Реферат на тему смог
Обновлено: 25.06.2024
Важную роль в обеспечении безопасности жизнедеятельности человека выполняет оптимизация условий среды в антропоэкологических системах. Доминирующим фактором в них является сообщество людей и продукты его производственной и общественной деятельности. Важнейшими современными антропоэкологическими: системами являются города сельские поселения транспортные коммуникации. Они характеризуются определенным сочетанием природных и хозяйственно-культурных условий, особенно заметны положительные и отрицательные черты антропоэкологических систем на примере городов
Рост городов и связанные с этим процессы носят название урбанизации. Города появились всего около 7000 лет назад, к 1950 году в них проживало около 28%, а к 1970 г. – 40% населения планеты. К началу 21 века, по расчетам разных исследователей, ожидается дальнейшее возрастание доли городского населения от 56-62% до 70-90%. Сейчас более 1/5 горожан проживают в городах с числом жителей не менее 1 млн.: В странах с большой плотностью населения происходит слияние соседних городов и образование мегаполисов.
Шум и вибрация на урбанизированных территориях оказывают мешающее действие, вызывают возбуждение ЦНС, нарушение сна, влияют на работоспособность.
Высокая плотность, контактность населения способствуют быстрому распространению инфекционных заболеваний.
У жителей крупных городов наблюдается неблагоприятный сдвиг в характере питания. Повышается калорийность пищи, характерным является увеличение в рационе жиров, уменьшение количества овощей и молока.
Таким образом, по некоторым показателям антропоэкологические системы приобретают признаки экстремальности. Решение задач устранения этих признаков является одним из важнейших вопросов обеспечения безопасности жизнедеятельности в антропоэкологических системах. При этом необходимо проведение фундаментальных исследований по изучению всех сторон жизни и деятельности различных слоёв общества, изучению состояния здоровья и всех видов движения населения.
Загрязнение регионов техносферы токсичными веществами
Регионы техносферы и природные зоны, примыкающие к очагам техносферы, постоянно подвергаются активному загрязнению различными веществами и их соединениями. Рассмотрим различные виды загрязнений.
Загрязнение атмосферы
Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками относят: пыль (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающую при эрозии почвы, частицы морской соли); туман; дым и газы от лесных и степных пожаров; газы вулканического происхождения; различные продукты растительного, животного происхождения и др.
Естественные источники загрязнения бывают либо распределенными, например выпадение космической пыли, либо локальными, например лесные и степные пожары, извержения вулканов. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением времени.
Основное антропогенное загрязнение атмосферного воздуха создают автотранспорт, теплоэнергетика и ряд отраслей промышленности.
Самыми распространёнными токсичными веществами, загрязняющими атмосферу, являются: оксид углерода, диоксид серы, оксид азота, углеводороды и пыль. Основные антропогенные источники примесей атмосферы и их среднегодовая концентрация в воздухе приведены в следующей таблице:
| Примеси | Антропогенные источники | Среднегодовая концентрация в воздухе, мг./м куб. |
| Пыль | Сжигание топлива в промышленных и бытовых установках | В городах 0,04 – 0,4 |
| Диоксид серы | Сжигание топлива в промышленных и бытовых установках | В городах до 1,0 |
| Оксид углерода | Автотранспорт, промышленные энергоустановки, предприятия чёрной металлургии | В районах с развитой промышленностью до 0,2 В городах 1….50 |
| Летучие углеводороды | Автотранспорт, испарение нефтепродуктов | В районах с развитой промышленностью до 0,3 |
| Полициклические ароматические углеводороды | Автотранспорт, химические и нефтеперерабатывающие заводы | В районах с развитой промышленностью до 0,01 |
Кроме приведенных выше веществ и пыли в атмосферу выбрасываются и другие, более токсичные вещества. Так, вентиляционные выбросы заводов электронной промышленности содержат пары плавиковой, серной, хромовой и других минеральных кислот, органические растворители и т. п. В настоящее время насчитывается более 500 вредных веществ, загрязняющих атмосферу, их количество увеличивается.
При использовании воду, как правило, загрязняют, а затем сбрасывают в водоемы. Внутренние водоемы загрязняются сточными, водами различных отраслей промышленности (металлургической, нефтеперерабатывающей, химической и др.), сельского и жилищно-коммунального хозяйства, а также поверхностными стоками. Основными источниками загрязнений являются промышленность и сельское хозяйство.
Загрязнители делятся на биологические (органические микроорганизмы), вызывающие брожение воды; физические, изменяющие ее прозрачность (мутность), температуру и другие показатели.
Биологические загрязнения попадают в водоемы с бытовыми и промышленными стоками, в основном предприятий пищевой, медико-биологической, целлюлозно-бумажной промышленности.
Биологические загрязнения оценивают биохимическим потреблением кислорода – БПК. БПК5 – это количество кислорода, потребляемое за 5 суток микроорганизмами – деструкторами для полной минерализации органических веществ, содержащихся в 1 л воды.; Нормативное значение БПК5 = 5 мг./л.. Реальные загрязнения сточных вод таковы, что требуют значений БПК на порядок больше.
Химические загрязнения поступают в водоемы с промышленными, поверхностными и бытовыми стоками. К ним относятся нефтепродукты, тяжелые, металлы и их соединения, минеральные удобрения, пестициды, моющие средства. Наиболее опасны свинец, ртуть, кадмий.
Физические загрязнения поступают в водоемы с промышленными стоками, при сбросах извыработок шахт, карьеров, при смывах с территорий промышленных зон, городов, транспортных магистралей, за счет осаждения атмосферной пыли.
Загрязнение земель
Нарушение верхних слоев земной коры происходит при: добыче полезных ископаемых и их обогащении; захоронении бытовых и промышленных отходов; проведении военных учений и испытаний и т. п. Почвенный покров существенно загрязняется осадками в зонах рассеивания различных выбросов в атмосфере, пахотные земли – при внесении удобрений и применении пестицидов.
Существенно загрязнение земель в результате седиментации токсичных веществ из атмосферы. Наибольшую опасность представляют предприятия цветной и черной металлургии. Зоны загрязнений их выбросами имеют радиусы около 20-50 км, а превышение ПДК достигает 100 раз. К основным загрязнителям относятся никель, свинец, бенз(а)пирен, ртуть и др.
Опасны выбросы мусоросжигающих заводов, содержащие тетра-этилсвинец, ртуть, диоксины, бенз(а)пирен и т. п. Выбросы ГЭС содержат бенз(а)пирен, соединения ванадия, радионуклиды, кислоты и другие токсичные вещества. Зоны загрязнения почвы около трубы имеют радиусы 5 км и более.
