Фізико-хімічні процеси в атмосфері

В атмосфері крім переміщення забруднюючих речовин в результаті її циркуляції, відбуваються і їх різні хімічні перетворення. Різноманітні інгредієнти взаємодіють між собою, газовими та аерозольними компонентами атмосфери. В результаті частина атмосферних забруднень нейтралізується до звичайних складових атмосферного повітря, а інша частина утворює нові домішки, що відрізняються за своїми властивостями від початкових. Цей процес називається трансформацією домішок.

Знання механізмів та швидкостей процесів надходження викидів з природних та антропогенних джерел, переносу в інші сфери (літосферу, гідросферу), а також трансформації в атмосфері дозволяють скласти баланс атмосферної частини глобального кругообігу речовин в природі.

В різних шарах атмосфери можуть протікати найрізноманітніші хімічні процеси, тому що ці області дуже відрізняються за тиском, температурою, інтенсивністю сонячного випромінювання, що туди проникає. Вплив різноманітних випромінювань – від космічної і ядерної радіації до випромінювань оптичних частот – приводить до утворення в атмосфері збуджених молекул та іонів. Наступні хімічні реакції цих активних частинок спричиняють утворення в повітряному середовищі нових хімічних речовин, що реагують між собою і з природними забруднювачами атмосфери з утворенням нових сполук. Крім того, процеси, що відбуваються в атмосфері під дією сонячної радіації, впливають на зміну метеорологічних факторів, проходження процесів, пов'язаних з атмосферною електрикою, поширенням радіохвиль та інших геофізичних і метеорологічних явищ.

Атмосферу можна розглядати як величезну окиснювальну систему з високим вмістом основного окисника – кисню. Більшість газоподібних домішок, що викидаються в атмосферу, знаходяться у відновленій формі, або у вигляді оксидів з низьким ступенем окиснення (сірководень, діоксид сульфуру, метан, монооксид нітрогену). Аналіз атмосферних опадів показує, що повернені на поверхню Землі домішки представлені, головним чином, сполуками з високим ступенем окиснення (сірчана кислота, сульфати, азотна кислота, нітрати, діоксид карбону). В ході газофазних окиснювальних реакцій утворюються й органічні кислоти — переважно мурашина та оцтова.

Нижній шар атмосфери — тропосфера, є нерівноважною, хімічно активною системою, в якій безперервно протікають процеси, що викликають зміни концентрації домішок в атмосферному повітрі. Сполуки, що містять атоми С, Н, S, N природного та антропогенного походження, потрапляючи в атмосферу, перетворюються у стабільні сполуки з тривалим часом життя (наприклад, СО2) або у короткоіснуючі сполуки, наприклад кислотного характеру (оксиди Нітрогену і Сульфуру), які беруть участь у рідкофазних процесах з утворенням кислот, що видаляються з атмосфери разом з опадами.

Процеси окиснення домішок в тропосфері можуть протікати за трьома різними напрямками:

• окиснення безпосередньо у газовій фазі;

• окисненню передує абсорбція домішок частинками води, й далі процес окиснення протікає у розчині;

• окисненню передує адсорбція домішок на поверхні зважених у повітрі твердих частинок.

У цих перетвореннях крім кисню беруть участь озон О3, гідроксидний радикал НО , гідропероксидний радикал НО2 , органічні пероксидні радикали (ROO ), пероксиацетилнітрат (ПАН), пероксид водню Н2О2, оксиди Нітрогену NOx, які утворюються в атмосфері в результаті фотохімічних процесів. Час життя вільних радикалів дуже малий — зазвичай декілька хвилин, їх локальні концентрації залежать від кількості реагентів та рівня сонячної радіації.

Найбільш реакційноздатний гідроксидний радикал НО . Він бере участь у окисненні оксидів Нітрогену та Сульфуру у азотну та сірчану кислоти. Далі за активністю йде озон і ПАН, а також іон NO3-. пероксид водню і ПАН в окисненні газів в газовій фазі безпосередньої участі не беруть. Вони слугують резервуаром гідроксидних и пероксидних радикалів. В рідкофазному окисненні беруть участь пероксид водню і озон. Радикали утворюються в атмосфері в результаті фотохімічних процесів під дією іонізуючих випромінювань. Для більшості указаних проміжних сполук важливим є рівень освітленості, тому концентрація їх суттєво змінюється як протягом доби, так й протягом року. Аналіз вмісту озону в атмосфері великих міст показує зв'язок між швидкістю його утворення та освітленістю — ранком створюється висока концентрація оксиду Нітрогену, а всередині дня концентрація озону пропорційна концентрації оксидів Нітрогену.

Фізико-хімічні перетворення компонентів атмосфери є найважливішим розділом в хімії навколишнього середовища. Специфічні особливості цих перетворень пов'язані як з природними (фаза сонячної активності, географічне положення, час доби), так і з антропогенними чинниками. Знання механізмів і кінетики утворення кінцевих продуктів реакцій необхідне для розробки методів захисту навколишнього середовища від промислових забруднень.

Характеристики работы

Реферат

Количество страниц: 7

Бесплатная работа

Закрыть

Химические процессы в атмосфере Земли

Заказать данную работу можно двумя способами:

  • Позвонить: (097) 844–69–22
  • Заполнить форму заказа:
Не заполнены все поля!
Обязательные поля к заполнению «имя» и одно из полей «телефон» или «email»

Чтобы у вас была возможность удостовериться в наличии вибраной работы, и частично ознакомиться с ее содержанием,ми можем за желанием отправить часть работы бесплатно. Все работы выполнены в формате Word согласно всех всех требований относительно оформления работ.