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

18 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

60414. Українські землі в складі Литви та Польщі 60.5 KB
  Оголошення проблемного запитання: Чи могли українські землі в ХІVХVІ ст. Коментоване читання 1-го абзацу Після занепаду Галицько-Волинської держави Запитання: Що намагався відродити князь Любарт...
60415. Включення українських земель до складу Російської та Австрійської імперій 164 KB
  Які держави брали участь у поділах Речі Посполитої Яка була їхня мета Як ви оцінюєте значення поділів Речі Посполитої для українського народу Які землі увійшли до складу Росії після російсько-турецьких війн...
60416. Планета Земля чекає на захист 303.5 KB
  Мета. Узагальнити та розширити знання учнів про стан природи нашої планети; розкрити деякі екологічні проблеми.
60417. Розробка позакласного заходу Земля моя – Луганщина 62 KB
  Обладнання: карта України виставка книжок портрети відомих людей плакат Земля моя Луганщина герб Луганської області Хід уроку Слово вчителя. Тема нашого уроку Земля моя –Луганщина.
60418. Загальна характеристика класу Земноводні 405.5 KB
  Мета: сформувати в учнів знання про наступний клас типу Хордові Земноводні; ознайомити учнів із середовищем існування земноводних їх способом життя; розглянути зовнішню будову на прикладі жаби озерної...
60419. Особливості процесів життєдіяльності та поведінки Земноводних 139 KB
  Мета: продовжувати формувати знання учнів про земноводних тварин; розкрити особливості внутрішньої будови земноводних системи органів; ознайомити із особливостями процесів життєдіяльності...
60420. Загальна характеристика класу Земноводні 48 KB
  Так саме жаби зробили неоціненний вклад в розвиток науки. До земноводних належать жаби ропухи тритони саламандри прочитав Сашко тихим голосом і замовк. Полудень і жаби підставили свої спини яскравим сонячним променям.
60421. Школьный пресс-центр как интеллектуально-творческое объединение учащихся 73 KB
  Оформление наглядности: создание настенных плакатов отражающих работу пресс-центра. 1 Приобретение канцтоваров Попечительский совет 2 Оплата энергопотребления Попечительский совет...
60422. Церковне життя України у першій половині ХVІІ століття 60 KB
  Мета: визначити вплив Берестейської унії на церковне життя України; розглянути діяльність митрополита Петра Могили; розвивати вміння працювати з підручником та історичними документами виховувати інтерес...