Смотреть что такое "смог" в других словарях. Экология природных ресурсов Что смог чем опасно загрязнение

Лекция 10. Химические превращения в тропосфере. Возникновение смога.

Смог (от англ. Smoky fog, буквально - «Дымовой туман») - аэрозоль, состоящий из дыма, тумана и пыли, один из видов загрязнения воздуха в крупных городах и промышленных центрах. Смог - это сочетание газообразных и твердых примесей с туманом или аэрозольной дымкой.

Первоначально под смогом подразумевался дым, образованный сжиганием большого количества угля (смешение дыма и диоксида серы SO2). В 1950-х гг. был впервые описан новый тип смога - фотохимический, который является результатом смешения в воздухе следующих загрязняющих веществ:

Оксиды азота, например, диоксид азота (продукты горения ископаемого топлива);

Тропосферный (приземный) озон;

Летучие органические вещества (пары́ бензина, красок, растворителей, пестицидов и других химикатов);

Перекиси нитратов.

Все перечисленные химикаты обычно обладают высокой химической активностью и легко окисляются, поэтому фотохимический смог считается одной из основных проблем современной цивилизации.

Радиационный туман - туман, который появляется в результате радиационного охлаждения земной поверхности и массы влажного приземного воздуха до точки росы. Обычно радиационный туман возникает ночью в условиях антициклона при безоблачной погоде и легком бризе. Часто радиационный туман возникает в условиях температурной инверсии, препятствующей подъему воздушной массы.

В промышленных районах может возникнуть крайняя форма радиационного тумана - смог.

Влажный смог лондонского типа - сочетание тумана с примесью дыма и газовых отходов производства. Причиной возникновения "смога" Лондонского типа служит сжигание угля и мазута. При высокой влажности атмосферы образуется густой туман с примесью частиц сажи и SO 2 . Свое название этот "смог" получил после трагедии зимой 1952 т., когда в Лондоне в результате его образования умерло 3200 человек.

Ледяной смог аляскинского типа - смог, образующийся при низких температурах из пара отопительных систем и бытовых газовых выбросов.

Сухой смог лос-анджелесского типа - смог, возникающий в результате фотохимических реакций, которые происходят в газовых выбросах под действием солнечной радиации; устойчивая синеватая дымка из едких газов без тумана. Фотохимический смог - смог, основной причиной возникновения которого считаются автомобильные выхлопы. Автомобильные выхлопные газы и загрязняющие выбросы предприятий в условиях инверсии температуры вступают в химическую реакцию с солнечным излучением, образуя озон. В ряде случаев в фотохимическом смоге могут присутствовать соединения азота, которые повышают вероятность возникновения раковых заболеваний.

Фотохимический "смог" был впервые отмечен в 1944 г. в Лос-Анджелесе, когда в результате большого скопления автомобилей была парализована жизнь одного из крупнейших городов США. Фотохимический "смог" возникает под действием солнечного света в отсутствие ветра при низкой влажности воздуха. Наблюдается сильное раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и глаз. Сохранение "смоговой" ситуации в течение длительного времени приводит к повышению заболеваемости и смертности среди населения. Он оказывает вредное воздействие и на растительность, вызывая увядание и гибель листьев. Кроме того, фотохимический "смог" усиливает коррозию металлов, разрушение строительных сооружений, резины и других материалов.

Окислительный характер фотохимическому “смогу” придают озон и пероксилацетилнитраты. Измерения, проведённые в 50-х годах в Лос-Анджелесе, показывают, что увеличение концентрации озона связано с характерным изменением относительного содержания NО 2 и NО.

Ухудшение видимости во время "смога" (появление голубоватой дымки) связано с образованием аэрозольных частиц. Возникновение аэрозолей и последующее удаление их в процессах слипания, сухого и мокрого (с атмосферными осадками) осаждения является одним из основных путей самоочищения атмосферы.

Атмосферные органические аэрозоли могут образовываться по гомогенному или гетерогенному механизму. Первый из них включает газообразное окисление органических соединений с образованием твердых или жидких частиц, второй подразумевает сорбцию, каталитическое окисление, полимеризацию на поверхности уже существующих твердых и жидких аэрозолей.

Аэрозольные частицы либо попадают в атмосферу в готовом виде (в результате вулканической деятельности, пожаров, морской соли, пыли и т.д.), либо образуются из газовых выбросов непосредственно в атмосфере в результате химических процессов.

Из многочисленных органических соединений, попадающих в атмосферу, наибольшую склонность к образованию аэрозолей проявляют терпеновые углеводороды. Так, наблюдаемая над хвойными лесами в летнее время голубоватая дымка представляет собой аэрозоль, возникающий в результате фотохимического окисления терпенов.

Образование аэрозольных частиц в воздухе городов часто связывают с SO2, который при окислении дает Н2SO4 превращающуюся при наличии в атмосфере аммиака в сульфат аммония.

Число твердых частиц в воздухе сильно варьирует в зависимости от местности. В нижней тропосфере, на высотах менее 2 км, в сельских районах концентрация частиц составляет около 104 см-3, а над городами превышает 105 см-3. В фоновых районах в отсутствие антропогенной деятельности в воздухе содержится всего 200 – 600 см-3 аэрозольных частиц.

СМОГ – аэрозоль, состоящий из дыма, тумана и пыли. Английское слово «smog» – производное от «smoke» – дым и «fog» – туман. Именно жители английской столицы первыми столкнулись с проблемами, связанными с загрязнением городского воздуха.

В Лондоне уголь жгли с 13 в. Горожане испытывали беспокойство из-за ощутимого запаха – считали, что он может вызывать различные заболевания.

При полном сгорании ископаемого топлива (угля или углеводородов) образуются достаточно безобидные продукты – диоксид углерода и вода, однако в условиях недостатка кислорода образуется ядовитый монооксид углерода. Если кислорода еще меньше, среди продуктов сгорания появляется углерод (в виде сажи). При низких температурах и малом количестве кислорода разрушение углеводородов может сопровождаться их изомеризацией и поликонденсацией, приводящими к образованию полициклических ароматических углеводородов, в том числе бензопирена, обладающего канцерогенными свойствами.

Загрязнение воздуха могут вызывать и входящие в состав топлива примеси, в первую очередь, соединения серы. Ее содержание в некоторых углях может достигать 6%. При сжигании такого топлива образуется диоксид серы. Растворяясь в капельках воды, которые конденсируются вокруг частиц дыма, диоксид серы существенно снижает ее рН. «Кислотный туман» опасен для здоровья; он оказывает вредное воздействие на растения и животных, вызывает разрушение металлов и строительных материалов.

Сажа и диоксид серы, образующиеся непосредственно при сжигании топлива, являются первичными загрязнителями воздуха. В условиях сырости и тумана, характерных для зимнего Лондона, они стали причинами длительных смогов, приводящих к росту легочных заболеваний. Со временем смог стал обычным явлением и в других крупных городах и промышленных центрах.

Распределение загрязнений в воздухе в большой степени зависит от погодных и климатических явлений. Ветры увеличивают скорость рассеяния и перемешивания, а воздушные потоки, направленные от земли, выносят загрязнения в верхние слои атмосферы. Однако могут возникнуть условия, при которых атмосферные слои становятся очень стабильными. Тогда загрязнения, вместо того чтобы перемещаться в верхние слои атмосферы, остаются вблизи поверхности земли. Необычное состояние атмосферы, при котором температура воздуха в тропосфере не убывает с высотой, называют инверсией. Это приводит к тому, что более холодный воздух располагается ниже более теплого, и не может подняться вверх и рассеяться в атмосфере. Под «крышей» из теплого воздуха загрязнения накапливаются в таких больших количествах, что становятся опасными для здоровья.

Самым первым из официально зарегистрированных случаев загрязнения атмосферы, имевшим серьезные последствия, стал смог в г. Донора (США) в 1948. В течение 36 часов было зарегистрировано два десятка смертей, сотни жителей чувствовали себя очень плохо. Спустя четыре года в декабре 1952 еще более трагический случай произошел в Лондоне. Из-за загрязнений, скопившихся в воздухе, за пять дней погибли более 4000 человек. Хотя в последующие годы сильный смог в Лондоне и других городах наблюдался неоднократно, таких катастрофических последствий, к счастью, больше не было.

Переход от угля к углеводородным топливам уменьшил опасность загрязнения воздуха частицами сажи. Однако появились новые виды загрязнения, как первичного, так и вторичного, возникающего в результате реакций первичных загрязнителей с несгоревшим топливом и кислородом воздуха. Химические реакции, приводящие к образованию вторичных загрязнителей, наиболее эффективно протекают при солнечном свете, поэтому возникающее загрязнение воздуха получило название фотохимического смога. Он был впервые отмечен в Лос-Анджелесе (США) в годы Второй мировой войны. Появление фотохимического смога связывают с бурным развитием автомобильного транспорта.

В условиях высокой температуры, при которой происходит сжигание топлива в двигателе автомобиля, начинается взаимодействие между кислородом и азотом, входящими в состав атмосферного воздуха. Образующийся при диссоциации молекул кислорода атомарный кислород способен расщепить молекулу сравнительно инертного азота, инициируя цепную реакцию:

O + N 2 = NO + N

N + O 2 = NO + O

В результате в выхлопных газах появляется монооксид азота, который, попав в атмосферу, окисляется кислородом воздуха, превращаясь в диоксид азота. Бурый диоксид азота фотохимически активен. Поглощая свет, он диссоциирует:

Таким образом, в воздухе появляется реакционноспособный атом кислорода, который может вступать в реакции с образованием озона:

Присутствие озона – наиболее характерный признак фотохимического смога. Он не образуется при сгорании топлива, а является вторичным загрязнителем. Обладая сильнейшими окислительными свойствами, озон оказывает вредное действие на здоровье людей и разрушает многие материалы, в первую очередь, резину.

Кроме того, в фотохимическом смоге протекают реакции между оксидами азота и несгоревшими органическими соединениями. Среди продуктов таких реакций немало канцерогенных веществ.

Различия между «влажным смогом», вызванным сжиганием угля в Лондоне, и «сухими смогом», обусловленным автомобильными выхлопами в Лос-Анджелесе, приведены в таблице.

Сравнение смогов Лос-Анджелеса и Лондона

СРАВНЕНИЕ СМОГОВ ЛОС-АНДЖЕЛЕСА И ЛОНДОНА
Характеристика	Лос-Анджелес	Лондон
Температура воздуха	От 24 до 32° С	От –1 до 4° С
Относительная влажность	<70%	85% (+ туман)
Инверсия температуры	На высоте 1000 м	На высоте нескольких сотен метров
Скорость ветра	< 3м/с	Безветренно
Видимость	<0,8–1,6 км	<30 м
Месяцы наиболее частого появления	Август – сентябрь	Декабрь – январь
Основные топлива	Бензин	Уголь (и бензин)
Основные составляющие	O 3 , NO, NO 2 , CO, органические вещества	Мелкие частицы, СО, соединения серы
Тип химических реакций	Окисление	Восстановление
Время максимального сгущения	Полдень	Раннее утро
Основное воздействие на здоровье	Раздражение глаз, нарушение дыхание	Раздражение дыхательных путей
Наиболее повреждаемые материалы	Резина	Железо, бетон

В больших городах нашей страны еще три десятка лет назад автомобили не были основным источником загрязнения атмосферы. Сейчас экологические проблемы автотранспорта в крупных российских городах стали серьезной проблемой. Так, автомобильные выхлопы в Москве и Санкт-Петербурге исчисляются сотнями тысяч тонн в год. Автотранспорт уверенно вышел на первое место среди всех прочих источников загрязнения воздуха. Поэтому в Москве, Петербурге и других крупных городах смог становится частым гостем, особенно в безветренную погоду.

Для предотвращения смога необходимо совершенствовать двигатели автомобилей и эффективно очищать выхлопные газы. Количество монооксида углерода, образующегося в автомобильных двигателях, можно уменьшить, дожигая его до менее опасного диоксида углерода. Повышение доли воздуха в горючей смеси способствует уменьшению выброса не только СО, но и несгоревших углеводородов. Наиболее эффективными оказались каталитические преобразователи, в которых монооксид углерода и несгоревшие углеводороды окисляются до диоксида углерода и воды, а оксиды азота восстанавливаются до молекулярного азота. К сожалению, каталитические дожигатели нельзя использовать в случае заправки автомобиля этилированным бензином. Такой бензин содержит соединения свинца, необратимо отравляющие катализатор. Увы, в нашей стране этилированный бензин еще широко используется.

Чтобы уменьшить выбросы диоксида серы, из нефти предварительно удаляют соединения серы, а отходящие дымовые газы дополнительно очищают. Попадание соединений серы в атмосферу можно уменьшить и за счет сжигания твердого топлива в кипящем слое. Выбросы твердых частиц тепловыми электростанциями снижают, применяя электрофильтры или вакуумные воздушные фильтры.

В некоторых городах, в том числе и в Москве, большую роль в предотвращении смога является борьба с лесными и торфяными пожарами в окрестных лесах, также провоцирующими возникновение устойчивого загрязнения городского воздуха.

К сожалению, успехи в борьбе с отдельными видами загрязнения воздуха пока не привели к исчезновению смогов. Так, снижение вредных выбросов в выхлопных газах автомобилей на единицу пробега компенсируется быстрым ростом количества автотранспорта, поэтому общий уровень загрязнения не уменьшается. По-видимому, смог еще долгое время будет оставаться серьезной проблемой для жителей многих крупных городов.

Елена Савинкина

Причины образования смога могут быть следующими:

выхлопные газы автомобилей;

деятельность электростанций и заводов;

природные и торфяные пожары;

горение угля;

вредные испарения от многих потребительских товаров, включая химические растворители, краску или даже лак для волос.

Когда солнечный свет и тепло вступают в реакцию с вредными газами и частицами в атмосфере, тогда и возникает вредоносный туман.

Основные случаи появления смога часто связаны с интенсивным движением автотранспорта, высокой температурой воздуха, солнечным светом и безветренной погодой. Так, низкая скорость ветра позволяет смогу застаиваться в определенном районе. Застою может поспособствовать и температурная инверсия, при которой теплый воздух у поверхности земли и все загрязнители в нем блокируются «крышкой» из холодного воздуха.

Кроме прочих вредных веществ и газов, в смоге содержится оксид углерода, знакомый нам как угарный газ. Он не заметен для нас, поскольку не имеет ни запаха, ни цвета, но его удушающее воздействие может значительно повлиять на здоровье и даже привести к гибели.

Виды смога

Известны по крайней мере четыре разновидности смога: серный, фотохимический, вулканический и ледяной.

Влажный смог лондонского типа

Этот тип также называют серным. Он является результатом высокой концентрации оксидов серы в воздухе и обусловлен использованием серосодержащих видов топлива, в частности угля. Опасность этого типа усугубляется и высокой концентрацией взвешенных частиц в воздухе.

Фотохимический (сухой) смог лос-анджелесского типа

Фотохимический, или белый, смог – это наиболее распространенный на сегодняшний день тип. Он образуется при взаимодействии нескольких веществ:

Оксиды азота. Они образуются при сжигании топлива из-за деятельности ТЭС, ТЭЦ, металлургии и других областей промышленного производства. Также на появление оксидов азота влияют выхлопные газы. Минимальные последствия этих соединений – раздражение глаз и носоглотки и затрудненное дыхание.

Озон . Озон является одним из основных факторов, влияющих на формирование фотохимического смога, и, хотя в верхних слоях атмосферы он является полезным химическим веществом, которое защищает нас от солнечной радиации, в нижних слоях это загрязнитель, который может быть вреден для здоровья людей.

Взвешенные частицы PM2.5. Это мельчайшие частицы пыли, сажи, золы и других загрязнений, которые мы не можем увидеть невооруженным глазом. PM2.5 очень опасны для здоровья человека: они сокращают продолжительность жизни, их связывают с раком легких и заболеваниями дыхательной и сердечно-сосудистой систем. К счастью, сейчас существуютHEPA фильтры , блокирующие поступление этих частиц в помещение.

Летучие органические соединения. Это пары красок, растворителей, бензина и прочих токсичных веществ.

Фотохимический смог представляет собой аэрозоль, возникающий при воздействии солнечного света на оксиды азота, углеводороды и летучие органические соединения, которые можно обнаружить в выхлопных газах и выбросах заводов и электростанций. В результате смог имеет светло-коричневую окраску.

Вулканический смог

Вулканический смог – это разновидность, которая образуется в атмосфере в результате извержения вулкана. Вредные газы и частицы высвобождаются из жерла и вступают в реакцию с солнечным светом и кислородом. Некоторые химические вещества в вулканическом смоге могут наносить ущерб и людям, и животным, и растениям. Люди могут испытывать проблемы с дыханием, раздражение слизистой и боль в горле. Этот тип свойственен странам, на территории которых есть действующие вулканы, например для Гавайских островов.

