Типи атмосферних забруднень

У країнах з високорозвиненою промисловістю звичайно виділяють два типи атмосферних забруднень, чи «смогу»: лос-анджелеський і лондонський (Томас, 1962). Діючим початком в обох служать газоподібні речовини й аерозолі різного складу.

Лос-анджелеський тип забруднення атмосфери (смог) характеризується вмістом у приземному шарі повітря великої кількості вуглеводнів перекисної природи. Основними джерелами надходження їх в атмосферу служать продукти неповного згоряння бензину й масел у двигунах внутрішнього згоряння і летучі фракції нафти. У районі Лос-Анджелесу, за даними Стенфордського науково-дослідного інституту, у 1953 р. у середньому щодоби викидалося в повітря близько 1080 т вуглеводнів і 1380 т інших органічних забруднювачів. В останні роки кількість викидів зрослася в декілька разів.

Зазначені речовини в момент надходження в атмосферу або в нічний час не чинить дій, які ушкоджують чи подразнюють живі організми. Їхня токсичність різко зростає після деякого періоду освітлення сонячними променями. Відповідно до теорії Хаагена-Смита, утворення смогу відбувається в результаті фотохімічної взаємодії його компонентів з атомарним киснем. Двоокис азоту, сірчистий ангідрид і альдегіди здатні поглинати ультрафіолетові промені і переходити в активний стан. Вивільнюваний при цьому атомарний кисень реагує з молекулярним киснем повітря. Частина атомарного кисню може утворюватися із сірчистого ангідриду чи альдегідів. В утворенні озону найбільш істотна роль належить двоокису азоту. Молекула останнього під дією ультрафіолетових променів перетворюється в окис азоту й атомарний кисень. Передбачається, що реакції здійснюються в такий послідовності:

NO₂ + hν = NO + O,

O + O₂ = O₃,

NO + O₂ = NO₃,

NO₃ + O₂ = NO₂ + O₃.

Цей процес повторюється багаторазово за збереження кількості окислів азоту, що беруть участь у ньому. Тому навіть незначний вміст окислів азоту в повітрі служить причиною нагромадження в ньому озону, що досягає концентрації 3-4∙10^-5% і більше від об’єму повітря.

Озон і окисли азоту реагують з органічними домішками повітря, у результаті чого утворяться ненасичені вуглеводні, альдегіди, кетони, кислоти й інші речовини із сильно вираженою фітотоксичною дією. Вважають, що пероксилацетилнітрат (ПАН), який утворюється за цих умов, є специфічним діючим початком смогу лос-анджелеського типу.

За утворення надлишку озону в повітрі відзначене подальше окислення двоокисів азоту і сірки з утворенням відповідно азотної і сірчистої кислот:

2NO₂ + O₃ = N₂O₅ + O₂,

N₂O₅ + H₂O = 2HNO₃.

Кислоти, що утворилися, утримуються в повітрі у виді рідкого аерозолю. Контактуючи з листям, вони викликають точкові ушкодження.

Хімічний склад лос-анджелеського смогу характеризується великою кількістю насичених і ненасичених вуглеводнів рядів від C₂ до C₁₀, що містяться в ньому.

Лос-анджелеський смог широко розповсюджений у багатьох містах США, Італії, Франції й інших країн з інтенсивним автомобільним рухом, але ослабленим обміном повітря і достатком сонячного світла.

Лондонський тип забруднення атмосфери (смог) характеризується скупченням у приземному шарі повітря переважно продуктів неповного згоряння кам'яного вугілля.

Сірчистий і сірчаний ангідриди легко розчиняються у крапельках тумана й утворюють аерозолі сірчистої і сірчаної кислот. Пилоподібні частки вугілля, золи і різних солей також мають фітотоксичну дію. Найчастіше речовини, що містяться в лондонському смозі, мають відновні властивості. Висока токсичність останнього виявляється під час штилю і температурної інверсії, але наявність тумана не обов'язкова.

Атмосферне забруднення лондонського типу властиво не тільки Великобританії, але і промисловим районам інших країн північної Європи, при викиданні атмосферу речовин ідентичного складу і за подібних умов – високої вологості повітря, часто повторюваної суцільної хмарності, температурній інверсії і слабкому обміні повітря в приземному шарі.

Промисловість України – високорозвинена і багатогалузева. Особливо інтенсивно в країні ведеться видобуток і переробка кам'яного вугілля, залізної й інших руд, нафти, природного газу. В Україні працює велика кількість різноманітних хімічних підприємств і заводів по переробці сільськогосподарської продукції. Так, на одиницю площі в Україні в 1961 р. продуктивність підприємств чорної металургії перевершувала в 2-4 рази ті ж показники в США. В наступні роки це розходження ще більш зросло.

Кислі і лужні гази, реагуючи між собою, а також з активними компонентами повітря (водяна пара, кисень і ін.), утворюють нові сполуки. Усі вони в газоподібному чи розчиненому у воді виді проникають у рослини, викликаючи порушення їхньої життєдіяльності. Іноді шкідлива дія токсичних газів і аерозолів виявляється на відстані до 50 км від підприємств.

На Україні порівняно рідко сполучається безвітряна погода з тривалою температурною інверсією і суцільними хмарами, туманами чи опадами. У зв'язку з цим протягом вегетаційного періоду тут рідше, ніж у північних районах, спостерігається скупчення основної маси фітотоксикантів у приземному шарі повітря. Цьому протидіє порівняно рівнинний рельєф місцевості, а також постійні вітри. Якщо ж сполучається затишність з туманом чи опадами, то у земної поверхні утримується утворена промисловими і транспортними викидами імла з різким дратівним запахом, що спричинює сильну токсичну дію на рослини.

Поиск по сайту: