NG 2. C U TRÚC VÀ THÀNH PH N KHÍ QUY N CHCHƯƠƯƠNG 2. C U TRÚC VÀ THÀNH PH N KHÍ QUY N
Ấ Ấ
Ầ Ầ
Ể Ể
. C u trúc khí quy n 11. C u trúc khí quy n ể ể ấ ấ
T ng tr ng l ổ T ng tr ng l ổ T ng tr ng l ổ T ng tr ng l ổ T ng tr ng l ổ T ng tr ng l ổ ọ ọ ọ ọ ọ ọ ng c a khí quy n: 5,136.10 ể ủ ợ ưư ng c a khí quy n: 5,136.10 ể ủ ợ a quy n: 5,96.10 ủng c a ủ đđ a quy n: 5,96.10 ưư ng c a ể ị ợ ợ ị ể ng c a thu quy n: 1,4.10 ể ỷ ưư ng c a thu quy n: 1,4.10 ủ ợ ể ỷ ủ ợ
1515 t nấ t nấ 2121 t nấ t nấ 1818 t nấ t nấ
Tr ng lọTr ng lọ ợ ợ ủng c a 76 cm Hg ưư ng c a 76 cm Hg ợ ợ
r r ng v i tr ng l ể ươương ng đươđương v i tr ng l ng khí quy n t ủ ớ ọ ưư ng khí quy n t ớ ọ ể ị ầa c u (1AT = 760mmHg) ph ủph ủ đđ u trên b m t ề ặ đđ a c u (1AT = 760mmHg) u trên b m t ị ầ ề ề ặ ề C, P= 760mmHg là 1,293 kg/m33 ở đđk 0k 000C, P= 760mmHg là 1,293 kg/m ở) ộ không khí ( M t ậM t ậ đđ không khí ( ộ )
o c a m t đđ o c a m t ể ể ợ ợ ng ngh ch đđ i lại lạ ưư ng ngh ch Th tích riêng c a không khí là ủ Th tích riêng c a không khí là ủ ả ủ ả ủ ộ không ậ đđ không ộ ậ
r
ứ ứ
r
t t ố ấ ố ấ ằ ằ tuy t ệ đđ tuy t ộ ộ ệ ệ ệ
ị ị khí : khí : V = 1/r (1) V = 1/ (1) Công th c Claypayron: PV = RT (2) Công th c Claypayron: PV = RT (2) Ta có: r = P/RT (3) = P/RT (3) Ta có: R: h ng s ch t khí (1/0,4845); P: áp su t khí quy n; T: nhi ể ấ R: h ng s ch t khí (1/0,4845); P: áp su t khí quy n; T: nhi ể ấ ối không khí đđ i không khí ố
2.1. T NG Ầ 2.1. T NG Ầ
U (TROPOSPHERE) ĐĐ I LỐI LỐ ƯƯU (TROPOSPHERE)
L P KHÍ QUY N SÁT M T L P KHÍ QUY N SÁT M T
ẤT DÀY 10-12 KM Ặ ĐĐ T DÀY 10-12 KM Ấ Ặ
Ớ Ớ
Ể Ể
(
XÍCH XÍCH
O: 16 KM, ĐĐ O: 16 KM,
2 C C: 8 KM) 2 C C: 8 KM)
Ở( Ở
Ạ Ạ
Ở Ự Ở Ự
T P TRUNG H U H T KHÔNG KHÍ C A KHÍ QUY N: T P TRUNG H U H T KHÔNG KHÍ C A KHÍ QUY N:
Ủ Ủ
Ậ Ậ
Ầ Ầ
Ế Ế
Ể Ể
CAO 5KM CHI M 50% KHÔNG KHÍ T I ỚT I Ớ ĐĐ CAO 5KM CHI M 50% KHÔNG KHÍ
Ộ Ộ
Ế Ế
CAO 10KM CHI M 75% KHÔNG KHÍ T I ỚT I Ớ ĐĐ CAO 10KM CHI M 75% KHÔNG KHÍ
Ộ Ộ
Ế Ế
CAO 12KM CHI M 80% KHÔNG KHÍ T I ỚT I Ớ ĐĐ CAO 12KM CHI M 80% KHÔNG KHÍ
Ộ Ộ
Ế Ế
CAO 20KM CHI M 95% KHÔNG KHÍ T I ỚT I Ớ ĐĐ CAO 20KM CHI M 95% KHÔNG KHÍ
Ộ Ộ
Ế Ế
NHI T ỆNHI T Ệ ĐĐ GI M D N THEO GI M D N THEO Ầ Ầ
