Atmosfera ziemska to powłoka gazowa otaczająca Ziemię, składająca się z rożnych gazów nazwanych powietrzem. Składnikiem atmosfery ziemskiej, którego zawartość ulega zmianie jest para wodna. Do domieszek atmosfery ziemskiej należą m.in.: pyły pochodzenia organicznego (bakterie, pyłki roślinne, spory grzybów) i nieorganiczne (sadza, popiół, cząstki soli morskiej, gazy spalinowe) oraz jony. Charakteryzuje się budowa warstwowa:

Troposfera- jest warstwą leżąca najbliżej Ziemi, wynosi mniej więcej 6-8km. Posiada maksymalną gęstość. Wynosi ona 80% masy powietrza pozostałych warstw. To tutaj do chodzi do wykształcenia się warunków pogodowych. Jej dolna partia jest już częścią biosfery. Spadek temperatury następuje razem z wraz z wartością o 6,5ºC na kilometr w kierunku tropopauzy. Jest ona warstwą pośredniczącą pomiędzy troposferą a stratosfera..

Stratosfera- ma wysokość do 50 kilometrów nad przestrzenia Ziemi. Gazy, z których składa się w niej powietrze, zalegają i mieszają się z sobą. Warstwa ta uboga jest w parę wodną. Do wysokości ok. -55ºC, powyżej następuje wzrost temperatury do ok. 0ºC przy górnej granicy.

Mezosfera- dochodzi do 85 km. Następuje tutaj obniżenie temperatury do -90°C w wyżej zalęgającej warstwie. Kolejna warstwa to mezopauza.

Termosfera- warstwa do wysokości 500 km. Dokładnie nie wiadomo, jaka ma długość gdyż jest to niemożliwe do zidentyfikowania. Oznacza się silnym podwyższeniem temperatury do 1500°C na długości do 400 km, co uzależnione jest od absorpcji emisji światła słonecznego poprzez cząsteczkowy tlen i azot.

Wyróżniamy dwa główne typy zanieczyszczeń atmosfery:

Pochodzenia naturalnego, na które składają się pyły, gazy, piasek, rożne odpady będące tworem człowieka, wybuchy wulkanów powodujące znaczny wzrost emisji pyłów do atmosfery. Powodują one znaczne straty w środowisku na przykład destrukcje budynków.

W Polsce województwa, które przyczyniają się do produkcji opadów to:GOP-28%, bielsko bialskie, krakowskie- ok. 6 %.

Zanieczyszczenia pochodzenia antropogenicznego przechodzą do powłoki jako pyły, gazy. Człowiek produkuje toksyczne odpady od wieków jednak teraz ostatnimi lat znacznie się ten proces poszerzył. Wszelkie huty, elektrownie, elektrociepłownie wysyłają do atmosfery trujące gazy. Cały przemysł motoryzacyjny i paliwowy opiera się na przeróbce paliwa w konsekwencji doprowadzając do powstania niebezpiecznych gazów. Do atmosfery emitowane as w dużych ilościach tlenki siarki, węgła i inne gazy.

Następnie są one rozprzestrzenianie za pomocą wiatru na duże obszary, co nazywamy

transgranicznym przenoszeniem zanieczyszczeń. Do oznaczania poziomu gazów w środowisku służą nam bioindykatory, czyli na przykład porosty, które są bardzo dobrymi indykatorami zanieczyszczeń.

DZIURA OZONOWA

Do niedawna zagadnienie to nie było powszechnie znane, obecnie dzięki mediom zdajemy sobie sprawę z wpływu na środowisko i jego znaczenia.

Warstwa ozonowa otacza ziemie na wysokości około 10-45 km. Gdyby ozon zniknął ze stratosfery ziemie stałaby się terenem nie nadającym się do życia. Ozon troposferyczny pochodzi z zanieczyszczeń i jest on składnikiem fotochemicznego smogu. Po raz pierwszy dziurę ozonowa zaobserwowana nad Antarktydą w roku 1984. Wówczas myślano ze jest to tylko zjawisko okresowe i w niedługim czasie ustąpi. Tak się również stało dalsze badania wykazały ze pojawia się ona okresowo w ciągu roku, jej rozmiar i gęstość jest od nich zależna.

