12. Смоги. Реакции фотохимического смога.

Смог – ядовитая смесь дыма, тумана пыли. Смоги бывают природные – ледяной смог или смог аляскинского типа. Антропогенные смоги – смог лондонского типа или влажный смог, смог лос-анджелеского типа или сухой. Общим для этих смогов являются техногенное загрязнение воздуха, условие проявления этих смогов – появляются в безветренную погоду и при температурной инверсии. Смоги отличаются по химическому загрязнения и источнику загрязнения.

Лондонский смог (зимний смог) образуется в результате загрязнения атмосферы продуктами сгорания топлива и при высокой влажности. Декабрь 1952 г. в Лондоне - безветренная погода, туман, температурная инверсия. Продукты сгорания угля попадали в воздух. Наиболее токсичными веществами была сажа, углекислый газ, угарный газ. Тогда за 3-4 дня в Англии погибло около 3-4 тысячи человек. Лондонский смог – это сочетание газообразных загрязнителей (угарный газ и диоксид серы), пыли и капель тумана. Сочетание токсичных примесей в воздухе приводят к расстройству кровообращения, раздражению слизистых оболочек глаз, носа. Эти загрязнители вызывают удушье, могут спровоцировать приступы астмы, разнообразные аллергические реакции, а в тяжелых случаях они вызывают летальный исход.

Лос-Анджелесский смог (летний или фотохимический смог). Причина – загрязнение атмосферы городов промышленными и автомобильными выбросами. В 40-х годах XX века в результате скопления автомобилей была парализована жизнь одного из крупнейших городов США. Смог появляется при температуре +27 +32 градусов. Смог появляется при ясной безоблачной погоде. Под действием солнечного света оксиды азота, углеводороды взаимодействуют с кислородом воздуха, в результате получаются озон, альдегиды, кетоны, спирты, кислоты, вещества ПАН (пероксиацилнитраты). Токсичность смога обусловлена вторичными загрязнениями. Этот смог вызывает головные боли, тошноту, раздражение слизистых оболочек глаз, дыхательных путей, ухудшает состояние при хронических респираторных заболеваниях. Смог усиливает коррозию металлов, усиливает разрушение резины.

Оба смога вызывают повреждение растительности, а также разрушают строительные материалы.

Реакции фотохимического смога: фотохимический смог инициируется продуктами фотолиза оксидов азота, воды и углеводородов.

Оксиды азота:

N₂ + O₂ = 2NO

NO + O = NO₂ (желто-зеленое свечение) λ=400 нм, придает желто-зеленую дымку смогу

NO + O₃ = NO₂ + O₂

NO₂ =hν= NO + O (NO фотохимически активен)

NO₂ + O = NO + O₂

O₂ + O = O₃

Вода:

H₂O =hν= H∙ + OH∙

OH∙ + NO =hν= HNO₂

OH∙ + NO₂ =hν= HNO₃

OH∙ + CO =hν= CO₂ + H

Реакции с предельными углеводородами:

пероксилацилнитрат (ПАН)

Особенно опасные для растительности ПАНы:

; С₆Н₅- в течение всего периода вегетации

Реакции с непредельными углеводородами:

- вносит большой вклад в образование СО в городах.

Образование СО из НСНО по объему сопоставимо с образованием СО в результате природных процессов.

ПАН действуют (раздражают) глаза.

Основная причина фотохимического смога – это фотохимические реакции в системе углеводород-NO-O₂-H₂O. В результате фотохимического смога образуются сильнейшие оксиданты: О₃, NO₂, ROOR, ROOH