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

19345. СУПЕРСКАЛЯРНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ 306.5 KB
  АК ЛЕКЦИЯ № 22 СУПЕРСКАЛЯРНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ Суперскалярные процессоры Поскольку возможности по совершенствованию элементной базы уже практически исчерпаны дальнейшее повышение производительности ВМ лежит в плоскости архитектурных решений. Как уже отмечалось од
19346. VLIW – ПРОЦЕССОРЫ. НЕТРАДИЦИОННЫЕ АРХИТЕКТУРЫ 354 KB
  АК ЛЕКЦИЯ № 23 VLIW ПРОЦЕССОРЫ. Нетрадиционные архитектуры Вычислительные системы с командными словами сверхбольшой длины VLIW Архитектура с командными словами сверхбольшой длины или со сверхдлинными командами VLIW Very Long Instruction Word известна с начала 80х из ряда универ...
19347. МНОГОЯДЕРНАЯ АРХИТЕКТУРА 277 KB
  АК ЛЕКЦИЯ № 24 МНОГОЯДЕРНАЯ АРХИТЕКТУРА Вычислительные системы класса MIMD Технология SIMD исторически стала осваиваться раньше что и предопределило широкое распространение SIMDсистем. В настоящее время тем не менее наметился устойчивый интерес к архитектурам класс...
19349. Проводниковые материалы 88 KB
  Лекция №2 Проводниковые материалы. Основные электрические параметры металлов Из общего курса физики известно что плотность электрического тока в веществе определяется зарядом q концентрацией n и дрейфовой средней направленной скоростью носителей заря
19350. Материалы используемые в электронных приборах 126 KB
  Лекция №1 Введение Для создания электронных приборов необходимо много различных материалов и уникальных технологических процессов. Современная радиотехника и особенно высокочастотная техника радиосвязь приборы и аппаратура радиоэлектроники требуют б...
19351. Неметаллические проводниковые материалы 27.87 KB
  Лекция №3. Неметаллические проводниковые материалы. Сверхпроводники. При понижении температуры удельное сопротивление p металлов уменьшается. Представляет большой интерес электропроводность металлов при весьма низких криогенных температурах приближающихся к...
19352. Диэлектрические материалы 49 KB
  Лекция №4 Диэлектрические материалы. Диэлектрическими называются электротехнические материалы с. большим сопротивлением прохождению тока электроизоляционными диэлектрические материалы диэлектрики предназначенные для изоляции электрических цепей элемент
19353. Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры и частоты переменного электрического тока 193.5 KB
  Лекция №5 Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры и частоты переменного электрического тока Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры давления влажности напряжения. Характер температурной зависимости ε диэлектриков с разл...