Смогом называется ядовитая смесь дыма, тумана, пыли.

Различают два типа смога:

зимний смог (лондонского типа);
летний смог (лос-анджелесского типа).

Лондонский смог (смесь дыма и тумана) в 1952 г. за 3-4 дня погубил более 4 тыс. человек. Сам по себе туман не опасен для человеческого организма. Он становится вредным, когда чрезвычайно загрязнен токсическими примесями.

Английские специалисты определили, что смог содержал несколько сотен тонн дыма и сернистого ангидрида. В Лондоне в эти дни было обнаружено, что смертность увеличивается прямо пропорционально концентрации в воздухе дыма и сернистого газа.

Ученые считают, что ежегодно тысячи смертных случаев в городах всего мира связаны с загрязнением воздуха .

Смог наблюдается лишь в осенне-зимнее время (с октября по февраль). В настоящее время это метеорологическое явление называют смогом лондонского типа, главным действующим компонентом которого является сернистый газ в сочетании с аэрозолем серной кислоты. При вдыхании этой смеси сернистый газ достигает легочных альвеол и вредно на них действует.

В смоге лондонского типа практически не образуется каких-либо новых веществ, а его токсичность целиком зависит от исходных загрязнителей, и возникает он в результате сжигания больших количеств топлива.

Однако в 30-х гг. над Лос-Анджелесом стал появляться смог и в теплое время года, как правило, летом и ранней осенью, в жаркие дни. Лос-анджелесский смог (фотохимический туман) представляет собой сухой туман с влажностью около 70%, для возникновения которого необходим солнечный свет, вызывающий сложные фотохимические превращения в смеси углеводородов и окислов азота автомобильных выбросов.

В фотохимическом тумане лос-анджелесского типа в ходе фотохимических реакций образуются новые вещества (фотооксиданты, озон, нитриты и др.), значительно превышающие по своей токсичности исходные атмосферные загрязнения. Фотохимический туман образуется при значительно меньших выбросах в атмосферу по сравнению с лондонским смогом, и для него более характерны желто-зеленая или сизая сухая дымка, а не сплошной туман.

Основной причиной фотохимического тумана являются выхлопные газы автомобилей. На каждом километре пути легковой автомобиль выделяет около 10 г оксида азота. А в Лос-Анджелесе, где имеется более 4 млн автомобилей, в воздух поступает около 1000 т этого газа в сутки. Кроме того, здесь часты температурные инверсии - до 260 дней в году.

Слой инверсий располагается на небольших высотах (300-900 м), а интенсивность солнечной радиации достаточно высока, поэтому явно выраженный фотохимический туман наблюдается в Лос-Анджелесе более 69 дней в году. Отсюда и пошла печальная слава этого города как родины фотохимического тумана - явления, искусственно созданного человеком.

При фотохимическом тумане, как и при лондонском смоге, появляется неприятный запах, резко ухудшается видимость; у людей воспаляются глаза, слизистые оболочки носа и горла; отмечаются симптомы удушья, обострение легочных и различных хронических заболеваний. Погибают при этом и домашние животные, главным образом собаки и птицы. Фотохимический туман отрицательно действует на нервно-психическую сферу, вызывает обострение бронхиальной астмы. Повреждает он и растения, особенно салатные культуры, бобы, свеклу, злаки, виноград, декоративные насаждения.

ВВЕДЕНИЕ

ТИПЫ СМОГА

ПОСЛЕДСТВИЯ СМОГА

МЕТОДЫ БОРЬБЫ СО СМОГОМ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Великий смог (англ. Great Smog) окутал Лондон 5 декабря 1952 года и рассеялся только к 9 декабря того же года. Случившееся стало настоящей катастрофой, в результате которой погибло 12000 человек, что послужило, как считается, отправной точкой современного природоохранного (экологического) движения.

В начале декабря 1952 года холодный туман опустился на Лондон. Из-за холода горожане стали использовать для отопления уголь в бо́льшем количестве, чем обычно. Примерно к этому же времени завершился процесс замены городского электротранспорта (трамваев) на автобусы с дизельным двигателем. Запертые более тяжёлым слоем холодного воздуха, продукты горения в воздухе в считанные дни достигли чрезвычайной концентрации. Туман был таким густым, что препятствовал движению автомобилей. Были отменены концерты, прекращена демонстрация кинофильмов, поскольку смог легко проникал внутрь помещений. Зрители иногда попросту не видели сцену или экран из-за плотной завесы.

Поначалу реакция горожан была спокойной, поскольку в Лондоне туманы не редкость. В последующие недели, однако, статистические данные, собранные медицинскими службами города, выявили смертоносный характер бедствия - количество смертей среди младенцев, престарелых и страдающих респираторными заболеваниями достигло четырёх тысяч человек. Ещё около восьми тысяч человек умерли в последующие недели и месяцы.

Шок, вызванный этим жестоким уроком, заставил людей изменить своё отношение к загрязнению воздуха. Бедствие со всей очевидностью продемонстрировало людям во всем мире, что данная проблема представляет собой непосредственную угрозу жизни людей. Были приняты новые экологические стандарты, направленные на ограничение использования грязных видов топлива в промышленности и на запрет сажесодержащих выхлопных газов. Среди принятых мер - введение в действие Закона «О чистом воздухе» (редакции от 1956 и 1968 годов) и аналогичного Закона города Лондона (1954 год).

ЧТО ТАКОЕ СМОГ И ПРИЧИНЫ ЕГО ВОЗНИКНОВЕНИЯ

Впервые термин «смог» был введён доктором Генри Антуаном де Во в 1905 году <#"703523.files/image001.gif">

Распределение загрязнений в воздухе в большой степени зависит от погодных и климатических явлений. Ветры увеличивают скорость рассеяния и перемешивания, а воздушные потоки, направленные от земли, выносят загрязнения в верхние слои атмосферы. Однако могут возникнуть условия, при которых атмосферные слои становятся очень стабильными. Это, в частности, бывает при антициклонах (областях с высоким атмосферным давлением), при штилевой погоде вообще и при выхолаживании самого нижнего слоя воздуха, когда в верхних слоях на некоторой высоте воздух оказывается теплее, чем в нижних (то есть наблюдается температурная инверсия). Тогда загрязнения, вместо того чтобы перемещаться в верхние слои атмосферы, остаются вблизи поверхности земли. Это приводит к тому, что более холодный воздух располагается ниже более теплого, и не может подняться вверх и рассеяться в атмосфере. Под «крышей» из теплого воздуха загрязнения накапливаются в таких больших количествах, что становятся опасными для здоровья.

Города, расположенные в понижениях местности, отличаются повышенной повторяемостью температурных инверсий, и, следовательно, при высоком уровне индустриального загрязнения воздуха они предрасположены к образованию смога.

ТИПЫ СМОГА

Выделяют три типа смога:

ледяной смог (аляскинского типа);

влажный смог (лондонского типа);

сухой, или фотохимический смог (лос-анджелесского типа).

Ледяной смог (аляскинского типа) - характерен для высоких широт в зимнее время при температуре -30-35°С и полном безветрии. Воздушная пара, находящаяся в атмосфере замерзает, на эти кристаллы абсорбируется сажа <#"703523.files/image002.gif">

Это же превращение испытывает и NO, попавший в воздух.

На солнечном свету NO2 подвергается фотодиссоциации:

Образующийся атомарный кислород очень активен и может вступать в разнообразные реакции, в частности, образовывать озон О3 с молекулярным кислородом

Где М - молекулы воздуха, поглощающие выделившуюся энергию

Присутствие озона - наиболее характерный признак фотохимического смога. Он не образуется при сгорании топлива, а является вторичным загрязнителем.

В дневные часы озон медленно реагирует с NO2, образуя радикал NO3, который в свою очередь вступает в дальнейшие реакции с NO и NO2. Одной из конечных продуктов этих реакций является N2O5. Если в атмосфере имеется водяной пар, то N2O5 может вступить в реакцию с водяным паром и продуктом этой реакции является азотная кислота - HNO3.

Рассматривая все эти превращения, мы не учли влияние углеводородов, а ведь именно их присутствие в тропосфере вызывает ухудшение видимости и в результате их частичного разрушения образуются многие вредные вещества, среди которых: ПАН (пероксиацетилнитрат), альдегиды, окись углерода (угарный газ), углекислый газ, карбоновые кислоты, кетоны, окислы олефина, парафины и др.

