Khí quyển Trái Đất

Khí quyển Trái Đất là lớp các chất khí bao quanh hành tinh Trái Đất và được giữ lại bởi lực hấp dẫn của Trái Đất. Nó gồm có nitơ (78,1% theo thể tích) và ôxy (20,9%), với một lượng nhỏ agon (0,9%), điôxít cacbon (dao động, khoảng 0,035%), hơi nước và một số chất khí khác. Bầu khí quyển bảo vệ cuộc sống trên Trái Đất bằng cách hấp thụ các bức xạ tia cực tím của mặt trời và tạo ra sự thay đổi về nhiệt độ giữa ngày và đêm.

Bầu khí quyển không có ranh giới rõ ràng với khoảng không vũ trụ nhưng mật độ không khí của bầu khí quyển giảm dần theo độ cao. Ba phần tư khối lượng khí quyển nằm trong khoảng 11 km đầu tiên của bề mặt hành tinh. Độ cao 120 km (75 dặm hay 400.000 ft) được coi là ranh giới do ở đó các hiệu ứng khí quyển có thể nhận thấy được khi quay trở lại. Đường Cacman, tại độ cao 100 km (62 dặm), cũng được sử dụng như là ranh giới giữa khí quyển Trái Đất và khoảng không vũ trụ.

Nhiệt độ và các tầng khí quyển

    Nhiệt độ của khí quyển Trái Đất biến đổi theo độ cao so với mực nước biển; mối quan hệ toán học giữa nhiệt độ và độ cao so với mực nước biển biến đổi giữa các tầng khác nhau của khí quyển:

Tầng đối lưu: từ bề mặt trái đất tới độ cao 7-17 km, phụ thuộc theo vĩ độ (ở 2 vùng cực là 7-10km) và các yếu tố thời tiết, nhiệt độ giảm dần theo độ cao đạt đến -50°C. Không khí trong tầng đối lưu chuyển động theo chiều thẳng đứng và nằm ngang rất mạnh làm cho nước thay đổi cả 3 trạng thái, gây ra hàng loạt quá trình thay đổi vật lý. Những hiện tượng mưa, mưa đá, gió, tuyết, sương giá, sương mù,... đều diễn ra ở tầng đối lưu.

Tầng bình lưu: từ độ cao trên tầng đối lưu đến khoảng 50 km, nhiệt độ tăng theo độ cao đạt đến 0°C. Ở đây không khí loãng, nước và bụi rất ít, không khí chuyển động theo chiều ngang là chính, rất ổn định.

Tầng trung lưu: từ khoảng 50 km đến 80-85 km, nhiệt độ giảm theo độ cao đạt đến -75°C. Phần đỉnh tầng có một ít hơi nước, thỉnh thoảng có một vài vệt mây bạc gọi là mây dạ quang.

Tầng điện li: từ 80–85 km đến khoảng 640 km, nhiệt độ tăng theo độ cao có thể lên đến 2.000°C hoặc hơn. Ôxy và nitơ ở tầng này ở trạng thái ion, vì thế gọi là tầng điện li. Sóng vô tuyến phát ra từ một nơi nào đó trên vùng bề mặt Trái đất phải qua sự phản xạ của tầng điện li mới truyền đến các nơi trên thế giới. Tại đây, do bức xạ môi trường, nhiều phản ứng hóa học xảy ra đối với ôxy, nitơ, hơi nước, CO2...chúng bị phân tách thành các nguyên tử và sau đó ion hóa thành các ion như NO+, O+, O2+, NO3-, NO2-...và nhiều hạt bị ion hóa phát xạ sóng điện từ khi hấp thụ các tia mặt trời vùng tử ngoại xa.

Tầng ngoài: từ 500–1.000 km đến 10.000 km, nhiệt độ tăng theo độ cao có thể lên đến 2.500°C. Đây là vùng quá độ giữa khí quyển Trái Đất với khoảng không vũ trụ. Vì không khí ở đây rất loãng, nhiệt độ lại rất cao, một số phân tử và nguyên tử chuyển động với tốc độ cao để thoát ra khỏi sức hút của Trái đất và lao ra khoảng không vũ trụ. Do đó tầng này còn gọi là tầng thoát ly. Tuy nhiêt, các nhiệt kế, nếu có thể, lại chỉ các nhiệt độ thấp dưới 0°C do mật độ khí là cực kỳ thấp nên sự truyền nhiệt ở mức độ có thể đo đạc được là rất khó xảy ra.

