Фотохимические загрязнители

Химическая экология атмосферы. Эколого-химические процессы в атмосфере. Аэрозоли и их влияние на окружающую среду. Экологические функции кислорода, азота, серы и их соединений в атмосфере. Озоновый экран и озоновая дыра . Химизм образования фотохимического смога. Оксиды углерода и их роль в фотосинтезе. Химические вещества - загрязнители атмосферы. Парниковый эффект. Кислотные дожди. [c.4]

Углеводороды (СН). Сами углеводороды (кроме бензола и некоторых олефинов), как уже говорилось ранее, не представляют существенной опасности для человека и окружающей среды. Но они опасны прежде всего как промежуточные продукты физических процессов, приводящие к образованию стойких аэрозолей, получивших название смог . Это особый тип загрязнения атмосферы, впервые отмеченный около 50 лет назад в Лос-Анджелесе. Главный источник этих загрязнителей — отработавшие газы двигателей внутреннего сгорания. При неблагоприятном состоянии атмосферы (отсутствие ветра, повышенная влажность, фотохимическое воздействие света, запыленность и т. д.) возникают характерная голубоватая дымка и ухудшение видимости. При этом наблюдается сильное раздражение слизистой оболочки дыхательных путей, глаз. Длительное воздействие смога ведет к повышению заболеваемости среди населения, повреждению растительности, усилению коррозии металлов. Именно из-за смога во многих городах мира полицейские были вынуждены находиться на посту в противогазах. [c.331]

Гетерогенный катализ играет важную роль в борьбе с загрязнением городского воздуха. Как было описано выше, в разд. 10,5, в образовании фотохимического смога участвуют два компонента автомобильных выхлопных газов-оксиды азота и несгоревшие углеводороды. Кроме того, выхлопные газы автомобилей могут содержать большое количество моноксида углерода. Даже при самом тщательном проектировании двигателя и подборе характеристик горючего нормальные условия эксплуатации автомобилей не позволяют снизить содержание этих загрязнителей в выхлопных газах двигателя до приемлемого уровня. Поэтому, прежде чем они попадут в воздух, их необходимо каким-то образом удалять из выхлопных газов. Для этого предназначен каталитический преобразователь. [c.29]

Причиной периодических колебаний концентраций отдельных компонентов может быть не только изменение уровня эмиссии загрязнителей от тех или иных источников, но и происходящие в атмосфере фотохимические процессы. Так, концентрации в городском воздухе формальдегида, выделяемого главным образом автомобильным транспортом, при прочих равных условиях сильно колеблются в зависимости от уровня солнечной радиации. Это объясняется тем, что формальдегид является одним из основных продуктов, образующихся в результате фотохимического окисления углеводородов. Количество формальдегида в воздухе городов Америки достигает 19—27 мкг/м [46]. Еще более высокие концентрации (от 27 до 47 мкг/м ) отмечены в городах Японии [52]. Помимо формальдегида в атмосферу поступают с выхлопными газами и образуются фотохимически другие алифатические и ароматические карбонильные соединения. По данным Дмитриева и соавт. [53] суммарные количества карбонильных соединений в атмосфере городов обычно составляют 50—100 мкг/м , но они могут возрастать примерно на порядок при наличии фотохимических реакций. Из других альдегидов чаще всего и в наибольших количествах обнаруживался ацетальдегид. В воздухе японских городов его концент рации колеблются от 4 до 16 мкг/м [52], в атмосфере Западного Берлина — от 2 до 24 мкг/м [42], а Парижа — от 9 до [c.24]

Лос-Анджелес особенно страдает от фотохимического смога по целому ряду причин. Как мы дальше увидим, выхлопные газы автомобилей являются одним иэ основных источников загрязнения воздуха. В Лос-Анджелесе самая большая в мире плотность автомобильного движения и большое число солнечных дней в году. Эти обстоятельства благоприятствуют образованию смога. Кроме того, метеорологические условия окруженной высокими горами и морем впадины, в которой расположен город, приводят к застаиванию воздушных масс и накоплению загрязнителей. [c.224]

Озон — это единственный загрязнитель, который наиболее ясно характеризует фотохимический смог. Однако Оз, который представляет такую проблему, не выбрасывается автомобилями (или любым основным загрязнителем). Это вторичный загрязнитель. [c.55]

Одним из наиболее эффективных методов снижения загрязнения атмосферы при работе тепловых электростанций является замена твердого (а иногда и жидкого) топлива природным газом. Однако сжигание природного газа в топках парогенераторов не устраняет [Л. 4], а лишь уменьшает загрязнение атмосферного воздуха, так как из трех основных групп загрязнителей в продуктах сгорания топлива (твердые частицы, окислы серы и окислы азота) последняя группа часто остается без изменения. Сравнительно высокое содержание окислов азота в дымовых газах (в пересчете на N02 от 0,2 до 2 г/м ), их высокая токсичность, непрозрачность для солнечных лучей, их активное участие в фотохимических реакциях — все это обусловливает необходимость резкого сокращения выбросов окислов азота в атмосферу. [c.7]

В п. 2.6.1 было показано, что насыщенные кислотой частицы сажи в атмосфере Лондона приносили больщой вред здоровью людей. Загрязнители в атмосфере все еще вызывают беспокойство из-за их влияния на здоровье людей, хотя в настоящее время необходимо принимать во внимание более широкий спектр потенциально вредных следовых веществ. Фотохимический смог, с которым сталкиваются все чаще в современных городах, создает в них атмосферу, непохожую на дымный воздух городов в прошлом. В отличие от угля бензин как топливо дает мало дыма. [c.58]

В последние годы особую актуальность приобрели исследования загрязнителей стратосферы в связи с опасениями, что фотохимическое равновесие в озонсодержащем слое может быть нарушено полетами сверхзвуковых самолетов. Этот слой является основной защитой поверхности земли от ультрафиолетового излучения с длинами волны 200—300 нм. Особый интерес в этой связи представляет молекула N0 , которая, взаимодействуя с озоном, свя- [c.201]

Загрязнители воздуха, которые обсуждались до сих пор, поступали из стационарных источников. Традиционно в результате индустриальной и хозяйственной деятельности в больших городах сжигался уголь. Переход в XX веке к топливам, получаемым из бензина, привел к возникновению совершенно нового вида загрязнения воздуха, связанного с более высокой летучестью жидких топлив. Автотранспорт как важнейший потребитель жидкого топлива стал основным источником современного загрязнения воздуха. Однако загрязнители, которые действительно вызывают проблемы, сами по себе не выбрасываются автотранспортом. Скорее, они образуются в атмосфере в результате реакций первичных загрязнителей, таких, как N0, с несгоревшим топливом, поступающим непосредственно из автомобилей. Химические реакции, приводящие к образованию вторичных загрязнителей, протекают наиболее эффективно при солнечном свете, поэтому возникающее загрязнение воздуха называется фотохимическим смогом. [c.53]

Является основной причиной ухудшения видимости, что связано с образованием различных аэрозолей при фотохимических реакциях между взвешенными частицами, оксидами азота и углеводородами. Значительно ускоряет коррозию металлов, образуя серную кислоту в атмосфере, на поверхности металла. Кроме того, этот загрязнитель вызывает значительное снижение урожая, оказывает общее токсическое действие, нарушает углеводородный и белковый обмен. [c.35]

Все компоненты, подлежащие удалению, необходимо оценить по физике- химическим и санитарно-гигиеническим свойствам. Следует обратить внимание на агрегатное состояние и термодинамические параметры загрязнителей, их реакционную способность или каталитические свойства в атмосферных химических и фотохимических процессах, степень опасности воздействия на живые организмы. По аэрозольным загрязнителям необходимы сведения о размерах частиц, абразивности, слипае-мости, удельном электрическом сопротивлении, характере взаимодействия с жидкостями. Для газообразных загрязнителей важны данные о температурах кипения и деструкции, критических параметрах, теплотах фазовых переходов, характеристиках растворения и др. (например, для горючих газов - о температурах вспышки и воспламенения, теплоте сгорания, концентрационных пределах воспламенения). [c.130]

Загрязнители могут серьезно влиять на другие естественные составляющие атмосферы, в частности снижать концентрацию озона (О3) в ее верхнем слое. По иронии судьбы сам озон местами загрязняет воздух на уровне земли. Он непосредственно поражает многие сельскохозяйственные культуры, вреден для нашего здоровья, а в сочетании с УВ и N0 образует так называемый фотохимический смог. Загрязнителями атмосферы в принципе являются также пыль, шум, лишнее тепло, радиоактивность и электромагнитные поля. [c.420]

Диоксид серы ухудшает видимость в связи с образованием различных аэрозолей при фотохимических реакциях между диоксидом серы, взвешенными частицами, оксидами азота и углеводородами он ускоряет коррозию металлов, образуя серную кислоту в атмосфере или на иоверхностн металла. Кроме того, этот загрязнитель вызывает значительное снижение урожая. [c.22]

В то же время озон - высоко активный и токсичный газ для растений и животных. Поэтому в приземной атмосфере он является опасным загрязнителем. В последние годы в стратосфере содержание озона уменьшалось (озоновые дыры ), в нижних же слоях тропосферы концентрация озона увеличивалась. Заметный рост концентрации его наблюдается летом, что связано с более активным протеканием фотохимических процессов. В городах наибольшее содержание озона отмечается при образовании фотохимического смога. Повышенные концентрации Оз возможны над лесными массивами при протекании фотохимических реакций с участием терпеновых углеводородов, выделяемых хвойными деревьями. При солнечном свете терпеновые углеводороды могут вступать в реакции с диоксидом азота, в результате чего выделяется озон. Наряду с кислотными дождями он может быть ответственен за гибель лесов в промышленно развитых регионах. Особенно чувствительны к озону сосны он проникает в их хвою и разрушает клетки, содержащие хлорофилл, что затрудняет фотосинтез и ослабляет рост деревьев. Озон также ускоряет выщелачивание из хвои важных биогенов в результате кислотных осадков. [c.201]

Фотохимические окислители. К этому типу загрязнителей прежде всего относится озон, далее нитраты пероксиацила, акролеин, формальдегид. Действие повышенных концентраций озона на организм проявляется в раздражении полостей носа и глотки, он также изменяет функцию легких, ухудшает физическое состояние человека. Действие озона на животных уменьшает сопротивляемость к инфекции и увеличивает смертность. Характер воздействия других фотохимических окислителей изучен мало, однако имеются сведения, что воздействие нитратов пероксиацила на мышей, подобно действию оксидов азота, приводит к смертельному исходу, причем действие их выражено в большей степени, чем оксидов серы, и в меньшей, чем озона. [c.29]

Важную роль гуминовые вещества выполняют в обезвреживании, накоплении и миграции загрязнителей. Вредные химические соединения, попавшие в почву, сорбируются главным образом почвенным органическим веществом. Органические загрязнения вовлекаются в процессы микробиологической трансформации и деградации. Часть токсикантов не минерализуется и связывается с гумусовыми кислотами в результате биологических, химических и фотохимических процессов, вследствие чего токсичность загрязняющих веществ уменьшается. [c.138]

Перенос и трансформацию ксенобиотиков в окружающей среде можно изобразить схемой, представленной на рис. 4.3. Вклад каждого из путей в перенос и трансформацию зависит от химической структуры вещества-загрязнителя, структуры экосистемы и физических условий. Например, основными процессами, определяющими поведение пестицидов в атмосфере, являются диффузия в верхние слои, осаждение в почву и водоемы, фотохимическое разложение, гидролиз водяными парами, окисление кислородом [c.250]

Под N0 подразумевается общая концентрация в атмосфере N0 и В газовой промышленности основными их источниками являются компрессорные станции и различного рода устройства для сжигания топлива. Опасность атмосферного загрязнения окислами азота заключается не только в их собственной токсичности, а главным образом в той роли, которую они играют в образовании "фотохимического смога , участвуя в фотохимических реакциях в атмосфере. Б результате этих реакций образуются другие химические вещества, оказывающие негативное воздействие на человека, животный и растительный мир. Известно, что при некоторых обстоятельствах, когда окислы азота присутствуют в атмосфере даже в достаточно больших концентрациях, тем не менее образование смога не происходит из-за отсутствия в атмосфере условий, необходимых для протекания фотохимических реакций (солнечная радиация, наличие озона и других загрязнителей, высокая температура воздуха и т.д.). [c.59]

Фотохимический смог — не единственная проблема, создаваемая транспортом. С автомобилями связывают и другие загрязнители, например свинец (РЬ) и бензол (СбНб). Успех использования тетралкилов свинца в качестве антидетонаторов для улучшения работы автомобильных двигателей привел к тому, что в странах, где много автомобилей, сконцентрировались очень большие количества свинца. Особенно много его осаждалось в городах и вблизи наиболее загруженных дорог. Свинец токсичен, и с ним связан ряд проблем, относящихся к здоровью. Пожалуй, наиболее тревожны результаты исследований (правда, трудно воспроизводимых), дающие основание предполагать, что сравнительно низкие концентрации свинца снижают умственные способности детей. [c.58]

