A CSAPADÉVÍZ ÉIAI ÖSSZETÉTELE
Aeroszol részecskék szeree: A vízgőz homogén kondenzációja csak jelentős túltelítettségnél indul meg Vízben oldódó részecskéken (l. (N 4 ) S 4, N 4 N, bizonyos szerves anyagok) a kondenzáció már <100% relatív nedvességnél megindul [ok:[ az oldatra vonatkozó telítési gőznyomás kisebb, mint tiszta vízre Vízben oldódó részecskék mindig vannak a légkörben a vízgv zgőz z mindig heterogén n módon m kondenzálódik dik Az aeroszol részecskr szecskék k egy része r a felhő keletkezésekor a felhőcsebe kerül l (rajta( indul meg a kondenzáci ció [kondenzáci ciós s mag) A CSAPADÉVÍZ ELETEZÉSI PILLANATÁBAN SE TISZTA, DESZTILLÁLT VÍZ!
Aeroszol részecskék szeree: inél görbültebb a felület (r kicsi), annál magasabb a telítési gőznyomás gyakorlatban: vízben oldható r > 0,01 µm vízben oldhatatlan r > 0,1 µm szárazf razföldek felett az aeroszol részecskr szecskék k < 1%-a, óceánok felett 10-0% 0%-a a lesz kondenzáci ciós s mag az, hogy miből l lesz kondenzáci ciós s mag, a túltelt ltelítettségtől is függf
Aeroszol részecskék szeree: kondenzáció telítetts tettség g csökken egyensúly emelkedő levegő hűl telítetts tettség g nőn további kondenzáci ció gyors hűlés h nagyobb túltelt ltelítettség aróbb részecskr szecskék is kondenzáci ciós s maggá válnak
Aeroszol részecskék szeree: a kondenzáci cióban inaktív v (túl l kicsi, nem oldódó) részecskék k koaguláci cióval kerülhetnek a csebe a koaguláci ció a kis részecskr szecskékre kre gyors gyorsan elfogynak a felhő belsejében ben (után nótlás s lassú) ha a felhő elárolog, a kis részecskr szecskék nem keletkeznek vissza a felhőkéz ződés átrendezi a méret m szerinti eloszlást st ha csaadék k keletkezik gravitáci ciós s koaguláci ció a hulló cseek legázolj zolják k az útjukba kerülő részecskéketket (a nagy részecskr szecskékre kre hatékony, a kicsik kitérnek)
Aeroszol részecskék szeree: a kondenzáci ciós s magok nagy része r savas anyag ( S 4, N só) mire esőcse lesz a felhőcseb cseből l annyira felhígul, hogy elhanyagolható a koaguláci cióval befogott anyag sokkal többt finom részecskr szecskék, k, más m s felhőcseek (savas anyagok, szerves részecskr szecskék, k, fémek, f stb.) nagy részecskr szecskék k (főleg talajeredetű alkalikus anyagok, biológiai anyag, stb.) a gravitáci ciós s kihullás s során (csökkenti a felhőcse savasságát) Ez az aeroszol részecskr szecskék k nedves üleedése és s a csaadékv kvíz z kémiai k összetétele tele kialakulásának EGYI része
Gázok oldódása: a gázmolekulg zmolekulák k oldatcseecskék k felé haladását ugyanúgy a molekuláris diffúzi zió szabályozza, mint a vízmolekulákét az oldható gázok beoldódása a kondenzáci cióval együtt folyik a beoldódás s addig tart, amíg g az oldatbani koncentráci ció egyensúlyba nem kerül l az anyag légkl gköri arciális nyomásával beoldódás s gyors gyakorlatilag állandó (dinamikus) egyensúly nyomgázok forrása általában a felszínen általában lefelé nő a koncentráci ció a hulló csebe folytatódik a beoldódás, jelentős s mennyiségű anyag távozikt (NEDVES ÜLEPEDÉS)