O ile ozon w wyższych warstwach atmosfery jest niezbędny do przetrwania życia na ziemi, to tutaj w troposferze powoduje liczne schorzenia u ludzi o charakterze oddechowym.

Ludzie wykorzystują ozon do produkcji wybielaczy, jako środek antyseptyczny, bakteriobójczy, do filtrowania wody, do jego produkcji dochodzi podczas spalania paliwa dlatego rozwój i wzrost motoryzacji stanowi on główne zagrożenie dla powstawania dziury ozonowej

Warstwa ozonowa zbudowana jest z wielu milionów cząsteczek ozonu. Pod względem chemicznym jest to trój atomowy tlen mogący przechodzić w tlen gdy wejdzie w reakcje z wysoko reagującym innym atomem (np. chlorem). Gdy dojdzie do takiego spotkania atom chloru zabiera jeden elektron atomowi tlenu. Następuje rozpad atomu ozonu na tlen. W ten sposób dochodzi do powstania dziury ozonowej. Przyczynia się do niej tak naprawdę duże stężenie gazów, pochodnych chlorowców, fluorowców, itd. Mała ilość ozonu nie ma możliwość zatrzymać promieniowania UV pochodzącego od słońca, które jest szkodliwe dla żywych organizmów. Pod jego wpływem produkują one barwnik skory zwany melanina pełni ona funkcje substancji ochronnej. Jednak, gdy intensywność promieniowania będzie wzrastać nie będziemy w stanie skutecznie się przed nim bronić. Spowoduje ono denaturacje białek, poparzenia skory, czerniaka, choroby oczu i zaburzenia układu immunologicznego.

Czynnikiem wpływającym na zawartość ozonu w atmosferze jest temperatura, dlatego to jego ilość jest uzależniona od pory dnia. Przez wiele tysięcy lat aż do niedawna wykluczając dobowe i okresowe fluktuacje ilość ozonu zawsze pozostawała na niezmiennym poziomie.

W połowie lat 80 tych naukowcy zaczęli wnikliwie obserwować warstwę ozonowa w atmosferze. Zaobserwowano miejsce zwane potocznie dziura ozonowa. Jest to jednak nieściśle określenie z funkcjonujące w społeczeństwie. Dokładniej mówiąc nie jest to całkowity brak ozonu, lecz jego spadek w porównaniu z wartością poprzednia.

Spowodowało, to ze do ziemi zaczęło docierać promieniowanie UV w zwiększonych ilościach.

W 1987 roku przeprowadzono badania mające wyjaśnić przyczynę tego zjawiska. Użyto w tym celu samolotów, które zebrały próbki powietrza znad dziury. Okazało się ze za powstanie dziury odpowiedzialne są gazy: freony stosowane w chłodniach, lodówkach. Największy udział w rozkładzie ozonu maja związki chemiczne z grupy chlorowców i węglowców znane jako CFC. Znalazły one wykorzystanie w rozpylaniu aerozoli, jako substancja chłodząca w klimatyzatorach, lodówkach, styropianach. Do innych związków zaliczamy helony, używane do produkcji gaśnic, bromek metylu, chlorometan, CCl4. Związki te przechodząc do atmosfery pod wpływem UV są rozkładane na pojedyncze pierwiastki: chlor, fluor, węgiel, gdzie wchodzą w reakcje z ozonem rozkładając go do tlenu. Tak oto powstaje dziura ozonowa. Dla porównania jeden atom chloru prowadzi do rozbicia nawet 100000 molekuł ozonu. W roku 1987 doszło do spotkania szef państw europejskich gdzie dyskutowano nad poprawa stanu środowiska wszedł w zjecie protokół Montrealski który obligował do zaprzestania używania freonów do roku 2000. Przyczyna takiego stanu rzeczy jest fakt, ze freony rozkładają się nawet 100 lat.

Wspólnota Europejska swą politykę ekologiczna realizuje w kolejnych programach, np. Piąty Program Działania z 1993 "O trwały i nieszkodliwy dla środowiska rozwój". Jednak skuteczność przeciwdziałania np. powstawaniu dziury ozonowej czy efektowi cieplarnianemu jest dalekie od doskonałości. Trudno też przychodzi realizacja postanowień w skali całego świata, np. zawartych w Deklaracji Szczytu w Rio de Janeiro Agendzie 21 i w wielu uchwalonych tam konwencji.

Pozytywną reakcją na zagrożenie było wyprodukowanie w Anglii w latach dziewięćdziesiątych lodówki, w której szkodliwy freon zastępuje propan, a pianka poliuretanowa nadmuchana jest dwutlenkiem węgla. Tego typu lodówka pracowała tak samo dobrze i oszczędnie, jak zwykła.

GLOBALNE OCIEPLENIE

W grudniu 1894 szwedzki chemik Svante August Arrhenius rozpoczął badania nad indukcja spalania węgla kopalnego na ocieplanie. Pisanie artykułu zajęło mu około roku. Wynik wskazywał, że podwojenie koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze zmieni temperaturę o około 5-6C. Arrhenius ocenił, że dwukrotne zwiększenie koncentracji dwutlenku węgla w atmosferze nastąpi na ziemi po 3 tysiącach lat.

Globalne ocieplenie jest konsekwencja postępu przemysłu i motoryzacji.

Ten wzrost temperatury może być związany z innymi zmianami takimi jak zmiany wysokości oceanów, zmiany ilości i rozkładu opadów, zmiany w intensywności ekstremalnych zjawisk pogodowych takich jak powodzie lub intensywność huraganów, zmianę w uprawach, zmiany w pokrywie lodowców i innych zjawisk związanych z globalną zmiana temperatury.

Dalsze badania wykazały ze temperatura na ziemi przez ostatnie 110 lat wzrosła o 0,5 stopnia. Teraz wzrost jest o wiele szybszy i wynosi około 0,3 w ciągu 10 lat.

Efekt cieplarniany to zjawisko wzrostu temperatury atmosfery spowodowane istnieniem w jej składzie tzw. gazów cieplarnianych, które przepychają sporą część promieniowania słonecznego do powierzchni Ziemi, zmniejszając wypromieniowanie ciepła przez powierzchnię Ziemi i dolne warstwy atmosfery. Do gazów cieplarnianych zalicza się: parę wodną, której udział w efekcie cieplarnianym wynosi 62%, dwutlenek węgla (22%), ozon, znajdujący się w warstwie przypowierzchniowej (7%), oraz freony, metan, podtlenek azotu. Część promieniowania słonecznego dochodzącego do powierzchni Ziemi nie jest pochłaniana i zamieniana na ciepło, lecz ulega odbiciu i wraca w przestrzeń kosmiczną. Stosunek ilości promieniowania padającego na daną powierzchnię określa się mianem albedo. Jego wartość zależy od charakteru powierzchni-szczególnie dużym albedo charakteryzuje się pokrywa śnieżna i górna powierzchnia chmur. Dlatego im mniejsze stają się obszary pokryte wiecznym śniegiem, tym mniejsza część promieniowania ulega odbiciu i tym szybciej rośnie temperatura na Ziemi.

Efekt cieplarniany istnieje w systemie klimatycznym w naturalnych warunkach, powodując, że średnia temperatura najniższej warstwy atmosfery ziemskiej wynosi około 150C. Bez atmosfery i gazów cieplarnianych temperatura wynosiłaby -180C uniemożliwiając życie na Ziemi. To naturalne, korzystne zjawisko zostało w ostatnim stuleciu dodatkowo wzmocnione przez działalność człowieka, która powoduje niekorzystne globalne zmiany klimatu, zwiększa stężenie gazów oraz wprowadza gazy nowe, no. freony, nie istniejące w sposób naturalny. długofalowe, które Ziemia wypromieniowałaby z powrotem w przestrzeń kosmiczną, gdyby nie atmosfera, a właściwie para wodna i inne gazy, które są taką samą pułapką dla ciepła jak ściana szklarni.

Jeśli przyczyną wzrostu temperatury na kuli ziemskiej nie byłaby działalność człowieka, odpowiedzi należałoby szukać w naturalnych procesach, jakie od milionów lat zachodzą na Ziemi. Badając dzieje Ziemi geolodzy odkryli ślady co najmniej kilku wielkich epok lodowych, kiedy następował gwałtowny spadek temperatury, a znaczna część naszej planety pokrywa się lodem. Również w czwartorzędzie, młodszym okresie kenozoiku trwającym od około 2 milionów lat temu do dziś, lodowce pokryły ogromne obszary kuli ziemskiej. Młodsza epoka czwartorzędu, trwająca obecnie-holocen, traktowana jest przez wielu naukowców za jeszcze jeden interglacjał, czyli cieplejszy okres między dwoma glacjałami, kiedy to lodowce zanikają lub ograniczają swój zasięg do małych obszarów. Na przestrzeni dziejów temperatura Ziemi wielokrotnie była znacznie wyższa niż obecnie. Wyraźne ocieplenie klimatu miało na przykład miejsce w pliocenie, najmłodszej epoce trzeciorzędu trwającej od około 5 do ok. 2 mln lat temu, kiedy to poziom morza był o 30-35 metrów wyższy niż obecnie. Epoki lodowcowe są najprawdopodobniej wynikiem zmiany kąta nachylenia osi ziemskiej i jej orbity w stosunku do Słońca. Zmiany temperatury mogą mieć również związek z ilością wysłanej w kierunku Ziemi energii słonecznej, ilością pyłu wulkanicznego w atmosferze i wreszcie w pewnym, choć ciągle trudnym do oszacowania stopniu z działalnością człowieka.

Wraz ze wzrostem tempa ocieplania naszej planety i jej licznych obszarów wzrasta ilość suchych dni powodując lokalne susze, co może prowadzić do wybuchu pożaru na takich terenach. Przykład stanowi pożar 1992 roku Parku Narodowego Yellowstone, lub tez pożary cyklicznie pojawiające się na terenach państw basenu morza śródziemnego.

Ludzie wykorzystując coraz większą ilość paliw, niszcząc lasy i środowiska na rzecz budowy nowych miast, okręgi przemysłowe a także obszary pod uprawę, powodują w sposób pośredni ocieplenie się naszej planety. Znamienne dla teraźniejszych dysproporcji klimatycznych są zapewne masowe występowania licznych silnych huraganów w pobliżu ameryki środkowej i Azji południowo wschodniej. Nagłe podwyższenie się temperatur spowodowało również wyzwolenie wody uwięzionej jak dotąd w wysokogórskich czapach śniegu, lodowcach co spowoduje ono wzrost występowania ilość powodzi i podwyższenie poziomu wód na ziemi. Tragiczne w skutkach występowanie częstych powodzi jest bezsprzecznie zależne do częstej likwidacji lasów w górach. Pozbawione roślin szczyty nie blokują spływu wody, są narażone na wietrzenie tym samym czyniąc niebezpieczeństwo dla lokatorów górskich społeczeństw

W 1998 roku niedaleko Neapolu w północnych Włoszech zmarło śmiercią tragiczna kilkaset ludzi. Powodem tego było osuniecie się lawiny z błotem.

Ocieplenie ziemi zmienia rozkład opadów powodując w niektórych rejonach częste susze.

