Навигация
Окисление двуокиси серы в загрязненной атмосфере
39483
знака
1
таблица
0
изображений
1.1 Окисление двуокиси серы в загрязненной атмосфере
Важным физическим эффектом загрязнения атмосферы является снижение видимости. Это снижение видимости вызывается обычно рассеянием и поглощением радиации аэрозолями в атмосфере. Если о количественном влиянии окислов серы ничего не известно, то туман серной кислоты и другие сульфатные частицы считаются признанной причиной рассеяния. Эти частицы образуются при вышеописанных сложных окислительных процессах взаимодействия между атмосферными загрязнениями. Фотодиссоциация двуокиси серы, выделяемой в атмосферу в процессах горения, невозможна, так как она может протекать лишь при длинах волн короче тех, которые достигают нижней атмосферы. Поэтому фотохимические превращения S02 могут включать лишь реакции возбужденных молекул S02.
Что касается фотохимического взаимодействия системы S02— NOx, то добавление NOx к низким концентрациям S02, по-видимому, дает различные результаты. Некоторые авторы сообщают об ускорении фотоокисления S02, в то время как другие на основе образования аэрозолей сообщают о его замедлении. Следует напомнить, что фотодиссоциация N02 дает атомарный кислород и озон. Таким образом, S02 может наряду с N0 и N02 реагировать с атомами кислорода согласно реакции
SO2 +O + М = S03 + M.
Далее SO3 взаимодействует с водяными парами, образуя аэрозоли серной кислоты, которые губительно действуют на живые и неживые объекты.
Эффективность этой реакции возрастает по мере роста отношения концентраций SO2/NOx. Кинетические расчеты показывают, что при концентрациях NOx b S02, равных 0,2 млн-1 (типичных для фотохимического смога), скорость реакции S02—О будет приблизительно в 10 раз ниже скорости реакции NOx—О. Изучалась не только система S02—NOx, но также и система S02 — углеводород в отсутствие NOx. Имеющиеся данные указывают, что при обычных уровнях в атмосфере реакции S02 в присутствии углеводородов для образования аэрозолей несущественны.
В любой загрязненной атмосфере SO2, NOx и углеводороды обычно присутствуют одновременно. Экспериментальные работы в этом случае указывают, что облучение олефинов с прямой цепью и ароматических соединений с двойными связями в присутствии NOx и S02 приводит к образованию значительного количества аэрозолей. Влияние S02 на образование аэрозолей весьма очевидно. Парафиновые углеводороды, по-видимому, дают мало либо вообще не дают аэрозолей в присутствии N0x и S02, в то время как данные об ароматических соединениях малочисленны и неопределенны. Хотя данные в таблице приведены для постоянного соотношения N0x—SО2, эксперименты показывают, что скорость исчезновения SО2 зависит от соотношения реагентов. В одной серии опытов начальные концентрации SО2 и N0 поддерживались постоянными на уровне 0,1 и 1 млн-1. Когда концентрация олефина понижалась с 3 до 0,5 млн-1, скорость исчезновения SО2 возрастала. Это указывает на очень высокую эффективность фотоокисления SO2 низкими концентрациями олефинов в присутствии NO. В случае постоянных концентраций олефина и N0 и варьируемых количеств S02 получаемые данные пока противоречивы. Некоторые исследования свидетельствуют, что рассеяние света прямо пропорционально концентрации SO2, в то время как в других наблюдалось увеличение скорости поглощения SO2 по мере снижения концентрации S02 с 1 до 0,1 млн-1. Следует отметить, что исчезновение SO2 и образование аэрозолей обычно не совпадают. Данные указывают, что сначала наблюдается исчезновение SO2, вслед за чем происходит образование аэрозолей и достижение ими максимума согласно измерениям рассеяния света. Аэрозоли не образуются до тех пор, пока не достигнут максимум NO2 и концентрация NO не упала до низкой величины. В этот момент наблюдается также максимальное образование атомов О. Рост содержания аэрозолей продолжается до достижения максимума озона, после чего содержание аэрозолей стабилизируется. Следовательно, на основе ряда опытов можно заключить, что быстрое накопление аэрозолей происходит, пока образуется озон.