Gázok oldódása enry-törvény: íg g (ideális) oldatokban az oldatbani koncentráci ció arányos az adott anyag légkl gköri arciális nyomásával. Az arányoss nyossági tényező a hőmérsh rséklettől l függf ggő enry-féle együtthat ttható. f v oldott anyag oldószer ( oldott anyag) [A aq mértékegysége: Pa, Pa*liter/mol (oldószer/oldott anyag) Egyes forrásmunkák a enry-féle együttható recirokát hívják enry-féle együtthatónak [A aq [A aq A mértékegységből kiderül, hogy miről van szó
Gázok oldódása enry-törvény: A enry-féle együtthat ttható megadja a gázok g oldhatóságát: t: T8 C 90 Pa, C 1,6 10 10 8 Pa, C4,9 10 8 Pa inél l nagyobb, annál l kevésb sbé oldódik dik a gázg A kimosódási si együtthat ttható (ε)) informatívabb, szemléletesebb letesebb (a teljes gáztg ztömeg mekkora része r van oldott állaotban) ε folyadékfázisban lévő tömeg teljes tömeg
imosódási együttható (élda): A vizsgált gáz g z tömege t (mol( mol): 0 f(olyadékban) g(áz) A felhő térfogata (m ): V c Egyesített gáztörvényből: gáz arciális nyomása V c g R T g Vc R T enry-törvényből: f v g f v Vc R T Víztartalom megadása általában g/m -ben: víz tömeg m v V c L molsúly g L f V m c Vc R T g f m L R T 0 f g f f m L R T
imosódási együttható (élda): 0 f g f f m L R T f m 1 L R T 0 1 ε ε L R T L R T m T 8, L 1 g/m C 90 Pa C 8 9 1,6 10 Pa,9 10 Pa C 4 ε 5 % ε 1 10 % C C 4 ha nem lenne kémiai k átalakulás DE VAN!
A szén-dioxid oldódása: ( gáz) C ( aq) C ( aq) C C C C C enry-törvény: [ disszoc. együttható: 1 disszoc. együttható: aq C C 1 [ [C [ C aq [C 1 [C [ aq 1 C [ C [ [C [C [C 1 C C [ C [ [ total[c aq [C aq [C [C C 1 1 C * >1 < effektív C C jobban oldódik, mint kémiai átalakulások nélkül [ [ 1 * C C enry-féle együttható
A szén-dioxid oldódása: disszoc. együttható: a víz a disszociáció ellenére elektromosan semleges marad! [ [ [ [ [ [ [ [ 1 10 14 mol liter (98!) [ [ 1 10 7 mol liter log [ 10 7 (98!) log10 [ 7
A szén-dioxid oldódása: ( aq) C C C C disszoc. együttható: disszoc. együttható: 1 disszoc. együttható: a disszociáció ellenére az oldat elektromosan semleges marad! [ [ [C [C [C [C 1 aq 1 C C 1 C C [ [ [ [ [C C [ [ 1 C 1 C [ [ [ [
A szén-dioxid oldódása: [ 1 C 1 C [ [ [ [ 1 4, 10 7 mol liter [ 1 10 14 mol liter 11 mol 6 liter 4,7 10 C,98 10 Pa liter mol T 98 [C 80 m [ 6 mol,59 10 liter 5,6 C mindenütt jelen van a 5,6 körüli csaadék a légkör szemontjából semleges csaadék. Ehhez alkalmazkodott a természet. (émiailag enyhén savas természetes savasság.)
A csaadék savassága: C mellett a legfontosabb beoldódó gázok: S, N (savas) N (lúgos) egyebek: C,, szerves savak kicsi a jelentőségük S S, S S4 (katalitikus oxidáció) ( aq) N N N N4 (hidratáció) (hidratáció) Ehhez adódik az aeroszol részecskék szulfát, nitrát, ammónium, stb. s tartalma. Jelentős antroogén S /N források hatása savas csaadék < 5,6, akár r is lehet (400-szor savasabb, mint a természetes!)
A csaadék savassága: a felhőcse általában savasabb, mint a csaadék (mert hulltában alkalikus részecskéket fog be) ezért kritikus a rejtett üleedés a csaadékhullás kezdetén savasabb a csaadék, mint később (gázok kimosása a csaadékhullás kezdetén) a kis csaadékmennyiség savasabb, mint a nagy (gázok kimosása a csaadékhullás kezdetén) A csaadék jelentős mennyiségű anyagot távolít el a légkörből és juttat vissza a talajra NEDVES ÜLEPEDÉS
A csaadékkémiai vizsgálatok: a nedves üleedés hasznos (l. táanyag) és káros (l. savasodás, eutrofizáció,, ártalmas anyagok bekerülése a tálálékláncba) is lehet csaadékkémiai vizsgálatok kezdete: Dalton,, 185: Salin imregnation of rain (A csaadékvíz sótartalma) Rothamsted (Anglia): 185-tól többé-kevésbé folyamatos csaadékkémiai vizsgálatok
A csaadékkémiai vizsgálatok: agyarországi vizsgálatok: azay Endre, 190, Ógyalla ennyi növényi táanyag (nitrogén-vegyület) érkezik légkörből? A légköri nedvességek lecsaódása alkalmával a fenti alkatrészek oldott állaotban a földfelszínre kerülnek, s mivel nitrogént tartalmaznak, nagymértékben hozzájárulnak a föld trágyázásához, az alábbi táblázatok majd ki fogják mutatni, hogy egy-egy ún. kövér eső annyi termékenyítő nitrát- és ammoniak-vegyületet hoz a földre, hogy érték tekintetében hektáronként 0-0 kg műtrágyával felér. 1965: észáros-ozák országos csaadékkémiai mérőhálózat kiéítése elsősorban agrokémiai célokra 197-tól csaadékkémiai mérések nemzetközi megfigyelési rogramok számára (W, EEP 1977-től), elsősorban környezetvédelmi célból 190-től az 1980-as évek elejéig a csaadékvíz nitrát tartalma kb. hétszeresére nőtt! orváth László: Savas esők. Gondolat Zsebkönyvek. Gondolat iadó, Budaest, 1986.
Savas eső : Skandináviai halusztulások intenzív v csaadékk kkémiai vizsgálatok Svédorsz dországban és s a skandináv v országokban az 1950-es évektől Súlyos erdőusztul usztulások sok Euróa közésk ső részén n (1960-as, 1970-es évek) Az éített környezet k súlyos s károsodk rosodása sa (korrózi zió) észült: 170-ben 1908 1968
Savas eső : 197: ACID RAIN ténylegesen: savas üleedés (a száraz üleedés is fontos!) 1977: Euróa nagy részr szére kiterjedő megfigyelő-hálózat 1979: Egyezmény az országhat ghatárokat átléő,, nagytávols volságú légszennyezés s korlátoz tozásáról l (Genfi onvenció) 1985: A kén-dioxid k kibocsátás s kötelezk telező 0%-os csökkent kkentése 199-ra az 1980. évi szinthez kéestk 1980-as évektől l számottev mottevő javulás s Euróában (és( Észak- Amerikában), romlik a helyzet Ázsiában
Csaadékkémiai mérések: automata csaadék-mintavevők csak a csaadékhullás ideje alatt vannak nyitva (csak nedves üleedés, száraz üleedés kizárva) nai vagy havi mintavétel S (N4 ) S4, S 4 N N N, N, (N ) 4 4 N N4N, (N4 ) S4, N C, C C Cl tengeri só Na tengeri só, g, Ca talaj ( [ ) óceán / elektromos vezetőkéesség fémek, szerves anyagok x érések minőségellenőrzése: a csaadék elektromosan semleges [anion [kation ion-mérleg számítás a számított és mért érték összevetése ion-konc. * ion-mozgékonyság a számított és mért elektromos vezetőkéesség összevetése