Ộ Ả Ộ Ả
Ọ CAO: ĐĐ CAO: Ọ
TRUNG BÌNH C LÊN CAO 100M NHI T TRUNG BÌNH C LÊN CAO 100M NHI T
00CC
Ệ ĐĐ GI M 0,65 Ộ Ả GI M 0,65 Ộ Ả Ệ
Ứ Ứ
O N NHI T KHÔ, C LÊN CAO 100M NHI T THTHĂĂNG NG ĐĐO N NHI T KHÔ, C LÊN CAO 100M NHI T
Ệ ĐĐ GI M 0,8 Ộ Ả GI M 0,8 Ộ Ả Ệ
Ứ Ứ
Ạ Ạ
Ệ Ệ
- 1- 100C C
O N NHI T M, C LÊN CAO 100M NHI T THTHĂĂNG NG ĐĐO N NHI T M, C LÊN CAO 100M NHI T
00CC
Ệ Ẩ Ệ Ẩ
Ệ ĐĐ GI M 0,5 Ộ Ả GI M 0,5 Ộ Ả Ệ
Ứ Ứ
Ạ Ạ
2.1. T NG Ầ 2.1. T NG Ầ
U (TROPOSPHERE) ĐĐ I LỐI LỐ ƯƯU (TROPOSPHERE)
Bảng 2.1. Nhiệt độ khảo sát lúc 7h (0h GMT) ở các độ cao tại Hà Nội (Số liệu 30 năm 1961 -1990)
Tháng I
Tháng VII
Mực (mét)
0
Ttb
Tmax
Tmin
Ttb
Tmax
Tmin
0
14,6
23,0
5,5
27,3
31,4
21,6
200
13,8
21,7
3,5
26,2
31,9
20,3
500
12,5
24,7
0,9
25,2
30,0
19,1
1000
10,6
21,4
0,6
22,8
27,7
16,0
1500
9,3
19,1
-1,5
20,0
24,8
15,3
2100
7,9
18,1
-1,7
16,6
20,8
2,0
3100
5,0
14,2
-3,7
11,1
15,7
7,9
ng H
Nguồn: TS. Hoàng Thị Ph
ươ
ồng (Đài khí tượng cao không)
2.1. T NG Ầ 2.1. T NG Ầ
U (TROPOSPHERE) ĐĐ I LỐI LỐ ƯƯU (TROPOSPHERE)
• KhÝ ¸ p còng gi¶ m dÇn theo ®é ca o:
§ é cao (km)
0
2,0
4,0
6,0
KhÝ ¸ p (mmHg)
760
598
465
358
• Kh«ng khÝ chøa nhiÒu h¬i n í c: ®é Èm t ¬ng ®èi tha y ®æi tõ 5 100%.
• Kh«ng khÝ th êng ph¸ t triÓn c¸ c dßng th¨ ng, dßng gi¸ ng (®èi l u).
• Lµ tÇng khÝ quyÓn cã nhiÒu biÕn ®æi vËt lý hÕt søc phøc t¹ p t¹ o
nª n c¸ c hiÖn t î ng thêi tiÕt.
2.2. T NG BÌNH L 2.2. T NG BÌNH L
Ầ Ầ
U (STRATOSPHERE) ƯƯU (STRATOSPHERE)
• Gií i h¹ n tõ 12 ®Õn 50 km
• ®©y lµ tÇng khÝ quyÓn Ýt biÕn ®éng, yª n tÜnh. Kh«ng khÝ rÊt th a
lo· ng vµ hÇu nh kh«ng cã h¬i n í c.
• § î c ph©n lµm 2 lí p theo ®Æc ®iÓm nhiÖt ®é nh sa u:
+/ Lí p 12 25 km: Kh«ng khÝ cã nhiÖt ®é kh«ng ®æi (kho¶ ng 55 ®Õn 760C), yª n tÜnh, Ýt cã biÕn ®æi.
+/ Lí p 25 ®Õn 50 km: nhiÖt ®é t¨ ng dÇn theo ®é ca o do kh«ng khÝ chøa nhiÒu khÝ «z«n (o3) hÊp thu bøc x¹ tö ngo¹ i vµ tia vò trô. NhiÖt ®é cùc ®¹ i cã thÓ tí i +100C.
2.3. T NG TRUNG QUY N (MESOSPHERE): 2.3. T NG TRUNG QUY N (MESOSPHERE):
Ầ Ầ
Ể Ể
ả 50 -85 km. nhi 50 -85 km. nhi t t i h n t ớ ạ ừ i h n t ớ ạ ừ không khi h xu ng và ệ đđ không khi h xu ng và ệ ạ ố ạ ố ộ ộ ảgi m gi m
00C).C).
