Поиск по сайту:


Фотохимический смог

Фотохимические смоги, впервые обнаруженные в 40-х годах в Лос-Анджелесе (США), в настоящее время периодически появляются в различных странах. Неблагоприятное воздействие на население этого современного вида атмосферного загрязнения проявляется в Японии, Мексике, Аргентине, Канаде, Великобритании и некоторых других странах.[ ...]

Фотохимический смог — это комплексная смесь, состоящая из оксидантов, в основном озона, смешанного с другими окислителями, включая слезоточивый газ — пероксиацетилнитрат (ПАН), и образующаяся при воздействии солнечного света из двух компонентов автомобильных выбросов — N0 и углеводородов.[ ...]

ФОТОХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ. Загрязнение городского воздуха продуктами фотохимических реакций, в случаях особой интенсивности достигающее степени фотохимического смога (см.).[ ...]

ФОТОХИМИЧЕСКИЙ СМОГ — буроватая дымка, которая часто образуется в солнечные дни над крупными городами с интенсивным автомобильным движением. Результат в основном химической реакции между оксидами азота и углеводородами (главным образом из выхлопных газов), идущей под действием солнечного света.[ ...]

Фотохимический смог — продукт реакции оксидов азота и углеводородов. Диоксид азота под действием ультрафиолетового излучения солнца распадается, образуя оксид азота и свободные атомы кислорода. Они способны активно реагировать с углеводородами, вступая в цепную реакцию образования перекиси азота и органических соединений, обладающих заметной токсичностью. Так как в выхлопных газах присутствуют и оксиды азота, и углеводороды, возникает вопрос, какой компонент следует контролировать в первую очередь.[ ...]

Фотохимический смог — нередкое явление над Лондоном, Парижем, Нью-Йорком и другими крупными промышленными городами Европы и Америки. Последствия смога связаны с токсичностью озона и ПАВ. По своему физиологическому воздействию на организм человека он крайне опасен для дыхательной и кровеносной системы и часто бывает причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.[ ...]

Смог — фотохимический туман — многокомпонентная смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. Впервые проблема возникла в Лос-Анжелесе в 40-е гг. (Калифорния, США), это обусловлено тем, что данный город стал первым большим американским городом, сориентированным на использование частных автомобилей вместо общественного транспорта. Для появления фотохимического смога необходимо сочетание следующих четырех условий: окиси азота (N02 ), солнечный свет, углеводороды (фотооксиданты), температура выше 18° С. Причинами возникновения смога являются фотохимические реакции при наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии. Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой.[ ...]

Фотохимический смог (сухой, лос-анджеллеского типа) - это пелена едких газов и аэрозолей повышенной концентрации (без тумана), возникающая под действием ультрафиолетовой радиации Солнца в воздухе в результате фотохимических реакций, происходящих в атмосфере в присутствии газовых выбросов автомашин и химических предприятий. Главным ядовитым компонентом фотохимического смога является озон О3. Дополнительными его составляющими служат угарный газ СО. оксиды азота NOx, перекись ацетилнитрата, азотная кислота HNO3 и др.[ ...]

К фотохимическим оксидантам относятся озон, пероксиацил-нитрат и оксиды азота. Озон Оз — бесцветный газ, является вторичным загрязнителем, образующимся в результате сложной реакции между оксидами азота с участием солнечной радиации [34]. Концентрация озора в приземном слое воздуха зависит от интенсивности УФ-излучения.[ ...]

При фотохимических смогах основная часть аэрозолей представляет собой капли, состоящие из сильно загрязненной воды, содержащей водонерастворимые органические соединения, способные сохраняться в воздухе даже при относительной влажности 30%. В табл. 1.5 приведены концентрации атмосферных аэрозолей в городских условиях.[ ...]

Во время фотохимических смогов население жалуется на характерный неприятный запах, раздражение носоглотки и глаз, а также на обострение хронических легочных заболеваний. Оксиданты могут оказывать не только раздражающее, но и общетоксическое воздействие.[ ...]

Компоненты фотохимического смога и главный из его составляющих и, по-видимому, наиболее вредный — пероксиалкилнитрат, вызывают резь в глазах, раздражают легочную ткань, кроме того, способны усиливать коррозию сооружений и оборудования.[ ...]

Фотохимический смог — это особый тип загрязнения атмосферы, впервые отмеченный в 1944 г. в городе Лос-Анджелесе. Для него характерно появление голубоватой дымки и вследствие этого ухудшение видимости, наблюдается сильное раздражение слизистой оболочки дыхательных путей и глаз. Последствия длительной смоговой ситуации — повышение заболеваемости и смертности среди населения, повреждение растительности, усиление коррозии металлов.[ ...]

