Атмосфера- тіршілік негізі

 

Жер атмосферасының құрылымы. Әдетте «атмосфера» терминін Жерді қоршайтын ауа қабаты деп түсінеді. Шамамен 4,5-5 млрд жыл бұрын Жер атмосферасының құрамы вулканды шығарындылардың құрамына ұқсас болған: негізінен су буы, азот диоксиді мен азоттан тұратын болған. Мұз басу үдерісі кезінде Жердің беті біртіндеп қатая бастады. Пайда болған қатты жаңбырлар айтарлықтай дәрежеде атмосферадан көмірқышқыл газын шайып тастады да, Жерде гидросфера қабаты пайда болды, ол кейін өмірдің пайда болуына әкелген бірегей шарттарды туғызды. Атмосферадағы оттек мүлдем басқаша шығу тегінен, нақтырақ айтсақ, жасыл өсімдіктерден пайда болған.

Гидросферада 3млрд жыл бұрын пайда болған энергиясын қоршаған ортадан алатын жекеленген химиялық реакциялар өзінің эволюциясының нәтижесінде біртіндеп фотосинтезге қабілетті қарапайым жасушаларды тудырды. Бұл организмдер органикалық қосылыстардың синтезі үшін күн энергиясын және көміртек диоксидін қолдана отырып, судағы химиялық заттармен қоректенеді де оттек бөлген. Атмосферада оттек пайда болғаннан бастап Жер тарихында жаңа дәуір басталды. (сурет 1).

Қазіргі кезде атмосфераның негізгі компоненттері азот, оттек, су, аргон (кесте 1) болып табылады. Жер атмосерасының жиынтық массасы 5,3-1018 кг құрайды.

Атмосфераның компоненттері оған айтарлықтай біркелкі бөлінбеген. Атмосфераны зерттейтін мамандар температурасына байланысты Жерден әр түрлі қашықтықта орналасқан бірнеше аймақты ажыратады (сурет 2). Ауаның массасының 95% Жерден шамамамен 17 км қашықтықта орналасқан ішкі қабат – тропосфераға келеді. Биіктік өскен сайын тропосферадағы температура азаяды.

Тропосферадағы ауа массасының көбісі үнемі қозғалыста болады, себебі күнмен қызған ауа көтеріледі және суық ауамен алмастырылады. Тропосферадағы бұл ауаның алмасулары арқылы болатын физикалық үдерістер климат пен ауа-райын анықтайтын шешуші факторлар болып табылады.

 

Сурет 1 - Жер атмосферасының эволюциясы

 

 

Сурет 2 - Жер атмосферасы

 

Олар сонымен қатар тропосферадағы зиянды химиялық заттардың типтері мен олардың таралуына әсер етеді.

17-ден 48 км-ге дейінгі биіктікте орналасқан атмосфераның екінші қабаты стратосфера деп аталады (сурет 2). Бұл қабаттағы температура басында тұрақты болып тұрады, сосын биіктікпен көтеріле бастайды. Стратосферада атмосфералық озонның негізгі бөлігі топталған және тап осы жағдай температураның көтерілуіне негіз болады. Озон Күннің ульракүлгін сәулелерін өзіне жұтып алады және бұл стратосфераның қызуына әкеледі. Озон қабаты 99 %-ға жуық зиянды ультракүлгін (УК) радиацияны фильтрлейтін газ тәрізді озоннан (0₃) тұрады.

Стратосфералық озон жоғары энергетикалық УК радиациясын жұтып, тропосферада оттектің көп бөлігін озонға айналып кетуден сақтайды. Тропосферада қалалық қалдық компоненті ретінде қалыптасатын (формируется) озонның аз мөлшері өсімдіктердің өлуіне әкеледі, адамдардың тыныс алу жүйесіне және басқа да жануарларға, сонымен қатар резеңке сияқты материалдарға әсерін тигізеді. Осылай, біздің денсаулығымыз стратосферадағы «жақсы» озонның жеткілікті болуына және тропосферада «жаман» озонның жоқ болуына тәуелді.

50 км биіктікте мезосфера қабаты – қайтадан температура түсетін аймақ басталады.

Атмосферадағы барлық дерлік компонеттері тропосферада, стратосферада және мезосферада бірдей қатынаста болады. Бірақ атмосфералық қысым биіктеген сайын азаяды, яғни ауа биіктікке қарай сирегірек болады.

 

Кесте 1- Табиғи атмосфераның орташа газды құрамы(құрғақ ауада).