     Ranh giới giữa các tầng được gọi là ranh giới đối lưu hay đỉnh tầng đối lưu, ranh giới bình lưu hay đỉnh tầng bình lưu và ranh giới trung lưu hay đỉnh tầng trung lưu v.v. ở tầng này có mặt các ion O+ (<1500km), He+(<1500), H+(>1500km). Một phần hiđrô của Trái Đất (khoảng vài nghìn tấn/năm) được tách ra đi vào vũ trụ đồng thời các dòng plasma do môi trường thải ra là bụi vũ trụ (khoảng 2g/km²) cũng đi vào Trái Đất. Giới hạn trên của đoạn khí quyển và đoạn chuyển tiếp với vũ trụ rất khó xác định, ước đoán khoảng 1.000 km. Nhiệt độ trung bình của khí quyển tại bề mặt Trái Đất là khoảng 14°C.

Áp suất

        tầng của khí quyển bao gồm 5 tầng đo là: tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng giữa, tầng ion, tầng khuếch tán

Tầng đối lưu

.

Tầng đối lưu bắt đầu từ bề mặt Trái Đất mở rộng ra đến cao độ 20 km (12 dặm) ở các vùng nhiệt đới, giảm tới khoảng 11 km ở các vĩ độ trung bình, ít hơn 7 km (4 dặm) ở các vùng cực về mùa hè còn trong mùa đông là không rõ ràng. Lớp khí quyển này chiếm khoảng 75% tổng khối lượng của toàn bộ khí quyển, gần như toàn bộ hơi nước và xon khí (aerosol). Trong khu vực tầng đối lưu thì không khí liên tục luân chuyển và tầng này là tầng có mật độ không khí lớn nhất của khí quyển Trái Đất. Nitơ và ôxy là các chất khí chủ yếu có mặt trong tầng này. Tầng đối lưu nằm ngay phía dưới tầng bình lưu. Phần thấp nhất của tầng đối lưu, nơi ma sát với bề mặt Trái Đất ảnh hưởng tới luồng không khí, là lớp ranh giới hành tinh. Lớp này thông thường chỉ dày từ vài trăm mét tới 2 km (1,2 dặm), phụ thuộc vào địa mạo và thời gian của ngày. Ranh giới giữa tầng đối lưu và tầng bình lưu, được gọi là khoảng lặng đối lưu, là nghịch chuyển nhiệt độ.

Tầng đối lưu được chia thành 6 khu vực luồng luân chuyển theo đới, gọi là các quyển hoàn lưu. Các quyển hoàn lưu này chịu trách nhiệm cho hoàn lưu khí quyển và tạo ra các hướng gió thịnh hành.

Các quyển hoàn lưu lớn trong tầng đối lưu.

Nguyên nhân các biến đổi nhiệt độ trong tầng đối lưu là do nhiệt độ được xác định bởi bức xạ nhiệt từ mặt đất ngược trở lại không khí. Mặc dù tia nắng Mặt Trời tiếp xúc với phần không khí ở trên cao trước, nhưng không khí khá trong suốt nghĩa là nó hấp thụ rất ít năng lượng của tia nắng. Đa phần năng lượng Mặt Trời rơi xuống mặt đất, tại đây, nó bị hấp thụ mạnh bởi mặt đất, và làm mặt đất nóng lên (nóng hơn không khí trên cao). Mặt đất nóng truyền nhiệt trực tiếp cho lớp không khí gần mặt đất; không khí gần mặt đất nóng lên và nở ra, nhẹ hơn phần không khí lạnh ở trên và bay lên cao nhờ lực đẩy Ácsimét. Khi không khí nóng bay lên cao, nó giãn nở đoạn nhiệt nghĩa là thể tích tăng và nhiệt độ giảm (giống như cách hoạt động của một số tủ lạnh, máy điều hòa). Càng lên cao, không khí càng nguội dần. Khi ra xa khỏi bề mặt Trái Đất thì nhiệt đối lưu có các hiệu ứng nhỏ hơn và không khí lạnh hơn. Ở các cao độ lớn hơn thì không khí loãng hơn và giữ nhiệt kém hơn, khiến cho nhiệt bị tản đi hết. Cứ mỗi khi độ cao tăng lên 1.000 mét thì nhiệt độ lại giảm trung bình khoảng 6,5 °C.

Mặc dù việc nhiệt độ giảm theo độ cao là xu hướng chung trong tầng đối lưu, thực tế đôi khi có ngoại lệ, gọi là hiện tượng nghịch nhiệt. Ví dụ ở châu Nam Cực, nhiệt độ tăng khi lên cao. Một ví dụ khác, hàng năm, xung quanh Hà Nội, Việt Nam, về đầu mùa đông có những đợt nghịch nhiệt về ban đêm, thường xảy ra vài ngày sau khi gió mùa đông bắc tràn về và kéo dài cho đến khi gió thịnh hành chuyển sang hướng đông nam và lặp lại khi có đợt gió mùa mới. Trong điều kiện nghịch nhiệt, khí thải từ hoạt động công nghiệp và nông nghiệp bị ứ đọng ở tầng thấp, không tỏa đi được, do chúng lạnh và nặng hơn các lớp khí bên trên.

