16.Қоршаған орта химиясы құрылымы :атмосферадағы физика-химиялық процестер.

Тропосферадағы гетерофаздық реакциялар. Атмосферада реакцияға ерекше қабілетті бөлшекте: гидроксил радикалы, азот және күкірт оксидтері және олардың қосылыстары. Түтіннің қатты бөлшектеріне адсорбцияланған күкірт диоксидінің тотығуынан классикалық түтін тұман (классический смог) дейтін ұғым туады. Азот және күкірт су тамшыларына абсорбцияланған төмен оксидтері «Қышқыл жаңбырларды» береді. Атмосферадағы өте аз мөлшердегі заттар (следовые вещества) реакцияға қабілетті олардың атмосферада болған уақытына тәуелді. Атмосферада болу уақыты аз газдар атмосферадан оңай бөлінеді.

. Реакцияға қабілетінің ең көбі су молекуласының фрагменті (үзіндісі) гидроксил радикалы. Бұл радикал (реакцияға қабілетті молекулалық фрагмент) фотохимиялық және жарық энергиясы (жарық фотонымен, hv) жүретін реакциялар сатылап жүреді.

O₃ + hv→O₂ + O

O + H₂O → 2OH^.

OH–радикал атмосферадағы көптеген қосылыстармен әрекеттеседі, сондықтан оның атмосферада болу уақыты аз және оның реакцияларының жылдамдығы O₂-нің реакцияларының жылдамдығынан жоғары. ОН-радикалының азот диоксидімен (NO₂) әрекеттесуінен қышқылдық жаңбарлардың негізгі компоненті НNO₃ түзіледі.

NO₂+ОН→ НNO₃

Зертханалық зерттеулердің көрсеткеніндей, гидроксидпен рекциясының жылдамдығы аз газдардың атмосферада болу уақыты көп болады.СОS, NO₂ және тіпті, СН₄ газдарынң болу уақыттары жоғары екенін көреміз.

ХФУ (хлорфтор көмірсутектері) салқындататын және аэрозольдің шашыратып-себетін заттары, олардың ОН –радикалдарымен әрекеттесулері шектеулі. Мұндай газдар атмосферада жиналып, бір уақытта стратосфераға өте бастайды. Стротосферада мүлдем басқа рекциялар болады, оларда Он· емес, атомарлы оттек (О) басым болады. Стратосферада оттекпен әрекеттесетін газдар озон (О₃) түзілуіне:

О + O₂→O₃

кедергі жасап, стратосферадағы озон қабатының бұзылуына себеп болады.

Атмосферада SO₂ газынан күкірт қыщқылының түзілуінде де ОН- радикалы қатысады:OH^- + SO₂ → HSO₃^{- ;} HSO₃^- + O₂ → SO₃ + H₂O; SO₃ + H₂O → H₂SO₄Түзілген күкірт қышқылы жер бетіне түседі немесе, ең бастысы, аммиакпен әрекеттесіп тұздар түзеді. Түзілетін тұздар атмосферадан әдетте жауын-шашын әсерінен немесе тартылыс күштің әсерімен жерге ауысады. Осы механизмнің нәтижесінде күкірт диоксиді атмосферадан 12 күн дегенде бөлінеді. Күкірт қышқылының табиғатта түзілуінің келесі механизмі- күкірт диоксидінің бұлт тамшыларында тотығуы. Бұл жағдайда тотығуға не SO₃ не HSO₃^- бөлшектері ұшырайды. Тотықтырғыштар рөлін сутек асқын тотығы және озон атқарады:HSO₃^- + H₂O₂ + H₃O⁺ + 2H₂O (I)

HSO₃^- + O₃ + H₃O⁺ = H₂SO₄ + H₂O + O₂ (II)

Күкірт диоксидінің тотығуының тағы бір механизмі- белсенді бөлшек SO₃- тің оттекпен каталитикалық тотығуы, каталитикалық тездету темір иондарымен іске асады. Жоғарыда айтылған механизмдердің нәтижесінде күкірт диоксиді атмосферадан 2-4 күнде бөлініп келеді.

17.Жасыл химия мен қоршаған орта туралы ғылым арасындағы айырмашылық неде?

Қоршаған орта- жердің белгілі бір бөліктерінің табиғаты мен экологиялық жағдайларын сипаттайтын жалпы түсінік. Әдетте, бұл термин жер бетінің табиғатын жағдайларын сипаттаумен қатар, жер бөліктерін және бүкіл жер бетін, сонымен қатар өлі табиғатын қамтитын экожүйелерді, олардың адам баласымен байланысын сипаттау үшін қолданылады.

Қоршаған орта-тірі жүйелерді (адамдар, жануарлар) қоршаған (қоршаған орта деп аталуы да содан), зерттеу объектілері тірі және өлі табиғат болатын орталардың бір бөлігі. Атмосфера су, оттек, азот және көміртектің айналымын реттейтін механизмдердің басты бөлігі. Атмосфераның маңызы Жерді космостық жойқын әсерлерінен сақтайтын экран болуында. Қысқа толқынды қатаң рентген және ультракүлгін сәулелер атмосфера қабатына сіңіріледі, бірақ жер бетіне дейін жетпейді. Оттек биологиялық тотығудың басты компоненті ретінде ерекше маңызды . Зат алмасуды үзбеу үшін тканьдар мен жасушаларға оттектің үздіксіз берілуі қажет.

Қоршаған ортаны зерттеуге ат салысып жүрген мамандар «қоршаған орта химиясы» түсінігін озон қабатының бұзылуымен, әлемдік жылынумен т.с.с. байланыстырады. Сонымен қатар, қоршаған орта химиясының бүкіл аймақтағы және белгілі бір жергілікті жерлердегі қышқылдық жаңбырлар, су ресурстарының (су қорлары) ластануы сияқты проблемаларды зерттеудегі рөлі анықталды.

Жоғары сатыдағы жасыл өсімдіктер, балдырлар (көп клеткалы жасыл, қоңыр, қызыл, сондай-ақ бір клеткалы эвглена, динофлагеллят, диатом балдырлар) фотосинтезінде сутек доноры және шығарылатын оттек көзі су, ал сутек атомның негізгі акцепторы және көміртек көзі – көмірқышқыл газ. Фотосинтезге тек СО₂ мен Н₂О пайдаланылса углевод түзіледі.Жер жүзіндеге, мысалы, көміртек, суттек, оттек, сондай-ақ N, S, P, Mg, Ca т.б. элементтер айналымы процесіне қатысы бар. Жер қалыптасқаннан бері фотосинтез нәтижесінде маңызды элементтер мен заттар бірнеше мың рет толық цикл айналымынан өткен. өсімдік өнімін арттырудың бір жолы - өсімдіктің фотосинтездік әрекетін үдету. Бұл үшін жапырақ көлемін үлкейту, жапырақ тіршілігін ұзарту, егістіктегі өсімдік жиілігін реттеу керек. СО₂, ауа, су, топырақтағы қоректік элементтер жеткілікті болуы қажет. Фотосинтез аппаратының активтілігі жапырақтың анатомиялық құрылысына, фермент жүйесі активтілігіне, көміртек метабализмі типіне байланысты болады. өсімдік селекциясының, яғни СО₂ ассимиляциясы тез жүретін өсімдік сорттарын шығарудыңда үлкен маңызы бар.