2. Способы выражения концентраций компонентов в газовых смесях (атмосфере)

Объемные проценты показывают, сколько объемов данного газа содержится в 100 объемах газовой смеси.

Для измерения объемной концентрации газообразных примесей в газовой смеси, помимо объемных процентов, используется так называемая миллионная доля (млн−1, ppm). Эта единица измерения показывает количество объемов данной примеси в 1 млн объемов газовой смеси. Таким образом, переводной множитель от объемных процентов в ppm равен 104.

Массовые концентрации определяют массу соответствующей примеси в единице объема, например мг/м3 или мкг/м3.

Количество молекул в единице объема измеряется в молекул/м3 (изображается м−3) или молекул/см3 (см−3).

Концентрация или содержание примесей могут быть выражены также в единицах парциального давления — Па, атм, бар и торр.

3. Тропосфера

Тропосфера — нижний, непосредственно соприкасающийся с земной поверхностью слой атмосферы. В XVIII веке впервые был определен состав атмосферного воздуха. В настоящее время знания о химическом составе тропосферы и происходящих в ней химических превращениях постоянно пополняются. В XIX веке и в начале XX века в составе тропосферы, помимо азота и кислорода, были обнаружены инертные газы (аргон, гелий, криптон, неон, ксенон и радон), метан, водород, озон, оксид углерода, диоксид серы, сероводород, а в дождевой воде в этот период были найдены нитрат-, сульфат- и хлорид-ионы и ионы аммония. К середине XX века имелась уже достаточно подробная информация о качественном составе атмосферы. С середины 50-х годов интенсивное развитие физи- ко-химических методов анализа и совершенствование приборной базы сделали возможным количественные определения атмосферных примесей, объемы которых не превышают одной миллионной от объема атмосферного воздуха. Как оказалось, несмотря на такие низкие значения концентраций, их роль в химических превращениях, протекающих в окружающей среде, чрезвычайно велика. Знания о механизмах и скоростях процессов поступления атмосферных примесей (эмиссии из природных и антропогенных источников и образовании непосредственно в атмосфере) и об удалении или стоке (переносе в другие резервуары, сорбции и осаждении на поверхности, трансформации в атмосфере) позволяют составить баланс атмосферной части глобального кругооборота вещества в природе (табл. 3).

В табл. 3 значения содержания воды не приводятся вследствие исключительно высокой вариабельности ее концентраций. Одна из причин вариабельности — изменение парциального давления паров воды в зависимости от температуры. Именно поэтому содержание воды в воздухе снижается при перемещении к полюсам и по мере подъема в верхние слои атмосферы.

Хотя объем паров воды в атмосфере составляет менее 2 %, ее следует рассматривать как важнейшую составляющую, определяющую протекание многих химических реакций в атмосфере и являющуюся основным источником гидроксильных радикалов. Последние, как известно, обусловливают трансформации

12