ПосФХпроцЧ1.АтмосфХОС05. Физикохимические процессы в атмосфере

• Название: Физикохимические процессы в атмосфере
• Анкор: ПосФХпроцЧ1.АтмосфХОС05.doc
• Дата: 04.05.2017
• Размер: 1.58 Mb.
• Имя файла: ПосФХпроцЧ1.АтмосфХОС05.doc
• Тип: Учебное пособие; #6905
• страница: 13 из 14

Контрольные вопросы по теме:

«Физико-химические процессы в атмосфере»

1. 
   На каких фактах основываются современные представления о воз­никновении Вселенной?
   
2. 
   Какие основные аргументы приводятся при критике и доказательстве правоты различных теорий возникновения жизни на Земле?
   
3. 
   С чем связана опасность нарушения хиральной чистоты биосферы?
   
4. 
   Какие изменения происходят в спектре солнечного излучения при изменении фазы активности Солнца?
   
5. 
   Что такое «солнечная постоянная»?
   
6. 
   Каков спектральный состав солнечного излучения и какими про­цессами он обусловлен?
   
7. 
   Как меняется спектр солнечного излучения при прохождении через атмосферу Земли? Почему происходят изменения спектра? Приве­дите уравнения основных реакций.
   
8. 
   Нарисуйте и объясните зависимость температуры атмосферы от вы­соты над уровнем моря.
   
9. 
   Как изменяются содержание основных компонентов атмосферы и давление с изменением высоты?
   

10. 
    Дайте определение понятий: источники, стоки, время жизни при­месей в атмосфере.
    
11. 
    В каких единицах принято выражать содержание основных и примесных газов в атмосфере?
    
12. 
    Как меняется содержание озона в атмосфере с изменением высоты над уровнем моря, географической широты, времени года?
    
13. 
    Можно ли сравнить концентрацию озона, выраженную в единицах Добсона (еД) и в ррm?
    
14. 
    Что такое «нулевой» цикл озона?
    
15. 
    Какие процессы приводят к нарушению «нулевого» цикла озона? Приведите уравнения реакций.
    
16. 
    Какие процессы приводят к прерыванию хлорного, водородного и азотного циклов, нарушающих «нулевой» цикл озона? Приведите уравнения реакций.
    
17. 
    Что такое озоновый слой планеты, что такое «озоновая дыра»?
    
18. 
    Проанализируйте причины образования «озоновых дыр» над Ан­тарктидой.
    
19. 
    Каковы основные источники и пути поступления хлорфторуглеводородов и оксидов азота в тропосферу и стратосферу?
    
20. 
    Как кодируют хлорфторуглеводороды в соответствии с системой, предложенной фирмой Дюпон?
    
21. 
    Как меняются основные пути стока и время жизни хлорфторуглеводородов в зависимости от их состава?
    
22. 
    Как менялась концентрация озона в атмосфере в конце 20-го века?
    
23. 
    Приведите примеры международных соглашений в области сохра­нения озонового слоя планеты.
    
24. 
    Почему свободные радикалы, озон и другие окислители, концентра­ция которых значительно ниже, чем у кислорода, играют основную роль в процессах окисления примесей в атмосферном воздухе?
    

25. Назовите основные источники образования и стоки гидроксидного и гидропероксидного радикалов в атмосфере. Приведите уравнения реакций.

26. Какие причины приводят к возникновению температурных инвер­сий в тропосфере?

27. Как связаны значения температурного градиента в тропосфере с устойчивостью атмосферы?

28. Дайте характеристику природных и антропогенных источников по­ступления соединений серы в атмосферу.

29. Какие процессы приводят к стоку диоксида серы из тропосфе­ры? Каковы особенности процесса глобального переноса соединений серы?

30. Дайте характеристику стратосферной части атмосферного цикла неорганических соединений серы.

31. Охарактеризуйте источники, масштабы поступления и пути стока соединений азота в его атмосферном цикле.

32. Каковы особенности поведения гемиоксида азота (N₂О) в атмо­сфере?

33. Назовите основные источники и оцените масштабы поступления ор­ганических соединений в атмосферу.

34. Приведите схему основных направлений процесса фотохимического окисления метана и его гомологов.

35. Почему в процессе окисления метана и его гомологов в присутствии оксидов азота возможно образование озона? Приведите уравнения реакций.

