Хімічні перетворення в атмосфері

Національний університет біоресурсів і природокористування України

Реферат Хімічні перетворення забруднень в атмосфері

Виконала:

студентка IV курсу 1 групи

факультету екології та

біотехнології

Київ - 2008

Зміст

Вступ

Коротка класифікація забруднювачів атмосфери

1.Основні джерела забруднення атмосфери

2.Характеристика основних забруднювачів атмосфери

3.Фотореакції забруднюючих речовин в атмосфері

4.Реакції між забрудниками в атмосфері

5.Проблема фотохімічного смогу

6.Проблема кислотних дощів

ВисновкиВикористана література

Вступ

Нормальний хімічний склад атмосферного повітря сприяє нормальному функціонуванню екологічних систем, забезпечує кругообіг ряду хімічних елементів, сприяє розвитку флори і фауни. Хоча до основного хімічного складу повітря приземного шару атмосфери входять тільки 4 інгредієнти, в звичайних умовах в ньому присутня значна кількість різноманітних газоподібних, твердих та рідких компонентів. Всі вони можуть так чи інакше впливати на різноманітні процеси. Окремі газоподібні компоненти можуть бути токсичними і надавати як безпосереднього шкідливого впливу на організми, так і опосередковано - в результаті порушення температурно-вологового режиму в зонах підвищеної забрудненості.

Під забрудненням атмосфери розуміють потрапляння в неї речовин будь-якого походження, які або не властиві природному складу атмосфери, або знаходяться в концентраціях, що значно відрізняються від їх природного вмісту в атмосфері і які шкідливо впливають на живі організми і пригнічують їх життєдіяльність.[1]

Забруднення - це не тільки потрапляння в атмосферне повітря шкідливих компонентів, але і зміна вмісту в ньому основних складових.

У відповідності з діючими нормативними документами, під забрудненням атмосфери розуміють погіршення якості повітря.

Атмосфера, як і будь-який компонент біосфери, являє собою велику рівноважну окислювальну систему із значним вмістом основного окислювача - кисню. За рахунок цього можливе самоочищення атмосферного повітря.

Забруднення атмосфери надає негативного впливу на всі сторони життя, тобто:

· Створюється загроза для здоров'я та життя людей, що може бути причиною підвищення захворюваності, передчасного старіння, виникнення важких віддалених наслідків та незворотних змін у майбутніх поколінь;

· Завдає значних економічних збитків за рахунок підвищення корозії обладнання та споруд, скорочення терміну їх експлуатації ;

· Викликає деградацію природних екосистем, негативно впливає на флору та фауну, тощо. [1]

Найсильніше позначається на НПС забруднення продуктами хімічних перетворень. До них можна віднести газоподібні і аерозольні забруднювачя промислово-побутового походження.

Атмосферні забруднювачі можна віднести до первинних, що надходять безпосередньо в атмосферу, та вторинних, які є результатами взаємодії первинних. Наприклад, при взаємодії сірчаного ангідриду з аміаком формуються кристали сульфату амонію:

H2O + SO3 + NH3 = (NH4)2SO4 [3]

1. Коротка класифікація забруднювачів атмосфери

Для оцінки стану атмосферного повітря та можливості його контролю проводять класифікацію забруднюючих атмосферу речовин за різними ознаками.

За походженням всі джерела забруднення атмосфери поділяють на природні і антропогенні. До природних джерел забруднення атмосфери відносять виверження вулканів, лісові пожежі, поверхні вивітрювання, космічний пил, сонячне та космічне випромінювання. Серед основних джерел антропогенного забруднення особливу увагу слід приділити викидам промислових підприємств та енергетичних систем.

За ГОСТ 12.2.1.01 - 76, забруднювальні атмосферу речовини класифікують за агрегатним станом та кількістю речовин.

За агрегатним станом забруднювальні атмосферу речовини поділяють на газоподібні, пароподібні ( пари органічних розчинників ), тверді та рідкі. Останні утворюють в повітрі аерозолі.

