Фотохимический смог

Кислотные осадки.

Вообще говоря, кислотным является любой дождь, однако этот термин применим только в том случае, если рН дождевой воды меньше 5,6. В Германии, Скандинавии и Северной Америке случались дожди, в которых рН опускался до 4,0.

Кислотные дожди возникают в результате попадания в атмосферу оксидов азота и серы.

Оксиды азота и серы считаются первичными загрязнителями атмосферы.

Они растворяются в воде с образованием кислот: азотистой, азотной и серной. Эти кислоты принадлежат к числу вторичных загрязнителей и приводят к возникновению кислотных дождей.

Основными источниками оксидов азота и серы являются:

- тепловые электростанции,

- нефтеперерабатывающие заводы,

- дымовые газы промышленных предприятий,

- выхлопные газы автомобильного транспорта.

Кислотные дожди возникают по следующим схемам.

Диоксид серы SO₂, попадая в воздух, взаимодействует с кислородом:

SO₂ + О₂ ® SO₃ + О₂

Образующийся триокисид реагирует с влагой воздуха, образуя серную кислоту:

SO₃ + H₂O ® H₂SO₄,

которая, растворяясь в капельках влаги, обуславливает кислотность дождя.

Монооксид азота NO также сначала взаимодействует с кислородом атмосферы, образуя диоксид NO₂, который затем реагирует с влагой воздуха с образованием азотистой и азотной кислот:

2NO + O₂ ® 2NO₂

2NO₂ + H₂O ® HNO₂ + HNO₃

Кислотные осадки типичны для Скандинавских стран, Англии, Бельгии, Германии, Канады и других стран, имеющих длительные периоды отрицательных температур.

В России кислотные дожди приходятся на Кольский полуостров, Норильск, Красноярск и другие регионы.

Например, рН дождя в Красноярске находится в пределах 4,9 - 3,8.

Кислотные дожди оказывают неблагоприятное воздействие на многие экосистемы. В первую очередь от них страдают леса (происходит сброс хвои и листвы), погибает озёрная фауна, закисляется почва.

Они способны выщелачивать (то есть растворять) из грунта токсичные металлы, в том числе содержащие алюминий и такие тяжелые металлы, как кадмий и ртуть.

От кислотных осадков сильно корродируют металлические конструкции, страдают различные строения и памятники архитектуры.

У человека могут возникать аллергические заболевания.

Таким образом, отрицательное влияние кислотных осадков весьма разнообразно. Они действуют на человека, почву, водные экосистемы, растения, животных, строения, объекты, памятники архитектуры.

Фотохимический смог представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения.

В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические перекисные соединения, так называемые фотооксиданты.

Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определённых физико-географических условиях:

- наличия в атмосфере высокой концентрации загрязнителей,

- интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздушных масс в приземном слое.

Фотохимический смог возникает в результате протекания сложной последовательности реакций, в которых принимают участие радикалы - это промежуточные соединения, содержащие неспаренный электрон.

Для протекания первой стадии этого процесса необходимо наличие ультрафиолетового солнечного излучения. Такое излучение вызывает следующую фотохимическую реакцию:

NO₂ NO + O* (радикал)

Затем кислородный радикал реагирует с молекулами кислорода, образуя молекулы озона:

О* + О₂ ® О₃

Озон представляет собой вторичный загрязнитель атмосферы. Если в ней присутствуют углеводороды, озон соединяется с монооксидом азота, в результате чего снова происходит образование диоксида азота:

NO + O₃ ® NO₂ + O₂

Таким образом, в таком «замкнутом цикле» содержание диоксида азота в атмосфере поддерживается на одном уровне.

Однако при наличии в атмосфере углеводородов этот цикл нарушается. Углеводороды попадают в атмосферу в результате сжигания горючих ископаемых и поэтому являются первичными загрязнителями.

Озон, который является одной из частей цикла, реагирует с ненасыщенными углеводородами, в результате чего образуются органические радикалы, например

СН₃О* НС О*

Эти радикалы соединяются с оксидами азота, что приводит к образованию альдегидов и нитратных органических соединений типа:

Дата добавления: 2014-01-04