Задание для самостоятельной работы

Определить время пребывания газовой примеси в слое атмосферы, на который приходится 90 % ее массы, используя данные табл. 13.1. Сделать краткое описание путей поступления и расходования примеси в атмосфере.

Таблица 13.1

Варианты задания

№ вар.	Вещество	Количество вещества, поступающего в атмосферу, млн. т/год	Концентрация вещества, млн–1 (об.)
1	Метан (СН4)	550	1,7
2	Диоксид среды SO2	350	1
3	Оксид азота NO	754	0,001
4	Диоксид азота NO2	754	0,02
5	Оксид углерода СО	600	0,1
6	Диоксид углерода СO2	350000	330
7	Метан (СН4)	660	1,785
8	Диоксид среды SO2	420	1,05
9	Оксид азота NO	905	0,00105
10	Диоксид азота NO2	905	0,021
11	Оксид углерода СО	720	0,105
12	Диоксид углерода СO2	420000	346,5
13	Метан (СН4)	440	1,615
14	Диоксид среды SO2	280	0,95
15	Оксид азота NO	603	0,00095
16	Диоксид азота NO2	603	0,019
17	Оксид углерода СО	480	0,095
18	Диоксид углерода СO2	280000	313,5
19	Метан (СН4)	330	1,36
20	Диоксид среды SO2	210	0,8
21	Оксид азота NO	453	0,0008
22	Диоксид азота NO2	453	0,016
23	Оксид углерода СО	360	0,08
24	Диоксид углерода СO2	210000	264
25	Метан (СН4)	715	1,87
26	Диоксид среды SO2	455	1,1
27	Оксид азота NO	980	0,0011
28	Диоксид азота NO2	980	0,022
29	Оксид углерода СО	780	0,11
30	Диоксид углерода СO2	455000	363

Контрольные вопросы:

1. Что такое химическое равновесие?

2. Охарактеризовать состав атмосферы.

3. Раскрыть сущность динамического равновесия в атмосфере.

4. Что такое время пребывание примеси в атмосфере?

5. Как влияет время пребывание примеси на ее поведение в атмосфере?

Рекомендуемая литература

1. Задачи и вопросы по химии окружающей среды / Н.П. Тарасова, В.А. Кузнецов, Ю.В. Сметанников, А.В. Малков, А.А. Додонова. – М.: Мир, 2002. – 368 с.

2. Введение в химию окружающей среды. Пер. с англ. / Дж. Андруз, П. Бримблекумб, Т. Джикелз, П. Лисс. – М.: Мир, 1999. – 271 с.

Занятия 14

Подкисление дождевых вод в атмосфере городских территорий

Загрязнение атмосферного воздуха является проблемой больших промышленно развитых городов. Кроме традиционных проблем связанных с дымлением стационарных источников загрязнения атмосферы, возникают проблемы обусловленные эксплуатацией автомобилей, число которых на улицах городов из года в год растет.

Основным процессом трансформации, происходящим в атмосфере, является окисление, что закономерно для атмосферы, в состав которой в качестве основного компонента входит кислород.

Подкисление дождевых вод

На величину рН водной среды влияет механизм гидратации газов в воде. Наиболее известной реакцией является растворение диоксида углерода (СО₂), который придает природной дождевой воде характерное для нее значение рН:

(14.1)

(14.2)

(14.3)

Уравнение (14.3) не является важным для атмосферы, таким образом, значение рН капельки воды в равновесии с атмосферным СО₂может быть определено путем комбинирования двух первых уравнений для равновесных констант, которые определяются законом растворения Генри и диссоциацией. Если угольная кислота (Н₂СО₃) – это единственный источник протонов, тосН⁺должно быть обязательно равно. Условие равновесия для уравнения (14.2) может быть записано так:

(14.4)

Константа Генри, определяемая с помощью уравнения (14.1), равна:

(14.5)

откуда сН₂СО₃соответствуетK_Н ∙ рСО₂, что можно подставить в уравнение (14.4).

Преобразовав, получим

(14.6)

Подставляя нужные значения равновесных констант (табл. 14.1) и взяв парциальное давление СО₂(рСO₂) равным 336 ∙ 10^–4 %, т. е. 3,6 ∙ 10^–4 атм, получим концентрацию водородных ионов (Н⁺), равную 2,4 ∙ 10^–6 моль/л, или рН 5,6.

Таблица 14.1