Интенсивно загрязняются пахотные земли при внесении удобрений и использовании пестицидов. Внесение удобрений компенсирует изъятие растениями из почвы азота, фосфора, калия и других веществ. Однако вместе с удобрениями, содержащими эти вещества, в почву вносятся тяжёлые металлы и их соединения, которые содержатся в удобрениях как примеси. К ним относятся: кадмий, медь, никель, свинец, хром и др. Выведение этих примесей из удобрений – трудоемкий и дорогой процесс. Особую опасность представляет использование в качестве удобрений осадков промышленных сточных вод, как правило, насыщенных отходами гальванического и других производств.
Смог и фотохимический туман
В ряде городов атмосферные выбросы столь значительны, что при неблагоприятной для самоочищения атмосферы погоде (безветрие, температурная инверсия, при которой дым стелется к земле, антициклональная погода с туманом) концентрация загрязнений в приземном воздухе достигает критической величины; при которой наблюдается остро выраженная реакция организма на вредные атмосферные выбросы. Здесь различают две ситуации: густой туман, смешанный с дымом лондонского типа и фотохимический туман (лос-анджелесский).
Смог лондонского типа наблюдается при пасмурной, туманной погоде, способствующей значительному возрастанию концентрации сернистого ангидрида и трансформации его в еще более токсичный аэрозоль серной кислоты. Одновременное возрастание концентрации других ингредиентов атмосферных выбросов может усиливать действие сернистого ангидрида или катализировать его превращение в серный ангидрид. Наиболее легкие симптомы при действии смога – резь в глазах, слезотечение, сухой кашель, тошнота, головная боль; умеренные симптомы – кашель с мокротой, стеснение в груди, общая слабость; тяжелые – чувство удушья. Тяжело переносят смог лица, страдающие бронхиальной астмой, декомпенсированными формами заболеваний сердца, хроническим бронхитом с эмфиземой т. д.
Фотохимический туман впервые наблюдался в Лос-Анджелесе, затем в Токио, Мехико и других городах. В его образовании огромную роль играют выхлопные газы автотранспорта.
В России в 2001 г. произошло увеличение выбросов вредных веществ автомобильным транспортом на 20%. Предполагается, что этот рост будет происходить за счет значительного увеличения парка легковых автомобилей и изменения структуры парка грузового транспорта.
Механизм образования фотохимического тумана следующий: молекулы окислов азота содержащихся в выхлопных газах, возбуждаются за счет энергии ультрафиолетовых лучей солнца, затем, реагируя с кислородом воздуха, образуют озон. Последний, реагируя с углеводородом выхлопных газов или выбросов нефтеперерабатывающих предприятий, образует фотооксиданты: органические перекиси, свободные-радикалы, альдегиды, кетоны. Накапливаясь при ясной безветренной погоде на улицах города, озон и фотооксиданты вызывают сильное раздражение глаз, верхних дыхательных путей, результатом которого являются слезотечение, мучительный кашель. Понижается видимость в атмосфере, повреждаются зеленые насаждения, поверхности зданий и т. д.
Из всего спектра электромагнитного излучения для образования фотохимического тумана имеет значение лишь узкая область, включающая ближнее УФ-излучение и видимое излучение с длиной волны 200-760 нм. Это объясняется тем, что именно в данной области энергия фотонов соизмерима с энергией химических связей и, следовательно, поглощение света может иметь фотохимический эффект. Поэтому фотохимический туман образуется именно в ясные дни.
По экспертным оценкам, более чем в 150 городах России преобладающее влияние на загрязнение воздушного бассейна оказывает именно автотранспорт. В этот список попадают Сочи, Анапа, Ессентуки, Кисловодск, Нальчик, Пятигорск, Минеральные Воды и ряд крупнейших центров с населением более 500 тыс. человек: Москва, Санкт-Петербург, Ростов-на-Дону, Воронеж, Краснодар, Пенза, Тюмень и др.
Выбросы в объеме свыше полумиллиона тонн в год наблюдались в Краснодарском крае, Московской: области, Башкортостане, Алтайском и Красноярском краях, Ростовской области и в самой Москве.
Задачи и функции аптечной организации: Аптеки классифицируют на обслуживающие население; они могут быть.
8. Меры предупреждения смога и средства защиты от него.
11. Список используемой литературы
12. Защитное слово
Летом 2010 года я узнал из радио и телевизора о том, что большая часть центральной части нашей страны охвачена лесными пожарами. Я с тревогой и сожалением следил за событиями в стране. Ведь сгорело много сёл, деревень, погибли люди, а вокруг крупных городов образовался густой смог. И хотя я был в это время на даче, за городом, но тоже почувствовал едкий запах смога от лесных пожаров. Всё это очень взволновало меня, и я задумался, почему он так вреден для здоровья человека, как смог образуется в воздухе, как избежать образования смога и его последствий для человека. Я решил изучить явление смога подробнее. Так возникла идея моего проекта.
2. Смог-явление природы
Смог бывает следующих типов: ледяной, радиационный, фотохимический и вулканический.
Смог, который образуется при извержении вулканов, когда в воздухе достигается высокая концентрация сернистого газа, получил название - вулканический смог или англ. voq
Ледяной смог аляскинского типа - смог, образующийся при низких температурах из пара отопительных систем и бытовых газовых выбросов. Этот смог состоит из огромного количества мельчайших капелек воды или кристалликов льда, находящихся во взвешенном состоянии в воздухе непосредственно у поверхности земли. Такие ледяные туманы наблюдаются часто в Арктике, на Аляске и других северных районах.
Фотохимический смог - сухой туман, содержащий большое количество вредных веществ, выделяемых промышленными предприятиями , автотранспортом и лесными пожарами. Как правило, возникает в летнюю, жаркую, безветренную погоду в больших мегаполисах. Под действием солнечного света вредные вещества в ходе фотохимических реакций превращаются в ещё более опасные для человека вещества. Такой тип смога впервые был отмечен в 1950-е годы в Лос-Анджелесе и получил название – смог лос-анджелесского типа. Наблюдался в Афинах, Мадриде и других мегаполисах.
4. Вредные вещества, содержащиеся в смоге и их влияние на человека.
Главными поставщиками вредных веществ в атмосферу являются выбросы промышленных предприятий, при выплавке металлов, при переработке нефтепродуктов, при производстве химикатов. В крупных городах одним из основных загрязнителей воздуха являются выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Также много вредных веществ выделяют теплоэлектростанции, сельское хозяйство. Все эти загрязнители служат причиной головной боли, заболеваниям нервной системы , воспалениям органов дыхания и глаз, обострениям сердечно-сосудистых заболеваний. Самым ранним из случаев появления смога, имевшего серьёзные последствия, были события в городе Доноре ( штат Пенсильвания, США ) в октябре 1948 года-20 человек умерли в течение нескольких дней, число заболевших превысило 6 тысяч. Спустя 4 года, в декабре 1952 года , смертоносный туман, опустившийся на Лондон, унёс жизни 4000 человек, более 10000 тяжело заболели.
5.Подготовка к опыту.
Для проведения опыта мне понадобились следующие предметы:
1.Стеклянная банка ёмкостью 700 мл.
2.Алюминивая фольга размером, чтобы она покрывала горлышко банки.
3.Кубики льда, в количестве 3 -4 штук.
4.Бумага размером не менее 25 см. длиной и15 мм и шириной.
5.Линейка длиною не менее 25 см.
8.Спички или зажигалка.
9. Помощь взрослого.
Фото №1 приложения.
1.Подготовил все необходимые предметы для опыта.
2.Отмерил на бумаге полоску длиной 25см. и шириной 1,5см.(фото №2).
3.Отрезал полоску ( фото№3).
4.Сложил полоску пополам и скомкал её (фото№4 и №5).
6.Снял фольгу и отложил её в сторону .Положил 3 кубика льда на крышку из фольги, чтобы она охладилась ( фото № 8 и № 9).
7.Налил в банку немного воды (фото №10).
8. Поболтал банку, чтобы её стенки намокли (фото№11).
9.Вылил воду из банки (фото№12).
10. Позвал на помощь маму.
11.Поджёг бумагу и положил её и спичку во влажную банку (фото№13).
12.Быстро накрыл банку крышкой из фольги и крепко прижал её (фото№14).
13.Сверху, на середину фольги положил 3 кубика льда (Фото№15).
14.Наблюдал, как образовывался смог в банке (фото №16).
7. Результаты опыта.
В результате опыта в банке образовалось подобие смога.
Когда я положил в банку горящую бумагу, часть влаги, находящейся в банке, превращается под действием температуры в пар.
Лёд заставил небольшое количество пара сконденсироваться, и тот превратился в мельчайшие капли. Это создало в банке лёгкую дымку.
Тёплый влажный воздух встретился с холодным. Холодный воздух заставил влагу тёплого воздуха сконденсироваться в мелкие капельки, которые держаться в воздухе. Так как ветра в банке не может быть образовался смог.
Когда я открыл банку, то почувствовал резкий запах гари, который держался в комнате минут 15,как при настоящем смоге и мне пришлось проветривать комнату.
8.Меры предупреждения смога и средства защиты.
Таким образом, проведя опыт, я наглядно увидел, как и почему возникает смог. Узнал, что смог бывает четырёх типов. Увидел, каково вредное воздействие смога на организм человека, и как защитить себя и своих близких от него . В ходе проекта я понял, что необходимо делать для того ,что бы смог не возникал, и как государство работает над этой проблемой. Проблема смога по-настоящему взволновала всё население нашей страны этим летом. Никто не остался равнодушным. Давайте вместе задумаемся, как сделать воздух родного города чище!
11.Список используемой литературы.
1.Боровский Е.Г. Химическое загрязнение атмосферы.
2 . Голдовская Л.Ф. Химия окружающей среды.М.Мир,2008;
3.Садовникова Л.К., Орлов Д.С., Лозановская И.Н.
Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении. М.; Высшая школа, 2008.
Смог как сильное загрязнение воздуха в больших городах и промышленных центрах, основные причины и предпосылки его появления, химический состав и оценка негативного влияния на окружающую среду. Типы смогов и их влияние на здоровье человека, пути снижения.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.09.2013 |
| Размер файла | 27,0 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Смоги. Типы смогов
Урбанизация в целом явление прогрессивное. Концентрация производства, научных, культурных учреждений, учебных заведений создает предпосылки роста общей культуры, улучшения быта, занятости людей, снабжения продовольствием, медицинского обслуживания. Вместе с тем, в городах наиболее выражены негативные изменения природной среды.
Все эти проблемы влияют не только на состояние окружающей среды, но и на здоровье самого человека. Рассмотрению проблем экологии в современном мире и будет посвящена эта работа.
1. Типы смогов
Смог (англ. smog, от smoke - дым и fog - туман), сильное загрязнение воздуха в больших городах и промышленных центрах.
С 30-х гг. над Лос-Анджелесом в теплое время года стал появляться смог - туман влажностью около 70%. Это явление назвали фотохимическим туманом, так как для его возникновения необходим солнечный свет, вызывающий сложные фотохимические превращения смеси углеродов и окислов азота, поступивших в воздух в результате автомобильных выбросов, в вещества, значительно превышающие по своей токсичности исходные атмосферные загрязнения.
В настоящее время во многих крупных городах мира - Нью-Йорке, Чикаго, Бостоне, Детройте, Токио, Милане - образуется фотохимический туман.
Смесь ряда первичных и вторичных загрязнителей, образующихся в нижней тропосфере, когда некоторые из первичных загрязнителей (особенно оксиды азота и углеводороды из выхлопных газов машин) взаимодействуют друг с другом под влиянием солнечного света, называется фотохимическим смогом.
Смог бывает следующих типов:
2. Оксид серы (SO2) возбуждается солнечным светом с образованием радикала SO2. Последний реагирует с кислородом до радикала SO4, который мгновенно распадается в присутствии атомарного кислорода. Атомарный кислород может окислять следующую молекулу SO2:
SO2 + O2 > SO4 > + O;
3. Триоксид серы реагирует с водой до образования серной кислоты:
H2SO4 и SO2 нейтрализуются в щелочной среде слизистой оболочки рта. Но поскольку SO2 абсорбируется на пылинках, а гигроскопичная серная кислота образует аэрозоли, оба соединения могут попасть в легкие и привести к защелачиванию кровеносных капилляров. Как следствие, возникает псевдокрупозное воспаление легких, астма и смертельный отек легких (в 1952 году причина гибели в Лондоне 4000 человек). Возникает в больших городах с высокой плотностью транспорта. Формируется в атмосфере под действием солнечного света при отсутствии ветра и при низкой влажности из компонентов, характерных для выхлопных газов автомобилей.
Под действием ультрафиолетового излучения Солнца оксиды азота и углеводороды вступают между собой в фотохимические реакции и образуют агрессивный фотохимический смог, содержащий озон и другие сильные окислители - пероксиацетилнитраты (ПАН), альдегиды, кетоны и другие вредные вещества, характеризующиеся раздражающим (глаза, верхние дыхательные пути) и аллергическим действием.
5. Ледяной смог аляскинского типа - смог, образующийся при низких температурах из пара отопительных систем и бытовых газовых выбросов.
6. Сухой смог лос-анджелесского типа - смог, возникающий в результате фотохимических реакций, которые происходят в газовых выбросах под действием солнечной радиации; устойчивая синеватая дымка из едких газов без тумана. Лос-анджелесский тип смога, или фотохимический смог, не менее опасен, чем лондонский. Возникает он летом при интенсивном воздействии солнечной радиации на воздух, насыщенный, а вернее, перенасыщенный выхлопными газами автомобилей. В Лос-Анджелесе, выхлопные газы более четырех миллионов автомобилей выбрасывают только оксидов азота в количестве более чем тысяча тонн в сутки. При очень слабом движении воздуха или безветрии в воздухе в этот период идут сложные реакции с образованием новых высокотоксичных загрязнителей - фотоок-сидантов (озон, органические перекиси, нитриты и др.), которые раздражают слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта, легких и органов зрения. Только в одном городе (Токио) смог вызвал отравление 10 тыс. человек в 1970 г. и 28 тыс. - в 1971 г. По официальным данным, в Афинах в дни смога смертность в шесть раз выше, чем в дни относительно чистой атмосферы. В некоторых наших городах (Кемерово, Ангарск, Новокузнецк, Мед-ногорск и др.), особенно в тех, которые расположены в низинах, в связи с ростом числа автомобилей и увеличением выброса выхлопных газов, содержащих оксид азота, вероятность образования фотохимического смога увеличивается.
Фотохимический смог - смог, основной причиной возникновения которого считаются автомобильные выхлопы. Автомобильные выхлопные газы и загрязняющие выбросы предприятий в условиях инверсии температуры вступают в химическую реакцию с солнечным излучением, образуя озон.
Фотохимический смог может вызвать поражение дыхательных путей, рвоту, раздражение слизистой оболочки глаз и общую вялость. В ряде случаев в фотохимическом смоге могут присутствовать соединения азота, которые повышают вероятность возникновения раковых заболеваний.
Фотохимический смог представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрие или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ. Такие условия создаются чаще в июне - сентябре и реже зимой. При продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы, последний, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул, и избыток озона. В результате продолжающейся диссоциации новые массы диоксида азота расщепляются и дают дополнительные количества озона. Возникает циклическая реакция, в результате которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты. Последние являются источником, так называемых свободных радикалов, отличающихся особой реакционной способностью. Такие смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной систем и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.
Смог наблюдается обычно при слабой турбулентности (завихрение воздушных потоков) воздуха, и, следовательно, при устойчивом распределении температуры воздуха по высоте, особенно при инверсиях температуры, при слабом ветре или штиле.
Инверсии температуры в атмосфере, повышение температуры воздуха с высотой вместо обычного для тропосферы её убывания. Инверсия температуры встречаются и у земной поверхности (приземные инверсии температуры.), и в свободной атмосфере. Приземные инверсия температуры чаще всего образуются в безветренные ночи (зимой иногда и днём) в результате интенсивного излучения тепла земной поверхностью, что приводит к охлаждению как её самой, так и прилегающего слоя воздуха. Толщина приземных инверсия температуры составляет десятки - сотни метров. Увеличение температуры в инверсионном слое колеблется от десятых долей градусов до 15-20.°С и более. Наиболее мощны зимние приземные инверсия температуры в Восточной Сибири и в Антарктиде.
В тропосфере, выше приземного слоя, инверсия температуры чаще образуются в антициклонах благодаря оседанию воздуха, сопровождающемуся его сжатием, а следовательно - нагреванием (инверсии оседания). В зонах фронтов атмосферных инверсия температуры создаются вследствие натекания тёплого воздуха на нижерасположенный холодный. В верхних слоях атмосферы (стратосфере, мезосфере, термосфере) инверсия температуры возникают из-за сильного поглощения солнечной радиации. Так, на высотах от 20-30 до 50-60 км расположена инверсия температуры, связанная с поглощением ультрафиолетового излучения Солнца озоном. У основания этого слоя температура равна от - 50 до - 70°C, у его верхней границы она поднимается до - 10 - + 10°С. Мощная инверсия температуры, начинающаяся на высоте 80-90 км и простирающаяся на сотни км вверх, также обусловлена поглощением солнечной радиации.
Инверсия температуры являются задерживающими слоями в атмосфере; они препятствуют развитию вертикальных движений воздуха, вследствие чего под ними накапливаются водяной пар, пыль, ядра конденсации. Это благоприятствует образованию слоев дымки, тумана, облаков. Вследствие аномальной рефракции света в инверсия температуры иногда возникают миражи. В инверсии температуры образуются также атмосферные волноводы, благоприятствующие дальнему распространению радиоволн.
Атмосферный волновод, слой воздуха, непосредственно примыкающий к поверхности Земли или приподнятый над ней, который отклоняет распространяющиеся в нём радиоволны к поверхности Земли. При определённых метеорологических условиях, когда температура убывает с высотой медленнее, а влажность воздуха быстрее, чем при нормальных условиях, волна, вышедшая под небольшим углом к горизонту, на некоторой высоте испытывает полное отражение, отклоняется обратно к земной поверхности и отражается от неё. Этот процесс может повторяться многократно, в результате чего радиоволны распространяются вдоль поверхности Земли на большие расстояния без заметного ослабления. Такой способ распространения радиоволн в атмосфере называется волноводным, он напоминает распространение радиоволн в радиоволноводах. В атмосферных волноводах могут распространяться волны, для которых длина волны l меньше некоторого критического значения lкр (обычно lкр Ј 50-100 V), т.е. дециметровые, сантиметровые и более короткие волны.
Смог снижает видимость, усиливает коррозию металлов и сооружений, оказывает отрицательное воздействие на здоровье человека. Интенсивный и длительный смог может явиться причиной повышения заболеваемости и смертности.
Лекции
Лабораторные
Справочники
Эссе
Вопросы
Стандарты
Программы
Дипломные
Курсовые
Помогалки
Графические
Доступные файлы (1):
n1.doc
Смог, загрязнение атмосферы, оксиды азота и серы, солнечная радиация, углеводороды, Лос-Анджелесский тип смога, Лондонский тип смога, бронхит, астма, кашель, катализаторы, очищение выхлопных газов.
