Воздействие транспорта

Многие химические процессы в тропосфере городов связаны с выбросами поллютантов за счет различных источников, среди которых преобладают транспортные выбросы. Так, основным источником поступления загрязняющих веществ в атмосферу Москвы является автотранспорт (83%), выбросы от промышленных предприятий составляют 11%, объектам теплоэнергетики принадлежит примерно 6% от объема валовых выбросов. Выбросы от автотранспорта в 2001 г., например, составили 898 тыс. т. Эти выбросы определяют течение многих фотохимических процессов, связанный, прежде всего, с окислением следовых газов, в результате чего такие органические соединения, как метан и другие углеводороды (выбросы автомобильных двигателей), превращаются в двуокись углерода и воду. При этом в условиях избытка окисляемых соединений возможно формирование некоторых промежуточных продуктов, накопление которых приводит к загрязнению атмосферы. Одной из таких проблем является фотохимический смог, с развитием которого связано появление высоких концентраций приземного озона. Другой вопрос, который включен в данную главу, - влияние твердых частиц на формирование фотохимического смога.

Выбросы автомобилей

Выбросы автомобилей служат причиной увеличения концентрации N0, которая затем окисляется в N02. Двуокись азота фотолизуется на солнечном свете, и эта реакция протекает тем быстрее, чем выше интенсивность фотонов. Происходит накопление "приземного" (в противоположность стратосферному) озона и его фотолиз ведет к формированию ОН. Выбросы автомашин также поставляют органические вещества (субстраты) реакций с ОН; промежуточные и побочные продукты окисления этих веществ - такие, как альдегиды и органические нитриты, - являются компонентами смога, вызывающими раздражение слизистых оболочек. Многие из этих реакций зависят от температуры, и поэтому в жаркое время года смог проявляется гораздо заметнее.

Все четыре условия фотохимического смога должны проявиться одновременно; следовательно, место и время возникновения этого явления могут быть предсказаны. Поскольку именно автомобили поставляют NO и углеводороды, постольку фотохимический смог - феномен больших городов, хотя перенос загрязненного воздуха возможен и в прилегающие сельские районы. Также необходимы солнечное излучение достаточной интенсивности и определенная температура, поэтому фотохимический смог вероятен в течение большей части года в крупных городах, расположенных в низких широтах, тогда как в более высоких - лишь летом. Таким образом, возможен прогноз вероятности возникновения фотохимического смога в той или иной местности.

Сочетания различных химических компонентов в загрязненной атмосфере возникают во многих городах. Высокие концентрации озона в приземном слое воздуха, окислов азота, альдегидов и органических нитратов часто наблюдаются в течение жарких летних дней в крупных городах мира. Следует также подчеркнуть, что в отдельных случаях возможен трансграничный перенос загрязняющих веществ; например, причиной возникновения фотохимического могут быть выбросы автомобилей в соседних городах.

Другие факторы, способствующие возникновению фотохимического смога, могут быть связаны с климатическими и орографическими особенностями местности. Например, наличие горных котловин, способствующих застою воздушных масс, или частое проявление температурных инверсий (отсутствие ветра) благоприятствуют явлениям фотохимического смога.(3)