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 C 0 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 CO 2 -ből, N 2 -ből, H 2 ből, SO 2 -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 O 2 + a szerves vegyületek H 2 -tartalma vízzé oxidálódik, energiatermelés!) Egyéb CO 2 (0,03%), nemesgázok, vízpára, légszennyező anyagok (pl. SO 2, NO 2, CO, freon, stb.), por. CO 2 Növények fotoszintéziséhez szükséges (minden autotróf képes felhasználni), szerves vegyületeket állítanak elő belőle, minden élőlény bocsát CO 2 -t a levegőbe (lebontó anyagcsere terméke), a légzés során keletkezik, az emberi tevékenység is termel CO 2 -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
SO 2 Főleg a fosszilis energiahordozók (kőszén, szénhidrogének) égetésekor kerül a levegőbe, a levegő páratartalmával (a csapadékban oldódva) kénessavat (H 2 SO 3 ) képez, amiből további oxidációval kénsav (H 2 SO 4 ) keletkezik, savas esők okozója, főleg a növények klorofillját és a talajt károsítja, redukáló hatású, kémhatását savas irányba tolja. SO 2 -re érzékeny indikátor élőlények a zuzmók. Nitrogén-oxidok NO, N 2 O, NO 2, N 2 O 3 Fosszilis energiahordozók égetésekor kerül a levegőbe, a csapadékban oldódva savakká (salétromossav, salétromsav, HNO 2, HNO 3 ) alakulnak (savas esők). Halogéntartalmú szénhidrogének Felelősek az ózonpajzs elvékonyodásáért pl. freon (CF 2 Cl 2 ). 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 C o, 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 (O 3 ) 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