Рідкі аерозолі - тумани, тверді аерозолі - дими.

За кількістю викидів в атмосферу джерела забруднення поділяють на 6 груп.

Всі забруднювальні атмосферу речовини об'єднують в дві основні групи: матеріальні та енергетичні.

Матеріальні забруднювальні атмосферу речовини на хімічно інертні (нетоксичні), та хімічно активні (токсичні). Токсичними називають такі інгредієнти, які при перевищенні певних ГДК спричиняють загибель живих істот, або пригнічують життєдіяльність. Нетоксичними є такі інгредієнти, які необхідні для розвитку живих організмів або не впливають на їхню життєдіяльність у межах певних концентрацій, що характерна для природного складу атмосферного повітря.

Забруднювальні атмосферу речовини класифікують на основі характеру впливу на живі організми. Виділяють 5 основних груп забруднювальних речовин:

· Загальносоматичні, які при певній кількісній дії можуть викликати отруєння всього організму (СО, пари Меркурію, неорганічні сполуки Плюмбуму ) ;

· Подразнювальні, які викликають подразнення дихальних шляхів та слизових болонок ( оксиди Сульфуру, Нітрогену, озон, хлор );

· Алергени, або сенсибілізуючі, тобто хімічно інертні речовини, які здатні викликати алергії та шкіряні захворювання типу екзем (нетоксичний пил, квітковий пилок );

· Канцерогенні, які викликають появу злоякісних пухлин (бензапірен, азбест, сполуки Хрому, радон );

· Мутагенні, які викликають небажані мутації в живих організмах (органічні сполуки Плюмбуму, сполуки Мангану у вищих ступенях окислення ).

Окремо проводять класифікацію забруднювальних атмосферу речовин за ступенем дії на організ людини.

Виділяють 4 класи небезпеки хімічних речовин:

1. надзвичайно небезпечні ( ртуть, хлор );

2. високонебезпечні ( оксиди Нітрогену, анілін );

3. помірно небезпечні ( діоксид Сульфуру, бензен, карбонові кислоти );

4. малонебезпечні ( СО, ацетон, бензин ).

2. Основні джерела забруднення атмосфери

Людина забруднює атмосферу вже тисячоліттями, однак наслідки користування вогнем, яким вона користувалася весь цей період були незначними. Приходилося миритися з тим, що дим заважав диханню і сажа вкривала стіни житла. Одержуване тепло було важливіше людині, ніж чисте повітря і не закопчені стіни печери. Це початкове забруднення не було проблемою, тому що люди жили невеликими групами, займаючи велике недоторкане НПС. [6]

Так було до XIX століття. Внаслідок НТР відбулося серйозне забруднення атмосфери, та біосфери вцілому, внаслідок виробничих процесів. [7]

Основними джерелами забруднення є:

· теплова енергетика;

· чорна металургія;

· нафтовидобувна та нафтохімічна промислдовість;

· транспорт;

· кольорова металургія;

· гірничодобувна промисловість;

· підприємства будівництва;

· машинобудування;

· підприємства енергетичного комплексу. [8]

Одним із найвагоміших причин зміни зміни хімічного складу атмосферного повітря є спалювання кам'яного вугілля; останніми роками частка його як джерела енернії зменшилася за рахунок використання нафти і природного газу.

При спалюванні вугілля в навколишнє середовище надходять хімічні елементи, кількість яких є більшою за ту, що перебуває в кругообігу впродовж цього часу: Hg - 8700 разів, Va - 50, Cd - 40, Sn - 4, As - 125, Zr - 10.

При спалюванні 1т чавуну в повітря викидається

· 4,5т пилу;

· 2,7кг SO2;

· 0,1-0,6 кг Mn;

· Невеликі кількості P, As, Hg, Pb та інших ВМ.

Під час цих процесів витрачається величезні об'єми кисню як окисника. Наприклад, обпалювання FeS2

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

У двигунах внутрішнього згоряння на спалювання 1т бензину витрачається близбко 15т повітря або 200л кисню.

Під час спалювання 1000л палива карбюраторний двигун викидає:

· 200 CО;

· 25 кг вуглеводнів;

· 20 кг Nox ;

· 1 кг SOx;

· 1 кг сажі [2].

·

3. Характеристика основних забруднювачів атмосфери СО

Він виникає при неповному згорянні вуглецевих речовин. У повітрі опиняється в результаті спалювання твердих відходів, з вихлопними газами й викидами промислових підприємств. Щорічно цього газу надходить в атмосферу не менше 50млн т . СО - це сполука, що активно реагує зі складовими частинами атмосфери, він сприяє підвищенню температури на планеті і створенню парникового ефекту. [7]

SO2,SO3

Утворюється при окислюванні сірчистого ангідриду. Кінцевим продуктом реакції стає аерозоль або розчин H2SO4 в дощовій воді.

H2S

Надходить в атмосферу окремо або разом з іншими сполуками сірки. Основними джерелами викиду стають підприємства з виготовлення штучного волокна, цукру, коксохімічні, нафтохімічні заводи.

Сполуки Флуору

Джерела забруднення - підприємства з виготовлення алюмінія, емалей, скла, кераміки, сталі, фосфорних добрив. Надходять в атмосферу у вигляді газоподібних сполук - фтороводню або пилу фториду натрію й кальцію.

Сполуки хлору

Надходять в атмосферу від хімічних підприємств, що виробляють HCl , хлорорганічні пестициди, органічні барвники, Na2CO3. В атмосфері спостерігаються як домішки в молекули хлору і парів HCl

Аерозольні речовини

Тверді або рідкі частини, що знаходяться в повітрі в завислому стані.

Тверді компоненти аерозолів нерідко дуже небезпечні для живих організмів, у людей вони викликають специфічні захворювання. В атмосфері аерозольні забруднення можна спостерігати у вигляді диму, туману, імли або серпанка. Значна частина аерозолів формується в атмосфері при взаємодії твердих і рідких частинок між собою або з водяною парою. Середній розмір аерозольних частинок складає 1--5 мкм. В атмосферу Землі щорічно надходить близько 1 куб. км пилоподібних частинок штучного походження. [3].

Вуглеводні -- насичені й ненасичені

Вони можуть зазнавати різних перетворень, окиснення, полімеризації, особливо якщо почнуть взаємодіяти з іншими атмосферними забруднювачами після збудження сонячною радіацією. Результатом цих реакцій стає поява перекисних сполук, вільних радикалів, сполук вуглеводнів з оксидами нітрогену й сульфуру, часто у вигляді аерозольних частинок. За деяких погодних умов у приземному шарі повітря можуть формуватися особливо великі скупчення шкідливих газоподібних й аерозольних домішок. Звичайно це трапляється, коли в шарі повітря прямо над джерелами газопилової емісії відбувається інверсія -- розташування шарів холоднішого повітря під теплим, що перешкоджає рухові повітряних мас і затримує перенесення домішок угору. У підсумку шкідливі викиди концентруються під шаром інверсії, вміст їх у ґрунті різко зростає, що стає однією з причин утворення раніше невідомого в природі фотохімічного туману. [3]

Вплив газоподібних забруднювальних речовин на різноманітні зміни в атмосфері ( за Вронським В.А., 1996)

Таблиця.1. Вплив газоподібних забруднювальних речовин на різноманітні зміни в атмосфері

Зміни в атмосфері	Основні газові домішки атмосфери
	CO	CO2	CH4	NO, NO2	SO2	Фреони	O3
“Парниковий ефект”		+	+		-	+	+
Руйнування озонового шару						+
“Кислотні дощі”				+	+
“Фотохімічний смог”				+			+
Пониження прозорості атмосфери				+	+
Послаблення самоочищення атмосфери	+			-			-

4. Фотореакції хімічних речовин в атмосфері

Потрапляючи в атмосферу, забруднюючі речовини не лише розсіюються, поглинаються грунтом, але й піддаються хімічним змінам і впливом сівтла, температури чи реагує з іншими речовинами. [5]

Хімічні перетворення хлорорганічних сполук в тропосфері:

Внутрішньомолекулярні

реакції, протікання яких контролюється лише збудженим станом. Для таких реакцій не потрібні інші учасники.

Міжмолекулярні

реакції, які протікають між різними активними і неактивними частинами в тропосфері.

До внутрішньомолекулярних рекцій відносяться, наприклад, реакції фотоізомеризації циклодієнових інсектицидів. В якості прикладу міжмолекулярних фотореакцій з сторонніми хімікатами в НС можна назвати реакції дехлорування хлорвуглеводнів.

Багато з реакцій, які відносяться до окислювальних, також є фотохімічними, як, наприклад, реакція шкідливих речовин з активними частинами кисню в результаті фотохімічних процесів.

Фотомінералізація являє собою повний розклад сторонніх для оточуючого середовища до невеликих неоранічних молекул, наприклад, CO2, CO, HCl .[4] .

Реакції сторонніх для нпс речовин з природними матеріалами

Реакції сторонніх хімічних сполук з природними матеріалами можуть каталізуватися як абіотичним, так і біотичним шляхом. Такі реакції являються реакціями синтезу великих молекул. Якщо природний матеріал звязує сторонні речовини в більш чи менш незмінному стані, такий продукт ще називають ксенобіотичним.

5. Реакції між різними сторонніми для нпс речовинами

Різні хімікати , які потрапляють в навколишнє середовище, можуть реагувати між собою, утворюючи нові шкідливі речовини (вторинні забруднювачі ).

Такі реакції здійснюються не часто, оскільки концентрація антропогенних речовин в навколишньому природному середовищі в основному малі, і їх недостатньо для проявлення реакційної здатності.

Проте в дуже забрудненому середовищі або в повітрі на складах з промисловими відходами їх концентрація наскільки збільшується, що викликає утворення нових речовин, забруднюючих навколишнє середовище.

Наприклад, озон реагує з вуглеводнями, реакція толуола із NO2 з утворенням нітрофенолу.

До продуктів синтезу первинних забруднювачів можна віднести утворення кислотних дощів, фотохімічного смогу. [4]

6. Проблема фотохімічного смогу

Утворення фотохімічного смогу відносять до локальних проблем забруднення атмосферного повітря. Термін смог походить від двох англійських слів: “smoke” - дим, кіптява та “fog” - густий туман. Термін смог є широковживаним і використовується для характеристики різних процесів в повітрі. З точки зору захисту об'єктів довкілля від наслідків забруднення повітря, найбільшу небезпеку являє фотохімічний смог.

Фотохімічний смог - це суміш різноманітних хімічних речовин, які утворюються внаслідок фотохімічних реакцій за певних фізико-географічних умов та впливу антропогенних факторів. До фізико-хімічних умов відносять відсутність вітру в приземному шарі та інтенсивне сонячне випромінювання. До антропогенних передумов утворення фотохімічного смогу відносять наявність в приземному шарі атмосфери значних кількостей діоксиду Нітрогену, які потрапляють в атмосферу переважно із антропогенних джерел, та наявність в атмосферному повітрі вуглеводнів та їх недопалків.

При фотохімічному смогу за рахунок фотохімічних реакцій, які інтенсивно проходять в сонячну погоду утворюються високотоксичні речовини, що забруднюють повітря. Процес утворення фотохімічного смогу має автокаталітичний характер, тобто ініціюючі фотохімічний смог речовини відтворюються в процесі вільнорадикальних реакцій. Основною ініціюючою реакцією утворення фотохімічного смогу є фотохімічний розклад діоксиду Нітрогену:

NO2 + hv = NO + O*.

