34680

Фотохімічний смог

Лекция

Экология и защита окружающей среды

Незважаючи на формування в останні десятиліття загальної тенденції до покращення стану атмосферного повітря в м. Для утворення фотохімічного смогу необхідна наявність в повітрі таких первинних забруднювачів як оксид азоту NO та NO2 які у значній кількості надходять у повітря із відпрацьованими газами автомобільних двигунів; летких органічних сполук ЛОС таких як пропан нбутан етилен бензол формальдегід які в основному надходять через випаровування та згорання палива і розчинників; Метеорологічними передумовами утворення смогу є...

Украинкский

2013-09-08

103.5 KB

20 чел.

Фотохімічний смог

(коротка інформація для екологів)

Глобальні процеси трансформації хімічного складу атмосферного повітря, спричинені індустріалізацією людського суспільства, у поєднанні з місцевими метеорологічними умовами призвели до появи нових антропогенних феноменів – смогу та фотохімічного смогу.

Тривалий час Лондонський смог 1952 р., який забрав життя 4000 осіб, та Лос-Анджелеський фотохімічний смог були лише хрестоматійними прикладами цих рукотворних феноменів. Проте вже в другій половині минулого століття розпочалась регулярна фіксація цих явищ і в Українських містах: Маріуполь, Одеса (промисловий смог лондонського типу); Дніпропетровськ, Донецьк, Запоріжжя (фотохімічний смог).

Рис. Збільшення вмісту озону в тропосфері з 1870 р.

Незважаючи на формування в останні десятиліття загальної тенденції до покращення стану атмосферного повітря в м. Києві, в ньому створилися сприятливі передумови утворення фотохімічного смогу, негативним наслідком якого є утворення приземного озону. У верхній атмосфері (стратосфері) озон є її природним компонентом, який на висоті 20-30 км утворює озоновий шар, що захищає життя на Землі від шкідливого ультрафіолетового випромінювання.

В приземному шарі атмосфери озон розглядається як шкідливий і отруйний газ. Його вміст формується частково природним шляхом за рахунок циркуляції атмосфери: відбувається проникнення стратосферного озону в тропосферу, яке оцінюється величиною в 50-90 мкм/м3. Більша ж частина озону утворюється у результаті фотохімічних реакцій на вулицях міста, причому для протікання цього процесу не обов’язково потрібні високі концентрації забруднюючих речовин.

Для утворення фотохімічного смогу необхідна наявність в повітрі таких первинних забруднювачів як оксид азоту (NO та NO2), які у значній кількості надходять у повітря із відпрацьованими газами автомобільних двигунів; летких органічних сполук (ЛОС), таких як пропан, н-бутан, етилен, бензол, формальдегід, які в основному, надходять через випаровування та згорання палива і розчинників;

  •  Метеорологічними передумовами утворення смогу є температура повітря понад 180С (оптимально 25-350С), низька вологість повітря, відсутність вітру або слабкий вітер (до 2 м/сек).

Фотохімічний смог

  1.  Спалювання палива (високі t0) -  теплові ЕС, автотранспорт

N2+O2 → 2NO (моноксид азоту)

  1.  NO залишається  в повітрі на декілька днів і повільно реагує з киснем утворюючи NO2

2NO     +   O2           2NO2

                                                        без кольору     без кольору        жовто-коричневий газ

  1.  NO2 тримається в атмосфері 3 дні так як і SO3 він реагує з водяним паром і утворює кислоту

3NO2 + H2O →  2HNO3  + NO

                                                                                                   азотна к-та

  1.  Азотна кислота може реагувати з аміаком (NH3) з утворенням нітрату амонію

HNO3+ NH3NH4 NO3

який може виливатися із атмосфери опадами.

  1.  Найхарактернішими реакціями, які відбуваються за участю NO2 є фото каталітичні (ф/х) реакцій, що утворюють ф/х смог.

Фізико-хімічні реакції – реакції, які відбуваються лише при світлі (світло є каталізатором).

Перша стадія утворення фізико-хімічного смогу:

  •  рано вранці: NO досягає тах рівня (автомобілі)

NONO2

З появою перших сонячних променів UV-промені сприяють розповсюдженню  NO2      (=420 нм)                             UV-радіація

NO2      →     NO   +    О

                                                              атомарний кисень

О + O2   →  O3          

Озон та інші продукти фізико-хімічних реакції шкідливо впливають на цілий ряд матеріалів, в тому числі на гумові шини автомобілів, щітки склоочисників. На їх поверхні виникають тріщини, можуть лопнути шини.

