Аерозольне забруднення атмосфери

Аерозолі - це тверді або рідкі частинки, що знаходяться в зваженому стані в повітрі. Тверді компоненти аерозолів у ряді випадків особливо небезпечні для організмів, а у людей визивають специфічні захворювання. В атмосфері аерозольні забруднення сприймаються у вигляді диму, туману. Значна частина аерозолів утворюється в атмосфері при взаємодії твердих і рідких частинок між собою або з водяним паром. Середній розмір аерозольних частинок складає 11-5 1мкм. В атмосферу Землі щорічно поступає близько 11 куб.км. Велика кількість пилових частинок утворюється також в ході діяльності людей. Відомості про деякі джерела техногенного пилу наведені нижче:

ВИРОБНИЧИЙ ПРОЦЕС ВИКИД ПИЛІ,МЛН.Т./ГОД

11. Спалювання кам'яного вугілля 93,60

12. Виплавка чавуну 20,21

13. Виплавка міді (без очищення) 6,23

14. Виплавка цинку 0,18

15. Виплавка олово (без очищення) 0,004

16. Виплавка свинцю 0,13

17. Виробництво цементу 53,37

Основними джерелами штучних аерозольних забруднень повітря є ТЕС, які споживають вугілля високої зольності, збагачувальні фабрики, металургійні, цементні, магнезитові і сажа затону. Аерозольні частинки від цих джерел відрізняються великою різноманітністю хімічного складу. Частіше всього в їх складі виявляються з'єднання кремнію, кальцію і вуглецю, рідше - оксиди металів: заліза магнію, марганцю, цинку, міді, нікелю, свинцю, сурми, висмута, селену, миш'яку, берилія, кадмію, хрому, кобальту, молибдена, а також азбест. Ще більша різноманітність властиво органічного пилу, включаючою ароматичні вуглеводні, солі кислот. Вона утворюється при спалюванні остаточних нафтопродуктів, в процесі пиролиза на нефтепереробних, нафтохімічних і інших подібних підприємств.

Джерелом пилу і ядовитих газів служать масові вибухові роботи. Так, в результаті одного середнього по масі вибуху (1250-300 тонн вибухових речовин) в атмосферу викидається близько 12 тис. куб. м. умовного оксиду вуглецю і більше 1150 т. пилу. Виробництво цементу і інших будівельних матеріалів також є джерелом забруднення атмосфери пилом. Основні технологічні процеси цих виробництв є одержування продуктів в потоках гарячих газів, які завжди призводять до викиду пилу і інших шкідливих речовин в атмосферу.Вони піддаються різним перетворенням, окиненю, полімеризації, взаємодіючи з іншими атмосферними забруднювачами після збудження сонячною радіацією. В результаті цих реакцій утворюються перекиснене з'єднання, вуглеводнів з оксидами азоту і сірі часто у вигляді аерозольних частинок. При деяких погодних умовах можуть утворюватися особливо великі скупчення шкідливих газоподібних і аерозольних домішок в приземному шарі повітря.

Звичайно це відбувається тоді, коли в шарі повітря безпосередньо над джерелами газопилової емісії існує інверсія - розташування кулі більш холодного повітря під теплим, що затримує перенесення домішок вгору. В результаті шкідливі викиди зосереджуються під кулею інверсії, зміст їх у землі різко зростає, що стає однією з причин раніше вивчення в природі фотохімічного туману.

1.3 Фотохімічний туман (смог)

Фотохімічний туман є багатокомпонентною суміші газів і аерозольних частинок первинного і вторинного викиду. До складу основних компонентів змогу входять озон оксиди азоту і сірки, численні органічні сполуки окисленої природи, звана в сукупності фотооксидантами. Фотохімічний зміг виникає в результаті фотохімічних реакцій за певних умов: наявності в атмосфері високої концентрації оксидів азоту, вуглеводнів і інших забруднювачів, інтенсивної сонячної радіації і безвітря або дуже слабого обміну повітря в приземному шарі при могутній і в течія не менше діб підвищеної інверсії. Стійка безвітряна погода, звичайно що супроводжується інверсіями, необхідними для створення високої концентрації реагуючих речовин.

Такі умови створюються частіше в червні-вересні і рідше взимку.

При тривалій ясній погоді сонячна радіація викликає розщеплювання молекул діоксиду азоту з утворенням оксиду азоту і атомарного кисню. Атомарній кисень з молекулярним киснемо дають озон. Здавалося б, останній, окисляючи оксид азоту, повинний перетворуватися в молекулярний кисень, а оксид азоту - в діоксид. Але цього не відбувається. Оксид азоту вступає в реакції з олефінами вихлопних газів, які при цьому розщеплюються по подвійному зв'язку і утворюють осколки молекул і надлишок озону. В результаті продовження дисоціації нові маси діоксиду азоту расщеппляются і дають додаткові маси озону. Виникає циклічна реакція, у результаті якої в атмосфері поступово нагромаджується озон. Цей процес в нічний час припиняється. У свою чергу озон вступає в реакцію з олефінами. В атмосфері концентруються різні перекиси, які в сумі і утворюють характерні для фотохимического туману оксиданти. Останні є джерелом так званих вільних радикалів, відмінних особливі реакційні дії. Такі явища бувають над Лондоном Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком і іншими містами Європи і Америки. По своїй фізіологічній дії на організм людини сморід украй небезпечний для дихальної і кровоносної системи і часто бувають причиною передчасної смерті міських жителів з ослабленим здоров'ям.