Утворений атомарний Оксиген може взаємодіяти з багатьма компонентами повітря (молекули кисню, недопалки вуглеводнів тощо) з утворенням різноманітних сполук. Хімічні реакції, які показують схему утворення фотохімічного смогу наведено нижче:

О* + О2 = О3;

О* + НС(+) = НСО(+) (радикал);

НСО(+) + О2 = НСО3(+) (радикал);

НСО3(+) + НС(+) = альдегіди, кетони тощо;

НСО3(+) + NO = HCO2(+) + NO2;

НСO3(+) + O2 = HCO2(+) + O3;

HCO (+) + NO2 = пероксиацилнітрати (ПАН).

В результаті наведених фотохімічних реакцій утворюються ряд токсичних речовин. Основним джерелом виникнення фотохімічного смогу, окрім фізико-географічних передумов, є вихлопні гази двигунів внутрішнього згорання, які містять і діоксид Нітрогену і недопалки вуглеводнів. [1]

Можливі і інші механізми утворення фотохімічного смогу, що призводить до утворення смогів різного типу, зокрема:

“білий

смог”(лос-анджельський).

Умови формування:

- Висока температура (понад 300С);

- Відсутність перемішування шарів повітря у вертикальному напрямі (інверсія);

- Значна концентрація викидів автотранспорту: вуглеводнів, оксидів нітрогену, озону, акролеїну;

- Утворення пероксицетилнітрату, що має лакриматорну дію (подразнює слизові оболонки). [2]

В Україні спостерігається в Дніпропетровську, Запоріжжі, Донецьку і навіть в Ялті.

“чорний

смог” (лондонський)

Умови формування:

- Низька температура (близько 00С);

- Вологість до 100%;

- Підвищений вміст сажі, оксидів карбону, нітрогену, сульфуру, що утворюються при спалюванні палива.

Такі смоги відомі лондонцям здавна: недаремно ще в 1273 році було видано едикт, який забороняв спалювання вугілля в печах під час засідань парламенту. У 1952 році такий смог забрав життя 4 тисяч жителів Лондона.

В Україні такі смоги спостерігаються в приморських містах.

“льодяний

смог”

Складається з дрібних кристалів льоду, які утворюють білий туман. Він характерний для північних широт за температур нижче -300С, високої вологості та забруднення повітря.

Як видно із рівнянь, основним продуктом фотохімічного смогу є вільні радикали та озон. Вільні радикали характеризуються високою реакційною здатністю і вступають в реакцію з біологічно-активними молекулами (білками, ферментами, вуглеводами тощо) з утворенням нових сполук, в тому числі і токсилів. Внаслідок таких перетворень порушуються обмінні процеси в живих організмах, пригнічується активність ферментативних систем, сповільнюється і зупиняється ріст тканин тощо. Це є причиною передчасного старіння людей. [2]

Озон, який утворюється в результаті фотохімічного смогу (тропосферний!) є достатньо токсичним (ГДКМр = 0,01 мг/м3) і являє певної небезпеки. Максимальний вміст озону в повітрі, який утворився внаслідок фотохімічних реакцій, зафіксований в Лондоні у 1975 році і його концентрація складала 0,0018 Об% тоді як звичайний вміст цього газу в повітрі складає 0,0002-0,0004 Об%. За рекомендаціями Всесвітньої організації охорони здоров'я допускається тимчасове підвищення концентрації озону в повітрі до 0,0006 Об.%, тому що перевищення цієї межі небезпечне для здоров'я. При взаємодії з гемоглобіном крові, озон утворює нестійкі озоніди, а їх самовільний розклад викликає руйнування органічної основи гемоглобіну.

Продуктами фотохімічного смогу є альдегіди і кетони, які є достатньо токсичними речовинами, а систематична їх дія на організми, в тому числі і людину, викликає токсикоманію із віддаленими наслідками, наприклад, запалення кори головного мозку тощо.

Пероксиацилнітрати, які також є продуктами фотохімічних реакцій, складаються,переважно, із пероксиацетилнітратів та пероксибензоїлнітратів. Ці речовини володіють канцерогенною дією і здатні викликати появу злоякісних пухлин.

Із передумов утворення фотохімічного смогу зрозуміло, що це явище притаманне, переважно, великим містам із значною кількістю транспорту та висотними спорудами, які перешкоджають руху вітру.