36. Охарактеризуйте основные условия устойчивости дисперсных си­стем в атмосфере.

37. Назовите источники аэрозольных частиц и охарактеризуйте аэро­зольные частицы в атмосфере по их размерам.

38. Приведите основные методы классификации аэрозолей и функции распределения аэрозольных частиц по размерам.

39. Назовите сходства и различия условий образования смога в Лондоне и Лос-Анджелесе.

40. Какие процессы могут протекать при окислении выхлопных газов автомобилей в атмосферном воздухе? Что такое ПАН? Приведите уравнения реакций.

41. 
    Какую среднюю температуру можно было бы ожидать на планете в соответствии с данными радиационного баланса? Подтвердите это расчетом. Почему средняя глобальная температура выше рассчитанных значений?
    

41. 
    Сравните спектры поступающего на Землю от Солнца и испускае­мого Землей излучения со спектрами поглощения молекул диоксида углерода и паров воды.
    
42. 
    Что такое «окна прозрачности» в атмосфере и как их можно «закрыть»?
    
43. 
    Как менялось содержание диоксида углерода в атмосфере в раз­личные периоды истории Земли?
    
44. 
    Как изменяется концентрация диоксида углерода в атмосфере впоследние двести лет?
    
45. 
    Что такое «парниковый эффект»? Какие газы вносят заметный вклад в «парниковый эффект»?
    
46. 
    Какие международные документы направлены на ограничение поступления парниковых газов в атмосферу?
    
47. 
    Какое влияние оказывает увеличение концентрации аэрозолей в атмосфере на климат планеты?
    
48. 
    Что такое «ядерная ночь» и «ядерная зима»?
    

Задачи для самостоятельного решения

1. 
   Минимальное количество газов, определяемое по запаху средним человеком (порог запаха), составляет для уксусной кислоты и аммиака 1 и 46,6 млн^–1 соответственно. Превышаются ли значения ПДК_м.р. для этих веществ, равные 0,2 и 0,4 мг/м³ соответственно? Какое парциальное давление паров уксусной кислоты достигается в помещении при обнаружении ее запаха? Сколько молекул аммиака присутствует в каждом см³ воздуха при обнаружении его запаха? Температура и давление воздуха отвечают стандартным значениям.
   
2. 
   Следует ли ожидать выпадения росы летним вечером, если температура снизится с 25°С в 12 часов дня до 10⁰С вечером? В полдень относительная влажность воздуха составляла  = 60%.
   
3. 
   Масса атмосферы оценивается величиной 5 ^. 10¹⁵ т. Определите ко­личество азота в атмосфере в кг, если принять, что весь вклад в массу атмосферы вносят только такие квазипостоянные компонен­ты воздуха, как азот, кислород и аргон, а объемная концентрация этих элементов во всем объеме воздуха соответствует значениям, характерным для приземного слоя атмосферы.
   
4. 
   Рассчитайте, сколько тонн водорода будет ежегодно покидать ат­мосферу Земли и уходить в космическое пространство, если на вы­соте 500км интенсивность отрыва атомов водорода увеличится до 3,5 ^. 10⁸атом/(см^{2 .} с).
   

5. 
   Во сколько раз количество молекул кислорода в кубическом сантиметре воздуха на вершине Эверест (8848 м) меньше, чем сред­нее значение у поверхности Земли на уровне моря (при нормальном атмосферном давлении и средней температуре воздуха вблизи по­верхности)?
   
6. 
   Оцените количество кислорода, ежегодно поступающее в атмосферу Земли. Принять, что время пребывания кислорода в атмосфере составляет 5000 лет, а весь вклад в массу атмосферы вносят толь­ко такие квазипостоянные компоненты воздуха, как азот, кислород и аргон, объемная концентрация которых во всем объеме воздуха соответствует значениям, характерным для приземного слоя атмосферы.
   
7. 
   Оцените время пребывания аммиака в тропосфере, если его концентрация принимается равной 0,005 мг/м³, а интенсивность поступле­ния оценивается в 74 млн т/год в пересчете на элементный азот.
   
8. 
   Определите среднеквадратичную скорость движения молекул водорода в приземном слое воздуха.
   