Na początku lat 90-tych głowy państw żebrały się na konferencji dotyczące obniżenia wprowadzania gazów do powłoki ziemskiej.

W roku 1990 doszło do spotkania szef państw europejskich gdzie dyskutowano nad poprawa stanu środowiska wszedł w zjecie protokół Montrealski, który obligował do zaprzestania używania freonów do roku 2000.

SMOG

Powstaje pod wpływem gromadzenia się gazów w warstwach troposfery. Zaliczamy do nich: dwutlenek siarki, tlenek azotu także duża ilość pyłów i kurzu. Za utrzymywanie się tego procesu odpowiedzialne są czynniki klimatyczne takie jak: mgła, znaczna wilgotność powietrza czy tez wiatr. Niekorzystne warunki pogodowe mogą spowodować, iż warstwa chłodnego powietrza jest pokryta warstwą, lekkiego, cieplejszego powietrza. Przez to zostaje zakłócone podnoszenie się zimnego powietrza z powierzchni ziemi. W następstwie tego warstwowego przemieszania powietrza i przy odpowiednio dużej emisji substancji szkodliwych, a także dostatecznie długim utrzymywaniu się układów inwersyjnych, dochodzi wreszcie do powstania smogu.

W takiej atmosferze, skutkiem rozproszenia światła, widoczność jest zmniejszona. Przyczyną tego zagęszczenia substancji szkodliwych jest, jak to uprzednio wyjaśniono, jednoczesne wystąpienie dwóch czynników, a mianowicie: dużej emisji substancji szkodliwych i niekorzystnych warunków atmosferycznych.

Do objawowo które spowodowane są wystąpienie smogu zaliczamy:

-nieprawidłową pracę układu sercowo-oddechowego,

-duszności, omdlenia, łzawienie z oczu,

-wysypka na skórze, wymioty, dlatego osobom starszym i dzieciom nie zaleca się wychodzenia na zewnątrz w przypadku jego wystąpienia.

Ma on również wpływ na korozje maszyn.

7 stycznia 1979 roku nazwany został przez ochroniarzy Niemiec "czarnym dniem". Pierwszy raz ogłoszono alarm smogowy. Radio przekazało kierowcom w rejonie Ruhry wezwanie do zatrzymania wszystkich pojazdów. Wezwało także chorych na astmę i choroby układu krążenia, aby pozostali w domach. Takie przeciwdziałania przewiduje hasło "alarm smogowy pierwszego stopnia" w zrozumieniu przepisów urzędowych.

Smog kalifornijski

W skład takiego smogu wchodzą następujące gazy:

Tlenek węgla

tlenki azotu

Węglowodory aromatyczne i nienasycone

Ozon

Pyły przemysłowe

Większego znaczenia nie stanowią ani dym, ani mgła.

Następstwa powstania smogu kalifornijskiego.

Konsekwencja wystąpienia smogu jest znaczne ograniczenie widoczności 0,8 - 1,6 km, co spowodowane jest konsekwencja zmiany jego koloru na brązowy. Powoduje on również zwiększenie się liczby chorych w tym okresie. Powoduje niebezpieczne zapalenia układu oddechowego (np. podrażnienia, alergie) i oczu. Kalifornijski opad posiada w swym składzie substancje kancerogenne czy mutagenne (czyli przyczyniające się do powstania raka, czy mutacji genetycznych-PAN, peroksy-acetyli-nitryl).

Zaobserwowano uszkodzenie upraw roślinnych wywołane smogiem kalifornijskim. Jest to związane głównie z obecnością i powstaniem w nim ozonu, który w tej warstwie atmosfery jest trucizną niebezpieczną dla zdrowia, jeżeli jego stężenie osiągnie 10 ppm. (nieszkodliwe dla człowieka stężenie ozonu wynosi 0,1 ppm). Głównymi dostarczycielami ozonu do atmosfery są: obszary zelektryfikowane, huty, spawalnie, elektrofiltry, neonówki, lampy kwarcowe, aparaty Roentgena, świetlówki, silniki spalinowe.