Утворення фотохімічного смогу характерне для більшості великих міст Світу і навіть зелені насадження цих міст не в змозі поглинути значні кількості утворюваних токсичних речовин. Це є однією із причин підвищеної захворюваності місцевих жителів та скорочення тривалості їх життя. Продукти фотохімічного смогу викликають подразнення слизових оболонок та їх захворювання, а вплив їх на судинну систему є вкрай небезпечним. [1]

Фотохімічний смог негативно впливає і на рослинний світ, хоча саме рослини є найбільш ефективним засобом захисту від нього в містах. Фотохімічний смог осаджується на листях рослин у вигляді клейкої маси, що механічно перешкоджає проходженню сонячного світла до листя. Це є причиною зменшення інтенсивності фотосинтезу у рослин, що може стати причиною їх деградації. Результати дії фотохімічного смогу на дерева можна спостерігати восени, коли на опалих листях помітні темні плями різних відтінків.

Основними методами захисту довкілля і людини зокрема від фотохімічного смогу є зменшення кількості викидів оксидів Нітрогену, недопалків вуглеводнів, що можливо зміною екологічних параметрів палива для двигунів внутрішнього згорання, створення в містах сприятливих умов для розсіювання забруднення - заборона суцільних забудов, збільшення ширину вулиць, їх озеленення, тощо.

7. Проблема кислотного дощу

До основних попередників кислотних дощів відносять викиди в атмосферу діоксиду Сульфуру, оксидів Нітрогену та летких органічних сполук. Ці речовини викидаються із багатьох джерел, тому в кожній країні розподіл викидів цих забруднювальних атмосферу компонентів буде різним. Цей розподіл викидів зумовлений ступенем розвитку промисловості країн, в першу чергу металургії та теплоенергетики, інфраструктури та комунального господарства. В деяких країнах основними джерелами викидів речовин, які є попередниками кислотних дощів, є автотранспорт.

Сполуки Сульфуру і Нітрогену, які викидаються в атмосферу, можуть утворюватись як внаслідок антропогенної діяльності, так і внаслідок природних процесів. Безумовно, регіональні викиди речовин, що є попередниками кислотних дощів, із антропогенних джерел забруднення значно потужніші, ніж із природних, хоча на рівні біосфери в цілому, ці впливи є приблизно рівними.

Природні джерела забруднення. атмосферного повітря сполуками Сульфуру і Нітрогену умовно поділяють на біогенні та небіогенні. Біогенними джерелами забруднення є рослини, наприклад, лісові масиви тощо, та мікроорганізми, які в процесах життєдіяльності виділяють в атмосферу різноманітні хімічні сполуки. Небіогенними природними джерелами забруднення атмосфери є різного роду геотермальні джерела, блискавки, процеси природного горіння тощо. Питома вага природних джерел в загальному забрудненні атмосфери сполуками Сульфуру і Нітрогену в різних країнах є різною, що зумовлено особливостями географічного положення, характерними фітоценозами тощо.[1]

Особливістю природних джерел викиду сполук Сульфуру є те, є те, що в атмосферу викидаються переважно відновлені сполуки Сульфуру, наприклад диметилсульфід, а перетворення їх в попередників кислотних дощів можливе лише в результаті багатостадійних окислювальних реакцій. В той же час діоксид Сульфуру, який викидається із антропогенних джерел забруднення атмосфери, відносно швидко перетворюється в сульфатну кислоту.

