13. Процессы трансформации органических соединений в тропосфере. Окисление метана и его гомологов.

Инициируется со свободными радикалами: R-CH₃+HO→H₂O+R-CH₂. В результате образуются алкины радикалы. В случаи метана – метильные. СН₃+О₂+м→СН₃ОО+м^*, м- в присутствии «третьего тела»; СН₃СОО- метилпероксидный радикал. 2СН₃СОО+ hѵ→2СН₃СО+О₂ (2СН₃СО-метоксильный радикал). Возможно образование формальдегида: СН₃О+О₂→СН₂О+НО₂ (СН₂О- формальдегид). Фотохимическое разложение с образованием СО: СН₂О+ hѵ→СО+Н₂, СО- окисл-ся до СО₂, СО+НО →СО₂+Н. Также возможно образование муравьиной кислоты. Реакционная способность гомологов метана зависит от структуры молекул. R-H→R(алкильный радикал), R-H→RO(алкоксильный радикал), R-H→ROO(алкилпероксидный радикал), R-H→R`C(O)O-O(ацилпероксидный радикал). R`C(O)OO+NO₂→ R`C(O)OONO₂(пероксиацилнитраты). Примеры, СН₃С(О)ОО NO₂- пероксиацетилнитрат, С₆H₅C(O)OONO₂ – пероксибензолнитрат.

Алкены и ароматические углеводороды.

Алкены отличаются от алканов повышенной реакционной способностью. Окисление начинается с присоединения свободных радикалов. Продуктами окисления наз-ся СО, СО₂, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, пероксиацилнитраты. Окисление ароматических углеводородов также инициируется со свободными радикалами. Возможны сл. напр-я окисл.: 1) замещение в бензольном ядре. При этом из толуола и бензола обр-ся фенолы и нитрофенолы; 2) При окислении орг-их соединений в атм. обр-ся частица 2ух типа: а) органические радикалы обладающие высокой реакционной способностью, б) устойчивые, промежуточные продукты окисления, которые часто бывают более токсичны, чем исходные углеводороды.

14. Дисперсные системы в атмосфере.

Образование аэрозолей: 1) природные/естественные, 2) антропогенные (промышленные выбросы, продукты сгорания топлива). Поступление аэрозолей зависит от времени года. Для природных аэрозолей наибольшее пост-ие набл-ся в летний месяц, для антропогенных – зимний отопительный период.

Критерии устойчивости аэрозолей.

1. Скорость седиментации частиц. На аэрозольные частицы действует силы гравитации и время жизни частицы в атм-ре опр-ся скоростью ее седиментации. Wсед.=2r²ρq/9µ - ур-ие Стокса. R – радиус частицы аэрозоля, р- плотность частицы, µ - динамическая вязкость воздуха.

2. Силами инерции при перемещении частиц можно пренебречь.

3. Система имеет высокую уд-ую поверхность раздела.

4. Броуновское движение частиц эффективны, когда они малы.

Сл-ием Броуновского движения частиц явл-ся коагуляция. Скорость коагуляции ув-ся при ум-ии размера частиц и ум-ии конц-ии частиц.

Классификация аэрозолей.

1. В зависимости от размеров и происхождения частиц: а) микрочастицы (r<1мкм), коагуляция, коалесценция. б) макрочастицы (r>1мкм)

2. По размерам частиц: а) Частицы (ядро) Айткена (r=10^-7см). Частицы очень нестабильны, они быстро коагулируют с частицами больших размеров; б) r=10^-6см. Частицы более стабильны, коагуляция в атм. протекает медленно. Для их изучения применяют эл-ую микроскопию; в) r=10^-5см. Частица хар-ся наибольшим временем жизни в атм, т.к. коагуляция и седиментация для них слабо выражены; г) r=10^-4см. «Хвостовая фракция» гигантских частиц в атм-ре; д) r=10^-3см. Приблизительный размер облака; е) r=10^-2см. Морские аэрозоли; ж) r=10^-1см. Примерный размер дождевых капель.

Единственным стоком аэрозолей из атм. явл-ся осаждение на подстилающую поверхность. Частицы разных размеров осаждаются по разным мех-ам с разными скоростями. Для грубодисперсных хар-но седиментация. Для высокодисперсных – коагуляция. Осаждение может быть сухой и влажной.