Оксиды азота. Фотохимический смог. Оксиды азота, монооксид N0 и диоксид N02 образуются при сжигании все видов топлива и представляют особую опасность для здоровья человека. Основными источниками выбросов оксидов азота в атмосферу являются двигатели внутреннего сгорания (ДВС), автотранспорт, авиация, ТЭС, ТЭЦ, металлургия и другие отрасли промышленности. Если общее ежегодное выделение оксидов азота в мире оценивалось в 19 7 г. в 53 млн. т, то уже в 1995 г. оно составило 130 млн. т. Удельный вес выбросов оксидов азота от различных стационарных источников 0 США составляет: ТЭС — 52 %, промышленно-отопительные котлы 14,4, промышленные печи и технологические нагревательные установки —4,1 , поршневые двигатели и ДВС —19,8%, газовые турбины—20, выбросы, не связанные с горением,— 1,9, прочие стационарные выбросы —4,1 %.[ ...]

В образовании фотохимического смога участвуют многие загрязнители воздуха, среди которых N0 и Ы02 представляют особую опасность.[ ...]

Для образования фотохимического смога важно присутствие углеводородов. Однако не каждый углеводород при реакции с другими примесями атмосферы дает одинаковое количество химических веществ, вызывающих такие эффекты, как повреждение растительности, снижение видимости и раздражение глаз. Эти различия объясняются разной реакционной способностью углеводородов. В литературе дается несколько различных способов выражения реакционной способности. Среди экспериментальных данных, используемых для оценки этой способности, приводятся скорость поглощения углеводорода в реакции, скорость окисления окиси азота, образование оксидантов, аэрозолей, раздражение глаз и повреждение растительности [4].[ ...]

Во время сильного смога в летние месяцы 2002 г. жителям Московской, Ленинградской, Нижнегородской областей и Дальнего Востока были рекомендованы многослойные повязки и респираторы. Чтобы вовремя принять защитные меры от смога, в Кентском университете (США) был сконструирован даже мини-противогаз. Если загрязнение воздуха принимает угрожающие размеры и на приборе вспыхивает лампочка, то достают портативную маску. В Японии выведен специальный сорт бегонии, который служит индикатором фотохимического смога: под действием солнечных лучей при превышении концентрации смога на листьях растений через 6 часов появляются белые пятна.[ ...]

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 выхлЬпными газами автомобилей. В Лос-Анджелесе выхлопные газы более четырех миллионов автомобилей выбрасывают только оксидов азота в количестве более тысячи тонн в сутки. При очень слабом движении воздуха или безветрии в воздухе в этот период идут сложные реакции с образованием новых высокотоксичных загрязнителей — фотооксидантов (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 десяти тысяч 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, Медногорск 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.[ ...]

Накопление продуктов фотохимических реакций в атмосферном воздухе в результате неблагоприятных метеорологических условий (отсутствие ветра, температурные инверсии) приводит к ситуации, называемой фотохимическим смогом, или смогом лос-апжелесского типа. Основными симптомами такого смога являются раздражение слизистых оболочек глаз и носоглотки у человека, снижение видимости, характерный неприятный запах, а также гибель растительности и порча резиновых изделий. При этом значительно повышается окислительная способность воздуха вследствие присутствия в нем окислителей, в первую очередь озона п некоторых других.[ ...]

Хотя химия образования фотохимического смога полностью не известна, ясно, что окислы азота в некотором смысле катализируют реакции между углеводородами и оксидантами. Ослабление эффектов смога может потребовать значительного снижения количества N0 , образующихся в городских районах. В то же время необходимо контролировать выброс углеводородов от многочисленных подвижных и стационарных источников.[ ...]

Один из главных компонентов фотохимического смога — пероксиацетилнитрат (ПАН) является неустойчивым соединением, разлагающимся при повышенной температуре. При анализе шробад воздуха объемом 5 мл в этих условиях удается .определить око ло 10—5% ПАН [304].[ ...]

Вкратце можно заключить, что фотохимический смог начинается с фотодиссоциации двуокиси азота и одновременного образования атомарного кислорода. В отсутствие углеводородов двуокись азота восстанавливается почти так же быстро, как и распадается. В это время устанавливаются небольшие концентрации О, Оз, N0 и Ы20з. Как только в систему поступают органические пары, двуокись азота тут же начинает накапливаться, вероятно, в результате следующего процесса. Углеводороды реагируют с атомами кислорода с образованием свободных радикалов. Затем начинаются цепные реакции с участием молекулярного кислорода, что приводит к поглощению окиси азота. В результате двуокись азота образуется быстрее, чем фотодиссоциирует. В то же время сложные цепные реакции приводят к образованию других продуктов, которые оказывают раздражающее влияние на человека и растения.[ ...]

Основной причиной образования фотохимического тумана является сильное загрязнение городского воздуха газовыми выбросами предприятий химической промышленности и транспорта и главным образом выхлопными газами автомобилей. На каждом километре пути легковой автомобиль выделяет около 10 г окиси азота. В Лос-Анджелесе, где скопилось свыше 4 млн. автомобилей, они выбрасывают в воздух около 1 тыс. т этого газа в сутки. Кроме того, здесь часты температурные инверсии (до 260 дней в году), способствующие застою воздуха над городом. Фотохимический туман возникает в загрязненном воздухе в результате фотохимических реакций, протекающих под действием коротковолновой (ультрафиолетовой) солнечной радиации на газовые выбросы. Многие из этих реакций создают вещества, значительно превосходящие исходные по своей токсичности. Основные компоненты фотохимического смога — фотооксиданты (озон, органические перекиси, нитраты, нитриты, пероксилацетилнитрат), окислы азота, окись и двуокись углерода, углеводороды, альдегиды, кетоны, фенолы, метанол и т. д. Эти вещества в меньших количествах всегда присутствуют в воздухе больших городов, в фотохимическом смоге их концентрация часто намного превышает предельно допустимые нормы.[ ...]

В отличие от известного лондонского смога — густого тумана с примесью частиц сажи и оксидов серы — фотохимический смог возникает под действием солнечного света.[ ...]

Более сложные реакции происходят при фотохимических смогах. Впервые детально изучены и описаны фотохимические смоги в районе Лос-Анджелеса.[ ...]

Исследование состава оксидантов в период смога, например, в районе Лос-Анджелеса показало, что при концентрации оксидантов 1,0—1,2 мг/м3 озон составлял около 60%, остальные 40% составляли перекисные соединения и свободные радикалы [24]. В обзоре результатов исследований по изучению соотношения озона и оксидантов указывается, что атмосферные фотооксиданты в среднем состоят из озона на 75%. Более поздние исследования свидетельствуют о том, что содержание озона в сумме окислителей при фотохимическом смоге может достигать 95% и более.[ ...]

Типичные изменения концентраций в реакциях при фотохимическом смоге [16]. (Данные предоставлены исследовательскими лабораториями «Дже-Типичные изменения концентраций в реакциях при фотохимическом смоге [16]. (Данные предоставлены исследовательскими лабораториями «Дже-

Все это нарушает равновесие во многих экосистемах Земли, из-за фотохимического смога ухудшится общее состояние атмосферы, усилится «парниковый эффект».[ ...]

Основными химическими соединениями, ответственными за образование фотохимического смога являются оксиданты, особенно озон и пероксиацетилнитрат (ПАН), концентрация которого при смоге 30 млрд 1. Еще более сильным (в 100 раз) раздражающим действием на глаза обладает пероксибензоилнитрат (ПБН).[ ...]

ЭЗД является лучшим детектором для обнаружения и определения в атмосфере компонентов фотохимического смога (пероксиацетилнитрат и родственные ему соединения), для определения токсичных химических соединений (фосген, фториды серы, тетракарбонил никеля, арсин, фосфин и другие летучие гидриды) в воздухе рабочей зоны промышленных предприятий [3, 4].[ ...]

Более 30 лет загрязнение атмосферы автомобилями рассматривается как опасность для окружающей среды. Сущность этой проблемы изучалась почти со всех точек зрения: доказывали сходство между составом фотохимического смога и компонентами выхлопных газов двигателей; была разработана методика количественного анализа выхлопных газов и веществ, загрязняющих атмосферу, учитывали интенсивность движения транспорта, режим работы, техническое состояние автотранспорта; вели поиски решения путем внесения изменений в конструкции транспортных средств, дорожных систем и видов используемого горючего; оценивались потенциально новые виды энергии для автомобилей и новые системы общественного транспорта.[ ...]

Практически любой углеводород (за исключением метана, обладающего малой реакционной способностью) в присутствии оксидов азота подвергается фотоокислению с образованием оксидантов, поэтому с точки зрения образования фотохимического смога выбросы углеводородов опасны. Скорость образования оксидантов зависит от реакционной способности углеводородов. Наиболее реакционноспособным классом являются олефины с разветвленными и прямыми цепями и внутренними двойными связями. Затем следуют три- и тетраалкилбензолы и олефины с концевыми двойными связями, далее идут диалкил бензол ы, альдегиды и этилен. Еще менее реакционноспособен толуол, за ним — углеводороды парафинового ряда, ацетилен и бензол.[ ...]