Перетворення діоксиду Сульфуру, оксидів Нітрогену та летких органічних сполук у відповідні кислоти проходить внаслідок їх хімічного перетворення в атмосфері. В той же час, до складу кислотних дощів входять хлористий і флуористий Гідроген, які потрапляють в кислотні дощі без хімічного перетворення. Ці речовини утворюються при спалюванні вугілля, одержанні фосфорних добрив, металічного алюмінію тощо. Тільки в США із антропогенних джерел в атмосферу щорічно потрапляє до 0,6 млн. тонн флуористого Гідрогену. [5]

Атмосферу можна розглядати як велику окислювальну систему з високим вмістом основного окислювача - кисню. Тому при потраплянні в атмосферу сполук, які в своєму складі містять атоми Сульфуру, Нітрогену, Карбону, Гідрогену тощо, перетворюються в “довгоживучі” компоненти, наприклад, діоксид Карбону, або “короткоживучі” продукти кислотного характеру, наприклад оксиди Сульфуру та Нітрогену, які приймають участь в процесах утворення кислот і видаляються із атмосфери у вигляді кислотних дощів. В цих хімічних перетвореннях забруднювальних атмосферу речовин, крім кисню приймають участь озон, гідроксильний радикал (*ОН), гідропероксидний радикал (НО2*), органічні пероксиди (ROO*) і пероксид Гідрогену. Всі вони утворюються внаслідок вільнорадикальних реакцій, які проходять в атмосфері. Найбільшою реакційною здатністю до реакцій окислення володіють озон, гідроксильний і гідропероксидний радикали.

Внаслідок фотохімічного збудження молекули кисню, проходить її розпад з утворенням атомарного Оксигену:

О2 + hv = 2 O*

Частина утвореного атомарного Оксигену рекомбінується в молекули кисню, але біля 1% його реагує з парами води, що містяться в повітрі, з утворенням гідроксильного радикалу:

O* + Н2О = 2 НО*

Утворений гідроксильний радикал взаємодіє з оксидом Карбону(II) і, внаслідок послідовних реакцій, утворюється гідропероксидний радикал:

НО* + СО = СО2 + Н*;

Н* + О2 = НО2*.

Ці радикали вступають в реакцію з діоксидом Сульфуру та оксидом Нітрогену(ІІ), перетворюючи їх в кислоти:

NO + НO2* = NO2 + НО*;

3NO2 + Н2O = 2 HNO3+ NO;

SO2 + НО* = НSО3*;

НSО3* + O2 = SО3 + НO2*;

SO3 + Н2O = H2SO4 .

Утворені неорганічні кислоти, зокрема, сульфатна і нітратна, видаляються із атмосфери опадами. Крім того, може утворюватись сульфітна кислота, але час її перебування в атмосфері невеликий, внаслідок окислення її до сульфатної кислоти киснем повітря, особливо в присутності NO2 як каталізатора:

2H2SO3 + O2 = H2SO4

В процесі протікання атмосферних вільнорадикальних окислювальних реакцій, крім нітратної і сульфатної кислот, утворюються і органічні кислоти - переважно мурашина і оцтова. Джерелами їх утворення є леткі органічні сполуки, а реакцію окислення каталізує діоксид Нітрогену. В органічні кислоти трансформуються близько 5-10% олефінів, які потрапили в атмосферу з викидами. В міській місцевості кількість органічних кислот в опадах є більшою, що зумовлено значно більшими кількостями NO2 та летких органічних сполук в містах.

Шлейф опадів кислотних дощів поширюється за напрямком вітру на десятки і сотні кілометрів від джерел викиду оксидів Сульфуру і Нітрогену. Особливо високі концентрації кислот спостерігаються на перших 25-40 км від джерел забруднення атмосфери, але до 25-30% SО2 та 10-15% NО2 переносяться вітром від промислових зон на відстані понад 200 км.

Швидкість перетворення діоксиду Сульфуру в сульфатну кислоту (внаслідок вільнорадикальних реакцій) не дуже висока. Тільки ~50% діоксиду Сульфуру трансформується в сульфатну кислоту протягом 180 годин, тому навіть при малій швидкості вітру, SО2 може переноситись на значні відстані. Оксид Нітрогену(II) досить швидко окислюється до діоксиду Нітрогену і, при взаємодії з парами води, утворює нітратну кислоту. Вона швидко вимивається із атмосфери опадами. В літній період при інтенсивному сонячному випромінюванні швидкість перетворення оксиду Нітрогену в нітратну кислоту досить велика. Протягом 12-14 годин до 50% оксиду Нітрогену(II) перетворюється в нітратну кислоту і видаляється із атмосфери.

