химический каталог




Введение в химию окружающей среды

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

показали, что в целом изменения в атмосфере могут быть невелики. Это служит объяснением того, почему обнаружение 03-дыры над Антарктикой в 1984 г. явилось сюрпризом. Быстрое разрушение 03 в полярной стратосфере послужило доказательством того, что химизм слоя Оз намного более сложен, чем предполагалось ранее.

5.5.1. ОБРАЗОВАНИЕ И РАЗРУШЕНИЕ ОЗОНА

Образование Оз инициируется УФ-излучением при длинах волн менее 242 нм:

02(r) + /!V->0Атомарный кислород (О) может затем взаимодействовать с молекулярным кислородом (02):

ОЗ(Г, + 0,г) -> 0,(г). (5.3)

Образование Оз в этом фотохимическом процессе может быть уравновешено реакциями, в ходе которых Оз разрушается. Наиболее важной является фотолиз:

ОЗ(Г| + АУ^02(г) + 0(г). (5.4)

Расчеты равновесия между образованием и разрушением Оз, в которых учитываются только реакции, включающие элемент кислород (т. е. только кислородные механизмы), дают правдивое описание Оз, наблюдаемого в стратосфере. Результаты таких вычислений дают также правильную форму вертикальных профилей Оз в атмосфере и пик концентраций Оз, находящийся на нужной высоте, но предсказываемые концентрации слишком высоки. Это происходит оттого, что существуют другие процессы разрушения Оэ, включающие водородсодержащие, азотсодержащие и хлорсодержащие соединения [см. вставку 2.9, уравнения (6)—(13)].

256

ГЛОБАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ

257

Все реакции с участием этих соединений приводят к разрушению 03 и атомарного кислорода с одновременным появлением молекул ОН-, NO- или хлорсодержащих. Эти процессы каталитические, и каждое из реагирующих веществ может отвечать за разрушение большого количества молекул 03 (см. вставку 2.9). Именно тот факт, что одна молекула загрязнителя может отвечать за разрушение большого числа молекул Оз, стал причиной серьезной озабоченности существованием следовых загрязнителей в стратосфере.

5.5.2. РАЗРУШЕНИЕ ОЗОНА ХЛОРСОДЕРЖАЩИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ

Природный хлор в стратосфере обычно переносится в виде ме-тилхлорида (СН3С1), который, по-видимому, поступает из морских и наземных биологических источников (см. п. 2.4.2). Эти природные источники составляют, однако, только 25 % хлора, который переносится через тропопаузу. С начала 1970-х ХФУ, используемые как аэрозольные распылители и охлаждающие вещества, стали широко распространяться в тропосфере. Раньше казалось, что не существует очевидного механизма разрушения этих высокоустойчивых соединений в нижней части атмосферы. Однако знание того, что ХФУ переносятся в стратосферу, позволило поднять вопрос об их влиянии на слой 03. Эти соединения, например CFC13 (Фреон-11) и CF2C12 (Фреон-12), поглощают УФ-излучение в области 190—220 нм, что приводит к реакциям фотодиссоциации:

CFCb(r) CFCl2(r) + С1(г), (5.5)

CF2Cl2(r) + ft v -> CF2C1W + Cl(r). (5.6)

Оад + Cl,

(5.7) (5.8)

В результате этих реакций образуются свободные атомы хлора, которые взаимодействуют с 03 каталитическим образом:

СЮм + О,

? о2(г) + сю,,

02(г) + С1(Г).

'<г>что в сумме дает

03(г) + 0(г) -> 202(г). (5.9)

Однако СЮ, образуемый в реакции с Оз, не всегда вступает в реакцию с атомарным кислородом [уравнение (5.8)], а вместо этого может взаимодействовать с азотсодержащими соединениями:

СЮ(Г) + N02(r) + М -> C10N02(r) + М, (5.10)

8

I I

I I I I

? 260

I I I I IРис. 5.23. Средние уровни концентрации озона осенью над заливом Галлея (76'S) в Антарктике с 1957 г. Значение в 1986 г. ненормально вследствие деформации озоновой дыры, которая временно покинула залив Галлея вовне циркумполярного вихря (плотной самоподдерживающейся системы ветров). Единицы Добсона представляют толщину озонового слоя при давлении и температуре на уровне моря (где одна единица Добсона соответствует 0,01мм). Данные предоставлены благодаря любезности Британской антарктической службы.

где М обозначает «третье тело» (см. вставку 2.9). Эта реакция имеет сравнительно большое значение, поскольку посредством ее эффективно удаляются соединения азота и хлора, входящие в циклы разрушения 03. Однако если присутствуют твердые поверхности, то хлор, изолированный путем этой реакции, может высвобождаться:

17-1822

ГЛОБАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ 259

Уравнения (5.13)—(5.16) затем суммируются до:

203W-> 302M. (5.17)

Последовательность реакций (5.11)—(5.16) особенно быстро протекает при низкой температуре. Более того, прямая зависимость от концентрации хлора, подразумеваемая уравнением (5.12), делает эту реакцию очень чувствительной к концентрации хлора. Именно эти низкотемпературные процессы на поверхности частиц обеспечивают лучшее объяснение пагубного уменьшения Оз, наблюдаемого над Антарктикой (рис. 5.23). Дальнейшее моделирование снижения 03 все больше и больше допускает гетерогенный аспект его химизма. Кроме участия в реакциях твердых поверхностей вполне может быть, что жидкие капельки также служат важными посредниками для реакций.

5.5.3. Ограничение производства хлорфторуглеводородов и поиск альтернатив

Наличие четких связей между ХФУ, уме

страница 76
< 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
антресоль шок-2а
орматек премиум микс z1000
рамка со шторками на номера
рабица 45х45 цена

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
(26.05.2017)