Może wystąpić w zimie przy temperaturze -3÷5°C, powoduje ograniczenie widoczności nawet do kilkudziesięciu m. Głównymi zanieczyszczeniami powietrza są: dwutlenek siarki, dwutlenek węgla, pyły. Powoduje on duszność, łzawienie, zaburzenie pracy układu krążenia, podrażnienie skóry. Wywiera również silne działanie korozyjne na środowisko.

Ochrona przed smogiem.

Najlepiej "wiać gdzie pieprz rośnie", ale przecież nie wszyscy mogą w każdej chwili uciec z miasta. Na całym świecie władze publiczne ogłaszają w takich sytuacjach alarmy smogowe, ograniczają na różne sposoby ruch samochodowy, zastępując go komunikacją publiczną, bywa, że nawet bezpłatną.

Z doniesień prasy: Indie - sposób na smog w Bombaju

Częściowy zakaz używania samochodów może stać się wkrótce metodą zwalczania zanieczyszczenia powietrza w indyjskim mieście portowym, Bombaju - poinformowała indyjska gazeta "Asian Age". Jak pisze gazeta, rząd regionalny planuje m.in. wprowadzić zakaz poruszania się samochodami w śródmieściu Bombaju w określone dni miesiąca zależnie od numerów rejestracyjnych. Na przykład samochody, których numery rejestracyjne kończą się cyfrą "7", nie będą mogły wyjechać na ulice 7, 17 i 27 dnia każdego miesiąca. Chociaż Bombaj leży na wybrzeżu, a od morza prawie zawsze wieje świeża bryza morska, zanieczyszczenie powietrza jest prawie tak duże jak w stolicy Indii - Delhi. Jednak w Delhi od ponad roku sytuacja stopniowo się poprawia, mimo że władze miejskie nie uciekały się do takich ograniczeń jak w Bombaju. Wprowadzono natomiast wymóg wyposażenia wszystkich nowych samochodów w katalizatory.

Jak wpłynąć na zmniejszenie ilości zanieczyszczeń powietrza:

Zanieczyszczenie powietrza może stanowić problem lokalny, regionalny, a nawet międzynarodowy, gdyż zanieczyszczenia przenoszone są przez prądy powietrza na duże odległości

Wykorzystanie innego rodzaju energii na przykład energii słonecznej (np. do ogrzewania wody i wnętrz budynków).

Zastosowania ogniw słonecznych przekształcających promienie świetlne na prąd elektryczny z wykorzystaniem półprzewodników.

biopaliw - materiałów palnych otrzymywanych z biomasy roślinnej lub zwierzęcej, szybko odtwarzalnych w bieżącym cyklu wegetatywnym roślin lub wytwarzane w toku hodowli zwierzęcej a także pochodzące z odpadów organicznych, powstających w wyniku działalności człowieka;

Unowocześnianiu wielkich kombinatów przemysłowych poprzez użycie nowych technologii powstałych zgodnie z obecnymi normami środowiskowymi,

Ograniczeniu zużycia paliwa poprzez produkowanie silników lepiej wykorzystujących każda jego krople, stosowanie filtrów spalinowych, produkcje samochodów na biopaliwa,

Tworzenie większej liczby obszarów zieleni w okolicy dużych aglomeracji,

Kreowanie mody na inne środki transportu niż na samochód.

Wzbogacania paliw np. odsiarczanie węgli.

Zmiany stosowanych surowców np. spalania paliw o wyższej jakości w okresie. Niekorzystnych warunków meteorologicznych.

Zmiana procesów technologicznych.

Hermetyzacja procesów technologicznych i oczyszczania gazów odlotowych.

Oczyszczania gazów spalinowych m.in. odpylania i odsiarczania spalin.

Utylizacji odpadów przemysłowych i komunalnych wykorzystania niekonwencjonalnych źródeł energii np. energii słonecznej, wiatru.