Отже, характер протікання атмосферних окислювальних реакцій сприяє утворенню кислотних дощів, їх вплив на різні об'єкти довкілля та господарські споруди. [1]

Висновки

Внаслідок надходження забрудників в атмосферу відбувається її глобальне, у всепланетному масштабі забруднення, якому не стають на заваді кордони.

Міжнародна спільнота активно займається питанням очищення повітряного басейну. Зокрема, прийнято такі юридично обов'язкові міжнародно-правові документи Європейської економічної комісії ООН:

Конвенція

про транскордонне забруднення повітря на великі відстані (1979);

Протокол

про скорочення викидів сірки або її транскордонних потоків якнайменше на 30% (1985);

Протокол

про обмеження викидів оксидів азоту або їх транскордонних потоків (1988);

Протокол

про обмеження викидів летких органічних сполук або їх транскордонних потоків (1991);

Протокол

про важкі метали (1998).

Біля 120 країн світу підписали так званий Токійський протокол стосовно забруднення атмосфери (1991). Кожній країні виділено квоти на викиди в атмосферу забруднюючих речовин залежно від території та кількості населення. Країни, що мають слаборозвинуту промисловість, продають свої квоти країнам, що їх перевищують. [8]

В Україні основними заходами по попередженню та ліквідації забруднення повітря є регулювання суспільних відношень у відповідності із Законом України “Про охорону атмосферного повітря”.

Серед загальних методів попередження забруднення атмосферного повітря виділяють кілька груп, які відрізняються ступенем їх надійності:

Ш Розсіювання забруднювальних атмосферу речовин за рахунок вирівнювання їх концентрації внаслідок дифузії в повітрі та під впливом вітру;

Ш Консервація та ізоляція джерел забруднення атмосферного повітря;

Ш Очистка викидів в атмосферу;

Ш Створення мало- та безвідходних технологій, при яких практично не утворюються забруднювальні атмосферу речовини.

Всі суб'єкти господарської діяльності, незалежно від форм власності, повинні на виробництвах використовувати засоби захисту повітря від забруднення. Основними важелями впливу на промислові та інші підприємства, з метою захисту повітря, є відповідальність як адміністративна, так і кримінальна для посадових осіб і населення, так і економічні санкції до підприємств, за забруднення повітря. [1]

Використана література

1.Сухарьов С.М. , Чундак С.Ю., Сухарьова О.Ю. Основи екології та охорона довкілля. Навч. посібн. - К.: Центр авчальної літератури, 2006. - 394с.

2.Білявський Г.О., Бутченко Л.І. Основи екології: теорія і практикум. Навч. посібн. - К.: Лібра, 2004. - 368с.

3.Загальна та неорганічна хімія: Підручник для студентів ВНЗ/ В.А.Копілевич, О.І.Карнаухов, Д.О.Мельничук, М.С.Слободяник, С.І.Скляр, К.О.Чеботько. - К.: Фенікс, 2003. - 752с.

4.Ф.Корте, М.Бахадир, В.Клайн, Л.П.Лай, Г.Парлар, І.Шойнерт. Экологическая химия: Пер. с нем / Под ред. Ф. Корте. - М.: Мир, 1997. - 396с.

5.Кумачев А.И., Кузьменюк Н.М. Глобальная экология и химия / Науч.ред В.В.Свиридов. - Мн.: Университетское, 1991. - 184с.

6.КузьменюкН., Стрельцов С., Кумачев А. Екологія на уроках хімії. - Мінськ, 1996.

7.Новіков Ю.В. Екологія, навколишнє середовище і людина. - С-Пб., 2001

8.В.А.Копілевич, Л.В.Войтенко, С.Д.Мельничук, М.Д. Мельничук. Хімія навколишнього середовища: Навч.посібн. - К.: Фенікс, 2004. - 408с.

9.Лозанова И.Н., Орлов Д.С., Садовская Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. - М.: МГУ, 1998. - 287с.