Превращения соединений азота в тропосфере



Соединения N в тропосфере NH3, N2O, NO, NO2, нитраты, нитриты, соли аммония; N2O3, N2O5, в условиях тропосферы неустойчивы.

N2O3 + hv → NO + O2

N2O3 + O3 → 2 NO2 + O2

N2O5 → N2O3 + O2

NOX суммарное содержание в тропосфере NO и NO2

NO + HO2 → NO2 + OH

NO + O3 → NO2 + O2

NO + hv → NO + O (≈380 нм)

NO + HO → HNO2

NO2 + HO → HNO3

2 NH3 + O2 → N2 + 3H2O

NH3 + OH → NH2 + H2O

NH2 + O2 → NO + H2O

NH3 + HNO3 → NH4NO3

N2O +hv → N2 + O

N2O + HO → 2NO + H

N2O + O(Д) → 2NO

Превращения соединений серы в тропосфере

В тропосфере происходит процесс окисления S. Основным окислителем является свободный радикал

H2S + OH → H2O + HS

HS + O2 → SO + HO

SO + O2 → SO2 + O

SO + HO2 → SO2 + HO

Окисление SO2 может протекать в разных фазах

SO2 + HV → SO2*

SO2* + 2O2 → SO3 + O3

SO2 + O2 + M → SO3 + O + M*

По энергетическим показателям наиболее удобным 3 телом для SO2 является оксид N.

SO3 + H2O → H2SO4

Исходя из времени жизни SO2 в приземном слое в атмосфере, процесс превращения его протекания также по радикальному механизму

SO2 + OH + M → HSO3 + M*

HSO3 + HO2 → SO3 + 2H2O

SO2 + HO2 → HSO2 + HO

HSO2 + CH3O2 → HSO3 + CH3O

Процесс трансформации H2SO4 значит ускорение над промышленными реакциями. За счет увеличения концентрации и свободного радикала.

В твердой фазе:

CaO + SO2 → CaSO3

MgO + SO2 → MgSO3

CaSO3 + O3 → CaSO4 + O2

Оксиды железа, алюминия, хрома, которые могут присутствовать в атмосфере, значительно ускоряют процесс окисления.

Механизм окисления в твердой фазе наиболее характерен в сильно запыленном воздухе.

Жидкофазное окисление диоксида серы происходит после абсорбции SO2 частицами атмосферной влаги: SO2 + H2O = H2SO3 = H+ + HSO3 - + 2H+ + SO3 2-

 

Превращения органических веществ в тропосфере.

На 1 стадии происходит взаимодействие алкана с OH- радикалом:

R-CH3 + OH = R-CH2 + H2O

CH4+OH = CH3 + H2O

Если образовавшийся радикал взаимодействует с О2,то образуется ещё более неустойчивая частица СН3ОО радикал : СН3 + О2 + М = СН3ОО + М*,который в свою очередь разлагается с образованием метаксильного радикала: 2СН3ОО = 2СН3О + О2

Кроме того 2СН3ОО радикал возможно в процессе взаимодействия с оксидом N и с НО2:

СН3ОО + NО = СН3О + NО2

СН3ОО + НО2 = СН3О + ОН + О2

При взаимодействии метаксильного радикала с О2 образуется формальдегид:

СН3О + О2 = СН2 + НО2

Процесс, когда выброс менее вредного вещества в результате приводит к образованию вредных и особенно токсичных веществ , называется вторичным загрязнением.

Превращение формальдегида (СН2О) происходит под действием ультрофиолетовых лучей длинной порядка 200 нм.

СН2О  СНО + Н

СН2О СО + Н2

СН2О + ОН = СНО + Н2О

СНО + ОН = СО + Н2О

СО + ОН = СО2 + Н

Взвешенные вещества в атмосфере.Что такое аэрозоли ,их классификация. Примеры аэрозолей в окружающей среде.

Взвешенные вещества включают в себя много различных компонентов. В него входят пыль, зола, сажа, дым, сульфаты, нитраты и другие твердые составляющие. Они образуются в результате сгорания всех видов топлива и при производственных процессах. В зависимости от состава выбросов они могут быть и высокотоксичными, и почти безвредными. В основном процессы, приводящие к образованию взвешенных частиц, — это процессы горения, осуществляемые на ТЭЦ, мусоросжигательных заводах, в бытовых печах, двигатели внутреннего сгорания, печи обжига цемента, лесные пожары, вулканическая деятельность.

Дисперсная система состоит из твёрдых ,жидких частиц в газовой фазе ,называются аэрозолями. Аэрозоли классифицируют:

1) По агрегатному состоянию аэрозоли делят на туманы – системы с жидкой дисперсной фазой и дымы – системы с твер­дыми частицами. К дымам следует отнести по этой классификации и пыли – системы с твердыми, но более крупными частицами.

2) По дисперсности аэрозоли с твердой дисперсной фазой разде­ляют на дымы с частицами от 10^-7 до 10^-3 см и на пыли, размер частиц которых обычно больше 10^-3 см. Туманы, как правило, имеют довольно крупные капельки размером от 10^-5 до 10^-3 см.

3) По происхождению системы разделяют, на диспергационные и конденсационные аэрозоли. Диспергационные аэрозоли, образующиеся при измельчении твердых тел или распылении жидкостей. Аэрозоли, полученные методом конденсации из пересыщенных паров или в результате химических реакций.

 Для устойчивости аэрозолей необходимо рядусловий:

1)малая скорость сегментационных частиц;

2)малое отношение сил инерции к силе вязкости;

3)эффект броуновского движения частиц;

4)высокая удельная поверхность системы;

Время жизни частиц аэрозоля определяется скоростью их седиментации, если радиус частиц меньше величины среднего свободного пробега молекул, то скорость движения описывается уравнением Стокса: ,где μ- динамическая вязкость воздуха,для 298 К она равна 1,81 *10^-4 Па*с

Броуновское движение аэрозольных частиц является следствием их случайного соударения с молекулами газа,скорость будет увеличиваться с уменьшением размера частиц.

Аэрозоли обычно подразделяются на две большие группы по происхождению и размерам частиц. Микрочастицы, имеющие радиус меньше 0,5 – 1,0 мкм, образуются в процессах коагуляции и конденсации. Макрочастицы, имеющие радиус более 1,0 мкм, возникают в основном при дезинтеграции поверхности Земли.

Наибольшим временем жизни характеризуются частицы размерамипорядка 10-5 см (0,1 мкм). Максимальный размер жидких аэрозолей составляет около 0,5 см,так как более крупные капли разбиваются вследствие гидродинамических эффектов.


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 307;