Далі відбувається серія комплексних реакцій. Вільні радикали вуглеводнів (ОН, НО2) окислюють NO до NO2 і прискорюють синтез озону.

Фотоліз озону при довжині хвилі UV – випромінювання (К 310 Нм) призводить до появи вільних атомів кисню О, які реагують з водяною парою і утворюють вільні радикали ОН

Н2О + О* → 2ОН*

ОН- радикали руйнують вуглеводні, причому завдяки участі в цих реакціях.  O2 , NO та NO2 утворюються різноманітні реактивні органічні радикали і ПЕРОКСИАЛКІЛНІТРАТИ.

Пероксиацетилнітрат СН3-(СО)-О-О- NO2 утворюється за наявності етану та етену.

Після заходу сонця озон поступово розпадається внаслідок реакції з окисом азоту

O3 + NO NO2 + O2  

Типовим для фото смогу є помітне зниження прозорості атмосферного повітря через великий вміст аерозольних часток та продуктів реакції на їх поверхні.

Вуглеводні, реагуючи з киснем, утворюють також альдегіди та формальдегіди. В сукупності ці гази і утворюють фізико-хімічний смог. O3, ПАН, альдегіди – загроза зеленим насадженням, врожаю, викликають сльози і запалення очей у людини.

Аерозолі також сприяють утворенню так званих оксидантів. Серед них, окрім пероксиацетилнітратів (ПАН), найчастіше зустрічаються пероксибензолнітрати (ПБН), діалкилпероксид, інші речовини. Навіть при концентрації ПАН 0,02 ррт протягом кількох годин виникають серйозні пошкодження рослинності внаслідок реакцій оксидації або ацетилування SН – груп в ензимах.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

56561. Турнір «Лицарі ввічливості» 243.5 KB
  Привітання І команди: Посміхнися стане день ясніш І веселка тобі також посміхнеться А від цього буде веселіш Ще не раз до тебе посмішка вернеться. Привітання II команди: Як без сонця жодна не росте рослина Так без слова доброго не живе людина. Конкурс Розминка Запитання для І команди.
56562. Педагогічний турнір «Гра — господиня освітнього процесу» 102 KB
  Гра виконує в суспільстві певні функції: передачі накопиченого суспільно-історичного досвіду; відтворення суспільних відносин людей; здійснення всебічного гармонійного розвитку; відображення оточуючого світу; ріднить з мистецтвом; виявляє самодіяльність людей...
56564. Велика літера у кличках тварин. Складання опису тварин 40 KB
  Мета. Поглибити й розширити знання учнів про вживання великої літери на письмі; вчити писати клички тварин з великої літери; розрізняти назви тварин та їх клички; розвивати мовні вміння...
56565. Творчість на кожному уроці 98.5 KB
  Педагогічна практика свідчить про те що тільки знання набуті самостійною працею роблять випускника фахівцем здатним творчо вирішувати професійні задачі та моральноетичні проблеми.
56566. Творчість на уроках музики 29 KB
  Відомо що сприймання музики активний психічний процес а методи та прийоми які спрямовані на надання діяльності учнів творчого характеру підвищують психічну активність дітей що сприяє кращому засвоєнню матеріалу та пришвидшує розвиток музичних здібностей.
56567. ВІД НАВЧАЛЬНИХ ЗАНЯТЬ З ТРУДОВОГО НАВЧАННЯ ДО ТВОРЧОСТІ 239.5 KB
  Мотивуючи свою діяльність на реалізацію цілей і завдань роботи з обдарованими дітьми я переконалася що вона повинна скластися в безперервний педагогічний процес поетапного розвитку особистості...
56568. Сценарій літературно-музичного свята «Твори, співай – свій рід не забувай» 39 KB
  Ведучий: Українська пісня Райдужна душа нашого народу. Ведучий: Та чи ми українці ледачі Та чи ми не козацької вдачі Тож даваймо минуле згадаймо Пісні славної козацької заспіваймо Звучить пісня Ой у лузі червона калина.
56569. TWELVE MONTHS 71.5 KB
  I live in the North but on the New Years Eve I come to your places. I like to make all children happy, that is why I help Father Frost to bring presents, joy and happiness to every house. Music. (a girl with a basket appears. She is dancing)