Из графика суточного хода загрязняющих веществ, представленного на рис. 3, видно, что максимум концентрации альдегидов и озона приходится сразу же после максимума концентрации углеводородов и NO2 (через 4 - 5 часов). Отсюда можно сделать вывод, что увеличение выбросов в атмосферу несгоревшего топлива ведет к ухудшению экологической ситуации и тем самым является причиной дополнительного накапливания тропосферного озона.

ПОСЛЕДСТВИЯ СМОГА

От фотохимического смога страдают и люди, и растения, и постройки, и различные материалы. Погибают домашние животные, главным образом собаки и птицы.

Высокие концентрации оксидантов - озона, ПАН, оксидов азота, содержащихся в фотохимическом смоге, придают ему чрезвычайно неприятные свойства. Люди, оказавшиеся под воздействием смога, испытывают сильное раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей из-за наличия в нём веществ, подобных ПАН. Они вызывают слезоточение при концентрациях в 0,1 млн-1. Если содержание таких оксидантов превышает 0,25 млн-1, наблюдаются приступы астмы, кашель, неприятные ощущения в груди, головная боль. Концентрации озона, достигаемые в фотохимическом смоге, также очень вредны для здоровья. Так, уже 0,1 млн-1 озона в воздухе вызывает сухость в горле, раздражение дыхательных путей, понижение устойчивости к бактериям. Концентрации озона в 0,3 млн-1 вызывают нарушения дыхания, спазм грудной клетки, головокружение. Длительный контакт с таким воздухом приводит к росту заболеваемости и смертности людей. Особенно сильно подвержены действию смога дети и пожилые люди

Фотохимический смог отрицательно влияет и на растительность. Особенно плохо фотохимический смог влияет на бобы, свеклу, злаки, виноград, а также декоративные растения. Признаком того, что растение подверглось вредному влиянию фотохимического тумана, является набухание листьев, которое затем переходит в появление на верхних листьях пятен и белого налета, а на нижних ведет к появлению бронзового или серебристого оттенка. Затем растение начинает быстро чахнуть.

Кроме всего прочего, фотохимический туман ведет за собой ускоренную коррозию материалов и элементов зданий, растрескивание красок, резиновых и синтетических изделий, и даже порчу одежды.

СРАВНЕНИЕ СМОГОВ ЛОС-АНДЖЕЛЕСА И ЛОНДОНА
Характеристика	Лос-Анджелес
Температура воздуха	От 24 до 32° С	От -1 до 4° С
Относительная влажность		85% (+ туман)
Инверсия температуры	На высоте 1000 м	На высоте нескольких сотен метров
Скорость ветра		Безветренно
Видимость	<0,8-1,6 км
Месяцы наиболее частого появления	Август - сентябрь	Декабрь - январь
Основные топлива		Уголь (и бензин)
Основные составляющие	O3, NO, NO2, CO, органические вещества	Мелкие частицы, СО, соединения серы
Тип химических реакций	Восстановление
Время максимального сгущения		Раннее утро
Основное воздействие на здоровье	Раздражение глаз, нарушение дыхание	Раздражение дыхательных путей
Наиболее повреждаемые материалы		Железо, бетон

МЕТОДЫ БОРЬБЫ СО СМОГОМ

Смог несет большую опасность для всей биосферы. Борьба с ним - одна из главнейших задач в решении экологического вопроса.

На городском уровне, борьба со смогом заключается в принятии различных законодательных мер, которые обязуют промышленные предприятия строго контролировать выбрасываемые ими вещества в атмосферу, уменьшить суммарные выбросы от автомобилей, путем ограничения их нахождения в городе, призывами отказаться от личного автотранспорта. Основными на сегодняшний день методами снижения загрязнения атмосферы, в том числе кислотообразующими выбросами, являются разработка и внедрение различных очистных сооружений и правовая защита атмосферы.

Ведутся исследования по снижению загрязнений от выхлопных газов автомобилей. Перспективна замена бензина в автомобилях другими видами топлива (например, смесью спиртов), применение газобаллонных автомобилей, использующих природный газ, и электромобилей;

Уменьшить долю смога, создаваемую промышленностью, можно с помощью пылеуловителей, если оборудовать ими предприятия. Эффективно использование специальных фильтров. Преимущества фильтров: высокая эффективность по извлекаемым компонентам (90-98%); простота и компактность; минимальный уровень энергозатрат на очистку (от 1,5 до 4,5 кВт/сутки); надежность в эксплуатации, высокая степень ремонтопригодности; малая чувствительность к концентрационным колебаниям.