Смог — это ядовитая смесь дыма, тумана и пыли. С ним в большей степени знакомы обитатели мегаполисов и больших промышленных городов.
Типов смога можно выделить два. Первый тип (лос-анджелесский) связан с загрязнением воздуха выхлопными газами транспорта, содержащими оксиды азота. Второй тип (лондонский) связан с загрязнением атмосферы копотью или дымами, содержащими диоксид серы.
Из 20 умерших – один – жертва смога. Ежегодно три миллиона человек умирает от загрязнения атмосферы. В восьми самых крупных городах мира ежегодно смог уносит жизни 3500 человек.
Универсальных методов борьбы с этим явлением нет. Единственный способ ликвидировать смог – это не допускать попадания загрязняющих веществ в атмосферу, что сделать практически невозможно. Поэтому он еще долгое время будет оставаться серьезной проблемой для жителей многих крупных городов.
Постоянно усиливающееся загрязнение атмосферы связано с интенсивным развитием промышленности и энергетических производств, сопровождающимися все возрастающими объемами расходования невосполнимых природных ресурсов. В настоящее время во многих промышленно развитых странах и особенно в индустриальных центрах уровни загрязняющих выбросов превышают величины, к которым могут адаптироваться организм человека и биосфера в целом. Это привело к уничтожению обширных лесных массивов, снижению производительности сельского хозяйства, создало угрозу здоровью целых народов.
Постоянной проблемой в местах, приближенных к источникам выбросов, а также в более обширных районах, окружающих промышленные зоны и города, являются традиционные загрязнения – пылевые частицы, оксиды серы и азота. [1] В настоящее время глобальное распространение именно этих загрязнителей становится предметом самого серьезного обсуждения, поскольку они являются основными составляющими смога – сильного загрязнения воздуха в больших городах и промышленных центрах. Цель моей работы установить, что такое смог, каким он бывает, выявить его опасность для человеческого организма, и рассмотреть некоторые методы борьбы с ним.
1. Что такое смог?
Термин "смог" впервые был употреблен около 100 лет назад, применительно к жёлтой смеси из дыма и тумана, образующих так называемую "лондонскую гороховую похлёбку". Позже его применяли для характеристики задымлённых или туманных условий в атмосфере, связанных с загрязнением, включая тип смога, наблюдаемый в Лос-Анджелесе, Детройте, Нью-Йорке и возникающий в климатических условиях, весьма отличающихся от тех, при которых характерно появление туманов. [1]
2. Типы смога
Типов смога можно выделить два. Первый тип связан с загрязнением воздуха выхлопными газами транспорта, содержащими оксиды азота. Второй тип связан с загрязнением атмосферы копотью или дымами, содержащими диоксид серы. Необходимой составной частью процесса образования смога первого типа (лос-анджелесского смога) являются фотохимические реакции; во втором случае (лондонский смог) фотохимические реакции могут участвовать в образовании смога, но это условие не является обязательным.
2.1 Сухой смог Лос-Анджелесского типа
образуется в ясную солнечную погоду при низкой влажности воздуха, причем максимальная концентрация вызывающих раздражение веществ наблюдается после полудня;
химически действует как окислитель и вызывает растрескивание резины и коррозию металла;
наблюдается в виде беловатого тумана, однако ухудшение видимости – наименее серьезный эффект по сравнению с другими;
вызывает у людей раздражение глаз и губит листву у растений;
исходные вещества, из которых формируется фотохимический смог, входят в состав автомобильных выхлопных газов, находящихся в воздухе в больших количествах, но поставщиком исходных веществ может служить и биосфера. Так, например, в результате жизнедеятельности нитрифицирующих и денитрифицирующих бактерий из почвы, из сточных вод, из открытых водоемов в атмосферу поступает большое количество закиси азота N2O. В атмосфере N2O подвержен окислению нечетным кислородом (озоном или атомарным кислородом), в результате чего происходит образование NO.
Таким образом, в атмосфере накапливается большое количество NO, крайне вредного для биосферы.
Ситуация отягощается тем, что NO медленно восстанавливается до NO2. Этот процесс становится существенным в ночное время, когда прямое излучение от солнца исчезает.
Если фотолиз NO2 идет в присутствии значительного избытка кислорода, то в результате реакции атомарного кислорода, в присутствии третьей частицы (N2 или O2) образуется тропосферный озон. Его предельно допустимая концентрация в воздухе составляет 1 мг/м 3 .
В дневные часы озон медленно реагирует с NO2, образуя радикал NO3, который в свою очередь вступает в дальнейшие реакции с NO и NO2. Одной из конечных продуктов этих реакций является N2O5. Если в атмосфере имеется водяной пар, то N2O5 может вступить в реакцию с водяным паром и продуктом этой реакции является азотная кислота – HNO3.
Рассматривая все эти превращения, мы не учли влияние углеводородов, а ведь именно их присутствие в тропосфере вызывает ухудшение видимости и в результате их частичного разрушения образуются многие вредные вещества, среди которых: пероксилацетилнитрат, альдегиды, угарный газ, углекислый газ, карбоновые кислоты, кетоны, оксиды олефинов, парафины и др.
Средние концентрации загрязняющих веществ в деловой части Лос-Анджелеса в дни, когда наблюдалось сильное раздражение глаз
Из графика суточного хода загрязняющих веществ, представленного на диаграмме видно, что максимум концентрации альдегидов и озона приходится сразу же после максимума концентрации углеводородов и NO2 (через 4-5 часов). Отсюда можно сделать вывод о том, что увеличение выбросов в атмосферу несгоревшего топлива ведет к ухудшению экологической ситуации и тем самым является причиной дополнительного накапливания тропосферного озона.
2.2 Влажный смог Лондонского типа
Второй тип смога – лондонский смог, принципиально отличается от лос-анджелесского смога, но для биосферы он не менее губителен, чем фотохимический лос-анджелесский смог.
Механизм образования лондонского смога несколько иной. В отличие от лос-анджелесского, где главную роль играют NO и O3, в лондонском типе решающее участие принимает SO2 и O3. [1]
Диоксид серы (SO2), или сернистый газ – второе (после угарного газа) загрязняющее атмосферу вещество. Основная (практически единственная) причина наличия SO2 в атмосфере – использование человеком ископаемого топлива, в первую очередь угля, поскольку любое топливо содержит большее или меньшее количество серы (от долей процента до 5-7%). Согласно оценкам, в тропосферу ежегодно выбрасывается около 145 Мт двуокиси серы, причем 70% этих выбросов образуется при сжигании угля и 16% – жидкого топлива (особенно, мазута)
Разрушение SO2 в атмосфере происходит в результате воздействия ультрафиолетовой солнечной радиации, которая способствует образованию сернистого ангидрида (SO3) по реакции
При контакте с водяным паром образуется сернистая кислота
В загрязненной влажной атмосфере происходит также реакция
приводящая к образованию серной кислоты.