В котловинах городов (например, Лос-Анджелес, Кемерово, Алма-Ата, Ереван) наблюдается температурная инверсия, в результате чего не происходит естественного перемешивания масс воздуха, и в нем аккумулируются вредные вещества. Проблема фотохимического смога существует и в других крупных городах, где преобладает солнечная погода (Токио, Сидней, Мехико, Буэнос-Айрес и др.).[ ...]

Примером вторичного аэрозолеобразования может служить появление голубоватой дымки (она становится видимой глазу благодаря поглощению и рассеянию света на частицах) во время так называемых "смоговых ситуаций” в атмосфере некоторых городов (о природе фотохимического смога см. гл. 5), или дымки над хвойными лесами в жаркую солнечную погоду. Возникновение аэрозольных частиц и в том, и в другом случае связывают с их образованием преимущественно из органических предшественников.[ ...]

Иногда при этом меры принимаются только после того, как степень концентрации вредных примесей фактически достигает определенных критических уровней. Прогноз же метеорологических условий используется для выяснения возможности дальнейшего усиления степени загрязнения воздуха. Так, с 1955 г. в Калифорнии при возникновении фотохимических смогов вводится серия «дымовых тревог», или начальных уровней опасных «эпизодов» загрязнения воздуха.[ ...]

Прогноз туманов состоит в определении изменений температуры и влажности приземного слоя воздуха, при которых часть влаги переходит в жидкое состояние и образуются водяные капли, снижающие видимость до 1000 м и менее. От туманов или дымки, к которой относят случаи, когда вследствие наличия в воздухе взвешенных капель воды видимость превышает 1000 м, отличают мглу, когда причиной снижения видимости является наличие твердых частиц в атмосфере. Такая мгла, в частности, возникает в фотохимических смогах (см. п. 2.13), сопровождающихся образованием большого количества аэрозолей.[ ...]

Двуокись азота действует как острый раздражитель и в равных концентрациях оказывается более вредной, чем N0. Однако при тех концентрациях, которые имеют место в атмосфере, N02 является лишь потенциальным раздражителем и только потенциально ее можно связывать с хроническими легочными заболеваниями [16]. При концентрациях менее 0,01 млн-1 у детей в возрасте 2—3 лет наблюдался некоторый рост заболеваний бронхитом. Под воздействием солнечной радиации и при наличии несгоревших углеводородов окислы азота вступают в реакции с образованием фотохимического смога; соответствующие химические реакции рассмотрены в разд. 9.5. В связи с такой химической активностью окислов азота первичный норматив качества воздуха на них установлен среднегодовой величиной 100 мкг/м3. Компонентами фотохимического смога, наиболее вредными для растений и здоровья человека, являются фотохимические оксиданты, которые мы рассмотрим в следующем разделе.[ ...]

Соединения азота, поступающие в атмосферу от транспортных объектов, представлены в основном оксидом азота и диоксидом азота. Оксид азота — бесцветный газ, который кислородом воздуха окисляется до диоксида азота — стабильного (во времени) газа желтовато-бурого цвета, сильно ухудшающего видимость и в большинстве случаев придающего характерный коричневый оттенок воздуху. Диоксид азота, реагируя с атмосферной влагой, образует азотную кислоту. Одной из особенностей диоксида азота является сильное поглощение ультрафиолетового излучения в диапазоне длин волн 0,3...0,4 мкм и диссоциация на оксид азота, атомарный кислород и озон при образовании фотохимического смога в присутствии диоксида серы, кислорода, углеводородов.[ ...]

Озон (03) — синий газ с резким запахом, аллотропическая модификация кислорода, сильный окислитель. При больших концентрациях разлагается со взрывом. Образуется из кислорода при электрическом разряде (напр., во время грозы), под действием УФ излучения (напр, под действием УФ излучения Солнца в стратосфере). Основная масса О, в атмосфере находится в озоновом слое (озоносфере), предохраняющем живые организмы на Земле от губительного действия УФ радиации Солнца. Как компонент последнего вызывает ожоги растительности и по некоторым оценкам является причиной недобора примерно 10% урожая с.-х. культур в США.[ ...]

ВОЗДЕЙСТВИЕ НА КЛИМАТ — в некоторых регионах земного шара в последние годы эти воздействия стали критическими и опасными для биосферы и для существования самого человека. Все это приводит к увеличению концентрации в атмосферном воздухе антропогенных загрязнителей: моноксида и диоксида углерода, метана, оксидов азота, диоксида серы, озона, фреонов и др. Они оказывают существенное воздействие на глобальный климат, вызывая негативные последствия (рис. 39): “парниковый эффект”, истощение “озонного слоя”, кислотные дожди, фотохимический смог и др., что более подробно будет рассмотрено при освещении данных терминов и понятий.[ ...]