К другим вторичным загрязнителям, возникающим в результате фотохимических реакций, следует отнести азотную кислоту (при условии сжигания газа), а также N0,, которая образуется в атмосфере путем окисления N0 по реакции [c.237]

Наконец, необходимо напомнить, что не только материалы разрушаются фотохимическим смогом, но и растения особенно чувствительны к современным атмосферным загрязнителям. Вспомните, что именно эта чувствительность привела Хааген-Смита к признанию необычности лос-анджелесского смога. Озон повреждает растения путем изменения проницаемости клеток для важных ионов типа калия. Ранние симптомы такого повреждения проявляются в виде мокрых областей на листьях. [c.61]

Характерными загрязнителями являются озон и диоксид азота в сочетании с множеством органических соединений. Концентрации Оз и N02 столь велики, что озон легко чувствуется по запаху, а большое скопление частиц вызывает появление бурой дымки в воздухе. Известно, что загрязнение приводит к таким последствиям, как деструкция материалов, например резины, подавление растительности, уменьшение видимости и возрастание количества респираторных заболеваний. Наиболее очевидным, сразу проявляющимся следствием фотохимического смога является раздражение глаз, вызываемое такими соединениями, как формальдегид, акролеин и пероксиацетил-нитрат (ПАН). [c.224]

Ошибки такого рода типичны при оценке метода термического обезвреживания, который часто рассматривается в качестве универсального средства. Если термообезвреживанию подвергаются токсичные органические вещества - альдегиды, кетоны, органические кислоты, ароматические соединения, молекулы которых содержат только атомы С, Н и О, то при правильной организации процесса сжигания они почти полностью окисляются до практически безвредных СО и Н О. Вместе с тем в процессе горения образуются оксиды азота NO и NO , которые сами по себе менее токсичны, чем исходные соединения, но по воздействию на биосферу сравнимы с формальдегидом, акролеином, оксидами серы и др. соединениями, участвующими в образовании сульфатных и фотохимических смогов. Формальный расчет степени обезвреживания по исходным загрязнителям может показать картину глубокой очистки вредных выбросов, в то время как учет в формуле (4.5) образовавшихся оксидов азота поможет выявить реальную ситуацию. Если степень очистки выбросов окажется при этом недостаточной (например, при высоких концентрациях оксидов азота, характерных для энергетических парогенераторов и высокотемпературных печей), то может возникнуть вопрос о двухступенчатой очистке и, следовательно, о дополнительных затратах средств. При таком варианте решения задачи полный коэффициент очистки можно подсчитать по формуле (4.6), учитывающей результаты обеих ступеней обезвреживания. [c.154]

В Германской Демократической республике, как и в СССР, исследованием атмосферы занимаются институты и кафедры гигиенического профиля (Берлин,, Росток), разрабатывающие методические указания к наблюдению за загрязнением воздуха городов. Научное и методическое руководство осуществляет метеорологическая обсерватория в Вансдорфе. Значительную работу проводят пункты контроля выхлопных газов автомобилей министерства металлообрабатывающей-промышленности и автомобилестроения. Широко проводятся исследования фотохимического образования озона как основного загрязнителя, образующегося в-, воздухе из-за наличия в нем окиси азота и углеводородов. [c.10]

Вторичные газообразные загрязнители могут образовываться в процессе термических, химических или фотохимических реакций. Например, при термическом окислении двуокиси серы образуется трехокись серы, которая при pa TBqpeHHH в воде дает начало образованию тумана серной кислоты (катализируемого оксидами марганца и железа). Фотохимические реакции между окислами азота и реакционноспособными углеводородами могут давать озон (Oj), формальдегид и пероксиацетилнитрат в реакциях между хлористым водородом и формальдегидом может образовываться дцхлорметиловый эфир. [c.46]