Вкратце можно суммировать, что в целом эксперименты указывают на увеличение скорости исчезновения S02 и образования аэрозолей, когда SO2 фотоокисляется в присутствии NOx и олефиновых углеводородов. Ускорение окисления S02 в системе углеводород — NOx — озон объясняется, вероятно, эффективным влиянием некоторых промежуточных веществ. В то же время SО2, по-видимому, в общем понижает скорость реакций при фотохимическом смоге, что еще не нашло объяснения. Следовательно, городские районы будут находиться в разных условиях с точки зрения образования фотохимического смога и аэрозолей. Характер этой проблемы будет изменяться в зависимости от взаимного соотношения концентраций NOx, углеводородов и S02, выбрасываемых в атмосферу стационарными и подвижными источниками.
В заключение следует упомянуть о влиянии концентраций Н2О на фотоокисление S02 и состав аэрозолей. Несколько серий экспериментов указывает на снижение содержания аэрозолей (измеренного по рассеянию света) с увеличением относительной влажности при постоянной концентрации S02. Этот эффект наиболее заметен при низкой относительной влажности. В простой системе SО2 — 02 аэрозоль представлен H2S04. Для системы S02— NOx аэрозоль, более чем, вероятно, представлен также сульфатом. Аэрозоли, образующиеся при облучении низших олефинов в присутствии N0x и S02, не содержат органических веществ. Высшие олефиновые углеводороды, по-видимому, дают аэрозоли с углеродистыми веществами, такими, как органические кислоты. Чрезвычайно важна химическая идентификация этих аэрозолей, поскольку их размер таков, что они легко проникают в дыхательные пути.
ГЛАВА 2. КОМБИНИРОВАННОЕ ДЕЙСТВИЕ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ
Комбинированное действие химических веществ и других факторов внешней среды, представляет одну из наиболее актуальных и малоизученных проблем современной гигиены. До сих пор гигиеническое регламентирование ведется в основном по отдельным химическим веществам, а во внешней и производственной среде, как правило, имеет место комбинированное действие. В настоящее время очень трудно назвать производство, в котором на рабочего оказывало бы действие только одно химическое вещество, например, в производствах ВМС (синтетических смол и пластмасс, каучуков и резин, синтетических волокон), многих органических продуктов нефте-, коксо-, сланцехимии и ряде других на человека воздействуют одновременно не 2-3, а десятки веществ.
В последние годы проводится много исследований по комбинированному действию химических веществ, однако выход их результатов в практику ведения текущего и предупредительного санитарного надзора незначительный. Это обусловлено, прежде всего, тем, что методические подходы к оценке токсичности, опасности и вопросам гигиенической регламентации химических веществ при комбинированном действии разработаны недостаточно.
Теоретическое прогнозирование особенностей комбинированного действия пока может быть использовано лишь для тех сравнительно немногих веществ, токсикология которых изучена достаточно глубоко, причем такое предсказание обычно не учитывает количественных особенностей комбинационного эффекта, а именно они наиболее важны для практики ведения текущего и предупредительного санитарного надзора.
Изучение методических вопросов комбинированного действия особо актуально еще и потому, что в последние десятилетия загрязнение внешней среды вредными химическими веществами достигло значительного уровня, и проблема комбинированного действия приобрела не только общегигиеническую, но и общебиологическую значимость.
Если во вдыхаемом воздухе присутствует более одного потенциально раздражающих газов или аэрозолей, то результирующее влияние их на живые объекты может быть различным. Комбинация газов, обладающих выраженными раздражающими свойствами, может вызвать либо простую суммацию эффектов каждого из них, либо эффект, превышающий сумму (синергический эффект), либо меньший суммы (антагонистический эффект). Механизм, определяющий величину результирующего эффекта, в настоящее время еще не выяснен полностью.
Наибольшие проблемы и опасности вызывают синергические эффекты, хотя механизм этого явления остается малоизученным. Поэтому при оценке эффекта совместного действия разных факторов допускается гипотеза аддитивности с введением коэффициента безопасности на возможности синергических эффектов.
Комплексная оценка эффектов воздействия различных факторов опасности должна включать:
-оценку индивидуального риска для каждого фактора опасности в сопоставимых показателях;
-построение маргинальных (для каждого фактора опасности) полей риска вокруг источников опасности;
-построение интегральных полей риска для данного региона;
-оценку интегральных последствий реального и потенциального воздействия исследуемых факторов.
