Главная>
Мониторинг среды>
Об экологии>
Миграция загрязняющих веществ из атмосферного воздуха
Миграция загрязняющих веществ из атмосферного воздуха.
Вредные выбросы и природные вещества в атмосфере подвергаются сложным процессам превращения, взаимодействия, вымывания и т.д. Эти процессы различны для взвешенных частиц и газообразных примесей. Время нахождения («жизни») взвешенных частиц в атмосфере зависит от их физико-химических свойств, метеорологических параметров и некоторых других факторов, в первую очередь от высоты выброса частиц в атмосферу и их размеров.
Основными путями вывода аэрозолей из атмосферы (самоочищения) являются осаждение частиц под воздействием сил тяжести, осаждение их на растения и водоемы, а также вымывание дождем.
Частицы размером более 10 мкм относительно быстро опускаются на землю под воздействием сил тяжести. Частицы с поперечником от 4 до 10 мкм поднимаются с дымом на высоту более 1 км и могут перемещаться потоком воздуха на сотни километров. Частицы от 1 до 4 мкм очень медленно осаждаются, достигая земной поверхности в течение года. Частицы менее 1 мкм распространяются подобно молекулам газа.
Примерная скорость осаждения частиц в неподвижном воздухе в зависимости от размера составляет:
|
Радиус частиц, мкм
|
0,1
|
1
|
10
|
100
|
|
Скорость осаждения, см/с
|
8х10-6
|
4х10-2
|
0,3
|
25
|
Вопрос о времени жизни и превращениях газообразных загрязнителей атмосферы изучен еще недостаточно. Например, диоксид серы сохраняется в атмосфере, по данным разных исследователей от нескольких часов до нескольких дней.
Диоксид серы в атмосфере постепенно окисляется до триоксида серы, который взаимодействуя с влагой воздуха, образует серную кислоту. На скорость процесса окисления влияет солнечный свет и мельчайшие частицы пыли, каталитически ускоряющие процесс окисления. Также на процесс окисления влияет влажность воздуха, с увеличением влажности воздуха процесс окисления сернистого ангидрида ускоряется.
Установлено, что в атмосфере происходит реакция фотодиссоциации диоксида азота NO2 на NO и O, при этом поглощается излучение ультрафиолетовой области солнечного спектра, которое играет преобладающую роль в атмосферных фотохимических процессах. Энергия, необходимая для разрыва связи между азотом и кислородом, составляет около 300 кДж/моль.
Следствием диссоциации NO является большое количество вторичных реакций. Совместное окисление углеводородов и оксидов азота приводит к образованию соединений, которые в результате дальнейших реакций образуют вещества пероксиацилнитраты (ПАН), обладающие сильным токсичным действием. Вещества группы ПАН можно обнаружить в загрязненном городском воздухе во время токсичного тумана (смога).
Среди вторичных фотохимических реакций важное значение имеет взаимодействие молекулярного кислорода и оксида азота NO с атомарным кислородом, в результате чего образуется озон О3 и диоксид азота. Как показывают исследования, в результате происходит постепенное доокисление монооксида азота до диоксида азота по мере удаления дымового факела от дымовой трубы. На выходе из дымовой трубы 85-90% всех оксидов азота представляет NO. Итоговое преобразование NO в NO2 приводит к усилению отрицательного воздействия продуктов сгорания на природу и живые организмы, так как последний более токсичен.
Установлено, что основной причиной фотохимических превращений в приземном слое атмосферы городов является высокая степень загрязнения воздуха органическими веществами (преимущественно нефтяного происхождения) и оксидами азота.
Суммарная концентрация окислителей, называемых еще оксидантами, образующихся в атмосферном воздухе в результате фотохимических превращений, в ряде случаев может быть использована как гигиенический показатель интенсивности протекания реакций.
Концентрации оксидантов подвержены большим колебаниям, но наблюдается определенная закономерность. Как правило, вслед за низкими ночными концентрациями наблюдается их значительное увеличение в утренние часы. Максимум наступает в полдень с усилением воздействия солнечных лучей. Снижение концентраций происходит с заходом солнца.
При высоких концентрациях NO и NO2 они частично окисляются под воздействием солнечной радиации до высшего оксида азота N2O5, который, взаимодействуя с влагой воздуха, образует азотную кислоту.
Соединения ванадия, аэрозоли бенз(а)пирена, распространяясь в атмосфере вместе с пылью, дождем или снегом, оседают на почву или водоемы.
«назад» | 