9. 
   Среднеквадратичная скорость движения частиц на высоте 500 км соответствует температуре 1500 К. Определите, смогут ли покинуть атмосферу Земли молекулы или атомы азота, кислорода и аргона, двигающиеся на этой высоте со среднеквадратичной скоростью.
   
10. 
    Распределение частиц по скорости броуновского движения в соответствии с уравнением Максвелла – Больцмана позволяет определить долю частиц, имеющих определенную скорость в заданном интервале скоростей:
    

N/N = ^{3/2 .} exp[–mv²/(2кТ)] ^. v²v

Требуется определить долю атомов водорода, имеющих скорость движения 13 км/с и, следовательно, способных покинуть атмосфе­ру Земли, в общем числе атомов, имеющих скорость в интервале от 12 до 14 км/с, на высоте, соответствующей верхней границе стан­дартной термосферы.

11. 
    Из пробы воздуха объемом 12 л был удален диоксид серы. Объем пробы уменьшился до 11л. Определите концентрацию SO₂ и вы­разите ее в % (об), см^–3 и млн^–1. Давление воздуха 101,3 кПа, температура 25° С.
    
12. 
    Определите максимальную длину волны излучения, способного вы­звать диссоциацию молекул азота. Принять, что вся энергия фотона расходуется на процесс диссоциации, а энтальпия связи молекулы азота, равная 945,4 кДж/моль эквивалентна энергии диссоциации.
    
13. 
    Оцените время полувыведения оксида азота из атмосферного воз­духа при его окислении: а) кислородом; б) озоном. Какой из этих окислителей вносит основной вклад в процесс вывода NО из атмосферы, если концентрации газов составляют: NО – 10¹⁰ см^–3; О₂ – 20,95% (об.); О₃ – 10 млрд^–1? Константы скорости реакций окисления оксида азота кислородом и озоном равны соответственно:
    

k_кисл = 1,93 ^. 10^–38см^{6 .} c^–1; k_озон = 1,8 ^. 10^–14см^{3 .} с^–1

14. 
    Определите максимальную концентрацию (в см^–3, мг/м³ и млн^–1) молекул формальдегида в помещении кухни и его парциальное да­вление, если единственным источником его является трансформация 2 литров метана. Площадь кухни 10 м² и высота стен 3 м; Т = 25° С, атмосферное давление равно 730 мм рт. ст.
    
15. 
    Какого максимального значения могут достигнуть концентрация и парциальное давление озона в приземном воздухе, если он образо­вался при окислении метана в присутствии оксидов азота (концентрация CH₄ равна 1,6 млн^–1)? При оценке следует считать, что озон из атмосферы не выводился. Ответ дайте в см^–3, г/м³, млн^–1 и Па. Температура воздуха 20° С, давление 710 мм рт. ст.
    
16. 
    Какое максимальное количество молекул формальдегида может быть обнаружено в каждом см³ помещения (V= 40 м³), если произошла утечка 5 литров газа, содержащего 98% метана? Ка­ково в этом случае максимально возможное парциальное давление формальдегида? Сравните максимально возможную концентрацию формальдегида в помещении с ПДК_м.р., равной 0,035 мг/м³. Темпе­ратура 20°С, давление 1,1 атм.
    
17. 
    Какую максимальную концентрацию молекул формальдегида можно ожидать в воздухе, в котором содержание метана упало с 200 до 60 млн^–1? Ответ дайте в млн^–1, см^-3 и мг/м³. Какого максималь­ного значения могло достигнуть парциальное давление формальде­гида? Давление воздуха равно 1,1 атм, температура 25°С.
    
18. 
    Сравните скорости выведения из атмосферы молекул метана при их взаимодействии с гидроксидным радикалом в приземном слое и на высоте верхней границы стандартной тропосферы. Концентрация метана на этих высотах равна 1,7 млн^–1. Энергия активации и предэкспоненциальный множитель для реакции взаимодействия ме­тана с ОН-радикалом равны 14,1 кДж/моль и 2,3 см^{3 .} с^–1 соответственно. Концентрации гидроксидных радикалов на этих высотах принять равными: [OH]₁ = 5 ^. 10⁵см^–3, ОН₂ = 2 ^. 10⁶см^-3.
    
19. 
    Определите, каким будет соотношение скоростей процессов газофаз­ного и жидкофазного окисления SO₂, если принять, что основной вклад вносят следующие реакции:
    

SO_2(г) + ОН_(г)  HSO_3(г) (1)

SO_2(p-p) + Н₂О_2(р-р)  H₂SO_4(р-р) (2)

Константы скоростей реакций окисления: k₁ = 9 ^. 10^–13см^{3 .} с^–1;k₂ = 1 ^. 10³л ^. моль^{–1 .} с^–1. Концентрации примесей в газовой фа­зе составляют: [ОН] = 5 ^. 10⁶см^–3, [SO₂] =10^–4%(об.); [Н₂О₂] = 10^–7%(об.).

Расчеты провести для атмосферного воздуха, имеющего темпе­ратуру 25°С и содержащего 0,00001 г свободной воды в каждом ли­тре воздуха. Считать, что при растворении в воде концентрация SO₂ в газовой фазе не меняется. Газы считать идеальными и подчиняю­щимися закону Генри. Давление принять равным 1 атм.

20. 
    В каждом кубическом сантиметре воздуха присутствует 2 ^. 10⁶ ча­стиц сферической формы, средний диаметр которых составляет 1 мкм. Плотность частиц равна 4 г/см³. Превышается ли значение ПДК для воздуха рабочей зоны, равное 6 мг/м³?
    
21. 
    Сравните скорость оседания аэрозолей с размерами частиц r = 2,5 мкм, если их плотность составляет 2 и 5 г/см³. За какое вре­мя эти частицы могут быть полностью выведены из атмосферы с высоты 1,5 м?
    

22. В контейнер, площадь внутренней поверхности которого равна 4 м², поместили 50 л загрязненного воздуха, в котором концентрация однородных аэрозольных частиц сферической формы составляла10⁶см^–3. Какую часть поверхности покрыл бы этот аэрозоль, если бы частицы распределились в виде мономолекулярного слоя, а диаметр частиц составлял 5 ^. 10^–7м? Выразите концентрацию частиц в пробе загрязненного воздуха в мг/м³, если их плотность равна 1 г/см³.

23. Какое было бы отношение концентраций NO и NO₂ в равновесной системе на высоте 11 км, если их взаимную трансформацию можно было бы ограничить следующими реакциями:

М + NO + О NO₂ + М* (1)

NO₂ + O  NO + O₂? (2)

Константы скорости реакций (1) и (2) на этой высоте равны соот­ветственно: k₁= 8 ^. 10^–32 см^{6 .} с^–1, если М – молекулы кислорода; k₂= 1 ^. 10^–12 см^{3 .} с^–1.

24. 
    Определите отношение скоростей реакций выведения озона при взаимодействии с NO и O(³Р) на высоте 30 км, если концентра­ции равны: [NO] = 5млрд^–1[О(³Р)] = 6 ^. 10⁴см^–3, [О₃] = 5,.9 ^. 10¹¹ см^–3. Константы скоростей соответствующих реакций равны:
    

k_NO = 3,6 ^. 10^–12 ехр(–1560/Т) см^{3 .} с^–1,

где Т– температура реакции, и k_O(3P) = 1,8 ^. 10^–11 см^{3 .} с^–1.

24. 
    Напишите формулы фреонов Ф-123, Ф-11. Какой из этих фреонов более опасен для озонового слоя?
    
25. 
    Представьте в кодированной форме фреона следующие хлорфторуглеводороды: a) CH₃CCl₂F; б) CF₃CHCl₂.
    
26. 
    На сколько градусов может измениться средняя глобальная температура, если при прочих равных условиях в результате антропогенной деятельности среднее значение альбедо Земли изменится на 20%?
    

Модуль № 1. Физико-химические процессы в атмосфере
Понятие о геосферах. Атмосфера и ее основные функции в биосфере. Состав и строение атмосферы, температурный профиль и атмосферные циркуляции. Фотохимические процессы в атмосфере. Кинетика фотохимических реакций, роль электронно-возбужденных состояний. Солнечное излучение, радиационный баланс планеты, альбедо, климат и парниковый эффект. Энергетическая и спектральная характеристики солнечного излучения. Космическое излучение. Особенности взаимодействия излучения с веществом. Фотохимические процессы в верхних слоях земной атмосферы. Ионосфера Земли. Озоновый слой и поглощение УФ-излучения. Фотохимические процессы в тропосфере. Микропримеси в тропосфере: источники, стоки, времена жизни. Свободные радикалы. Механизмы превращения органических соединений. Трансформация соединений серы и азота в тропосфере. Фотохимический смог. Трансграничный перенос загрязняющих атмосферу соединений. Кислотные дожди и их влияние на свойства геосфер и биоты. Проблемы трансграничного переноса в России. Дисперсные системы в атмосфере. Классификация аэрозолей. Источники образования и пути вывода аэрозолей. Распределение частиц по размерам. Конденсация паров воды в атмосфере.
Задачи к первому учебному модулю

Задача № 1. Среднее время пребывания SO₂ в атмосфере составляет 3-7 суток, оцените скорость его поступления в атмосферу, если средняя концентрация SO₂ в тропосфере 0,05 мкг/м³. В оценках принять: высота тропосферы 11 км, радиус Земли – 6400 км.

Задача № 2. Среднее время пребывания оксидов азота в тропосфере равно 4 суткам. Оцените содержание оксидов азота в тропосфере, если суммарная скорость эмиссии из антропогенных источников составляет по экспериментальным оценкам 110 млн т/год.

Задача № 3. Оцените время жизни NH₃ в тропосфере по отношению к процессам трансформации и выведения, если общее содержание в тропосфере 1 млн ^. т, а скорость поступления в тропосферу – 70 млн т/год.

Задача № 4. Рассчитайте концентрацию атомов Ar на высоте 25 км. (Доля атомов Ar в приземном слое воздуха равна 1%, k_б = 1,38 ^. 10^–23 Дж/К).

Задача № 5. На какой высоте концентрация молекул азота уменьшится в n раз по сравнению с концентрацией в приземном слое воздуха?

Задача № 6. Оцените, во сколько раз частота дыхания на высоте над уровнем моря в 8000 м должна быть больше по сравнению с нулевой отметкой над уровнем моря, чтобы исключить кислородное голодание.

Задача № 7. Рассчитайте, во сколько раз давление в приземном слое воздуха больше, чем на высоте 10 км.

Задача № 8. Оцените минимальную концентрацию молекул О₃ в озоновом слое, необходимую для ослабления потока УФ-излучения Солнца в 1000 раз. Сечение фотопоглощения на длине волны 254 нм равно 7,8 ^. 10^–18 см², а средняя толщина озонового слоя, приведенная к нормальным условиям, составляет 2,5 мм.

Задача № 9. Вычислите скорость фотодиссоциации молекул О₂ на высоте 50 км в континууме Герцберга, если константа скорости фотодиссоциации равна 1,5 ^. 10⁹ с^–1.

Задача № 10. Определите скорость реакции

О(¹D) + О₂  О(³Р) + О₂

на высоте 30 км, если константа скорости процесса равна 7 ^. 10^–17 м³/с, а концентрация атомов О(¹D) составляет около 10¹⁵ частиц/м³.

Задача № 11. Константы скорости взаимодействия молекулы озона и радикала ОН^ с углеводородами терпенового ряда (С₁₀Н₁₆) составляют 10^–17 см³/с и 5 ^. 10^–11 см³/с, соответственно. Оцените вклад каждого канала в разложение углеводородов, если средняя концентрация последних на высоте 10 км составляет 0,001 мкг/м³, а концентрация радикалов ОН^ и молекул О₃ равны, соответственно, 10⁶ и 2,5 ^. 10¹² частиц/см³.

Задача № 12. В вентиляционных выбросах содержится аэрозоль серной кислоты со средним диаметром частиц 20 мкм/плотности воздуха и аэрозоля серной кислоты составляет, соответственно, 1,29 и 4,78 кг/м³, вязкость воздуха – 18,26 ^. 10^–6 кг/с ^. м ². Долетают ли частицы аэрозоля до крыши близлежащего здания, если расстояние до него 50 м, разность высот источника выбора и крыши здания – 50 м, скорость ветра – 3 м/с.

Задача № 13. Рассчитайте концентрацию NO и NO₂ в стратосфере, если их взаимную природную трансформацию ограничить следующими реакциями:

М + NO + O^  NO₂ + M

NO₂ + O^  NO + O₂

[M] = 10¹³ частиц/см³, к₁ = 8 ^. 10^–32 см⁶/с, к₂ = 10^–12 см³/с

Задача № 14. Если размер частицы больше величины среднего свободного пробега молекулы газа, то скорость ее осаждения описывается уравнением Стокса:



где r и  – радиус и плотность частицы;

 – динамическая вязкость воздуха (1,81 ^. 10^–4 Пуаз при 20⁰С);

g – ускорение свободного падения.

Оцените верхний предел скорости осаждения сферических частиц аэрозоля радиусом 20 мкм в нижней тропосфере и на высотах стратопаузы.

Задача № 15. Скорость образования озона в верхних слоях атмосферы под действием космических лучей составляет 10 млн. мол. О₃/(см^{3 .} с) в слое толщиной 10 км от поверхности Земли. Концентрация озона в этом слое составляет 5 ^. 10¹⁷ мол. О₃/см³. Можно ли объяснить образование озонового слоя радиационно-химическими реакциями, инициируемыми космическими лучами?

Задача № 16. Пользуясь данными таблицы 1, рассчитайте концентрацию паров H₂SO₄ в приземном слое воздуха и рН осадков на расстоянии 100 км от источника выброса, если концентрация SO₂ в источнике выброса равна 5 мг/м³. В расчетах принять скорость ветра – 9 м/с.

Таблица 1. Значения коэффициентов скорости трансформации

Соединение	Коэффициент скорости, К1(к1), ч–1
	окисление до H2SO4(HNO3)	вымывание осадками	поглощение подстил. поверхностью	нейтрализация	взаимодействие с органическими соединениями	выведение в атмосферу
SO2	0,027	0,01	0,015	–	–	0,052
H2SO4	–	0,0125	0,025	0,027	–	0,0654
Соли H2SO4	–	0,0125	0,025	–	–	0,0375
NOх	0,12	0,01	0,01	–	0,025	0,165
HNO3	–	0,0125	0,015	0,035	–	0,0625

Задача № 17. Оцените распределение SO₂ и H₂SO₄ в приземном слое воздуха по мере удаления от источника выброса при постоянной скорости ветра 10 м/с, если концентрация SO₂ в устье источника выброса равна 2 мг/м³ (таблица 1).

Задача № 18. Оцените концентрации NO₂ и HNO₃ в зависимости от расстояния от источника выброса, если содержание NO₂ в устье источника выброса равно 0,5 мг/м³, скорость ветра постоянна и равна 5 м/с (таблица 1).

Задача № 19. Оцените время полувыведения в процессе коагуляции аэрозольных частиц радиусом (r) 0,3 мкм. В оценках принять: среднюю длину свободного пробега  = 90 нм, концентрацию частиц n = 10¹¹ м^–3. k = 1,38 ^. 10^–23 Дж/К, вязкость среды  = 18,27 ^. 10 кг/м^{2 .} с.

Задача № 20. При отсутствии возмущений концентрация О₃ в стратосфере в полярных областях максимальна по сравнению со средними и тропическими широтами, и составляет 45 ^. 10¹² см^–3. Оцените, во сколько раз происходит ослабление потока УФ-квантов света на длине волны  = 254 нм (сечение фотопоглощения на данной длине волны озоном имеет величину 7,8 ^. 10^–18 см²), если толщина слоя озона, приведенная к нормальным условиям, составляет около 4 мм.

Задача № 21. Наиболее сильный эффект истощения озонового слоя наблюдался весной 1987 года, когда в отдельных областях антарктической атмосферы общее количество озона падало до 100 единиц Добсона (е.Д.). Во сколько раз произошло уменьшение общего содержания О₃ в атмосфере в этот год?

Задача № 22. Рассчитайте эффективную температуру приземного слоя воздуха без учета влияния атмосферы. В расчетах принять: интенсивность солнечного излучения на верхней границе атмосферы 1400 Дж/м^{2 .} с, средняя величина альбедо земной поверхности 0,33, константа Стефана – Больцмана 5,67 ^. 10^–8 Вт/(м^{2 .} К⁴). Найденное значение сравните со средней наблюдаемой температурой земной поверхности и объясните различие в величинах.

Задача № 23. По содержанию основных компонентов стратосфера полностью гомогенна, но на высоте 25-30 км она содержит незначительное по абсолютной величине количество озона (объемная доля около 10 млн^–1). Благодаря значительному сечению поглощения в УФ-области спектра, а максимум сечения поглощения приходится на 255 км и составляет 8 ^. 10^–18 см², озоновый слой практически полностью поглощает излучение в области длин волн УФ-излучения солнца в максимуме сечения поглощения озоновым слоем Земли.