Негізгі газды компоненттер	Құрғақ түрде	Ылғал түрде
%, (көлемі бойынша)	г*м-3	% (салмағы бойынша)	% (көлемі бойынша)	г*м-3	% (салмағы бойынша)
Азот	78,09		75,54	75,65		74,08
Оттек	20,94		23,13	20,29		22,64
Су	-	-	-	3,12		1,97
Аргон	0,93	15,2	1,28	0,9	14,7	1,26
Барлығы негізгі компоненттер	99,96		99,95	99,96		99,95
Өзге газды сомманың мазмұны-0,04-0,05%, т.е. 400-500 ррм

 

Олар атмосферада сейіледі, содан кейін жаңбырмен жерге шөгеді немесе түседі, ал топырақ микроорганизмдері улы газдарды зиянсыз қосылыстарға айналдырады. Осылайша, табиғи ластағыш заттардың концентрациясы шекті деңгейден анағұрлым аз болып тұрады. Бірақ соңғы екі ғасырда, және ерекше соңғы 5 жылда, атмосфера адам іс әрекетінен ең жоғарғы өзгерулерге ұшырады.

Жалпы атмосфераның ластану концепциясы оның қазіргі табиғи жағдайының сапасын құртуға әкелетін едәуір іс-әрекеттер мен құбылыстардан тұрады. Атмосфераның ластануы деп атмосфераның құрамы оның ішіндегі қоспалардың табылуы нәтижесінде өзгеруі түсініледі (МЕСТ 17.2.1.04-77). Яғни, атмосфераның ластануы деп қатты, сұйық және газ тектес ластағыш заттардың тасталуы түсініледі. Сонымен, Ресей Федерациясында атмосфераның ластануы болып оған адамдарға, тірі және өлі табиғатқа, экожүйеге, құрылыс материалдарына, барлық қоршаған ортаның табиғи рессурстарына зиян келтіре отырып, сыртқы ауаның сапасы мен құрамына әсер ететін көлемде кез-келген затты тікелей немесе жанама енгізу саналады.

Ластағыш заттар – бұл қоршаған ортаға атмосферадағы тікелей химиялық өзгерулерден кейін немесе басқа заттармен қосылыстары кезінде теріс әсерін тигізетін заттар.

 

Кесте 2 - Атмосфера ластануының жіктелуі

Мәселе	Масштаб	Ұйымның құзыры
Аймақ бойынша	Биіктік бойынша	Уақыт бойынша
Әлемдік	Әлемдік	Атмосфера	Он жылдықтар	Халықаралық
Континентті	Континентті	Стратосфера	Жылдар
Мемлекеттік	Мемлекеттік		Айлар	Мемлекеттік
Индустриялық конгломераттың	Аумақты аудан Кіші зона	Тропосфера	Апталар	Аймақтық
Қалалар	Қалалық	Астыңғы жақ 500-1500 м дейін	Күндер
Жергілікті	Бастаудың жарқылдақ айналасы	Түтіннің құбырының биіктігі	Сағаттар

 

Атмосфераның ластануы – бұл ауаның негізгі компонеттеріне бір ғана емес бірнеше қоспалардың болуы. Сонымен қатар, әрбір нақты ластағыштардың саны шығу көзіне дейінгі қашықтығына, желдің бағытына және табиғи жағдайларға байланысты қатты өзгереді. Осылайша, бізге әсер ететін қоспаның құрамы мен концентрациясы күннен күнге, сағат сайын және бір жерден екінші жерге ауысады. Бұл нәтиже ешқашан жалғыз ластағыш арқылы болмайды дегенді білдіреді. Олардың бәрі – ластағыштың барлық қоспасының жинақталған әсерінің нәтижесі.

2 кестеде атмосфераның ластану жіктемесі және бұл кезде биіктікке, қашықтыққа және уақытқа байланысты пайда болатын мәселелер берілген. Көрініп тұрғандай, атмосфераның динамикалық ластануы басты кейіпте оның астыңғы қабаттарында, ал ұзақ уақыттық өзгерулер ластанудың нәтижесінде бүкіл атмосфераға әсер етеді. Атмосфераның ластануын бағалау кезінде ластағыш заттар сақталатын уақыт аралығы мағызды. 3 кестеде атмосферада кейбір заттардың орташа уақыты келтірілген.

 

 

Кесте 3 - Кейбір заттардың атмосферада болу уақыты

Элемент немесе құралым	Атмосферада болуының орташа уақыты
Гелий He	107 жыл
Азот N2	106 – 2 * 107 жыл
Оттек O2	5*103 – 104 жыл
Фреондар ХФУ-11, ХФУ-12, CFCI3, CF2CI2	70-100 жыл
Көміртегі диоксиді CO2	5-10 жыл
Сутегі H2	4-8 жыл
Метан CH4	4-7 жыл
Азот оксиді NO2	2,5-4,жыл
Озон O3	0,3-0,2 жыл
Көміртегі диоксиді CO	0,2-0,5 жыл
Су H2O	10 тәуіл.
Сульфат ион SO4-	9 тәуіл.
Азот оксиді NO2	5-6 тәуіл.
Аммиак NH3	6 тәуіл.
Аммонийдың ионы NH4+	5 тәуіл.
Нитрат ион NO3-	2-4 тәуіл.
Күкірт диоксиді SO2	0,5-0,4 тәуіл.
Күкіртті сутек H2S
Органикалық көміртек (басқа тоқулы СН4 және галогенді көміртек)	1 тәуіл.