ến -80 đđ n -80 ế
• Gi Gi đđ cao (-70 ầd n theo ộ cao (-70 d n theo ộ ầ • Không khí phát tri n các dòng Không khí phát tri n các dòng ể ể đđ i lối lố ưưu y u.ếu y u.ế
ệi n ly (Thermosphere) 2.4. T ng ầ đđi n ly (Thermosphere) ệ 2.4. T ng ầ
► ► ►
t quy n hay t ng ion t quy n hay t ng ion ệ ệ ể ể ầ ầ
ị ị đđi n ệi n ệ
Còn g i là t ng nhi ầ ọ Còn g i là t ng nhi ầ ọ ến 1000 km đđ n 1000 km 85 i h n t Gi ế ớ ạ ừ i h n t 85 Gi ớ ạ ừ không khí b phân tích thành các ion mang Các phân t ử không khí b phân tích thành các ion mang Các phân t ử (O++, O--, NO+...) (O++, O--, NO+...)
► ►
2 2
00C)C)
ng xuyên có s phóng ưư ng xuyên có s phóng ờ ờ đđi n ệi n ệ
(nhi (nhi ộ cao: 100 và 180 km ấ ở đđ cao: 100 và 180 km ion hoá cao nh t M t ậM t ậ đđ ion hoá cao nh t ộ ộ ấ ở ộ không khí r t cao do th t ệ đđ không khí r t cao do th t ệNhi ự ấ ộ Nhi ộ ự ấ ến hàng 1000 đđ n hàng 1000 200 ộ ừ t t ệ đđ t ế ộ ừ 200 t ệ
2.5. T ng ngoài (ngo i quy n - exosphere) ạ 2.5. T ng ngoài (ngo i quy n - exosphere) ạ
ể ể
ầ ầ
► Gi i h n đ n kho ng 3000 km. V ngoài là ớ ạ đ cao t ừ ộ ả ư t ra ợ
►
ế kho ng chân không vũ tr (out space) 1000 km ụ ả
i d ng các túi khí, thành Không khí vô cùng thưa loãng, t n t ồ ạ ạ
ph n ch y u là Hydro và Heli ủ ế ầ
B ng 2. thành ph n không khí khô, không b ô nhi m B ng 2. thành ph n không khí khô, không b ô nhi m
ễ ễ
ả ả
ầ ầ
ị ị
Tª n chÊt
C«ng thøc
TØ lÖ
Nit¬ Oxy Argon Ca cbonic Neon Heli Meta n Kripton Hydro Nit¬ ¤ xit Ca cbon monoxit «zon Sulfur dioxit Nit¬ dioxit
Khèi l î ng trong KQ (tÊn) 3850. 1012 1180. 1012 65. 1012 2,5. 1012 64. 109 3,7. 109 3,7. 109 15. 109 0,18. 109 1,9. 109 0,5. 109 0,2. 109 11. 106 8. 106
78,09% 20,94% 0,93% 0,032% 18 ppm 5,2 ppm 1,3 ppm 1,0 ppm 0,5 ppm 0,25 ppm 0,10 ppm 0,02 ppm 0,001 ppm 0,001 ppm
N2 O 2 Ar CO 2 Ne He CH4 Kr H2 N2O CO O 3 SO 2 NO 2
3. Thµnh phÇn kh«ng khÝ 3.1. Thµnh phÇn kh«ng khÝ lí p s¸ t mÆt ®Êt
3.1.1. Nit¬ • C¸ c d¹ ng tån t¹ i trong kh«ng khÝ: N2, N2O, NO 2, NH3... • Nguån bæ sung lµ qu¸ tr×nh ph¶ n nitra t ho¸ • Vai trß ®èi ví i ®êi sèng sinh vËt: tha m gia vµo thµnh phÇn
cÊu t¹ o c¬ thÓ (protein, axit a min, vitamine, ADN, ARN, diÖp lôc, Hemoglobine...)
• Sinh vËt chØ sö dông Nit¬ ë c¸ c d¹ ng hî p chÊt:
) hoÆc c¸ c
§ éng vËt sö dông N h÷u c¬ (protein, a . a min, vita mine...) Thùc vËt sö dông N ë d¹ ng ion (NH4
+, NO 3
ph©n tö nhá nh CO(NH2) 2 , Ala nine...)