Задача № 24. Среднее содержание О₃ в стратосфере на высотах 25-30 км составляет 10 млн^–1, а в тропосфере – в среднем около 0,04 млн^–1. Опишите механизмы образования озона на разных высотах: в тропосфере и стратосфере, функции озона в разных слоях атмосферы. Укажите источники и стоки озона в атмосфере и стратосфере.

Задача № 25. Стратосферный озон ослабляет поток УФ-излучения солнца в невозмущенных условиях примерно в 6650 раз. Сечение фотопоглощения озона в максимуме (на длине волны 254 нм) составляет 7,8 ^. 10^–18 см². Рассчитайте концентрацию озона и толщину озонового слоя, необходимую для ослабления УФ-излучения солнца в указанное число раз.

Задача № 26. В таблице 2 приведены значения коэффициентов Генри (К_Г) для некоторых газов при 25^оС. Пользуясь данными таблицы, перечислите соединения, которые будут находиться в атмосфере преимущественно в растворенной форме (обоснуйте выбор соответствующими реакциями).

Таблица 2. Значения коэффициентов Генри (К_Г) для некоторых газов при 25^оС

Молекула	КГ, моль/(л . Па)	Молекула	КГ, моль/(л . Па)
О3	9,4 . 10–3	H2S	0,099
О2	1,6 . 10–3	SO2	1,23
NO	1,9 . 10–3	H2O2	105
NO2	7 . 10–3	HO2	105
HNO2	48,6	HCl	2,0
HNO3	2,1 . 105	CH2O	30
NH3	57,9	ПАН (пероксиацетилнитрат)	4,0

Задача № 27. Известно, что сродство гемоглобина к СО (эффективность связывания СО гемоглобином) примерно в 300 раз больше, чем сродство к кислороду. Рассчитайте максимально допустимое содержание СО в приземном слое воздуха, чтобы исключить отравление организма. Найденное значение сравните с нормируемым (ПДК = 3 мг/м³).

Задача № 28. Ниже приведены признаки отравления при различном содержании комплекса гемоглобина с СО (Hb ^. СО). Оцените, что произойдет с Вами, если Вы находитесь в производственном помещении, где концентрация СО составляет 40 мг/м³.

Концентрация СО в воздухе, млн–1 (объемные части)	Содержание Hb . СО в крови, %	Клинические симптомы
60	10	Ослабление зрения, легкая головная боль
130	20	Боли в голове и теле, утомляемость, временная потеря сознания
200	30	Потеря сознания, паралич, наруше-ние дыхания и жизнедеятельности
660	50	Полная потеря сознания, паралич, прекращение дыхания
750	60	В течение часа наступает летальный исход

Задача № 29. Среднее время пребывания SO₂ в атмосфере составляет 5 суток. Оцените скорость его поступления в атмосферу, если средняя концентрация SO₂ в тропосфере 0,05 мкг/м³ (принять, что высота тропосферы 11 км, радиус Земли – 6400 км).

Задача № 30. Рассчитайте, во сколько раз давление в приземном слое воздуха больше, чем на высоте 10 км.

Задача № 31. Рассчитайте толщину озонового слоя, необходимую для ослабления потока УФ-излучения солнца в 6600 раз, если сечение фотопоглощения на длине волны 254 км равно 7,8 ^. 10^–18 см², а средняя концентрация О₃ в озоновом слое примерно 10 млн^–1.

Задача № 32. Рассчитайте эффективную приземную температуру приземного слоя воздуха без учета влияния атмосферы. в расчетах принять: интенсивность солнечного излучения на верхней границе атмосферы 1400 Дж/м^{2 .} с, средняя величина альбедо земной поверхности 0,33, константа Стефана – Больцмана 5,67 ^. 10^–8 Вт/(м^{2 .} К⁴).

Задача № 33. Пользуясь данными таблицы 1(модуль 1), рассчитайте концентрацию паров H₂SO₄ приземном слое воздуха на расстоянии 100 км от источника выброса, если концентрация SO₂ в устье источника выброса равна 5 мг/м³, а средняя скорость ветра – 9 м/с.