Для средних и малых предприятий энергетики использовать метод сжигания топлива в кипящем слое, при котором удаляется до 95% диоксида серы и от 50 до 75% оксидов азота. Хорошо разработана технология уменьшения содержания оксидов азота (на 50-60%) путем снижения температуры горения. Использование на электростанциях в качестве топлива природного газа. Реально заменить горючие ископаемые могут возобновимые экологически чистые энергетические ресурсы, такие, как солнечная энергия, ветер, морские приливы, термальные источники недр Земли.

Локальная защита от смога - личный вклад человека в очистку воздуха и, соответственно, в собственное здоровье. Это достигается принципиальным пользованием экологически чистой техникой и топливом, покупкой безопасных для окружающей среды и своего здоровья хозяйственных средств. Определенную роль может сыграть и снижение потребления энергии.

Методов борьбы имеется довольно много, но почти каждый из них имеет свои недостатки, а некоторые методы неэффективны совсем.

Полностью избавиться от смога нам не удастся, ведь для этого нужно перевести весь транспорт на экологически чистое топливо, установить очистные сооружения на всех заводах и фабриках, значительно уменьшить количество испарения вредных газов, однако принять менее радикальные меры по очистке биосферы от его вредного воздействия вполне реально.

Наибольшие трудности в исследованиях по снижению загрязнения от выхлопных газов вызывает уменьшение выбросов оксидов азота, которые помимо образования кислотных осадков ответственны за появление фотохимических загрязнителей (фотохимический смог) и разрушение озонового слоя в стратосфере. Для решения этой проблемы ведутся работы по созданию различных каталитических конвертеров, преобразующих оксиды азота в молекулярный азот.

Создание безотходного производства во всех отраслях промышленности требует решения ряда сложных инженерно-технологических задач, огромных капиталовложений.

Содержание серы в выбросах можно уменьшить, используя низкосернистый уголь, а также путем физической или химической его промывки. Но физические методы очистки малорентабельны. Химический метод очистки: в различных фильтрах и очистителях газообразные продукты сгорания пропускаются через водный раствор извести, в результате образуется нерастворимый сульфат кальция СаSО4. Этот метод позволяет удалить до 95% SО2, но является дорогостоящим (снижение температуры дымовых газов и понижение тяги требует дополнительных затрат энергии на их подогрев; кроме того, возникает проблема утилизации СаSО4) и экономически эффективен лишь при строительстве новых крупных предприятий.

смог загрязнение фотохимический

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Оказывается, жить в крупных городах была смертельно опасно уже в 13 веке, когда для обогрева жилищ использовался уголь. Нетрудно себе представить, что творится в наше время мощностей и скоростей.

Загрязнение атмосферы выбросами автомобильных выхлопов увеличивается с ростом числа самих автомобилей. И в ближайшее время не предвидится полная замена бензина на другие виды топлива. А значит, фотохимического смога летом нам не избежать.

Хотелось бы верить, что с наступлением осени и зимы воздух будет чище, но нет, наступает отопительный сезон. И хотя в нынешние времена уголь не используется повсеместно, но ему на смену пришли углеводороды, сжигание которых, тоже становится причиной смога.

А страдают от смога люди, чаще всего самые беззащитные - дети и старики. При подготовке материала к реферату мной были обнаружены данные, что беспричинные капризы детей и приступы агрессии у домашних животных - это тоже последствия смога.

Чтобы уменьшить последствия смога нужно, стараться не выходить во время него на улицу, пить зелёный чай или травяные сборы, употреблять в пищу больше свежих овощей и фруктов.

Если есть возможность лучше покинуть на время смога город.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Опаловский А.А. Планета Земля глазами химика. М., Наука, 1990

Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания. В четырех книгах (перевод с англ.). М., Мир, 1995

Химия и общество (перевод с англ.). М., Мир, 1995

Добровольский В.В. Основы биогеохимии. Учеб. пособие для геогр., биол., геол., с.-х. спец. вузов. М., Высш. шк., 1998

Андруз Дж., Бримблекумб П., Джикелз Т., Лисс П. Введение в химию окружающей среды (перевод с англ.) М., Мир, 1999