В атмосферу поступает еще одно соединение серы – сероводород (H2S), антропогенная эмиссия которого невелика; большая же часть его производится микроорганизмами в почве и морской среде (около 100 Мт/год). [2]
3. Влияние смога на жизнь человека
То, что проживание в крупных городах становится рискованным – давно не секрет. Но вряд ли многим известно, почему горожане такие бледные. В крупных городах невозможно загореть – смог резко ослабляет энергию солнечных лучей. Утром и в вечерние часы, когда солнце невысокое, количество солнечной радиации уменьшается в городе вдвое. При этом дым и пыль задерживают важнейшие для живых организмов лучи – ультрафиолетовые, которые как раз и дарят нам загар. Облака смога
"воруют" у солнечного сияния 100-200 часов в год, что особенно заметно в
зимние месяцы. Обилие в отравленном воздухе мелких твердых частичек
стимулирует образование капелек и снежинок, поэтому над городом больше
облаков и чаще выпадают осадки (особенно небольшие – морось, слабый снег),
чем за городом. Можно сказать с уверенностью: защититься от всех издержек урбанизации нереально, хотя наш организм и обладает системами самозащиты. Простейшие из них – кашель, слезотечение, чихание, задержка дыхания. Но нейтрализация вредных веществ, попавших в организм, происходит прежде всего в печени. Именно она требует повышенного к себе внимания. [4]
Но смог имеет и более серьезные последствия. Из 20 умерших – один – жертва смога. Ежегодно три миллиона человек умирает от загрязнения атмосферы. Иными словами, от смога погибает в три раза больше людей, чем в дорожных авариях. Эти данные приведены в докладе Всемирной организации здравоохранения и подтверждают выводы, сделанные итальянскими учеными: в восьми самых крупных городах мира ежегодно смог уносит жизни 3500 человек.
"Вслед за Италией аналогичные исследования были проведены в Европе. Ученые пришли к выводу о том, что в 5% случаев причиной летального исхода
являются яды, содержащиеся в воздухе, – говорит Роберто Бертолини, координатор Всемирной организации здравоохранения по Европе. – На старом континенте каждый год жертвами загрязнения атмосферы становятся, по меньшей мере, 100 тысяч человек. Главной причиной появления смога является транспорт, а также потепление климата и промышленные предприятия".
В журнале Lancet не так давно были опубликованы данные о том, что во Франции, Швейцарии и Австрии ежегодно от грязного воздуха умирают 40 тысяч человек. В Соединенных Штатах количество жертв достигает 70 тысяч. Столько же людей умирают от рака легких.
Особую опасность представляет легкая пыль (частицы менее 10 микрон в диаметре). Она проникает в легочные пузырьки, вызывая раздражение, и
способствует проникновению в организм таких токсичных и канцерогенных веществ, как бензол. Между тем Всемирная организация здравоохранения уже завершает исследование воздействия на организм еще более мелких частиц, до 2,5 микрон в диаметре. "Когда человек вдыхает мелкую пыль и озон в концентрациях, обычных для больших городов, – пишет эколог Берни Фишловитц-Робертс, – артерии сжимаются и сокращается приток крови к сердцу. Озон и мельчайшая пыль оказывает негативное воздействие на внутренние ткани". [5]
В декабре 1930 г. в долине реки Маас (Бельгия) отмечалось сильное загрязнение воздуха в течение трех дней; в результате сотни людей заболели, а 60 человек скончались – это более чем в 10 раз выше средней смертности. В январе 1931 г. в районе Манчестера (Великобритания) в течение 9 дней наблюдалось сильное задымление воздуха, которое явилось причиной смерти 592 человек. Широкую известность получили случаи сильного загрязнения атмосферы Лондона, сопровождавшиеся многочисленными смертельными исходами. В 1873 г. в Лондоне было отмечено 268 непредвиденных смертей. Сильное задымление в сочетании с туманом в период с 5 по 8 декабря 1952 г. привело к гибели более 4000 жителей Большого Лондона. В январе 1956 г. Около 1000 лондонцев погибло в результате продолжительного задымления. Большая часть тех, кто умер неожиданно, страдали от бронхита, эмфиземы легких или сердечно-сосудистых заболеваний. [2]
4. Как бороться со смогом
Для предотвращения смога необходимо совершенствовать двигатели автомобилей и эффективно очищать выхлопные газы. Количество оксида углерода, образующегося в автомобильных двигателях, можно уменьшить, дожигая его до менее опасного диоксида углерода. Повышение доли воздуха в горючей смеси способствует уменьшению выброса не только СО, но и несгоревших углеводородов. Наиболее эффективными оказались каталитические преобразователи, в которых оксид углерода и несгоревшие углеводороды окисляются до диоксида углерода и воды, а оксиды азота восстанавливаются до молекулярного азота. К сожалению, каталитические дожигатели нельзя использовать в случае заправки автомобиля этилированным бензином. Такой бензин содержит соединения свинца, необратимо отравляющие катализатор. Увы, в нашей стране этилированный бензин еще очень широко используется.
Чтобы уменьшить выбросы диоксида серы, из нефти предварительно удаляют соединения серы, а отходящие дымовые газы дополнительно очищают. Попадание соединений серы в атмосферу можно уменьшить и за счет сжигания твердого топлива в кипящем слое. Выбросы твердых частиц тепловыми электростанциями снижают, применяя электрофильтры или вакуумные воздушные фильтры.
В некоторых городах, в том числе и в Москве, большую роль в предотвращении смога является борьба с лесными и торфяными пожарами в окрестных лесах, также провоцирующими возникновение устойчивого загрязнения городского воздуха.
