KOMPOSISYON NG HANGIN SA ATMOSPERA AT MGA POLLUTANT - KAPALIGIRAN - 2025

Ang komposisyon ng hangin o kapaligiran ng atmospera ay tinukoy ng proporsyon ng iba't ibang mga gas na nakapaloob dito, na kung saan ay pare-pareho ang pagkakaiba-iba sa buong kasaysayan ng Daigdig. Ang kapaligiran ng bumubuo ng planeta na naglalaman ng higit sa H ₂ at iba pang mga gas tulad ng CO ₂ at H ₂ O. Mga 4.4 bilyong taon na ang nakalilipas, ang komposisyon ng hangin sa atmospera ay pinayaman lalo na sa CO ₂ .

Sa paglitaw ng buhay sa Earth, isang akumulasyon ng mitein (CH ₄ ) ang naganap sa kapaligiran, dahil ang mga unang organismo ay mga methanogens. Nang maglaon, lumitaw ang mga photosynthetic na organismo, na nagpayaman sa hangin sa atmospera na may O ₂ .

Pangkalahatang pagtingin sa kapaligiran ng Earth. Pinagmulan: Reto Stöckli (ibabaw ng lupa, mababaw na tubig, ulap) na si Robert Simmon

Ang komposisyon ng hangin sa atmospera ngayon ay maaaring nahahati sa dalawang malalaking layer, na naiiba sa kanilang kemikal na komposisyon; ang homosopiya at heterosphere.

Ang homosopiya ay matatagpuan mula 80 hanggang 100 km sa itaas ng antas ng dagat at binubuo lalo na ng nitrogen (78%), oxygen (21%), argon (mas mababa sa 1%), carbon dioxide, ozon, helium, hydrogen at mitein , bukod sa iba pang mga elemento na naroroon sa napakaliit na proporsyon.

Ang heterosphere ay binubuo ng mababang mga molekulang timbang ng gas at matatagpuan sa taas ng 100 km sa taas. Ang unang layer ay may molekular N ₂ , ang pangalawang atomic O, ang ikatlong helium at ang huli ay binubuo ng atomic hydrogen (H).

Kasaysayan

Ang mga pag-aaral ng hangin sa atmospera ay nagsimula libu-libong taon na ang nakalilipas. Ang sandaling primitive na mga sibilisasyon ay natuklasan ang apoy, nagsimula silang magkaroon ng paniwala ng pagkakaroon ng hangin.

Sinaunang Greece

Sa panahong ito, sinimulan nilang suriin kung ano ang hangin at kung ano ang ginagawa nito. Halimbawa, itinuring ni Anaxímades ng Miletus (588 BC - 524 BC) na ang hangin ay pangunahing para sa buhay, dahil ang mga nabubuhay na nilalang ay pinakain sa elementong ito.

Para sa kanyang bahagi, itinuring ng Empedocles ng Acragas (495 BC - 435 BC) na mayroong apat na pangunahing elemento para sa buhay: tubig, lupa, apoy at hangin.

Itinuturing din ni Aristotle (384 BC-322 BC) na ang hangin ay isa sa mga mahahalagang elemento para sa mga nabubuhay na nilalang.

Pagtuklas ng komposisyon ng hangin sa atmospera

Noong 1773, natuklasan ng chemist ng Suweko na si Carl Scheele na ang hangin ay binubuo ng nitrogen at oxygen (makikinang na hangin). Nang maglaon, noong 1774, tinukoy ng British Joseph Priestley na ang hangin ay binubuo ng isang halo ng mga elemento at ang isa sa mga ito ay mahalaga para sa buhay.

Noong 1776, tinawag ng Frenchman Antoine Lavoisier ang oxygen sa elemento na nahiwalay niya sa thermal decomposition ng mercury oxide.

Noong 1804, sinuri ng naturalistang si Alexander von Humboldt at ang chemist ng Pranses na Gay-Lussac na nagmumula sa iba't ibang bahagi ng planeta. Natukoy ng mga mananaliksik na ang hangin sa atmospera ay may palaging komposisyon.

Ito ay hindi hanggang sa huli ika-19 at unang bahagi ng ika-20 siglo, nang natuklasan ang iba pang mga gas na bahagi ng hangin sa atmospera. Kabilang sa mga ito mayroon kaming argon noong 1894, pagkatapos helium noong 1895, at iba pang mga gas (neon, argon, at xenon) noong 1898.

katangian

Ang kapaligiran ng Earth, sa background ang Buwan. Pinagmulan: NASA, sa pamamagitan ng Wikimedia Commons

Ang hangin sa atmospera ay kilala rin bilang ang kapaligiran at ito ay isang halo ng mga gas na sumasaklaw sa planeta ng Daigdig.

Pinagmulan

Little ay kilala tungkol sa pinagmulan ng kapaligiran ng Earth. Itinuturing na pagkatapos ng paghihiwalay nito mula sa araw, ang planeta ay napapaligiran ng isang sobre ng sobrang init na mga gas.

Ang mga gas na ito ay posibleng mabawasan at nagmula sa Araw, na binubuo pangunahin ng H ₂ . Ang iba pang mga gas ay marahil ang CO ₂ at H ₂ O ay pinalabas ng matinding aktibidad ng bulkan.

Iminumungkahi na ang bahagi ng mga gas na naramdaman na pinalamig, pinalubha at nagbigay ng mga karagatan. Ang iba pang mga gas ay nanatiling bumubuo sa kapaligiran at ang iba ay nakaimbak sa mga bato.

Istraktura

Ang kapaligiran ay binubuo ng iba't ibang mga concentric strata na pinaghiwalay ng mga zone ng paglipat. Ang itaas na limitasyon ng patong na ito ay hindi malinaw na tinukoy at inilagay ito ng ilang mga may-akda na higit sa 10,000 km sa itaas ng antas ng dagat.

Ang pang-akit ng puwersa ng grabidad at ang paraan kung saan ang mga gas ay naka-compress ay nakakaimpluwensya sa kanilang pamamahagi sa ibabaw ng lupa. Kaya, ang pinakamalaking proporsyon ng kabuuang misa (humigit-kumulang na 99%) ay matatagpuan sa unang 40 km sa itaas ng antas ng dagat.

Mga Layer ng kapaligiran. Pinagmulan: Ang larawang SVG na ito ay nilikha ng Medium69.Cette image na SVG isang été créée par Medium69.Pangalanan ito: William Crochot

Ang iba't ibang mga antas o layer ng atmospheric air ay may iba't ibang komposisyon ng kemikal at pagkakaiba-iba ng temperatura. Ayon sa patayo na pag-aayos nito, mula sa pinakamalapit sa pinakamalayo mula sa ibabaw ng Daigdig, ang mga sumusunod na layer ay kilala: ang troposopiya, stratosphere, mesosphere, thermosphere at exosphere.

Kaugnay ng kemikal na komposisyon ng hangin sa atmospera, ang dalawang layer ay tinukoy: ang homosmos at heterosphere.

Homosopiya

Matatagpuan ito sa unang 80-100 km sa itaas ng antas ng dagat, at ang komposisyon ng mga gas sa hangin ay homogenous. Dito matatagpuan ang troposfound, stratosphere at mesosphere.

Heterosyon

Ito ay naroroon sa itaas ng 100 km at nailalarawan sa komposisyon ng mga gas na naroroon sa hangin ay variable. Tumutugma sa thermos. Ang komposisyon ng mga gas ay magkakaiba sa iba't ibang taas.

Komposisyon ng primitive na atmospheric air

Planetesimal disk. Pinagmulan: Public Domain, commons.wikimedia.org

Matapos mabuo ang Earth, humigit-kumulang 4,500 milyong taon na ang nakalilipas, ang mga gas ay nagsimulang mag-ipon na nabuo ang hangin sa atmospera. Ang mga gas ay pangunahin mula sa mantle ng Earth, pati na rin mula sa epekto sa mga planeta (mga pinagsama-samang bagay na nagmula sa mga planeta).

Ang build-up ng CO

Ang mahusay na aktibidad ng bulkan sa planeta ay nagsimulang maglabas ng iba't ibang mga gas sa kapaligiran, tulad ng N ₂ , CO ₂ at H ₂ O. Ang carbon dioxide ay nagsimulang mag-ipon, dahil ang carbonation (ang proseso ng pag-aayos ng atmospheric CO ₂ sa form carbonate) ay mahirap makuha.

Ang mga kadahilanan na nakakaapekto sa pag-aayos ng CO ₂ sa oras na ito ay napakababang pag-ulan ng lakas at isang napakaliit na lugar ng kontinente.

Pinagmulan ng buhay, akumulasyon ng mitein (CH

Ang mga unang nilalang na lumitaw sa planeta ay gumagamit ng CO ₂ at H ₂ upang magsagawa ng paghinga. Ang mga maagang organismo na ito ay anaerobic at methanogenic (gumawa sila ng malaking halaga ng mitein).

Ang Methane na naipon sa hangin ng atmospheric, dahil ang mabulok nito ay napakabagal. Ito ay nabubulok sa pamamagitan ng photolysis at sa halos kapaligiran na walang oxygen, ang prosesong ito ay maaaring tumagal ng hanggang 10,000 taon.

Ayon sa ilang mga tala sa heolohikal, mga 3.5 bilyong taon na ang nakararaan ay may pagbawas sa CO ₂ sa kapaligiran, na nauugnay sa katotohanan na ang hangin na mayaman sa CH _{4 ay} tumindi ang pag-ulan, na pumapabor sa carbonation.

Malaking oxidative event (akumulasyon ng O

Itinuturing na mga 2.4 bilyong taon na ang nakalilipas ang halaga ng O ₂ sa planeta naabot ang mga makabuluhang antas sa hangin ng atmospera. Ang akumulasyon ng elementong ito ay nauugnay sa hitsura ng mga organisasyong photosynthetic.

Ang fotosintesis ay isang proseso na nagpapahintulot sa synthesis ng mga organikong molekula mula sa iba pang mga di-organikong nasa pagkakaroon ng ilaw. Sa panahon ng paglitaw nito, ang O ₂ ay pinakawalan bilang isang by-product.

Ang mataas na rate ng photosynthetic na ginawa ng cyanobacteria (unang photosynthetic organism) ay nagbabago ng komposisyon ng hangin sa atmospera. Ang malaking halaga ng O ₂ na pinakawalan ay bumalik sa kapaligiran na lalong nag-oxidizing.

Ang mga mataas na antas ng O ₂ naimpluwensyahan ang akumulasyon ng CH ₄ , dahil pinabilis nito ang proseso ng photolysis ng tambalang ito. Tulad ng metana sa kapaligiran ay bumagsak nang malaki, bumaba ang temperatura ng planeta at nangyari ang glaciation.

Ang isa pang mahalagang epekto ng akumulasyon ng O ₂ sa planeta ay ang pagbuo ng layer ng ozon. Ang Atmospheric O _{2 ay} nagkakaisa sa ilalim ng epekto ng ilaw at bumubuo ng dalawang mga particle ng oxygen na atom.

Ang atomic oxygen ay nag-recombines na may molekular O ₂ at bumubuo ng O ₃ (osono). Ang ozon na layer ay bumubuo ng isang proteksiyon na hadlang laban sa ultraviolet radiation, na nagpapahintulot sa pag-unlad ng buhay sa ibabaw ng lupa.

Atmospheric nitrogen at ang papel nito sa pinagmulan ng buhay

Ang nitrogen ay isang mahalagang sangkap ng mga nabubuhay na organismo, dahil kinakailangan para sa pagbuo ng mga protina at mga nucleic acid. Gayunpaman, ang atmospheric N ₂ ay hindi maaaring magamit nang direkta ng karamihan sa mga organismo.

Ang pag-aayos ng nitrogen ay maaaring maging biotic o abiotic. Binubuo ito ng kumbinasyon ng N ₂ kasama ang O ₂ o H ₂ upang mabuo ang ammonia, nitrates o nitrites.

Ang mga nilalaman ng N ₂ sa hangin sa atmospera ay nanatiling higit o hindi gaanong pare-pareho sa kapaligiran ng Earth. Sa panahon ng akumulasyon ng CO _{2, ang pag-} aayos ng N _{2 ay} karaniwang abiotic, dahil sa pagbuo ng nitrogen oxide, na nabuo sa pamamagitan ng photochemical dissociation ng H ₂ O at CO _{2 na mga} molekula na pinagmulan ng O ₂ .

Kapag nabawasan ang mga antas ng atmospheric CO ₂ , ang mga rate ng pagbuo ng nitrogen oxide ay nabawasan. Itinuturing na sa oras na ito ang unang biotic ruta ng N _{2 na pag-} aayos ay nagmula .

Kasalukuyang komposisyon ng hangin sa atmospera

Ang airmospheric air ay binubuo ng isang halo ng mga gas at iba pang medyo kumplikadong mga elemento. Ang komposisyon nito ay higit na apektado sa taas.

Homosopiya

Ang kemikal na komposisyon ng tuyo na hangin sa atmospera sa antas ng dagat ay natagpuan na medyo pare-pareho. Ang nitrogen at oxygen ay bumubuo ng halos 99% ng masa at dami ng homosyon.

Ang Atmospheric nitrogen (N ₂ ) ay nasa isang proporsyon ng 78%, habang ang oxygen ay bumubuo ng 21% ng hangin. Ang susunod na pinaka-masaganang elemento sa hangin ng atmospera ay argon (Ar), na sumasakop ng mas mababa sa 1% ng kabuuang dami.

Mga sangkap ng hangin sa atmospera. Pinagmulan: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Proporci%C3%B3n_de_gases_de_la_atm%C3%B3sfera.svg?uselang=es#filelinks Binagong.

Mayroong iba pang mga elemento na may kahalagahan, kahit na sila ay nasa maliit na sukat. Ang carbon dioxide (CO ₂ ) ay naroroon sa isang proporsyon ng 0.035% at ang singaw ng tubig ay maaaring magkakaiba sa pagitan ng 1 at 4%, depende sa rehiyon.

Ang Ozone (O ₃ ) ay matatagpuan sa isang proporsyon na 0.003%, ngunit bumubuo ito ng isang mahalagang hadlang para sa proteksyon ng mga nabubuhay na nilalang. Gayundin sa parehong proporsyon na matatagpuan namin ang iba't ibang mga mahuhusay na gas tulad ng neon (Ne), krypton (Kr) at xenon (Xe).

Bilang karagdagan, mayroong pagkakaroon ng hydrogen (H ₂ ), nitrous oxides at methane (CH ₄ ) sa napakaliit na dami.

Ang isa pang elemento na bahagi ng komposisyon ng hangin sa atmospera ay ang likidong tubig na nilalaman ng mga ulap. Gayundin, nakita namin ang mga solidong elemento tulad ng spores, pollen, abo, asing-gamot, microorganism at maliit na kristal ng yelo.

Heterosyon

Sa antas na ito, tinutukoy ng altitude ang namumuno na uri ng gas sa hangin sa atmospera. Ang lahat ng mga gas ay magaan (mababang timbang ng molekular) at nakaayos sa apat na magkakaibang mga layer.

Makikita na habang tumataas ang taas, ang mas masaganang mga gas ay may mas mababang masamang atomic mass.

Sa pagitan ng 100 at 200 km ng taas, mayroong isang mas maraming kasaganaan ng molekular na nitrogen (N ₂ ). Ang bigat ng molekula na ito ay 28.013 g / mol.

Ang pangalawang layer ng heterosphere ay binubuo ng atomic O at matatagpuan sa pagitan ng 200 at 1000 km sa itaas ng antas ng dagat. Ang Atomic O ay may misa na 15,999, na hindi gaanong mabibigat kaysa sa N ₂ .

Kalaunan, nakita namin ang isang helium layer sa pagitan ng 1000 at 3500 km ang taas. Ang Helium ay may isang atomic mass na 4.00226.

Ang huling layer ng heterosphere ay binubuo ng atomic hydrogen (H). Ang gas na ito ay ang magaan sa pana-panahong talahanayan, na may isang atomic mass na 1.007.

Mga Sanggunian

1. Katz M (2011) Mga materyales at hilaw na materyales, Air. Gabay sa Didactic Kabanata 2. Pambansang Institute of Technological Edukasyon, Ministri ng Edukasyon. Buenos Aires. Argentina. 75 p
2. Mga monghe PS, C Granier, S Fuzzi et al. (2009) Pagbabago ng komposisyon ng atmospera-global at kalidad ng hangin sa rehiyon. Atmospheric Enviroment 43: 5268-5350.
3. Pla-García J at C Menor-Salván (2017) Ang kemikal na komposisyon ng primitive na kapaligiran ng Earth Earth. Chem 113: 16-26.
4. Rohli R at Vega A (2015) Climatology. Ikatlong edisyon. Pag-aaral ng Jones at Bartlett. New York, USA. 451 p.
5. Saha K (2011) Ang Lupa ng Lupa, ang pisika at dinamika nito. Springer-Verlag. Berlin, Alemanya 367 p.