Образование смесей загрязняющих веществ атмосферы

К наиболее ярким примерам образования синергических смесей загрязняющих веществ атмосферы можно отнести фотохимический смог и кислотные дожди. Ниже рассмотрим образование важнейших загрязнителей атмосферы, наносящих значительный ущерб живым и неживым объектам.

Смог

Порча растительности и резиновых изделий, приносящая серьезный экономический ущерб, раздражение слизистой оболочки глаз, все это обусловлено действием органических озонидов, перекисей и кислот. Органические кислоты, альдегиды и насыщенные углеводороды в той концентрации, какая была установлена в атмосфере смога в Лос-Анжелосе, не причиняли чувствительным растениям, например салату-эндивию, салату ромэн и шпинату характерных для смога повреждений (симптом «серебрение листьев» — «silver-leaf»). Однако смесь озонидов и других перекисных соединений, кислот и альдегидов (образующихся при взаимодействии озона и олефинов в низких концентрациях) вызывала симптомы, идентичные действию смога на полевые культуры. Подобные же поражения листьев растений вызывают продукты окисления ненасыщенных углеводородов, реагирующие с окислами азота при солнечном свете. Было установлено также, что продукты реакции озона или окислов азота с некоторыми олефинами, протекающей при солнечном свете, вызывали раздражение глаз при концентрациях, которые можно было предполагать в атмосферном воздухе Лос-Анжелоса. Путем экспериментальной фумигации сельскохозяйственных растений на корню удалось воспроизвести типичные для смога поражения продуктами окисления озона и олефинов с неразветвленной цепью, состоящей из 5 или 6 атомов углерода. Более высокие члены олефинового ряда — С7, С8 и С9, будучи превращены в соответствующие озониды и другие продукты, также наносили чувствительным видам растений повреждения в виде «серебрения листьев», однако они не были столь активными, как 1-пентен и 1-гексен.

Аналогичные результаты были получены и в том случае, когда растения подвергались действию паров крекинг-бензина или 1-гек-сена, двуокиси азота и солнечного света или ультрафиолетовых лучей. Одна двуокись азота с ультрафиолетовым облучением или без него, а также одни олефины при солнечном свете не оказывали таких воздействий.

Химические реакции в атмосферном воздухе

Ряд фотохимических реакций, которые могут способствовать образованию озона при смоге, включают фотохимическую активацию и фотолиз сернистого ангидрида, альдегидов и двуокиси азота, т. е. всех тех соединений, которые присутствуют в атмосферном воздухе Лос-Анджелоса и других городов.

Солнечная радиация, имеющая серьезное значение для фотохимических реакций, протекающих вблизи поверхности земли, имеет длину волн в пределах от 8000 до 2900 Аº. Интенсивность излучения относительно велика для волн с длиной выше 3150 Аº; ниже 3000 Аº его интенсивность резко снижается. Это исключает возможность протекания таких реакций на больших высотах, в верхних слоях атмосферы. Таким образом, только фотохимические процессы в газовой фазе, которые могут протекать в нижних слоях атмосферы, происходят с участием загрязнителей, являющихся результатом деятельности человека (если не учитывать их природных источников — вулканов и лесных пожаров). Вещества, содержание которых в атмосфере мало, должны обладать высокой удельной адсорбционной способностью по отношению к волнам указанной длины для того, чтобы служить основным реагентом. С другой стороны, вещества, присутствующие в воздухе в больших количествах, могут являться основными фотохимическими реагентами при слабом поглощении ими лучистой энергии.

Озон может образовываться в нижних слоях атмосферного воздуха в качестве побочного продукта фотохимической реакции окисления сернистого ангидрида в серную кислоту при солнечном свете. Если предположить, что первоначально образуются лишь активированные молекулы SO2, то реакция должна проходить ряд последовательных стадий. Некоторые из таких молекул возвращаются в исходное coстояние, другие будут реагировать с кислородом.

S02 + hv = S02

S02 + О2 = S04

S04 + 02 = S03 + 03

H20 + S03 = H2S04

Этот процесс имеет низкий коэффициент отдачи. Обычно при высокой концентрации сернистого ангидрида образовавшийся озон очень быстро реагирует с молекулами S02 с образованием серного ангидрида и кислорода. В загрязненном воздухе, где концентрация S02 меньше, чем 1 часть на 1 млн., озон может длительно присутствовать наряду с этим газом или реагировать с органическими загрязнителями, такими, как ненасыщенные углеводороды.

Экологические заметки

Редкие насекомые Крыма
Больше всего в Крыму разнообразных насекомых (от 12 до 15 000 видов), а млекопитающих, к сожалению, не так много, их нечасто встретишь в горных лесах или в степи. За счет того, что ...

Влияние мусоросжигательных заводов на окружающую среду
Такое опасное производство, как мусоросжигательный завод (далее МСЗ), не может, по чисто техническим причинам, быть безотходным. Выбросы МСЗ охватывают все обычные для промпредприя ...

Техника улучшения качества природных вод
Курсовой проект выполнен на основании задания на проектирование, в котором приведены исходные данные и вопросы, требующие разработки при проектировании. Исходные данные: – кр ...