Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ХОС.doc
Скачиваний:
85
Добавлен:
13.02.2015
Размер:
564.22 Кб
Скачать

1.5. Химические превращения загрязняющих веществ в атмосфере

При выбросе из источников загрязнения отходящих газов и смешения их с атмосферным воздухом на них начинают действовать метеорологические факторы - давление, температура, а также скорость и направление ветра , которые существенно влияют на распространение выбросов и перенос ЗВ на дальние расстояния. В результате химических реакций, протекающих в атмосфере, инициируются процессы конденсации отдельных газов и паров с образованием жидких и твердых аэрозолей.; существенным ускорителем химических реакций в атмосфере (особенно, окислительных) является солнечное излучение. Упрощенные схемы основных химических изменений ЗВ в атмосфере приведены на рис. 1.4.

1.5.1.Свободные радикалы в атмосфере

Большинство газообразных примесей, попадающих в атмосферу из природных и антропогенных источников находятся в восстановленной форме или в виде оксидов с низкой степенью окисления (сероводород, аммиак, метан, хлорид водорода, оксиды азота и др.). Анализ атмосферных осадков показывает, что поверхность планеты загрязнена, в основном, соединениями с высокой степенью окисления (серная кислота, сульфаты, нитраты и др.). Это свидетельствует о том, что атмосфера играет роль глобального окислительного резервуара.

Процессы окисления могут протекать в атмосфере следующим образом:

1) непосредственно в газовой фазе; 2) в жидкой фазе с предварительной абсорбцией ЗВ каплями влаги; 3) в твердой фазе с предварительной адсорбцией ЗВ на поверхности твердого аэрозоля.

Окислительная способность атмосферного воздуха общеизвестна. Однако также известно, что молекулярный кислород редко является непосредственно инициатором окисления ЗВ в газовой фазе. Как показали исследования, основную роль в процессах окисления в газовой фазе играют свободные радикалы (атомы со свободной валентностью); из таких радикалов прежде всего следует выделить гидроксильный. Гидроксильный радикал (ОН.) может образовываться при протекании ряда химических реакций; в верхних слоях стратосферы возможна прямая

Рис.1.4. Примеры химических реакций, происходящих в атмосфере

фотодиссоциация воды с образованием радикала ОН и атмосферного водорода. Наибольшего внимания заслуживают превращения с участием молекул воды, метана и водорода:

О + Н2О  2 ОН ( О2 + h  2 О,   175 нм;

О + СН4  СН3 + ОН О3 +h  О2 + О,   310 нм;

О + Н2  Н + ОН N2O4 + h  NO + O,   244 нм)

В тропосфере гидроксильный радикал образуется также при протекании реакций:

HNO2 + h  NO + OH, HNO3 + h  NO2 + OH, H2О2 + h  2 OH.

Гидроксил -радикал принимает участие в целом ряде химических превращений, протекающих в тропосфере:

СО + ОН  СО2 + Н, СН4 + ОН  СН3 + Н2 О.

Образующийся водород может реагировать с кислородом с образованием гидропероксидного радикала: Н + О2  НО2.

Этот радикал может образоваться также при взаимодействии озона или пероксида водорода с гидроксильным радикалом с образованием, соответственно, молекулярного кислорода и воды. Гидроксильный радикал может появиться в атмосфере в результате взаимодействия гидропероксидного радикала с монооксидом азота или озоном с образованием диоксида азота и кислорода.

Распределение концентрации радикалов по высоте в атмосфере выглядит следующим образом:

Радикал

Концентрация, см-3 на расстоянии

Время жизни, с

5 км

20 км

35 км

ОН

8.5 105

106

3107

1

НО2

108

107

108

240

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.