Общая химия. Избранные главы - Вольхин В.В.
ISBN 5-88151-282-0
Скачать (прямая ссылка):
CH4(D + 202(г) + 2N0(r) + Av -> H2O(P) + НСНО(г) + 2N02(r). (6.14)
Смог, возникающий в тех или иных условиях, может иметь специфический состав, но его природа при этом сохраняется. Наличие в смоге свободных радикалов, пероксидных соединений, альдегидов, озона и других компонентов позволяет отнести его к числу чрезвычайно опасных явлений, причиной которых оказываются антропогенные загрязнения.
В нижних слоях тропосферы проявляются локальные и региональные загрязнения промышленными выбросами газов. Среди них не только CO2, SO2 и NOx, но СО, NPI3, CPI4, HCl, Cl2, HF, углеводороды и многие другие химические соединения. За счет перемещений воздушных масс нередко происходят трансрегиональные переносы оксидов CO2, SO2 и NOx, что расширяет сферу их воздействия на биоты. Многие
290
В.В. Вольхин. Общая химия
из этих веществ являются токсичными и могут оказывать непосредственное влияние на здоровье людей, проживающих на близлежащих территориях. Опасность веществ зависит также от продолжительности их сохранения в атмосфере с момента поступления. Например, NH3 сохраняется в атмосфере около 2 дней. За это время он не успевает распространиться на большие расстояния от места выброса. Но некоторые другие вещества сохраняются в атмосфере в течение больших периодов времени: CO2 -в течение 4 лет, CH4 - 3,5 года, фреоны - от 50 до 150 лет. За это время их влияние распространяется так широко, что эффект можно оценивать не только в региональном, но и в глобальном масштабе.
Ниже приведены некоторые сведения о токсичности ряда широко распространенных газообразных загрязнений атмосферы.
SOi раздражает слизистую оболочку, вызывает кашель. Особенно опасен для больных астмой.
В сочетании с другими веществами (N0.v, пыль) токсичность SO2 усиливается (синергизм совместного действия). Возникает опасность заболевания хроническим бронхитом,
N2O не токсичен по отношению к человеку. Кратковременное вдыхание небольших количеств NO не очень опасно. Тем не менее постоянное воздействие NO на человека приводит к раздражению нервной системы, NO переводит оксигемоглобин в метгемоглобин (переход Fe2+ в Fc3+) и нарушает процесс усвоения O2. Следует также иметь в виду, что NO легко окисляется кислородом воздуха до NO2. При взаимодействии NO2 с влагой образуются две кислоты:
Они разъедают стенки альвеол легких и кровеносных капилляров, которые становятся проницаемыми для сыворотки крови, и последняя начинает поступать в полость легких, что может вызвать их отек.
СО может связываться с гемоглобином крови. Сродство гемоглобина к СО в 200...30O раз выше, чем к O2. Концентрация СО в воздухе 0,066 % (об.) достаточна, чтобы половина гемоглобина оказалась связанной с СО. Как следствие, возможны потеря сознания, паралич, прекращение дыхания. Вдыхание в течение часа воздуха, содержащего 0,075 % (об.) СО, вызывает летальный исход.
Химические процессы в стратосфере. Стратосфера играет роль экрана, прикрывающего Землю от ультрафиолетового излучения Солнца. Защитную функцию выполняет непосредственно стратосферный озон. Химическая связь в молекуле O3 разрывается под действием фотонов ультрафиолетового излучения с X < 308 нм, и происходит реакция
Благодаря этой реакции ультрафиолетовое излучение в значительной степени поглощается, а озон разлагается. Общее содержание озона в атмосфере очень небольшое. Если бы удалось собрать вместе весь атмосферный озон, то при P = 1 атм и T - 273 К он образовал бы вокруг земного шара слой толщиной 3 мм. Тем не менее масса озона в атмосфере в нормальных условиях сохраняется постоянной: около 350 ООО т O3 разлагается ежедневно и столько же синтезируется вновь.
Синтез озона в стратосфере происходит, в основном, за счет следующих реакций:
2NO20.) + H2O0K) -> HNO2(P) + HNO3(D-
(6.15)
O3 + их
X < 308 им
->Он-02.
(6.16)
O2+ их Х< 242 1Ш >0'
»0в + 0',
(6.17) (6.18)
О* + O2 + M -» O3 + м,
где M - молекулы N2 или O2.
Химия окружающей среды
291
Важная задача охраны окружающей среды заключается в том, чтобы предотвратить разложение озона под действием веществ антропогенного происхождения. Разрушение озонового слоя иногда представляют образно как появление «озоновых дыр». Впервые дефицит озона в стратосфере был зафиксирован над Антарктидой в октябре 1987 года. Ослабление плотности озонового слоя составило около 50 %. Некоторое понижение содержания озона в атомосфере было обнаружено позднее и над Арктикой.
Сформировавшаяся над Антарктидой «озоновая дыра» достигла Австралии, и около месяца население этого континента подвергалось повышенному воздействию ультрафиолетового излучения. Было обнаружено ухудшение самочувствия у многих людей и рост заболеваемости меланомой (рак кожи) среди населения этого континента.
Результаты исследований показали, что разрушение озонового слоя происходит, в основном, под действием фторхлоруглеводородов (фреонов). Состав наиболее распространенных фреонов можно выразить общей формулой CF^Cl,,. Под действием ультрафиолетового излучения происходит разложение фреонов:
CF4-„C1„ + Kk x< 220 llM > CF4_„ClVi + СГ. (6.19)
