Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Скурлатов Ю.И. -> "Введение в экологическую химию" -> 46

Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.

Скурлатов Ю.И. Введение в экологическую химию: Учеб.пособие — М.: Высш.шк., 1994. — 400 c.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка): 1994_vved_ecochem.pdf
Предыдущая << 1 .. 40 41 42 43 44 45 < 46 > 47 48 49 50 51 52 .. 151 >> Следующая

Чтобы конкурировать с газообразными процессами, химические реакции в атмосферных водных частицах должны быть весьма эффективными. Тем не менее многие процессы протекают именно в атмосферной влаге. Связано это с тем, что многие газовые компоненты обладают высокой растворимостью в воде.
Растворимость в воде тесно связана с коэффициентом Генри (табл. 13), устанавливающим пропорциональную связь между молярной долей вещества в жидкой и газовой фазах в условиях термодинамического равновесия. 116
Таблица 13. Значения коэффициентов Генри (Л) для некоторых газов
при 25° С
Молекула Н, моль/(л-атм) Молекула Д моль/(л*атм)
03 9,4-10"3 Н28 9(9-10-2
о2 1,6-10"3 БОг 1,23
N0 1,9-10-з Н202 105
К02 7-Ю-3 Н02 105
Ш02 48,6 НС1 2,0
Ш03 2,1-105 СН20 30
N1*3 57,9 Перокси ацетил-
нитрат (ПАН) 4,0
Как видно, многие газы растворяются в воде незначительно. В то же время вещества, участвующие в кислотно-основных или кето-еноль-ных превращениях, могут обладать повышенной растворимостью за счет образования в растворе других химических форм. Так, в случае Б02 растворимость будет повышаться вследствие взаимодействия 802 с водой с последующей диссоциацией сернистой кислоты:
Б02 + Н20 —» ИгБОз Н^Оз^ЩОз" + Н+ и т.д.
Аналогично, повышенная растворимость N02» связана с протеканием следующих реакций:
2N02 + Н20 —> Ш02 + HNOз HN02 N02 + Н+ НЖ)3 ^ N03 + Н+ а повышенная растворимость формальдегида —- с реакцией СИ20 + Н20 —> СН2(ОН)2
Вещества, для которых эффективный коэффициент Генри превышает 4-Ю4 моль/(л-атм), будут находиться в атмосфере преимущественно в растворенной форме.
Следовательно, из табл. 13 с учетом комментария к ней можно выделить наиболее растворимые загрязняющие вещества, которые будут окисляться в жидкой фазе (802, СИ20, NHз). Вопрос о количественном вкладе жидкофазных процессов окисления по сравнению с
117
газообразными не решен, поскольку не известны коэффициенты аккомодации (захвата) радикалов каплями. Так или иначе, но с осадками на сушу и в океан возвращаются сера и азот в форме Н2804, 1ШОз, (гШ4)28 04, Ш4гЮ3.
В химии облаков и капель дождя играют роль присутствующие в газовой фазе окислители 03, Н202 й образующиеся в результате фотохимических процессов свободные радикалы ОН, Н02, а также их органические аналоги — Н02, Ж) ОН и др.
В силу большого коэффициента Генри у Н202 атмосферная влага содержит значительные концентрации пероксида водорода (см. § 6.4). 1?ак, в дожде содержание Н202 в среднем около Ю-5 моль/л, в грозовом дожде концентрация Н202 может достичь 10"4 моль/л, в снеге содержание Н202 несколько меньше — 10"5 моль/л.
Поскольку пероксид водорода является сильным окислителем, в присутствии ионов железа и марганца он может участвовать в жидко-фазном окислении 802:
Ге Мп
БОа + Н202 ' > Н2804
Эта реакция служит основной причиной образования "кислых" дождей (см. § 4.5).
Пероксокислоты и органические пероксиды обладают высокой растворимостью и в водной фазе могут играть роль окислителей типа Н202. Содержание органических окислителей в облаках и дождевой воде достигает 4 ¦ 10~5 моль/л, что сравнимо с содержанием в дождевой воде Н202. Как правило, в зимнее время содержание окислителей в атмосферной влаге гораздо ниже, чем летом. Органические окислители и Н202 ответственны за появление в атмосферной влаге и в дождевой воде органических кислот.
В случае радикалов Н02 (02) наблюдается сильная зависимость их содержания в атмосферной влаге от размеров капель: максимальная концентрация наблюдается в каплях размером ы 1 мкм. Это свидетельствует о поступлении гидропероксидных радикалов из газовой фазы в жидкую при относительном движении воздуха и капель облаков.
Содержание ОН в каплях зависит от высоты над уровнем моря, что отражает тот факт, что за образование ОН ответственны фотохимические процессы с участием УФ-света.
Одним из источников ОН в каплях облаков служит реакция гидро-пероксидного радикала с растворенным в водной фазе озоном:
Н02 + 03 —> Н03 + 02 ¦ Н03 —> ОН + ,02 ' "
118
Эта реакция приводит к разрушению 03 в тропосфере (при наличии облаков). В то же время в отсутствие облаков в сочетании с N0^ радикал НО2 приводит к образованию Оз (см. § 4.3).
§ 4.5. ПРОБЛЕМЫ ЛОКАЛЬНОГО И ГЛОБАЛЬНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЙ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ
. Как видно из предыдущего рассмотрения, даже для процессов в стратосфере большое значение приобретает химическое загрязнение воздушной среды. Тем более это существенно для тропосферы. Помимо О2, N2 и инертных газов,, тропосфера содержит:
С02 320 млн.'1 (0,03%)
СО 0,05 —> 1—50 — на городских магистралях СН4 1—2
N0 0,01 —> 0,2 — в фотохимическом смоге
03 0-0,01 —> 0,5 - ->-
Э02 0—0,01 —> 0,1—2 — в загрязненной городской атмосфере
Кроме того, в атмосферу попадает множество органических веществ, а также азот- и серосодержащих веществ антропогенного и естественного происхождения.
Пока масштабы антропогенного загрязнения атмосферы уступают глобальной естественной эмиссии. Однако техногенные источники отличаются большой скученностью, что приводит к высоким локальным загрязнениям воздушной среды.
Предыдущая << 1 .. 40 41 42 43 44 45 < 46 > 47 48 49 50 51 52 .. 151 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed