Surse de Polare a Aerului

Importanta aerului

Învelişul gazos reprezentat de atmosfera terestră constituie unul din factorii esenţiali ai existenţei vieţii pe pământ. Componenta principală din aer este oxigenul, necesar organismului prin actul respiraţiei. Bioxidul de carbon din aer întreţine asimilaţia clorofiliană iar azotul atmosferic reprezintă o verigă importantă a circuitului azotului în natură. Menţinerea compoziţiei naturale a aerului este vitală. Un motiv este faptul că bariera pulmonară umană reţine numai în mică măsură substanţele ajunse la nivelul alveolelor odată cu aerul respirat. Din punct de vedere medical, aerul influenţează sănătatea atât prin compoziţia sa chimică cât şi prin proprietăţile sale fizice (temperatura, umiditatea, curenţii de aer, radiaţii, presiune, etc).

Poluarea aerului este dată de prezenţa în atmosferă a unor substanţe străine de compoziţia normală a aerului care în funcţie de concentraţie şi/sau timpul de acţiune provoacă tulburări de sănătate omului, afectează flora şi fauna sau alterează mediul înconjurător. De asemenea, aerul este considerat poluat dacă substanţele din compoziţia sa normală sunt prezenta într-o concentraţie substanţial diferită de cea normală, modificarea prezentând efecte nocive pentru om şi/sau mediu. Este cazul în mod deosebit a CO2 şi a ozonului.

Atmosfera este învelişul gazos al planetei noastre şi este menţinută în jurul Pământului datorită atracţiei gravitaţionale. Masa atmosferei a fost evaluată la aproximativ 521014t, din care:

- aproximativ jumătate (261014t) este concentrată până la o înălţime de 5km;

- aproximativ 211014t se află între 5km şi 1820km;

- aproximativ 51014t se găseşte la o înălţime mai mare de 20km.

Rezultă că fenomenele meteorologice, în marea lor majoritate, nu au o extensie verticală prea mare. Pe direcţie orizontală însă, acestea cuprind regiuni geografice extrem de extinse. Pentru deplasarea maselor de aer de la o regiune geografică la alta, este necesar un consum imens de energie, ceea ce conduce la schimbări de vreme.

Copmozitia aerului atmosferic

Dintre componentele aerului, cele mai importante sunt:

• oxigenul, care întreţine viaţa şi stă la baza tuturor arderilor;

• azotul, care în combinaţie cu oxigenul, asigură dezvoltarea normală a vieţii şi temperează acţiunea oxidantă a oxigenului. Azotul, în cantităţi mici, nu este toxic şi este util plantelor şi pentru agricultură – unde este o inepuizabilă sursă de îngrăşăminte;

• vaporii de apă au o distribuţie variată. De exemplu, în Siberia, iarna vaporii de apă sunt prezenţi în atmosferă într-o concentraţie de 10-6 %, iar în regiunea ecuatorială, de peste 5%. Cantitatea cea mai mare de vapori se găseşte între sol şi o înălţime de 5km;

• Bioxidul de carbon este un gaz mai greu ca aerul, deci se găseşte în apropierea scoarţei terestre. În regiunile industriale, se poate găsi până la o concentraţie de 0,5%. De asemenea, noaptea se găseşte mai mult bioxid de carbon decât ziua, datorită faptului că, la lumina soarelui, plantele îl consumă prin fotosinteză. Nu se găseşte la altitudini mai mari de 20-30km. Vaporii de apă şi bioxidul de carbon au proprietatea de a absorbi căldura radiată de suprafaţa Pământului. În lipsa lor, temperatura medie ar deveni –230C;

• Ozonul este format din 3 atomi de oxigen. El poate fi recunoscut prin mirosul pe care îl imprimă aerului după furtună (în greaca veche ozon=puternic mirositor). Cantitatea de ozon este mai mare ziua decât noaptea şi vara, decât iarna (de exemplu: vara există 1,9.10-5 g/m 3 ozon şi iarna, 1,3.10-5 g/m3). Ozonul absoarbe radiaţiile din Univers, în special razele ultraviolete şi le transformă în căldură. Stratul de ozon este foarte subţire. Dacă s-ar putea transporta la sol, la T=00C şi presiune normală, acesta ar forma un strat de grosime 1,54,5mm.

Tabelul 1: Constituenții permanenți ai atmosferei

Gaze permanente Formula chimică Procente de volum p.p.m. (în volume)

Azot N2(g) 78,08 780,000

Oxigen O2(g) 20,95 209,500

Argon Ar(g) 0,93 9,300

Neon Ne(g) 0,0015 15

Heliu He(g) 0,00052 5,2

Kripton Kr(g) 0,00011 1,1

Hidrogen H2(g) 0,00005 0,5

Oxid de azot N2O(g) 0,00003 0,3

Xenon Xe(g) 0,000005 0,05

Din tabelul 1 se observă că la orice altitudine, O2(g) are o concentraţie de aproximativ 20,95 %, iar N2(g) reprezintă 78,08 % din totalul gazelor (cu excepţia vaporilor de apă). Cu toate că rapoartele de amestecare ale acestor gaze sunt constante, odată cu creşterea altitudinii, presiunile lor parţiale scad cu creşterea acesteia deorece presiunea aerului scade cu creşterea altitudinii, iar presiunile parţiale ale O2(g) şi N2(g) sunt fracţii constante ale presiunii aerului.

Azotul şi oxigenul formează împreună 99,03% din volumul total al gazelor din atmosferă. Argonul (Ar) reprezintă circa 0,93 procente. Argonul, numit şi gazul leneş, este un gaz fără culoare şi fără miros. Ca şi alte gaze nobile, el este inert şi nu reacţionează chimic. Alte gaze fixe, dar inerte spre exemplu neonul, heliul, kriptonul sau xenonul sunt prezente în concentraţii foarte mici (urme).

Gazele a căror rapoarte de amestecare variază în timp şi spaţiu se numesc gaze variabile. În tabel sunt prezentate rapoartele de amestecare în funcţie de volum a câtorva gaze variabile din troposfera nepoluată, troposfera poluată (arii urbane) şi stratosferă. Parte dintre gazele de natură organică se degradează chimic înainte de a atinge stratosfera, aşa încât rapoartele lor de amestecare sunt mici în aceastǎ zonă.