К сожалению, успехи в борьбе с отдельными видами загрязнения воздуха пока не привели к исчезновению смога. Так, снижение вредных выбросов в выхлопных газах автомобилей на единицу пробега компенсируется быстрым ростом количества автотранспорта, поэтому общий уровень загрязнения не уменьшается. По-видимому, смог еще долгое время будет оставаться серьезной проблемой для жителей многих крупных городов. [3]
Но такой способ борьбы со смогом не единственный. Оригинальное решение проблемы было найдено Германией еще в 2000 г. Речь идет о 14 мерах, цель которых – снизить возрастающую в летние месяцы концентрацию вредных веществ в воздухе, образуемых в результате выброса автомобилями выхлопных газов. Важнейшая из предложенных мер – воздействие на владельцев автомобилей, загрязняющих воздух, путем налогового давления. Налог на чадящий автомобиль будет повышаться таким образом, что владелец старой машины окажется перед выбором: оснастить свое транспортное средство новым катализатором, нейтрализующим выхлопные газы, или же поставить его на прикол. Такая мера, как предполагается, должна привести к тому, что к концу 2001 года половина машин, чрезмерно отравляющих атмосферу, будет "выведена из обращения". Правительственный план предусматривает также возможность временного снижения стоимости билетов на городском транспорте в периоды, когда концентрация озона будет превышать 180 мг/м 3 воздуха. По мнению министра по делам окружающей среды Германии Юргена Триттина, в чрезвычайных ситуациях проезд детей на автобусах, метро и городских электричках можно делать бесплатным, а стоимость билета для взрослых сокращать вдвое. Главная цель правительственного плана – как можно быстрее выполнить поставленную Всемирной организацией здравоохранения задачу снижения содержания озона в воздухе до 120 мг. [6]
Проведенное исследование позволяет сделать вывод о том, что смог – одно из самых тяжелых последствий развития промышленности и на современном этапе не представляется возможным полностью его избежать. Описанные методы борьбы не могут уничтожить смог, они могут лишь замедлить его появление. Безусловно, требуются немалые вложения не только в развитие методов ликвидации смога, но и в усовершенствование производственных процессов, в результате которых происходит образование исходных веществ, составляющих основу этого явления, приносящего огромный ущерб здоровью и хозяйству человека.
Целью данного реферата является изучение такого явления, как фотохимический смог.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
• раскрыть причины возникновения фотохимического тумана;
• определить условия, при которых образуется смог;
• выявить основные продукты фотохимических реакций;
• изучить последствия данного вида загрязнения атмосферы;
Содержание
ВВЕДЕНИЕ. 3
1 ФОТОХИМИЧЕСКИЙ СМОГ. 4
2 УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СМОГА. 5
2.1 Температурная инверсия. 5
2.2 Солнечный свет. 6
2.3 Оксиды азота. 7
2.4 Органические соединения. 8
3 ПРОДУКТЫ ФОТОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ. 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 11
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 12
ПРИЛОЖЕНИЯ. 13
Вложенные файлы: 1 файл
Фотохимический смог.doc
Российский государственный социальный университет
Факультет охраны труда и окружающей среды
Кафедра социальной экологии и природопользования
Выполнила студентка ЭиП-Д-1
Проверил доцент кафедры социальной
экологии и природопользования,
к.б.н. Л.А. Розумная
1 ФОТОХИМИЧЕСКИЙ СМОГ. . . . 4
2 УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ СМОГА. . ..5
2.1 Температурная инверсия. . . . 5
2.2 Солнечный свет. . . . 6
2.3 Оксиды азота. . . . 7
2.4 Органические соединения. . . . 8
3 ПРОДУКТЫ ФОТОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ. . 9
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. . . . 12
В настоящее время фотохимический смог, или туман, представляет большую опасность для жителей многих крупных городов, так как там сосредоточено огромное количество различных транспортных средств, а основной причиной данного вида загрязнения атмосферы являются именно автомобильные выхлопы.
Смог ведет к увяданию растений, от него страдают различные материалы, постройки. Но, самое главное, он наносит вред людям. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем [8, с. 434]. Именно поэтому данная проблема актуальна в нашем современном мире, где количество автомобилей постоянно возрастает.
Целью данного реферата является изучение такого явления, как фотохимический смог.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
- раскрыть причины возникновения фотохимического тумана;
- определить условия, при которых образуется смог;
- выявить основные продукты фотохимических реакций;
- изучить последствия данного вида загрязнения атмосферы;
В процессе изучения фотохимического смога, главным образом, был использован такой метод исследования, как теоретический анализ и синтез.
Проблема загрязнения атмосферы фотохимическим туманом в наши дни является, несомненно, очень важной и требует большого внимания. В наши дни существуют различные пути ослабления данной экологической проблемы, но полностью ее устранить еще не удалось.
1 ФОТОХИМИЧЕСКИЙ СМОГ
Смог - интенсивное химическое загрязнение воздуха выбросами от промышленной деятельности [3, с. 218].
Фотохимический туман, в свою очередь, представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения [8, с. 439]. В большей степени он появляется из-за автомобильных выхлопов.
Смог характерен для многих больших городов. Чем больше город, тем большее количество транспортных средств там сконцентрировано, и с течением времени их количество увеличивается. Наиболее остро проблема загрязнение атмосферы смогом стоит в городах таких стран, как США, Канада, Мексика, Япония и др. Что касательно России, то данная проблема характерна в основном для Москвы, Санкт-Петербурга и Алма-Аты.
Такой тип атмосферного загрязнения, как фотохимический туман появился сравнительно недавно. Фотохимический смог был впервые отмечен в Лос-Анджелесе во время второй мировой войны [1, с. 54]. Там наблюдались благоприятные условия для его возникновения: ясная безветренная погода. В то время, еще не был известен такой источник загрязнения атмосферы, как смог. Только в 1950-х годах биохимик А. Хааген-Смит пришел к выводу, что он был вызван реакциями автомобильных выхлопов при солнечном свете [1, с. 54].
Для фотохимического тумана характерна дымка голубоватого цвета, а при небольшой концентрации загрязнителей – сизая или желто-зеленая, так же смог имеет неприятный запах.
В состав смога входят фотооксиданты, продукты фотохимических реакций – озон, оксиды азота и серы, различные органические соединения, например, пары бензина, красок и т.д. Окислы азота - основная причина смога [6, с. 210].
Для решения данной проблемы необходимо, прежде всего, выявить причины и условия возникновения фотохимического тумана.
2 УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВАЕНИЯ СМОГА
Наиболее благоприятной погодой для возникновения фотохимического тумана является устойчивая безветренная солнечная погода.
Кроме того, для возникновения смога необходимы такие условия, как:
- температурная инверсия;
- солнечный свет;
- присутствие оксидов азота;
- наличие органических соединений в воздухе [9, с. 159].
2.1 Температурная инверсия
Одним из условий возникновения фотохимического тумана является температурная инверсия.
Температурная инверсия – это явление, когда более тёплый воздух находится выше холодного и препятствует восходящим воздушным потокам [2, с. 49].
