Влияние аэрозоля на баланс газовых примесей в атмосфере

Может быть, так называемое, прямое влияние аэрозоля на климат (прямой эффект). Оно заключается, во-первых, в обратном рассеянии в космическое пространство части солнечной радиации, увеличивая, тем самым, альбедо системы Земля – атмосфера и уменьшая температуры земной поверхности днем, т.е. в период освещения солнцем. Во-вторых, некоторые аэрозольные частицы поглощают солнечную радиацию и излучают инфракрасную радиацию, уменьшая эффект охлаждения из-за рассеяния назад. В-третьих, аэрозоли поглощают и переизлучают уходящую инфракрасную радиацию земной поверхности и нижней атмосферы, внося свой вклад в парниковый эффект.

Кроме того, могут возникать непрямые эффекты влияния аэрозоля на климат. Аэрозольные частицы могут выступать в качестве ядер конденсации для облачных капель. Общая сконденсированная масса остается неизменной, т.к. она определяется термодинамикой, а количество облачных капель увеличивается. В результате средний размер облачных капель уменьшается. Суммарное сечение поглощения большого количества мелких частиц больше, чем суммарное сечение поглощения малого количества больших частиц с одинаковым общим объемом. Суммарное альбедо увеличивается. В результате происходит охлаждение воздуха у поверхности.

Второй непрямой эффект возникает в связи с тем, что уменьшение среднего размера аэрозольных частиц уменьшает гравитационное осаждение капель и количество осадков уменьшается, время жизни облаков увеличивается и альбедо системы тоже увеличивается, а температура уменьшается.

Аэрозоли также влияют на скорости фотодиссоциации атмосферных газов, тем самым, воздействуя на их концентрации, а через них на нагрев атмосферы и поверхности.

4. Круговорот воды. Вода составляет значительную часть живых существ: в теле человека – 60 % от веса, а в растительном организме достигает 95 %.

Для человечества важны фазы круговорота в пределах экосистем. Здесь происходят четыре процесса:

- перехват. Растительность перехватывает часть выпадающей в осадках воды до того, как она достигает почвы. Перехваченная вода испаряется в атмосферу. Величина перехвата в умеренных широтах может достигать 25 % общей суммы осадков, это – физическое испарение;

- транспирация – биологическое испарение воды растениями. Это не дождевая вода, а вода, заключённая в растении, т.е. экосистемная. Растения, потребляя около 40 % общего количества осадков, играют главную роль в круговороте воды;

- инфильтрация – просачивание воды в почве. При этом часть инфильтрованной воды задерживается в почве тем сильнее, чем значительнее в ней коллоидальный комплекс, соответствующий накоплению в почве перегноя;

- сток. В этой фразе круговорота избыток выпавшей с осадками воды стекает в моря и океаны.

Химические свойства воды

Жесткость воды представляет собой свойство природной воды, зависящее от наличия в ней главным образом растворенных солей кальция и магния. Суммарное содержание этих солей называют общей жесткостью (мг-экв/дм3, мг-экв/л). Классификация: мягкая (<4 мг-экв/л), средней жесткости (4-8 мг-экв/л), жесткая (8-12 мг-экв/л), очень жесткая (>12 мг-экв/л).

Щелочность - способность сильной кислоты реагировать с различными компонентами природной воды. Поскольку в большинстве природных вод преобладают карбонаты, то обычно различают лишь гидрокарбонатную и карбонатную щелочность. В редких случаях, при рН>8.5 возникает гидратная щелочность.

рН воды определяется соотношением концентраций свободного диоксида углерода и гидрокарбонат-иона. Это соотношение может быстро изменяться в результате происходящих в воде химических и биологических процессов, поэтому рН определяют непосредственно в полевых условиях или же сразу после возвращения. Оценивают величину рН с помощью универсальной индикаторной бумаги или полевым рН-метром Более точное определение рН проводят в лаборатории с помощью лабораторного (потенциалометрического) рН-метра.
По величине рН воды подразделяют на семь групп:
сильнокислые...................рН менее 1,9
кислые.............................2,0 < рН <4,1
слабокислые....................4,2 < рН < 7,0
нейтральные.....................рН = 7,0
слабощелочные................7,1< рН < 8,3
щелочные.........................8,4 < рН < 10,3
сильнощелочные............рН более 10,3
Питьевая вода должна быть нейтральной, для водоемов хозяйственного и культурно-бытового назначения (рек, озер, водохранилищ и т.п.) допускается наличие слабощелочной воды (рН - в пределах 6,8 -8,3).

Окисляемость - это величина характеризует содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых (при определенных условиях) одним из сильных химических окислителей. Химическое потребление кислорода (ХПК) - показатель, характеризующий суммарное содержание в воде органических веществ по количеству израсходованного на окисление химически связанного кислорода. Биохимическое потребление кислорода (БПК) – количество кислорода в миллиграммах, требуемое для окисления находящихся в 1 л воды органических веществ в аэробных условиях, без доступа света, при 20°С, за определенный период в результате протекающих в воде биохимических процессов. Агрессивность - способность воды и растворенных в ней веществ разрушать путем химического воздействия различные материалы (бетон, металлы и т.д.).

Широко распространено еще понятие минерализация воды, под которым понимают сумму всех найденных при анализе минеральных веществ в мг/л или г/кг (при сумме больше одного г/кг), содержащихся в данной воде. В океанологии вместо минерализации употребляется термин соленость

Методы снижения щелочности:

· Обратный осмос, во время которого значительно снижается минерализация воды, уменьшается содержание щелочных анионов. Самый эффективный метод. Его можно считать универсальным, но установки обратного осмоса должны использоваться только отличного качества. При применении подобных установок, не обладающих достаточной технологичностью, а также имеющих несовершенную конструкцию, могут возрасти расходы на эксплуатацию оборудования, его обслуживание. Мембранные элементы будут быстро выходить из строя.

· Катионирование воды с применением слабокислотного катионита, имеющего водородную форму. Помимо уменьшения кислотности совершается неполная деминерализация, отклонение рН в сторону кислотности. Также может нормализоваться минеральный состав, точнее, содержание отдельных его соединений.

· Восстановление раствором соляной кислоты. Введение в воду ненасыщенного раствора соляной, серной или другой кислоты (этот процесс именуется подкислением воды). Процесс реализуется посредством применения аппарата пропорционального дозирования и нужного раствора кислоты.