Đỉnh tầng đối lưu đánh dấu giới hạn của tầng đối lưu và nó được nối tiếp bằng tầng bình lưu. Nhiệt độ ở phía trên đỉnh tầng đối lưu lại tăng lên chậm cho tới cao độ khoảng 50 km. Nói chung, các máy bay phản lực bay ở gần phần trên cùng của tầng đối lưu. Hiệu ứng nhà kính cũng diễn ra trong lớp trên cùng tầng đối lưu.

Tầng bình lưu

Tại vùng xích đạo, tầng khí quyển này nằm ở độ cao vào khoảng từ 17 km đến 50 km trên mực nước biển, trong khi đó tại hai cực nó bắt đầu ở độ cao khoảng 8 km vì độ cao rất thấp của vùng ranh giới đối lưu (do nhiệt độ của tầng đối lưu tại gần cực là thấp hơn so với ở vùng xích đạo).

Tầng khí quyển này có tên là bình lưu vì đây là tầng khí quyển có ít các dòng đối lưu xoáy mạnh

Trong phạm vi tầng này nhiệt độ tăng theo độ cao. Ở trên cùng của tầng bình lưu nhiệt độ có thể đạt tới 270°K (-3°C). Lên trên ranh giới bình lưu, nhiệt độ lại giảm theo độ cao.

Tầng bình lưu là khu vực của các tương tác với cường độ cao của các quá trình hóa học, động lực học và bức xạ. Trong đó sự pha trộn của các thành phần khí quyển diễn ra theo chiều ngang diễn ra mạnh hơn theo chiều đứng. Tầng bình lưu ấm hơn phần trên của tầng đối lưu, chủ yếu là do tầng ôzôn trong tầng bình lưu hấp thụ bức xạ cực tím của Mặt Trời.

Một đặc trưng thú vị của sự lưu thông trong tầng bình lưu là sự dao động hai năm một lần (QBO) tại các vĩ độ nhiệt đới, được sinh ra do sự đối lưu nhiệt ở tầng đối lưu. QBO sinh ra sự lưu thông thứ cấp rất quan trọng trong việc dịch chuyển các thành phần của tầng bình lưu như ôzôn hay hơi nước.

Trong mùa đông của bán cầu bắc, sự ấm lên đột ngột của tầng bình lưu thông thường có thể quan sát thấy được gây ra do sự hấp thụ của sóng Rossby trong tầng bình lưu.

Tầng trung lưu

Tầng trung lưu là tên gọi một lớp của khí quyển Trái Đất nằm ngay phía trên tầng bình lưu và ngay phía dưới tầng nhiệt. Tầng trung lưu nằm ở cao độ từ khoảng 50 km tới 80-90 km phía trên bề mặt Trái Đất. Trong tầng này, nhiệt độ giảm xuống theo sự gia tăng của cao độ do nhiệt từ sự hấp thụ tia cực tím đến từ mặt trời của ôzôn bị biến mất và hiệu ứng làm lạnh của CO2 (ở lượng dấu vết) do nó tỏa nhiệt vào không gian. Điều này ngược lại với hiệu ứng nhà kính trong tầng đối lưu khi CO2 hấp thụ bức xạ nhiệt tỏa ra từ bề mặt Trái Đất. Vùng có nhiệt độ tối thiểu ở đỉnh của tầng trung lưu gọi là khoảng lặng trung lưu và nó là nơi lạnh nhất trong khí quyển Trái Đất. Đặc trưng động lực học chính trong khu vực này là các dao động khí quyển, các sóng hấp dẫn nội khí quyển (thường gọi là "sóng trọng lực") và sóng hành tinh. Phần lớn các loại sóng và dao động này được kích thích trong tầng đối lưu hay phần dưới của tầng bình lưu và truyền lên phía trên tới tầng bình lưu. Trong tầng bình lưu, biên độ của các sóng trọng lực có thể trở thành đủ lớn làm cho các sóng này trở nên không ổn định và bị tiêu tan. Sự tiêu tan này chuyển xung lượng vào tầng trung lưu và là động lực chính trong lưu thông tại tầng trung lưu ở quy mô toàn cầu.

Do nó nằm giữa độ cao tối đa cho máy bay và độ cao tối thiểu cho các tàu vũ trụ quay quanh Trái Đất nên khu vực này của khí quyển chỉ có thể tiếp cận được thông qua việc sử dụng các tên lửa khí tượng học (tên lửa âm thanh hay tên lửa nghiên cứu). Vì thế mà nó đã trở thành phần được hiểu ít nhất của khí quyển.

Tại đáy của tầng trung lưu, áp suất chỉ bằng khoảng 1/1000 của áp suất tại mực nước biển và ở đỉnh của nó (khoảng 80-95 km) thì áp suất chỉ ở mức một phần triệu. Đối với các mục đích thực tế thì nó có thể coi là chân không. Nhiệt độ ở phần trên của tầng trung lưu giảm xuống tới khoảng từ -90 °C tới -100 °C (từ -130 tới -148 °F hay 163-173 K), dao động theo vĩ độ và mùa. Rất nhiều sao băng bùng cháy mỗi ngày trong tầng trung lưu do kết quả của các va chạm với các hạt khí có tại đây; nó tạo ra đủ lượng nhiệt cần thiết để làm bốc hơi gần như mọi thiên thạch rơi vào bầu khí quyển Trái Đất trước khi chết chúng có thể chạm tới mặt đất, làm cho hàm lượng các nguyên tử sắt và một số kim loại khác là khá cao tại khu vực này.

Tầng bình lưu và tầng trung lưu gộp chung được gọi như là đoạn giữa của khí quyển. Khoảng lặng trung lưu, ở cao độ khoảng 80-90 km, chia tách tầng trung lưu với tầng nhiệt—lớp thứ hai thuộc nhóm các tầng ở phía ngoài cùng nhất của khí quyển Trái Đất. Nó cũng nằm ở xấp xỉ cùng cao độ với khoảng lặng nhiễu loạn, mà dưới nó thì các loại hóa chất khác nhau bị trộn lẫn tương đối đều do các xoáy lốc nhiễu loạn. Phía trên mức này thì khí quyển trở nên không đồng nhất; do độ cao tỷ lệ xích của các loại hóa chất khác nhau là khác biệt theo phân tử lượng của chúng và các tác động xoáy lốc không còn.

Các dạng mây dạ quang nằm trong tầng trung lưu.

Tầng nhiệt

Tầng nhiệt là một lớp của khí quyển Trái Đất nằm trực tiếp ngay trên tầng trung lưu và ngay phía dưới tầng ngoài. Trong phạm vi tầng này các bức xạ tia cực tím gây ra sự ion hóa.

Tầng nhiệt bắt đầu từ khoảng 80-90 km phía trên mực nước biển. Ở các cao độ lớn như thế này, các khí còn lại của khí quyển phân chia ra thành các lớp theo phân tử lượng. Nhiệt độ trong tầng nhiệt tăng lên theo độ cao do sự hấp thụ bức xạ Mặt Trời cao năng lượng bởi một lượng nhỏ ôxy còn sót lại ở đây. Nhiệt độ phụ thuộc mạnh vào hoạt động của mặt trời và có thể lên cao tới 1.500°C. Bức xạ làm cho các hạt trong khí quyển thuộc tầng này trở thành mang điện (xem tầng điện li), cho phép các sóng radio đượn phản xạ trở lại và có thể nhận được tại các điểm vượt ra khỏi khoảng cách tới đường chân trời.

Tầng ngoại quyển:

Tại tầng ngoài, bắt đầu ở cao độ khoảng 500-2.000 km trên bề mặt Trái Đất, khí quyển pha trộn lẫn với khoảng không liên hành tinh.

Một ít các hạt khí trong khu vực này có thể đạt tới nhiệt độ 2.500 °C (4532°F) trong thời gian ban ngày. Mặc dù nhiệt độ của các hạt cao như vậy, nhưng nếu con người có mặt tại đây thì vẫn không cảm thấy ấm, do mật độ khí của nó là thấp gần tới mức chân không nên không có đủ độ tiếp xúc cần thiết với các nguyên tử khí để truyền nhiệt. Các nhiệt kế thông thường sẽ chỉ các nhiệt độ dưới 0 °C.

Mật độ và khối lượng

    Mật độ của không khí tại mực nước biển là khoảng 1,2 kg/m³. Sự thay đổi tự nhiên của khí áp ở bất kỳ độ cao nào đều là nguyên nhân của sự thay đổi thời tiết. Sự thay đổi này là tương đối nhỏ ở các độ cao thấp nhưng là rất lớn ở các độ cao lớn vì sự thay đổi của bức xạ mặt trời.

Mật độ của khí quyển giảm theo độ cao và có thể mô hình hóa một cách xấp xỉ theo công thức khí áp. Những công thức có độ chính xác cao hơn được các nhà khí tượng học và các trung tâm vũ trụ sử dụng để dự báo thời tiết và tính toán tình trạng quỹ đạo của các vệ tinh.

Tổng khối lượng của bầu khí quyển khoảng 5,1 × 1018 kg, hay khoảng 0,9 ppm của khối lượng Trái Đất.

Tỷ lệ phần trăm trên đây được tính theo thể tích. Giả sử các chất khí là những khí lý tưởng, chúng ta có thể tính toán tỷ lệ theo khối lượng. Khi đó thành phần theo khối lượng của không khí là 75,523% N2, 23,133% O2, 1,288% Ar, 0,053% CO2, 0,001267% Ne, 0,00029% CH4, 0,00033% Kr, 0,000724% He và 0,0000038% H2.

Ô nhiễm không khí

      Khái niệm về ô nhiễm không khí:

Ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch hoặc gây ra sự toả mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi) tác động sấu đến con người và sinh vật

Các hoạt động của con người như công nghiệp ,nông nghiệp, giao thông vận tải và sinh hoạt đã thải vào không khí các chất với nồng độ cao làm oo nhiễm bầu khí quyển .ngày nay ,cùng với hoạt động của con người tăng lên ,lượng chất thải vào khí quyển ngày càng tăng  lên làm cho mức độ ô nhiễm không khí ngày càng trầm trọng hơn.mặt khác không khí thường rất linh động dễ di chuyển nên ô nhiễm vùng này sẽ nhanh chong lan sang vùng khác do đó ô nhiễm không khí mang tính toàn cầu rất rõ ,hay nói cách khác ô nhiễm không khí hiện nay đã trở thành ô nhiễm cả bầu khí quyển lớp vỏ đảm bảo sự sống cho hành tinh chúng ta.

Nguồn gốc và tác nhân gây ô nhiễm không khí:

          Có rất nhiều nguồn gây ô nhiễm không khí. Có thể chia ra thành nguồn tự nhiên và nguồn nhân tạ:

            a. Nguồn tự nhiên:

        Núi lửa: Núi lửa phun ra những nham thạch nóng và nhiều khói bụi giàu sunfua, mêtan và những loại khí khác. Không khí chứa bụi lan toả đi rất xa vì nó được phun lên rất cao.

        Cháy rừng: Các đám cháy rừng và đồng cỏ bởi các quá trình tự nhiên xảy ra do sấm chớp, cọ sát giữa thảm thực vật khô như tre, cỏ. Các đám cháy này thường lan truyền rộng, phát thải nhiều bụi và khí.

        Bão bụi gây nên do gió mạnh và bão, mưa bào mòn đất sa mạc, đất trồng và gió thổi tung lên thành bụi. Nước biển bốc hơi và cùng với sóng biển tung bọt mang theo bụi muối lan truyền vào không khí.

        Các quá trình phân huỷ, thối rữa xác động, thực vật tự nhiên cũng phát thải nhiều chất khí, các phản ứng hoá học giữa những khí tự nhiên hình thành các khí sunfua, nitrit, các loại muối v.v... Các loại bụi, khí này đều gây ô nhiễm không khí.

b. Nguồn nhân tạo:

         Nguồn gây ô nhiễm nhân tạo rất đa dạng, nhưng chủ yếu là do hoạt động công nghiệp, đốt cháy nhiên liệu hoá thạch và hoạt động của các phương tiện giao thông. Nguồn ô nhiễm công nghiệp do hai quá trình sản xuất gây ra:

Công nghiệp

Đây là nguồn gây ô nhiễm lớn nhất của con người. Các quá trình gây ô nhiễm là quá trình đốt các nhiên liệu hóa thạch: than, dầu, khí đốt tạo ra: CO2, CO, SO2, NOx, các chất hữu cơ chưa cháy hết: muội than, bụi, quá trình thất thoát, rò rỉ trên dây truyền công nghệ, các quá trình vận chuyển các hóa chất bay hơi, bụi.

Đặc điểm: nguồn công nghiệp có nồng độ chất độc hại cao,thường tập trung trong một không gian nhỏ. Tùy thuộc vào quy trình công nghệ, quy mô sản xuất và nhiên liệu sử dụng thì lượng chất độc hại và loại chất độc hại sẽ khác nhau.

Giao thông vận tải

Đây là nguồn gây ô nhiễm lớn đối với không khí đặc biệt ở khu đô thị và khu đông dân cư. Các quá trình tạo ra các khí gây ô nhiễm là quá trình đốt nhiên liệu động cơ: CO, CO2, SO2, NOx,Pb, Các bụi đất đá cuốn theo trong quá trình di chuyển. Nếu xét trên từng phương tiện thì nồng độ ô nhiễm tương đối nhỏ nhưng nếu mật độ giao thông lớn và quy hoạch địa hình, đường xá không tốt thì sẽ gây ô nhiễm nặng cho hai bên đường.