3. Thµnh phÇn kh«ng khÝ 3.1. Thµnh phÇn kh«ng khÝ lí p s¸ t mÆt ®Êt • Mét sè vi sinh vËt sö dông Nit¬ ph©n tö: (vi khuÈn h¶ o khÝ
Azotoba cter, VK yÕm khÝ Clostridium Pa steria num, VK céng sinh Rhizobium, , t¶ o lôc Ana ba ena .
• ph ¬ng ph¸ p kha i th¸ c nguån tµi nguyª n N2:
Ph ¬ng ph¸ p c«ng nghiÖp: trong c¸ c nhµ m¸ y s¶ n xuÊt ph©n ®¹ m, dï ng c¸ c ph ¬ng ph¸ p c«ng ph¸ Nit¬ (phãng ®iÖn hoÆc dï ng ho¸ chÊt), sa u ®ã cè ®Þnh N d í i d¹ ng c¸ c hî p chÊt nh NH4NO 3, (NH4)2 SO 4, NH3, urea CO(NH2) 2.
Ph ¬ng ph¸ p n«ng häc: trång c©y ph©n xa nh hä ®Ëu,
th¶ bÌ o hoa d©u.
Ph ¬ng ph¸ p vi sinh vËt: Dï ng c¸ c lo¹ i ph©n vi sinh vËt (EM, Vi sinh S«ng Gia nh, Vi sinh Thiª n n«ng...)
3.1.2. Ca cbonic (CO 2): • Nguån bæ sung CO 2 cho khÝ quyÓn nhê c¸ c qu¸ tr×nh h«
hÊp, ®èt ch¸ y vµ ph©n gi¶ i hî p chÊt h÷u c¬.
• Lµ thµnh phÇn biÕn ®éng rÊt lí n • C©y trång sö dông CO 2 nh nguån nguyª n liÖu cho qu¸ tr×nh
qua ng hî p
6CO 2 +6H2O C 6 H12 O 6 +6O 2
• C¸ c gièng, chñng lo¹ i c©y kh¸ c nha u yª u cÇu hµm l î ng CO 2 kh¸ c nha u tuú thuéc vµo ®iÓm bï vµ ®iÓm b· o hoµ CO 2 cña chóng. § iÓm bï CO 2 tõ 0,01 0,03%, ®iÓm b· o
hoµ CO 2 tõ 0,05 ®Õn 0,4%. • Mét sè c©y trång cã c êng ®é qua ng hî p t¨ ng khi CO 2
t¨ ng lª n, nh ng mét sè c©y cã ®iÓm b· o hoµ thÊp th× hµm l î ng CO 2 t¨ ng ¶ nh h ëng xÊu tí i sinh tr ëng, ph¸ t triÓn. • Nång ®é CO 2 gií i h¹ n cho phÐp ë c¬ së s¶ n xuÊt ®èi ví i
ng êi vµ ®éng vËt lµ 0,1%
Iqh
15
10
5
0
Bu
Bao hoa
C O2
3.1.3. Oxy (O 2) • tû träng 1,1025 • § î c coi lµ d ì ng khÝ: Oxy rÊt cÇn thiÕt ®èi ví i sù sèng, nã tham gia vµo qu¸ tr×nh h« hÊp, qu¸ tr×nh ph©n gi¶i chÊt h÷u c¬ vµ qu¸ tr×nh ch¸ y.
• Oxy ® î c bæ sung cho khÝ quyÓn nhê qu¸ tr×nh quang hî p 3.1.4. Bôi • Lµ tËp hî p nhiÒu h¹ t vËt chÊt v« c¬ hay h÷u c¬ cã kÝch
th í c nhá bÐ tån t¹ i trong kh«ng khÝ d í i d¹ ng bôi bay, bôi l¾ng, h¬i, khãi hoÆc mï .
• bôi bay cã kÝch th í c 0,001 10 m m (tro, muéi, khãi vµ c¸ c h¹ t chÊt r¾n nhá chuyÓn ®éng Braon¬ hoÆc r¬i theo ®Þnh luËt Stok. G©y tæn th ¬ng c¬ qua n h« hÊp, bÖnh nhiÔm bôi th¹ ch anh (silicose)
• Bôi l¾ng cã kÝch th í c lí n h¬n 10 m m, r¬i theo ®Þnh luËt Niut¬n, g©y bÖnh cho m¾t, nhiÔm trï ng, dÞ øng da ...
• Ph©n lo¹ i bôi:
+/ Theo nguån gèc: bôi h÷u c¬ (phÊn hoa, phÊn c«n trï ng); bôi v« c¬ (bôi kho¸ ng, bôi kim lo¹ i, hçn hî p); bôi tù nhiª n; bôi nh©n t¹ o; bôi vò trô; bôi nói löa , b· o c¸ t. +/ theo kÝch th í c: bôi: >10 m m; mï : o,1 10 m m; khãi: < 0,1 m m. +/ Theo tÝnh x©m nhËp vµo ® êng h« hÊp: bôi kh«ng ë l¹ i phÕ nang: <0,1 m m; ë l¹ i phÕ na ng 8090%: 0,1 5,0 m m; vµo phæi nh ng ® î c ®µo th¶ i ra : 5 10 m m; ®äng l¹ i ngoµi mòi: > 10 m m +/ ph©n lo¹ i theo c¸ c ®Æc ®iÓm kh¸ c: theo t¸ c h¹ i (nhiÔm ®éc, g©y ung th , x¬ phæi, nhiÔm trï ng)
ng các tác nhân ô nhi m trên toàn th gi
i năm 1992
B ng ả 2. S l
ố ượ
ế ớ
ễ
ệ ấ Ð n v : Tri u t n
ơ ị
Tác nhân ô nhi m chính
ễ
ễ Ngu n gây ô nhi m
ồ
B iụ
COx
SOx
NOx
Cacbon Hydrat
ạ
ố
ẩ ả ằ
ố ố
58.1 53.5 0.2 2.4 2.0 1.7 0.7 0.1 0.0 0.9 8.8 7.1 15.3 6.5 7.5 1.1 0.2
1.2 0.5 0.3 0.0 0.4 8.1 7.4 0.3 0.2 0.2 6.8 1.0 8.8 6.1 2.2 0.4 0.1
0.8 0.2 0.1 0.0 0.5 22.2 18.3 3.9 0.0 0.0 6.6 0.1 0.5 0.0 0.0 0.5 0.0
15.1 13.8 0.4 0.3 0.6 0.7 0.2 0.1 0.0 0.4 4.2 1.5 3.8 2.0 1.5 0.2 0.1
7.3 6.0 0.5 0.0 0.8 8.8 3.6 0.9 4.1 0.2 0.2 0.5 1.6 1.1 0.3 0.2 0.0
ậ ả 1. Giao thông v n t i - Ôtô ch y xăng ạ - Ôtô ch y d u diezel ạ ầ - Máy bay - Tàu ho và các lo i khác ả ệ 2. Ð t nhiên li u - Than - D u, xăng ầ - Khí đ t t nhiên ố ự - G , c iỗ ủ ệ 3. S n xu t công nghi p ấ ả 4. X lý ch t th i r n ấ ả ắ ử 5. Ho t đ ng khác ạ ộ - Cháy r ngừ - Ð t các s n ph m nn ả - Ð t rác th i b ng than ự - Hàn đ t xây d ng
ố
Bảng 4. Tác dụng bệnh lý của một số khí độc đối với con người
Tác nhân
Nguồn phát sinh
Tác dụng bệnh lý
Anđêhit
Quá trình nhiệt phân dầu,
Gây buồn phiền, cáu gắt, ảnh
mỡ, và glixerin
hưởng đến bộ máy hô hấp
Amôniac
Quá trình sản xuất phân
Gây viêm tấy đường hô hấp
đạm, s n hay thu
ơ
ốc nổ
Làm giảm hồng cầu trong máu,
Asin (AsH3) Hàn sắt, thép hoặc sản xuất
que hàn có chứa asen
tác hại thận, gây bệnh vàng da
Cacbon
Ống xả ôtô, xe máy, ống
Giảm bớt khả năng l u chuy
ư
ển
oxy trong máu
khói đốt than
Clo
Tẩy vải sợi và các quá trình
Gây nguy hại đối với toàn bộ
ng t
hoá học t
ươ
ự
đường hô hấp và mắt
Bảng 4. Tác dụng bệnh lý của một số khí độc đối với con người
Tác nhân
Nguồn phát sinh
Tác dụng bệnh lý
Hydro
Khói các lò chế biến hoá
Gây tác hại đối với tế bào
xyanit
chất, mạ kim loại
thần kinh, đau đầu, làm
khô họng, mờ mắt
Hydro
Tinh luyện dầu khí, khắc
Gây mệt mỏi toàn thân
florua
kính bằng axit, sản xuất
nhôm, phân bón
Hydro
Công nghiệp hoá chất
Giống mùi trứng thối, gây
Sunfit
và tinh luyện nhiên liệu
buồn nôn, kích thích mắt
có nhựa đường
và họng
Tro, muội,
Từ lò đốt của các ngành
Ðau mắt và có thể gây
công nghiệp
bệnh ung thư
khói