В реальных условиях в окружающей среде человек сталкивается с воздействием на один и тот же объект нескольких веществ или других неблагоприятных факторов окружающей среды. Комплекс неблагоприятных факторов усложняет проблему воздействия химических веществ на биологический эффект. При этом может реализоваться несколько ситуаций.
Комбинированное действие вредных веществ – это одновременное или последовательное действие на организм нескольких веществ при одном и том же пути поступления. Комбинированное действие веществ может приводить к нескольким случаям:
Комбинированное воздействие может происходить как при однократном (остром), так и при хроническом воздействии ядов.
Что касается синергизма, то его причиной может быть торможение одним веществом процессов биотрансформации или метаболизма другого вещества. Так усиление токсического эффекта наблюдалось при комбинированном воздействии некоторых пар фосфорорганических препаратов (подавление холинэстеразы одним веществом и торможение вследствие этого детоксикации другого). Хлорофос и карбофос, хлорофос и метафос, карбофос и тиофос дают эффект синергизма. Также известно, что смесь SO2 и CO при длительном воздействии вызывает нарушение генетической функции организма. Токсичность газообразных низкомолекулярных углеводородов в совокупности с другими примесями атмосферы проявляется в наркотическом действии на организм человека, вызывая состояние эйфории, что увеличивает вероятность ДТП. Полиароматические углеводороды, содержащиеся в выбросах двигателей, являются канцерогенными (вызывают рак легких), из которых наибольшей активностью обладает бенз(а)пирен С20Н12.
При хроническом воздействии веществ эффект синергизма из-за действия малых доз и концентраций наблюдается значительно реже. Они наблюдаются больше в случае специфического действия химических веществ.
Повышенная влажность воздуха усиливает эффект ряда веществ вследствие образования аэрозолей и гидролиза, способствует нарушению теплопередачи, увеличивая чувствительность к воздействию вредных веществ.
В последние годы в связи с развитием атомной энергетики проблема сочетанного действия на организм веществ и ионизирующей радиации становится все более актуальной. Имеются сведения, что сочетанное действие радиационных и химических канцерогенов приводит к суммации и синергизму канцерогенной эффективности каждого из факторов. Это может относиться к мутагенным эффектам. Названные факты имеют большое значение для прогнозирования опасности развития отдаленных последствий. Отметим, что злокачественные образования в последнее время являются одним из наиболее значительных форм патологии в промышленно развитых странах мира.
Похожие работы
... или технологических процессов; – при выборе технического решения обеспечить малоотходность производства и максимальную эффективность использования энергоресурсов. Задачи специалиста в области безопасности жизнедеятельности сводятся к следующему; – контроль и поддержание допустимых условий (параметры микроклимата, освещение и др.) жизнедеятельности человека в техносфере; – идентификация ...
... поверхности направлении ощущается увеличение скорости ветра и горизонтальное движение воздуха вызывает турбулентность. Таким путем компоненты воздуха достигают Земли, и наиболее активные кислотные вещества легко взаимодействуют с поверхностью. Влияние кислотных осадков на биосферу. Кислотные осадки оказывают вредное воздействие не только на отдельные предмет или живые существа, но и на их ...
... Из таблицы 4.2 видно, что загрязнение реки происходит на всем ее протяжении и составляет в среднем 2,1 ПДС. Анализируя данные о химическом загрязнении реки Херота, которые были взяты из отчетов Адлерского отдела санэпиднадзора, выяснилось, что загрязнение ее водной среды по различным видам загрязнителей составляли от 0,7 до 8,3 ПДС. Средним же выявлено загрязнение реки до уровня 2,3 ПДС. Отсюда ...
... поведении в природе, в сознании фиксируется отрицательное отношение к флоре и фауне. Это ни в какой мере не учитывает особенности детей дошкольного и младшего школьного возраста: эмоциональной восприимчивости, подражательности, непосредственности поведения. Многие выпускники начальной школы были беспомощны, когда требовалось оказание помощи, проявление заботы, внимания к объекту. Даже если дети ...
0 комментариев