Sinh hoạt

Là nguồn gây ô nhiễm tương đối nhỏ, chủ yếu là các hoạt động đun nấu sử dụng nhiên liệu nhưng đặc biệt gây ô nhiễm cục bộ trong một hộ gia đình hoặc vài hộ xung quanh. Tác nhân gây ô nhiễm chủ yếu: CO, bụi

Tác nhân gây ô nhiễm không khí

   Các chất và tác nhân gây ô nhiễm không khí gồm:

     Tác nhân hóa học: Các loại oxit như: nitơ oxit (NO, NO2), nitơ đioxit (NO2), SO2, CO,H2S và các loại khí halogen (clo, brom, iôt).

Các hợp chất flo.

Các chất tổng hợp (ête, benzen).

     Tác nhân vật lý : Các chất lơ lửng (bụi rắn, bụi lỏng, bụi vi sinh vật), nitrat, sunfat, các phân tử cacbon, sol khí, muội, khói, sương mù, phấn hoa.

Các loại bụi nặng, bụi đất, đá, bụi kim loại như đồng, chì, sắt, kẽm, niken, thiếc, cađimi...

Khí quang hoá như ozôn, FAN, NOX, etylen...

Chất thải phóng xạ.

Nhiệt độ.

Tiếng ồn.

     Tác nhân sinh học:các vi sinh vật gây bệnh đầu tiên ở dưới đất ,gió hoặc các phương tiện

Giao thông cuốn bụi có các vi sinh vật vào không khí các hạt bụi có vsv này hú ẩm trong không khí chúng bay lơ lủng và khuếch tán vào trong không khí khi con người hấp thu phải sẽ mắc các bệnh chủ yếu là bệnh đường hô hấp như : sởi ,cúm , quai bi, và các bệnh ngoài da do nấm ký sinh.

    Các tác nhân ô nhiễm không khí có thể phân thành hai dạng: dạng hơi khí và dạng phần tử nhỏ. Tuy nhiên, phần lớn các tác nhân ô nhiễm đều gây tác hại đối với sức khỏe con người.

Tác nhân ô nhiễm được chia làm hai loại: sơ cấp và thứ cấp. Sunfua đioxit sinh ra do đốt cháy than đó là tác nhân ô nhiễm sơ cấp. Nó tác động trực tiếp tới bộ phận tiếp nhận. Sau đó, khí này lại liên kết với ôxy và nước của không khí sạch để tạo thành axit sunfuric (H2SO4) rơi xuống đất cùng với nước mưa, làm thay đổi pH của đất và của thuỷ vực, tác động xấu tới nhiều thực vật, động vật và vi sinh vật. Như vậy, mưa axit là tác nhân ô nhiễm thứ cấp được tạo thành do sự kết hợp SO2 với nước. Cũng có những trường hợp, các tác nhân không gây ô nhiễm, liên kết quang hoá với nhau để tạo thành tác nhân ô nhiễm thứ cấp mới, gây tác động xấu. Cơ thể sinh vật phản ứng đối với các tác nhân ô nhiễm phụ thuộc vào nồng độ ô nhiễm và thời gian tác động.

 Quá trình khuếch tán các chất gây ô nhiễm trong khí quyển:

Quá chất gây ô nhiêm không khí luôn được khuếch tán vào trong khí quyển. Quá trình khuếch tán này phụ thuộc vào hai yếu tố:

          Tốc độ và hướng gió:

Tốc độ gió càng mạnh, quá trình khuếch tán diễn ra càng nhanh. Các chất gây ô nhiễm khuếch tán theo chiều gió.

          Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các lớp khí quyển:

Trong điều kiện bình thường, ở tầng đối lưu của khí quyển, nhiệt độ không khí giảm dần theo chiều cao. Trung bình, cứ lên cao 100m, nhiệt độ giảm khoảng 0,6 0C. Như vậy khối không khí nống ở phía dưới sát mặt đất luôn có xu hướng bốc lên cao, mang theo các chất ô nhiễm ở phía dưới lên phía trên. Trong trường hợp bình thường này, các chất ô nhiễm ở phía sát mặt đất được khuếch tán lên phía trên, làm giảm nồng độ của chúng ở sát mặt đất, làm giảm mức độ ô nhiễm ở lớp không khí sát mặt đất. điều này rất có lợi cho người và các sinh vật.

          Hiện tượng nghịch đảo nhiệt:

Trong trường hợp vào những ngày cuối thu sang đông, trời quang mây, ban ngày mặt trời đốt nóng mặt đất, ban đêm mặt đất phát xạ nhiệt vào khí quyển làm cho mặt đất lạnh đi đáng kể, đặc biệt vào những giờ gần sáng. Trong trường hợp này, khối không khí ở phía trên cao lại có nhiệt độ cao hơn khối không khí ở sát mặt đất; Hiện tượng này gọi là hiện tượng nghịch nhiệt. Và như vậy khối không khí lạnh ở sát mặt đất lại có xu hướng chìm xuống mà không bốc lên được cao. Điều đó có nghĩa là các chất ô nhiễm không khí không được khuếch tán lên phía trên mà lại bị lắng xuống và tập trung ở lớp khong khí lạnh sát mặt đất, dẫn tới nồng độ của chúng tăng lên cao ở lớp không khí này, làm cho mức độ ô nhiễm không khí trở nên trầm trọng hơn. Trong lịch sử, người ta đã ghi lại nhiều thảm họa lớn , do hiện tượng nghịch nhiệt gây ra đối với con người.

ở thành phố Donora (Mỹ) vào tuần cuôi tháng 10/1948, một màn sương ô nhiễm với nhiệt độ thấp đã bao phủ thành phố, không bốc được lên cao do hiện tượng nghịch nhiệt xảy ra. Và kết quả là nồng độ chất ô nhiễm được nâng dần lên ở lớp khong khí sát mặt đất làm 20 người chết và nhiều người phải đi cấp cứu ở bệnh viện.

          Tác hại của ô nhiễm không khí:

          Cũng như ô nhiễm nước, tác hại của ô nhiễm không khí phụ thuộc vào tác nhân gây ô nhiễm. Sau đây là một số tác nhân chính mà chúng ta thường gặp trong ô nhiễm khong khí.

          CO:

          CO được  hình thành chủ yếu là đốt cháy không hoàn toàn các nguyên liệu hóa thạch.

Theo ước tính, có tới 70% lượng CO thải vào khí quyển hàng năm là do các phương tiện giao thông gây ra; ơ các thành phố lớn, con số này lên tới 90%. CO là khí có khả năng oxi hóa mạnh và rât độc đối với con người. Khi chúng ta hít phải. CO sẽ vào niêm mạc phổi, nhanh tróng kết hợp với hồng cầu để hình thành nên cacboxylhemoglobin, làm mất khả năng dẫn truyền oxi của hồng cầu, dẫn tới nghẹt thở. Theo kết quả nghiên cứu cho thấy, nếu chúng ta tiếp xúc với không khí có nồng độ CO là 70mg/m3 thì sau 8-12 giờ trong cơ thể chúng ta mất đi 10% hemoglobin; và nếu nồng độ CO là 16mg/m3 thì sau 8 giờ, có 3% hemoglobin mất khả năng dẫn truyền oxi đi nuôi cơ thể. Khi chúng ta thường xuyên hít phải không khí với hàm lượng CO cao, niêm mạc phế quản và phổi sẽ bị phá hủy, gây ra các bệnh viêm phế quản và phổi mãn tính, rất khó chữa trị.

          CO2:

          CO2 được sinh ra chủ yếu do đốt cháy hoàn toàn các nhiên liệu hóa thạch, quá trình phân giải hảo khí các chất hữu cơ và quá trình hô hấp của sinh vật. tuy nhiên, CO2 gây ra ô nhiễm khong khí hiện nay, chủ yếu là do đốt cháy các nguyên liệu hóa thạch.

          CO2 ít đôc hơn CO. song nếu khi con người thương xuyên tiếp xúc với không khí có nồng độ CO2 cao cũng sẽ dễ mắc các bệnh viêm nhiễm đường hô hấp. Hơn thế nữa, nồng độ CO2 cao trong khí quyển hiện nay đang là nguyên nhân chính dẫn đến hiệu ứng nhà kính, nóng lên toàn cầu và biến đổi khí hậu.Nông độ CO2 cao trong khi quyển cũng là một trong những yếu tố gây ra mưa axit.

          SO2:

          SO2 được thải ra mạnh nhất là do đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch, đăc hiệu là than dá, vì trong than đá chứa rất nhiều lưu huỳnh. Nhìn chung, than đá chứa tư 0,5 đến 6% lưu huỳnh, tùy theo loại than. Than đá được sử dụng nhiều nhất trong các nhà máy điện . Nếu con người thường xuyên tiếp xúc với không khí có nồng độ SO2 cao thì sẽ mắc các bệnh đường hô hấp mãn tính rất khó chữa trị. Mặt khác oxit lưu huỳnh trong khí quyển cũng colf là một trong những yếu tố gây ra mưa axit.

          NO2:

          Oxit nito được thải ra do đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch. Trong than đá và dầu đều chưa nito. Trung bình trong than đá có chứa khoảng 1%N; Trong dầu khí có chứa 0,2-0,3%N. khi đốt cháy nito sẽ kết hợp với oxi khí quyển để hình thành nên oxit nito. Trong hoạt động giao thông vận tải, khi đốt cháy các nguyên liệu hóa thạch trong các động cơ, thường tạo ra vùng nhiệt độ rất cao ơ xunh quanh ống xả. Trong điều kiện nhiệt độ cao đó oxi khi quyển sẽ kết hợp với nito khí quyển để hình thành nên oxit nito, gây ra các bệnh về đường hô hấp đối vơi con ngưới, ảnh hưởng xấu đến các sinh vật. Mặt khác nồng độ oxit nito cao trong khí quyển sẽ là một trong yếu tố gây ra mưa axit khi kết hợp với hơi nước để hình  thành nên HNO3.

          CH4,­ H2S, NH3:

          Đây là các khí thường được hình thành trong quá trình phân giải yếm khí các xác hữu cơ.khi nòng độ của chúng cao trong không khí sẽ tạo nên mùi rất khó chịu lam cho bầu không khí bị ô nhiễm. Thường ở các khu vực cống rãnh, khu vực rác thải sinh hoạt, quá trinh phân giải yếm khí xác hữu cơ diễn ra mạnh, nồng độ các khí này thường rất cao, gây ra ô nhiễm không khí nặng nề. Trong những trường hợp này, các vi sinh vật gây bệnh cũng rất dễ phát tán vào trong không khí và gây bệnh cho người qua đường hô hấp.

          Bụi:

          Bụi là được coi là là yếu tố gây ô nhiễm đáng quan tâm, nhất là các khu đô thị, khu công nghiệp, khu gần đường giao thông. Bụi trong không khí có thể chia ra bụi đất và bụi các hóa chất. Bụi đất, chủ yếu là do các công trình xây dựng, các phương tiện giao thông cuốn bụi lên. Bụi hóa chất đáng quan tâm nhất và cũng là phổ biến nhất là bụi ami ăng và bụi chì. Như chúng ta đã biết ami ăng là chất được sử dụng rất rộng rãi trong các vật liệu xây dựng như gạch,ngói, ximang, đăc biệt là các tấm lợp. Nhờ trong những tấm những đăc tính quan trọng của sợi amiang là không cháy nên nó đươc sử dụng trong việc sản xuất các vật liệu trong cháy như quần áo chông cháy….Bụi amiamg thường rất phổ biến do quá trình sản xuất các vật liệu xây dựng, hoặc sự xuống cấp các công trình xây đựng, lam các sợi aiming phát tán vào không khí là yếu tố gây bệnh đương hô hấp, dăc biệt gây ung thư đường hô hấp ở người.

          Bụi chì thường trở nên trầm trọng ở các khu vực gần đường giao thông lớn , do đó đốt cháy xăng có pha chì. Xăng pha chì có rất nhiều ưu điểm như làm động cơ nổ êm hơn nâng cao chất lượng xăng…..và đươc sử dụng rất phổ biến trong thời gian dài. Khi đót cháy xăng dàu có pha chì đã loại thải bụi chì vào không khí. Bụi chì rất độc với con nguwwowifvaf tích lũy dần trong đất, nước.

          Khi quang hóa:

Dưới tác động của ánh sáng mặt trời , một số chất ô nhiễm trong không khí được biến đổi thành những chất khác, gây ra ô nhiễm khong khí quang hóa. Phản ưng biến đổi các chất dưới tác động của ánh sáng mặt trời được gọi là phản ứng quang hóa. Phản ưng biến đổi các chất dưới tác động của ánh sáng mặt trời đước goi là phản ưng quang hóa.Trong không khí có hai chất dễ biến đổi nhất dưới tác động của ánh sáng mặt trời đó là: oxit nito và hidrocacbon.

          Những giải pháp hạn chế ô nhiễm không khí:

Cải tiến công nghệ tiến tới công nghệ ít phế thải và cong nghệ sạch:

-         Đốt cháy chiệt để nhiên liệu

-         Nghiên cứu thay thế các nguyên liệu vật liệu sạch trong sản xuất.

-         Lắp đặt các thiết bị lọc, thu hồi khí trong các nhà máy công nghiệp để giam thiểu lương bụi và khí thải.

Tăng cường cải tiến công nghệ giao thông vận tải; sử dụng các động cơ chạy điện hoặc các nhiên liệu khác thay thế cho động chạy bằng xăng dầu than đá.

Tăng cường việc nghiên cứu và đưa vào sử dụng các dạng năng lượng sạch thay thế nguồ năng lượng hóa thạch.

Trong thiết kế xây dựng các khu công nghiệp,cần chú ý xây dựng ống khói với chiều cao đúng tiêu chuẩn ; tránh việc xây dựng các khu công nghiệp, trục đường giao thông lớn xen giữa các khu dân cư.

Tăng cường trồng và bảo vệ thảm thực vật.

Xây dựng và thực hiện bảo vệ môi trường.

Nâng cao ý thức của con ngươi dân trong bảo vệ môi trường.