Общая химия. Избранные главы - Вольхин В.В.
ISBN 5-88151-282-0
Скачать (прямая ссылка):
Реакция нитрификации протекает в аэробных условиях, т.е. в присутствии достаточного количества кислорода.
Существуют две группы бактерий, которые осуществляют процесс нитрификации в две стадии: NH3 —> NO2" и NO2" —> NO3". Для таких превращений необходимы аэробные условия.
При разложении органических остатков в анаэробных условиях азот (V) выступает в качестве окислителя и протекает процесс денитрификации, включающий в себя превращения NO3- -» NO2" -> N2O -> NO -» N2. Степень превращения зависит от видов денитрифицирующих бактерий и условий. В нейтральной среде возможно образование N2:
5{CH2O)(K, + 4NO3-(P) + 4H3O+(P) -> 2N2(r) + 5C02(r) + 11Н2О0к). (6.57)
Процесс денитрификации приводит к образованию газообразных веществ N2O, NO и N2, которые выделяются в атмосферу. Оксид NO2 легко образуется из NO при его окислении кислородом воздуха.
Химия окружающей среды
317
Дополнительными источниками поступления NO в атмосферу являются автотранспорт (« 65 %) и тепловые электростанции (« 20 %). Образование NO происходит из N2 и O2 при повышенных температурах (см. уравнение (6.5)). Ежегодно в атмосферу сбрасывается около 108 т оксидов азота из антропогенных источников. Наличие NO.v (NO + NO2) в тропосфере способствует образованию смога и кислотных дождей (см. раздел 6.2).
В стратосфере оксиды азота участвуют в процессе разрушения озона:
NO + O3 -» NO2 + O2, NO2 + O3-» NO3 + O2.
Под действием фотонов излучений может происходить разложение или возбуждение молекулы NO и NO2, что приводит к их участию в ряде фотохимических реакций.
Список рекомендуемой литературы
1. Петров K.M. Общая экология. Спб.: Химия, 1998. 352 с.
2. Лозановская И.H., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. M.: Высш. шк. 1988. 287 с.
3. Экологическая химия. Основы и концепции: Пер.с нем./Под ред.Ф.Корте. M.: Мир, 1996. 396 с.
4. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию: Пер. с нем. M.: Мир, 1997. 232 с.
5. Бретшнайдер Б., Курфюрст И. Охрана воздушного бассейна от загрязнений: Пер. с англ./Л.: Химия, 1989. 288 с.
6. Химические проблемы экологии//Рос. хим. ж. (Ж. Российск. химич. об-ва Д.И.Менделеева), 1993. Т.37. № 4.
7. Экологический энциклопедический словарь. M.: Издательский дом «Неосфера», 1999. 930 с.
Вопросы к главе 6
6.1. Дайте определение науки «Экология». Что является предметом исследования науки об окружающей среде? Если в природе происходит какой-либо геохимический процесс (без участия живых организмов), то является ли он предметом исследования непосредственно экологии? Почему нередко химические и биологические процессы, протекающие в окружающей среде, изучают совместно? Допустим, что одна и та же химическая реакция проведена в чисто химической системе и в биохимической системе (с участием микроорганизмов). Будет ли наблюдаться различие термодинамических и кинетических характеристик реакции, проведенной в двух разных системах?
6.2. В окружающей среде идут естественные процессы изменения состава природных сфер. А массы веществ в природных сферах весьма велики, что позволяет делать вывод о высокой буферности (устойчивости) биогеосистемы, функционирующей на Земле. Почему же вызывают большое беспокойство выбросы в окружающую среду веществ из антропогенных источников, если их поступление в природные сферы пока ниже тех уровней, которые поддерживаются за счет естественных источников? При постановке вопроса не затрагиваются синтетические вещества, которые не вырабатываются в естественных условиях.
318
В.В. Вольхин. Общая химия
6.3. Дайте описание структуры атмосферы? Какую роль по отношению к поверхности земного шара играет тропосфера и стратосфера? Почему тропопауза является барьером на пути движения паров воды от поверхности Земли в верхние слои атмосферы? Справедливо ли утверждение, что количество воды, переносимое в тропосфере в течение года, больше, чем общее количество воды в атмосфере? Какую роль на Земле играют процессы испарения и конденсации воды, а также переноса ее между разными территориями земного шара и разными природными сферами?
6.4. Значительное количество атмосферного кислорода расходуется на реакции окисления (горение углеродного топлива и др.). Насколько существенны эти потери кислорода для окружающей среды? За счет каких процессов поддерживается баланс кислорода в атмосфере?
6.5. Какие вещества, присутствующие в тропосфере, вызывают «тепличный» эффект? Существует ли «тепличный» эффект в естественных условиях? В чем заключается природа этого эффекта? Почему особую тревогу вызывают выбросы CO2 в атмосферу? Каковы негативные последствия «тепличного» эффекта на Земле и какие действия необходимо предпринять для ослабления этих последствий?
6.6. Какова роль тропосферного озона? Какие виды человеческой деятельности способствуют повышению содержания озона в тропосфере?
6.7. Какие вещества и каким образом способствуют образованию кислотных дождей? Сопоставьте кислотные оксиды разных элементов по их способности понижать pH воды. Каким образом степень подкислеиия воды связана с парциальным давлением кислотного оксида в атмосфере и константой кислотной ионизации образующейся кислоты? Какой ущерб могут наносить кислотные дожди и какие существуют пути, чтобы понизить вероятность их образования? Для понижения содержания СО и продуктов неполного сгорания топлива в выхлопных газах автомобилей предлагается повышать температуру горения топлива в их двигателях. Почему реализация этого предложения может привести к увеличению содержания NO в выхлопных газах?