Обычно с высотой температура воздуха понижается. Теплый воздух поднимается наверх и захватывает с собой с поверхности земли загрязняющие вещества. При температурной инверсии вместо холодного воздуха в некотором слое атмосферы возникает теплый. Спокойная погода способствует расположению теплого воздуха над холодным [6, с. 16]. В результате загрязняющие вещества начинают накапливаться над землей. Данное явление хорошо можно увидеть на рисунке А.
Инверсии температуры являются задерживающими слоями в атмосфере; они препятствуют развитию вертикальных движений воздуха, вследствие чего под ними накапливаются водяной пар, пыль, ядра конденсации. Это благоприятствует образованию слоев дымки, тумана, облаков [10, с. 215].
Таким образом, температурная инверсия необходима для создания высокой концентрации реагирующих веществ [8, с. 434].
2.2 Солнечный свет
Все физические процессы на Земле очень сильно зависят от притока лучистой энергии Солнца [10, с. 113].
При продолжительной ясной погоде и при наличии дополнительных условий начинаются фотохимические реакции, которые предшествуют возникновению смога. Солнечная радиация вызывает расщепление молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода [8, с. 434]. В воздухе атомарный кислород начинает взаимодействовать с молекулярным, в результате чего возникает озон. Он является одной из составляющей фотохимического тумана. Озон, окисляя оксид азота, должен снова превращаться в молекулярный кислород, а оксид азота - в диоксид, но этого не происходит [8, с. 434]. Окислы азота начинают вступать в реакции с углеводородами выхлопных газов, которые впоследствии образуют избыток озона. Таким образом, возникает циклическая реакция, в результате которой в атмосфере накапливается озон, который в больших количествах оказывает вредное физиологическое воздействие на человека. Из-за отсутствия солнечной радиации данная циклическая реакция ночью прекращаются. В свою очередь озон вступает в реакцию с углеводородами выхлопных газов. В атмосфере концентрируются различные пероксиды, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического тумана оксиданты [8, с. 434].
Таким образом, одним из основных условий возникновения смога является наличие солнечного света в течение продолжительного времени, которое способствует началу фотохимических реакций, предшествующих появлению смога.
2.3 Оксиды азота
Окислы азота - пусковые вещества фотохимического смога, а образующиеся вещества химически активны и разрушают живые ткани, вызывая удушье, а в экстремальных случаях и гибель людей. Агрессивные химические компоненты вызывают увядание растений, а также коррозию металлических конструкций, разрушение резины, красителей и других материалов [5, с. 108].
Фотохимический туман также вызывается окислами азота, которые выбрасываются в атмосферу городов в основном автомобильными двигателями. В камере сгорания двигателей при высокой температуре и давлении азот начинает реагировать с кислородом с образованием оксида азота, а в атмосфере он превращается в диоксид. Кроме того, помимо выбросов автотранспорта, оксиды азота могут попадать в атмосферу так же при грозовых разрядах и молниях, при горении биомассы и при денитрификации [9, с. 158].
Во время устойчивой безветренной погоды молекулярный кислород и окислы азота начинают поглощать энергию ультрафиолетового излучения Солнца, а так как они химически активны, то они начинают быстро вступать в химические реакции. Оксиды азота и молекулярный кислород моментально окисляют продукты сгорания автомобильного топлива – остатки углеводородов, которые выбрасываются в атмосферу огромным количеством транспорта, в результате образуются новые органические соединения.
В наши дни существуют различные нейтрализаторы выхлопных газов, которые способны уменьшить содержание оксидов азота в автомобильных выхлопах, но, тем не менее, часть их все же остается и способствует возникновению смога.
2.4 Органические соединения
Также одним из условий возникновения фотохимического тумана является наличие различных органических соединений.
Сами по себе органические вещества не так вредны. В атмосфере они взаимодействуют с такими загрязнителями, как окислы азота, вступают с ними в химические реакции, и в результате получаются новые органические вещества, которые по своему физиологическому воздействию на человека представляют большую опасность.
При одновременном присутствии в воздухе органических соединений типа углеводородов запускается цепь сложных химических реакций, в результате которых образуются альдегиды, кетоны, свободные радикалы, пероксиды. Вновь образованные вещества или фотохимические окислители по токсичности превосходят исходные продукты.
Летучие органические соединения, высвобождаемые благодаря использованию топлив на основе бензина, способствует превращению оксида азота в диоксид азота [1, с. 55].
К примеру, при реакции метана с кислородом и оксидом азота образовывается диоксид азота, который гораздо токсичнее, чем изначальный оксид. Кроме того, при данной реакции путем окисления метана образовывается муравьиный альдегид, или метаналь, который оказывают сильное раздражающее действие на слизистые оболочки и кожу
Таким образом, различные органические соединения также способствуют возникновению фотохимического тумана.
3 ПРОДУКТЫ ФОТОХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Как уже говорилось в первой главе, продуктами фотохимических реакций являются такие вещества, как озон, оксиды азота и серы, различные органические соединения.
Озон – это единственный загрязнитель, который наиболее ясно характеризует фотохимический смог [1, с. 55]. Озон является газом с высокой токсичностью, который при нормальных условиях имеет голубой цвет. Озон обладает высокой химической активностью. В атмосфере он может образовываться при фотохимических реакциях, в результате которых появляется их избыток.
При малых концентрациях озон благотворно действует на человека, но при содержании его в воздухе в большом количестве вызывает серьезные отравления [7, с. 253]. Токсичность озона проявляется в результате его действия на дыхательную систему человека и животных, а так же в раздражении слизистых оболочек глаза.
Другие компоненты фотохимического смога, как и озон, обладают раздражающим эффектом на слизистую глаз, верхних дыхательных путей, способствуют развитию аллергического конъюнктивита, вызывает аллергический ринит, обострение хронического синусита, насморк. Со стороны легких может отмечаться затруднение дыхания, кашель, одышка, отделение мокроты [9, с. 163].
Оксид азота – газ, не имеющий запаха, а диоксид – газ с резким запахом, окрашенный в коричневый цвет [9, с. 158]. Оксид азота образуется в больших количествах в атмосфере при грозовых разрядах, в результате работы двигателей внутреннего сгорания, реактивных двигателей, а в атмосфере при фотохимических реакциях превращается в диоксид. И если оксид азота не раздражает дыхательные пути и его можно даже не почувствовать, то диоксид, наоборот, в небольших концентрациях раздражает дыхательные пути, а в больших концентрациях вызывает отёк лёгких. Вдыхание ядовитых паров диоксида азота может привести к серьезному отравлению. Другие действия, производимые диоксидом азота в организме человека: расширение альвеол и клеток в корешках бронхов, развитие раковых и сердечно-сосудистых заболеваний.
Читайте также: