Koloidy v životním prostředí Aerosoly J. Faimon Koloidy v životním prostředí - aerosoly •Tuhé nebo kapalné částice 1n - 1μm dispergované v atmosféře •Dělení do skupin podle velikosti částic: •Nukleační mód (1 n – 10 nm •Aitken mód (10 nm – 100 nm •Akumulační mód (100 nm – 1 μm) •Mód hrubých částic /coarse mode/ (1 – 10 μm) Částice v nukleačním módu vznikají v plynné fázi nukleací plynných složek, sulfátů, nitrátů, organických látek, např: Tyto částice jsou vysoce reaktivní a spojují se do větších částic. Proto jsou koncentrace částic v nukleačním módu v aerosolu obecně nízké nebo zde tyto částice úplně chybí. NH3(g) + HNO3(g) ⇔ NH4NO3 Částice v módu „hrubé částice“ (coarse mode) (prach, mořské soli, pylové částice a pod.) jsou obvykle produkovány mechanickými procesy (eroze, vítr a pod.). Částice v akumulačním módu pochází z primárních emisí, kondenzací a koagulací menších částic. Většina částic v Aitken módu vzniká růstem částic nukleačního módu ze sekundárního materiálu. 2NH3(g) + SO3(g) + H2O ⇔ (NH4)2SO4 John H. Seinfeld, Spyros N. Pandis (2016) Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change. Wiley. V akumulačním módu lze občas rozeznat dva překrývající se sub-módy: kondenzační mód a „kapkový mód“ (droplet mode). Koloidy v životním prostředí - aerosoly S.Ueda, K.Miura, R.Kawata, H.Furutani, M.Uematsu, Y.Omori, H.Tanimoto (2016) Number–size distribution of aerosol particles and new particle formation events in tropical and subtropical Pacific Oceans. Atmospheric Environment, Volume 142, 324-339. •Aerosoly v atmosféře jsou jedním z nejnepříjemnějších znečišťovatelů životního prostředí. •Velké množství aerosolu se dostává do ovzduší během •sopečné činnosti (kdy může být vynesen až do stratosféry) •lesních požárů •atropogenní činností (topení, doprava, uhelné elektrárny /ostravsko/) •extrémní události (dopadu mimozemského tělesa, jaderná válka). •V případě sopečného aerosolu ve stratosféře dochází k jeho vzniku výsledkem chemických reakcí vodní páry a sopečných plynů, konkrétně převážně oxidu siřičitého (SO2) a sulfanu (H2S). Výsledkem reakce jsou obvykle 1–2 μm drobné kapičky kyseliny sírové tvořící aerosol. Tyto částice mají schopnost zůstat v atmosféře 2 až 3 roky a oproti prachovým částicím mají až 10 desetkrát větší schopnost blokovat dopadající sluneční záření. Koloidy v životním prostředí - aerosoly •Přítomnost aerosolu kyseliny sírové tak zvyšuje odrazivost Země, tzv. albedo: způsobuje odraz světelného záření zpět do kosmu. Tím zemský povrch nedostává obvyklý přísun energie, načež se ochlazuje. Například erupce sopky Pinatubo v roce 1991 tak způsobila celosvětový pokles průměrné teploty o 0,5 °C. •Velká koncentrace aerosolu v atmosféře může způsobit ochlazení planety (až s nástupem doby ledové). •Část dopadajícího záření je aerosolem zachycena, čímž dochází k zahřátí těchto kapiček a významnému ohřátí stratosféry • Koloidy v životním prostředí - aerosoly IncaTemp2 IncaTemp3 Element Weight% Atomic% C K 83.47 87.08 O K 16.48 12.91 Cu L 0.05 0.01 Totals 100.00 Císařská jeskyně •