Фотохимический смог

Не смотря на то, что в последнее десятилетия цивилизация встает на путь третичного сектора экономики и заявляет о борьбе с глобальными проблемами, уничтожающими нашу планету, огромное количество людей, все живое нашей окружающей среды, с каждым днем погибает. Все это является следствием вседозволенности и халатности человека. Работа промышленных предприятий, чрезмерное использование автотранспортного средства, выброс выхлопных газов, приносит колоссальное количество загрязнения среды. Одним из плачевных последствий этого является ухудшение состояния здоровья человека путем воздействия разновидности атмосферного загрязнения – фотохимического смога. Об актуальности этой проблемы мы можем судить ежедневно, видя последствие всего этого.

Фотохимический смог – это пелена едких газов и аэрозолей повышенной концентрации (без тумана), возникающая под действием ультрафиолетовой радиации Солнца в воздухе в результате фотохимических реакций, происходящих в атмосфере в присутствии газовых выбросов автомашин и химических предприятий [4]. Для появления фотохимического смога необходимо сочетание следующих четырех условий:

окиси азота (NО2);

солнечный свет;

углеводороды (фотооксиданты);

температура выше 18оС.

Схема образования смога:

при продолжительной ясной погоде NO2 + УФ hν → NO + О;

УФ hν — ультрафиолетовая солнечная радиация;

O* + O2 → O3

NO + CnH2n выхлопных газов, расщепление алкенов происходит по двойной связи. Возникает циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается озон. Этот процесс в ночное время прекращается.

Оз + CnH2n из алкенов образуются различные высокотоксичные перекиси-оксиданты (пероксиацетилнитрат - ПАН) — источники свободных радикалов, отличающихся высокой реакционной способностью.

Итоговое уравнение фотохимических реакций:

CnH2n + NO2 + O2 + УФ hν → HCOH + CH3COOONO + O3 [2]

При формировании смога двуокись азота под влиянием УФ-лучей распадается на NO и атомарный кислород, а он в свою очередь соединяется с молекулой атмосферного О2 и образует озон О3- главный ядовитый компонент фотохимического смога. Несмотря на то, что озон обладает бактерицидными и дезодорирующими свойствами, при повышенной концентрации он является одним из сильнейших окислителей с высокой степенью токсичности и способен с легкостью проникать в хвою и листья деревьев, нарушая процессы фотосинтеза. В нижних слоях тропосферы ᴇᴦο концентрация регистрируется в пределах 0.004 – 0.2 мг/м3 [1]. Дополнительными составляющими фотохимического смога служат угарный газ СО, оксиды азота NOХ, перекись ацетилнитрата, азотная кислота HNO3 и др. Аэрозоли фотохимического смога, представленные в виде капель, способны сохраняться в воздухе при относительной влажности 30 %. Это обуславливается их составом: сильно загрязненная вода, содержащая водонерастворимые органические соединения. При более низкой температуре окружающей среды, капли способны деформироваться в мелкие льдинки, как это и происходит в ряде случаев на Аляске.

Впервые фотохимический смог был обнаружен в 40-х годах в Лос-Анджелесе (США), а описан в 50 – х годах в Калифорнии Хаагеном–Смитом [3]. Ученые отмечают, что наиболее благоприятное время для развития смога 10-16 часов. Это объясняется предельной интенсивностью ультрафиолетового излучения в этот период, а значит и наибольшей концентрацией озона и других составляющих компонентов смога: альдегидов, пероксиацетилнитратов и окиси. Именно поэтому, под влияние попадают не только люди, состоящие в группе риска, но и здоровая часть населения, находящаяся в среде с повышенной температурой воздуха.

Распознать фотохимический смог не составит труда, так как для него характерно появление дымки голубоватого цвета и вследствие этого ухудшение видимости, резкий характерный запах. При этом происходит растрескивание красок резиновых и синтетических изделий, порча одежды коррозия металлов, нарушение работы транспорта.

Воздействие фотохимического смога на организм человека:

Раздражение глаз;

Раздражение воздушно – дыхательных путей;

Сухость кожи, кожные высыпания;

Сухость слизистых;

Аллергические конъюнктивиты и риниты;

Приступы БА;

Общетоксическое отравление;

Сердечные приступы;

Снижение иммунитета.

Смог особенно опасен для детей, пожилых людей и людей с пороками сердца и лёгких, больных бронхитом, эмфиземой и астмой. Он может стать причиной одышки, затруднения и остановки дыхания, бессонницы, головных болей, кашля, преждевременной смерти людей со слабым иммунитетом, склонности к сердечным и респираторным заболеваниям. Поэтому во время сильного смога частым явлением является госпитализация.

Фотохимический смог влияет и на растения. Особенно сильно это отражается на винограде, злаках, бобах, свекле, а также на декоративных растениях. 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.

Смог является большой проблемой во многих мегаполисах мира. В настоящее время они периодически появляются в различных странах: Японии (Токио), Мексике, Аргентине, Канаде, Великобритании (Лондон), Франция (Париж), США (Нью-Йорк, Лос-Анджелес, Чикаго, Бостон, Детройт), Италии (Милан) и некоторых других странах Европы и Америки.

Таким образом, влияние фотохимического смога на окружающую среду пагубно. С целью сокращения числа возникновения смога, необходимо проводить грамотную политику, направленную на сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Например, создание и использование альтернативного средства передвижения, более щадящая для окружающей среды утилизация отходных материалов промышленных организаций. Вероятно тогда, жители планеты сделают небольшой шаг к сохранению экологии нашей планеты.