo qui luật nhiệt độ giảm theo độ cao một cách ổn định Ở mặt đất nhiệt độ trung bình khoảng 15oC lên đến 10 km chỉ còn -50oC Trung bình lên cao 1km giảm 6,4oC Aïp suất càng lên cao càng giảm dần Nói chung, đây là tầng quyết định khí hậu của trái đất, với thành phần khí chủ yếu là N2, O2, CO2 và hơi nước Các chất ô nhiễm sinh ra do hoạt động tự nhiên và con người cũng dễ dàng bị xáo trộn, gây ra nhiều biến đổi trong tầng này 2.2.2 Tầng bình lưu (Statosphere)
Làì tầng tiếp giáp từ tầng đối lưu, ở độ cao từì 10-50 km Ngược lại với tầng đối lưu, ở đây có sự gia tăng nhiệt độ theo chiều cao Sự tăng nhiệt độ theo chiều cao có thể do càng lên cao gần với lớp ozon Lớp ozon xuất hiện ở độ cao 18-30 km, nó có nhiệm vụ là lớp màng bao bọc và bảo vệ trái đất do có khả năng hấp thu tia tử ngoại của mặt trời chiếu xuống trái đất Nồng độ ozon ở tầng bình lưu cao hơn tầng đối lưu khoảng
1000 lần Thành phần khí gần giống như tầng đối lưu, chủ yếu là O3, O2, N2 và nồng
Trang 2độ hơi nước thấp hơn Aïp suất không khí giảm theo độ cao Vì sao có sự gia tăng nhiệt độ trong tầng này?
2.2.3 Tầng trung lưu (Mesostosphere)
Tầng trung lưu ở độ cao trên 50-90 km Nhiệt độ giảm dần từ đỉnh của tầng bình lưu đến đỉnh của tầng trung lưu, tốc độ giảm lại nhanh hơn tầng đối lưu và có thể đạt đến -100oC Thành phần không khí cũng gần giống như các tầng dưới Nồng độ và hơi nước của lớp ozon lại rất thấp Aïp suất cũng giảm dần theo độ cao Vì sao nhiệt độ trong tầng này giảm dần?
2.2.4 Tầng ngoài (Thermosphere)
Trên tầng trung lưu là tầng ngoài Đặc điểm của tầng này là nhiệt độ tăng lên rất nhanh và khá cao cho nên gọi là tầng nhiệt hay là tầng ion Tầng này ở độ cao từ
90-100 km, nhiệt độ tăng từ -92oC đến 1200oC Mật độ không khí loãng và áp suất rất thấp
2.3 Một số tính chất quan trọng của khí quyển
Nhiệt độ khí quyển biến đổi theo đường thủy sinh Cao ở mặt đất, thấp ở đỉnh đối lưu, lại cao nhất ở đỉnh bình lưu, thấp nhất đỉnh trung lưu
2.3.1 Tính giảm nhiệt trong tầng đối lưu
Tầng đối lưu rất gần với cuộc sống trái đất Là nơi che chở cho trái đất Mọi sự biến đổi đều tập trung ở đây, và nó có ảnh hưởng trực tiếp đến khí hậu và môi trường Một vài điểm cần chú ý về tính giảm nhiệt:
· Một khối không khí khô khi gia tăng đến giới hạn nào đó bởi nhiệt độ cao, sẽ không tăng nữa, đôi khi sẽ giảm
· Nếu khối khí khô bao quanh khối khí khác lạnh hơn, nó sẽ tiếp tục biến đổi trong một khoảng thời gian ngay sau đó Mức độ giảm nhiệt theo chiều cao từ -1oC khi lên 100 m Trong điều kiện nếu mức giảm nhiệt độ thấp hơn 2oC/1000 m, lúc này sẽ tạo điều kiện dễ dàng cho sự xâm nhiễm của chất ô nhiễm, tiếp theo là các nguyên nhân gây ô nhiễm
2.3.2 Tính đảo nhiệt
Trang 3Tính đảo nhiệt xuất hiện khi sự giảm nhiệt chậm hơn bình thường theo độ cao Tính đảo nhiệt có thể tạo nên sự thay đổi vị trí ở vùng khí hậu từ chổ mát mẽ do tác dụng phóng xạ sẽ làm cho nhiệt độ nóng dần Tính đảo nhiệt xuất hiện nhanh mà cũng dễ biến mất Do tính đảo nhiệt các chất ô nhiễm hình thành trong khí quyển sẽ tạo nên các trung tâm ô nhiễm, do vậy đưa đến nhiều vùng ô nhiễm lớn
2.3.3 Aính hưởng không khí bởi địa hình
Địa hình ảnh hưởng vi khí hậu và các biểu hiện khác nhau của môi trường không khí Tuy nhiên ảnh hưởng này sẽ không lơnï lắm Khí hậu từ đồi cao thung lũng triền dốc đều khác nhau Sự ghồ ghề của địa hình cũng làm ngăn cản các xoáy và làm thay đổi chiều hướng của các nguồn ô nhiễm
2.3.4 Quá trình tích tụ trong khí quyển
Quá trình này có ý nghĩa quan trọng đối với việc tách chất hóa học ra khỏi vùng khí quyển Quá trình tích tụ có thể xảy ra theo ba cách:
· Lắng đối với hạt có đường kính > 10mm
· Tích tụ khô, là sự hấp phụ hoặc hấp thụ khí hoặc hơi bởi các pha rắn trên bề mặt trái đất
· Tích tụ ướt, như mưa rơi, màng chứa khí và hơi sau đó là kết tủa
2.3.5 Phản ứng quang hóa trong khí quyển
Rất nhiều thành phần trong khí quyển tham gia phản ứng quang hóa Phản ứng quang hóa được hiểu là hàng loạt những phản ứng hóa học xảy ra trong đó năng lượng cần thiết cho phản ứng được chuyển đến qua những tia ở dạng ánh sáng nhìn thấy được hoặc tia cực tím Một số điều kiện cần thiết cho một phản ứng quang hóa:
· Phản ứng quang hóa chỉ xảy ra với các phần tử có khả năng hấp thụ các phôtôn mà nó gặp
· Mỗi phôtôn được hấp thụ chỉ có thể kích thích hoạt động chỉ với một phần tử duy nhất ở quá trình quang hóa đầu tiên
· Các phôtôn được hấp thụ bởi các phần tử ở trạng thái năng lượng thấp, do vậy những trạng thái kích động năng lượng thấp rất thích hợp cho quá trình quang hóa
Trang 42.3.6 Phản ứng hóa học trong khí quyển
Các thành phần trong khí quyển không chỉ tham gia phản ứng quang hóa, mà còn tham gia vào các phản ứng hóa học thuần túy dưới điều kiện năng lượng cần thiết cho phản ứng nhiều khi tương đối lớn Nồng độ của các chất tham gia trong phản ứng hóa học thường là không đổi