Миграция и трансформация в окружающей среде. В атмосфере и в воде летучие А. У. мигрируют на довольно значительные расстояния. Так, ароматические фракции автомобильных выхлопных газов из Цюриха находили в Цюрихском озере и р. Глатт, а этилбензол, ксилолы, пропилбензол, этилтолуолы и тетраметил-бензолы из Сиднея обнаруживались в отдаленных районах Нового Южного Уэльса. Органические загрязнители могут увеличивать абсорбцию углеводородов в воде, толуол и ксилолы могут быть окислены в воде озоном. Интенсивность фотохимического окисления А. У, увеличивается в присутствии оксидов азота или твердых частиц, на поверхности которых происходят каталитические реакции. В случае, когда автомобильные газовыхлопы подвергаются воздействию УФ облучения в присутствии оксидов азота, около 30 % содержащегося в них бензола, 60 % толуола и 84 % ксилолов разлагаются в течение 6 ч. [c.113]

Наиболее значительную фракцию образуют углеводороды, на долю которых приходится более 90% общего количества органических соединений в атмосфере современных городов. Эта группа загрязнителей представлена парафиновыми, нафтеновыми, олефиновыми, ацетиленовыми и ароматическими углеводородами. Особого внимания заслуживают последние, так как бензол и его гомологи являются токсичными веществами. Кроме того, изучение поведения алкилбензолов в смоговых камерах показало, что они легко включаются в процессы, приводящие к образованию аэрозолей и других вторичных загрязнителей атмосферы, в том числе окислителей и альдегидов. Особенно активны в фотохимических реакциях ди- и триалкилбензо-лы, которые по реакционной способности близки к некоторым олефинам [55]. [c.25]

Имеющаяся информация не дает возможности полностью оценить истинное влияние температуры на эффективность действия заданных концентраций S02, H l или HF. Это относится к влиянию температурного фактора до, во время и после газации загрязнителем. На основании анализа результатов экспериментов с фотохимическими окислителями, проведенных для выяснения роли температурных условий в период культивирования растений (Kendri k et al., 1953 Juhren et al., 1957), было сделано заключение о снижении чувствительности растений после пребывания в течение одного или нескольких дней перед газацией при низких или высоких температурах, в то время как после пребывания при нормальных температурах чувствительность увеличивалась. Четыре сорта табака, выдерживавшиеся в течение двух недель перед воздействием озона при дневной температуре 20°С и ночной 15°С, обладали большей устойчивостью, чем растения, выращивавшиеся при температурах 25 и 20°С соответственно. Учитывая существование зависимости между чувствительностью растения и содержанием углеводов в листьях (см. разд. 2.5.1.1), повышение чувствительности в условиях высокой температуры может быть объяснено как следствие больших скоростей дыхания. При продолжительном культивировании растений в различных температурных условиях особенно трудно отделить влияние различных стадий развития от прямого влияния температуры на чувствительность растений. [c.67]

Поэтому из общего числа веществ выделяют несколько наиболее часто встречающихся в воздухе. В отличие от специфичных загрязнителей они получили название основных (первичных или приоритетных). К основным загрязнителям в первую очередь относят оксид углерода ( Ц ). оксиды азота, диоксид серы и углеводороды. Некоторые авторы считают основными и другие загрязнители, увеличивая их число до 6-15 [Ю, с. 5-7J. К важнейшим загрязнителям относят и вторичные продукты, образующиеся в атмосферё в ходе химических реакций фотохимические оксиды (в первую очередь, озон), аммиак, оксид азота ( I ) и др. Перечень наиболее опасных загрязнителей включен в статистйческую отчетность ЦСУ СССР 18 . Из этого следует, что они должны анализироваться, воспроизводиться и дозироваться в первую очередь. Подобный подход к проблеме в настоящее время стал общепризнанным. [c.18]

Для решения указанных вопросов с учетом конкретной природно -климатической специфики регаона и территориального расположения объектов нами были проанализированы и обоснованы различные механизмы фотохимических (смоговых) превращений и трансформаций продуктов сгорания в атмосфере, а также рассеивания и осаждение образующихся вредных компонентов на поверхность земли, включая аэг >золь азотной кислоты. Возможный механизм фотохимических превращений углеводородных соединений и кислых компонентов в атмосфере показан на рис. 11. Принципиальная схема процесса осаждения загрязнителей дана на рис. 12. [c.199]

В атмосфере происходят фотохимические процессы, с помощью которых перерабатываются загрязняющие вещества и восстанав-лкво ся баланс. Однако с начала XX в. человек выбросил в атмосферу такое количество загрязнителей, что они нарушают природ-иыс u,Ju e ы восстановления баланса. [c.16]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология