A levegő Szerkesztette: Vizkievicz András
• • •
•
A levegő a Földet körülvevő gázok keveréke. Tiszta állapotban színtelen, szagtalan. Erősen lehűtve cseppfolyósítható. A cseppfolyós levegő világoskék folyadék, hőmérséklete –190 C0 körüli. A levegő alkotja a légkört, az atmoszférát.
A földi légkör a földtörténet során jelentős változásokon ment keresztül. A Föld ősi légköre a földfelszín lehűlése során alakult ki a kőzetek gázleadása és a vulkanizmus révén, kb. 3.6 milliárd évvel ezelőtt. Ez CO2-ből, N2-ből, H2–ből, SO2-ből, vízgőzből állt. Mivel oxigént nem tartalmazott, anaerob légkörnek nevezzük.
A légköri oxigént a kb. 2,5 milliárd évvel ezelőtt tömegesen elterjedő kékbaktériumok kezdték termelni fotoszintézisükkel (a légkör oxigéntartalma teljesen fotoszintetikus eredetű).
Összetétel • • • •
78 % nitrogénből, 21 % oxigénből, 0.9 % nemesgázokból (főleg argonból) és 0,1% egyéb összetevőkből áll, mint pl. o vízgőz, o szén-dioxid (0,03%), o ózon, o kén-dioxid, nitrogén-oxid, o por, stb.
1
Nitrogén Az élőlények nem tudják közvetlenül felhasználni, kivéve a pillangós virágúak gyökérgümőiben élő nitrogénkötő baktériumokat, akik ammóniává alakítják a nitrogént.
Oxigén • •
A légkör oxigén tartalma fototróf szervezetekből származik (2,5 milliárd éve már jelentősebb mennyiségben termelték az ősi kékbaktériumok). A lebontó folyamatokhoz (biológiai oxidácó) szükséges (a légköri O2 + a szerves vegyületek H2-tartalma vízzé oxidálódik, energiatermelés!)
Egyéb • • • • •
CO2 (0,03%), nemesgázok, vízpára, légszennyező anyagok (pl. SO2, NO2, CO, freon, stb.), por.
CO2 • • • • • • •
Növények fotoszintéziséhez szükséges (minden autotróf képes felhasználni), szerves vegyületeket állítanak elő belőle, minden élőlény bocsát CO2-t a levegőbe (lebontó anyagcsere terméke), a légzés során keletkezik, az emberi tevékenység is termel CO2-t (ipar, közlekedés, háztartások), vulkánkitörések során is kerül a levegőbe, a talajban a szerves anyagok bomlásakor is keletkezik. Viszonylag állandó koncentrációja fontos lenne az üvegházhatás miatt.
2
SO2 • • • •
Főleg a fosszilis energiahordozók (kőszén, szénhidrogének) égetésekor kerül a levegőbe, a levegő páratartalmával (a csapadékban oldódva) kénessavat (H2SO3) képez, amiből további oxidációval kénsav (H2SO4) keletkezik, savas esők okozója, főleg a növények klorofillját és a talajt károsítja, redukáló hatású, kémhatását savas irányba tolja. SO2-re érzékeny indikátor élőlények a zuzmók.
Nitrogén-oxidok NO, N2O, NO2, N2O3 • •
Fosszilis energiahordozók égetésekor kerül a levegőbe, a csapadékban oldódva savakká (salétromossav, salétromsav, HNO2, HNO3) alakulnak (savas esők).
Halogéntartalmú szénhidrogének • •
Felelősek az ózonpajzs elvékonyodásáért pl. freon (CF2Cl2). Üvegházhatású gázok.
Szilárd lebegő szennyeződések Por • • •
Mikroszkopikus méretű szemcsék (1-500 μm között), szabad szemmel nem láthatóak, természetes és emberi tevékenység hatására kerül a légkörbe, felületükön káros anyagok kötődhetnek meg, főleg benzin égéstermékek, kátrány, aromás vegyületek (rákkeltő hatás).
3
Szmog • •
•
Füstköd, ha a levegőben lévő légszennyező anyagok koncentrációja elér, ill. meghalad egy bizonyos határértéket, ezt az értéket elérve valamelyik levegő összetevő egészségkárosító hatásúvá válik (légúti problémák, asztma, tüdőödéma, nyálkahártya irritáció).
Két típus: 1. Téli: London-típus (redukáló szmog). Kialakulásának feltételei: • szélcsendes időjárás, • magas légnyomás, • magas relatív páratartalom, • -3 – +5 °C közötti hőmérséklet, • fosszilis tüzelőanyagok nagymértékű felhasználása. • CO, kén-dioxid, por, korom. 2. Nyári: Los Angeles-típus, fotokémiai szmog (oxidatív szmog). Kialakulásának feltételei: • erős napsugárzás (UV-sugárzás), • 25-35 Co, • alacsony páratartalom, • közlekedés által kibocsátott szennyezések (NOx, szénhidrogének, CO), • gyenge légmozgás. • UV hatására ózon, nitrogén oxidok, keletkeznek. Szmogriadó • • • • •
Intézkedési rendszer, önkényesen megállapított határértékek, abban az esetben, ha a káros anyagok mennyiségének az értéke közelíti, vagy eléri a megadott határértéket, hatására csökken a légszennyező anyagok kibocsátásának mértéke, közlekedés, ipari tevékenység, fűtés többlépcsős korlátozása.
4
Az ózon
Az ózon (O3) egy három oxigénatomból álló instabil molekula. Az ózon a légkör 20-30 km magasságában köpenyszerűen veszi körül a Földet, hőmérséklete eléri a 60 Celsius-fokot.
A földi élet számára rendkívül fontos, mert kiszűri a roncsoló UV sugarak legnagyobb részét. Ultraibolya sugárzásnak nevezzük a 100 nanométer (nm) és 400 nm közé eső hullámhosszúságú sugárzásokat (UV-C (100 nm-280 nm), UV-B (280 nm-320 nm) és UV-A (320 nm-400 nm)).
A légkörben található ózon mennyisége az utóbbi néhány évtizedben, helyenként eltérő mértékben, folyamatosan csökken. A legnagyobb mértékű csökkenést a Déli-sark környezetében mérték.
Az ózonréteg vékonyodásáért a légkörbe került halogéntartalmú szénhidrogének, főleg freonok tehetők felelőssé. Ezek a vegyületek felhalmozódva még 50-100 évig lesznek jelen, károsítva az ózonréteget.
5
