Химические превращения веществ в атмосфере

Практически все химические вещества, попадая в атмосферу, претерпевают превращения под действием солнечного света. Так, молекула А при взаимодействии с квантом света переходит в возбуждённое состояние: А+hνA*.

В дальнейшем возможны следующие превращения:

1. Дезактивация за счёт излучения: А*hν.

2. Дезактивация за счёт соударения: A*+DD*+A.

3. Диссоциация: A+C+B.

Чаще всего, вновь образовавшиеся при дис-социации частицы вещества очень активны и включаются в цепь химических превращений, в результате которых образуются нежелательные соединения, приводящие к фотохимическому смогу.

Последствия загрязнения атмосферы:

Воздух как природный ресурс представляет собой общечеловеческое достояние. Постоянство его состава (чистота) – важнейшее условие существования человечества. Поэтому любые изменения его состава рассматриваются как загрязнения атмосферы. Основными загрязнителями атмосферы являются оксиды углерода (СО), азота (NO_x) и серы (SO_x), углеводороды (C_nH_m) и взвешанные частицы (пыль).

Загрязняющие вещества, выброшенные в воздушный бассейн в виде газов или аэрозолей, могут:

• оседать под действием силы тяжести (крупнодисперсные аэрозоли);

• физически захватываться оседающими частицами (осадками) и поступать в литосферу или в гидросферу;

• включаться в биосферный круговорот соответствующих веществ (углекислый газ, пары воды, оксиды серы и азота и пр.);

• изменять свое агрегатное состояние (конденсироваться, испаряться, кристаллизоваться и т.п.) или химически взаимодействовать с другими компонентами воздуха, после чего пойти одним из вышеуказанных путей;

• находиться в атмосфере длительное время, переносясь циркуляционными потоками в разные слои тропосферы и стратосферы и в разные географические области планеты, до тех пор, пока не создадутся условия для их физической или химической трансформации (например, фреоны).

Сводные данные о количестве наиболее распространенных выбросов показывают, что их основная часть приходится на промышленно развитые страны Северной Америки и Европы, в меньшей степени – Азии. Объем выбросов в период с 1970 по 1990 год несколько снизился.

В результате антропогенного воздействия на атмосферу могут возникать:

• локальная или региональная загазованность приземного слоя;

• трансграничный перенос загрязнений на значительные расстояния;

• различные глобальные (планетарные) эффекты, такие как парниковый эффект или разрушение озонового слоя;

• загрязнение лито- и гидросферы как результат процессов самоочищения атмосферы.

1. Запылённость

Запылённость атмосферы оказывает влияние на отражающую способность Земли (увеличивает). Существует стандарт на суммарную запылённость атмосферы: 1500 кг/га. В промышленных районах запылённость достигает 60000 кг/га. Частицы пыли сокращают доступ ультрафиолетовой радиации и образуют ядра конденсации паров воды. Всё это увеличивает отражающую способность атмосферы и приводит к похолоданию климата. Пыль, попавшая на поверхность ледников, поглощает энергию и способствует их таянию. С другой стороны, промышленная пыль содержит токсичные вещества. Мелкодисперсная пыль свободно проникает в лёгкие и приводит к фиброзным изменениям. Токсичные вещества, содержащиеся в пыли, проникают через слизистую в организм и отравляют его. Особенно опасна асбестовая пыль. Она вызывает микротравмы на клеточном уровне, что приводит к раковым заболеваниям.