химический каталог




Введение в химию окружающей среды

Автор J.E.Andrews P.Brimblecombe T.D.Jickells P.S.Liss

(Оз) — это фотохимический процесс с использованием энергии света. Чем меньше длина волны света, тем больше энергии он несет. Чтобы разорвать на части молекулу кислорода (02), требуется ультрафиолетовое излучение (УФ) с длиной волны меньше 242 нм:

, + /IV -> О(г) + 0(Г).

(2)

фотон УФ обозначен здесь hv. Как только образовались атомы кислорода (О), они взаимодействуют с образованием 02:

Оад + 0„)->Оз(

Образование 03 в результате фотохимического процесса может быть уравновешено реакциями, вследствие которых 03 разрушается. Это можно записать в виде

Оэд + ftv -> Овд + Ом, (3)

Оэд + 0(г)->20ад (4)

вместе с дополнительной реакцией, описывающей разрушительный для атомов кислорода процесс:

0(г) + 0(г) + М,г) -> Овд + М,г). (5)

Отметим присутствие «третьего тела» М, которое забирает избыточную энергию в процессе реакции. Этим третьим телом может быть Ог или молекула азота (N2). Без «третьего тела» образовавшаяся молекула 02 может распасться снова. Эти принципиально «только кислородные» реакции не полно описывают химию 03, поэтому надо принимать во внимание водород (Н)-, азот (N)- и хлор (С1)-содержащие формы:

ОН,г) + Оз,г) -> Оад + НОад, (6)

НОад + 0(г)-»ОН(Г) + 02(г), (7)

что в сумме дает

0,(г) + 0(г)->202(г). (8)

Подобные реакции могут быть записаны для других форм, например окиси азота (NO), попадающей из двигателей сверхзвуковой авиации, или закиси азота (N20), которая проходит через тропопаузу и проникает в стратосферу:

NO(„ + Оз(г) -> Оад + ИОад, (9)

N02(r) + O(r)->N0(r) + 02(r). (10)

Ы20(Г) может вступить в реакцию (9) через начальную ступень:

N20 + 0(r,->2NO(r). (П)

48 ГЛАВА2___

ВСТАВКА 2.9. (Продолжение)

Последовательность реакций для хлора из хлорфторуглеводородов (ХФУ) такова:

Оад + С1(г, -> 0№) + СЮ,Г), ()2)

СЮ(Г) + 0(г)-»От + С1(г). (13)

Каждая из этих трех пар реакций [(7)-(8), (9)-(10), (12)-(13)J суммируется так, что 03 и атомарный кислород разрушаются, в то время как молекулы ОН. N0 или CI возобновляются. Таким образом, они могут рассматриваться как катализаторы разрушения 02. Катализаторы — это химические формы, которые облегчают реакцию, но в результате не происходит их потребления или образования. Важным моментом для химии стратосферного 03 в этих каталитических цепях реакций явлется то, что единственная молекула загрязнителя может служить причиной разрушения большого количества молекул 03.

Это значит, что ХФУ — одни из первых разрушителей озонового слоя стратосферы (вопрос далее обсуждается в гл. 5). Отметим, что соединения азота также разрушительны для 03, если переносятся в стратосферу, поскольку они включаются в простые последовательности реакций. Нами уже было сказано, что Г\Ю2 тропосферы вряд ли будет перенесен в стратосферу (2.14). Однако именно азотные соединения из выхлопов самолетов коммерческой сверхзвуковой авиации, летающих на больших высотах, были первыми предполагаемыми значительными загрязнителями. В этом случае газам не обязательно было иметь низкую реакционную способность и медленно проникать в стратосферу — они вносились непосредственно из авиационных двигателей. Большой стратосферный воздушный флот не возник, поэтому внимание в настоящее время сосредоточилось на N20, гораздо более инертном оксиде азота, который образуется на уровне земли и способен легко проникать в стратосферу. Этот газ выделяется как в результате биологической активности в плодородных почвах (разд. 2.4.2), так и вследствие ряда процессов сгорания, наиболее интересными из которых являются происходящие в автомобильных двигателях с каталитическими преобразователями.

Подводя итог, отметим, что некоторые реакции приводят к образованию частиц в атмосфере. Большинство частиц быстро удаляется с дождями и поэтому имеет время пребывания, близкое к 4-5 дням пребывания атмосферной воды. С другой 'стороны, очень мелкие частицы, размером порядка 0,1-1 мкм, не столь эффективно удаляются с дождевыми каплями и имеют гораздо более длительное время пребывания.

АТМОСФЕРА 49

2.6. Городская атмосфера

В предыдущем разделе мы начали рассматривать влияние человека на атмосферу. Изменения, вызванные человеком, значительны, хотя иногда и неуловимы в глобальном масштабе. Именно в атмосфере городов влияние человека выражено наиболее ярко, поэтому протекающие здесь химические процессы необходимо рассмотреть как отдельный случай.

В городской среде присутствуют загрязняющие вещества, непосредственно выброшенные в атмосферу, они называются первичными загрязнителями. Дым — это наглядный пример первичного загрязнителя. Многие соединения, однако, подвергаются реакциям в атмосфере, как видно из предыдущего раздела. Продукты таких реакций называются вторичными загрязнителями. Таким образом, многие первичные загрязнители могут вступать в реакции с образованием вторичных. Именно различие между первичным и вторичным загрязнением лежит в основе понимания разницы между двумя отдельными типами загрязнения воздуха, оказывающими влияние на наиболее крупные города.

2.6.1. Лондонский смо

страница 15
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

Скачать книгу "Введение в химию окружающей среды" (5.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
аренда плазменного экрана
Фирма Ренессанс: лестница ру интернет магазин - оперативно, надежно и доступно!
офисный стул изо хром
Интернет-магазин КНС Нева предлагает SYARMXR9B9I - метро Пушкинская, Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)