Хмарного шару

Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 723

Перенос домішки до місця її вимивання зумовлений характером атмосферної турбулентної дифузії, досліджуючи який можна оцінити, чи досягне зона забрудненого техногенними викидами повітря рівня хмар. Іноді при тумані подібні процеси розвиваються поблизу земної поверхні і формують димові смоги. Поглинання газів і аерозолів у хмарі описується механізмом як формування смогів, так і вимивання газів з атмосфери. Домішка, поглинена в хмарі, приймає інший якісний вигляд, і в кінцевому рахунку відбувається її вимивання. Розрізняють такі шляхи вимивання газів у хмарі:

1) просте розчинення газів у хмарних краплях відповідно до закону Генрі (наприклад, розчинення N₂О, CH₄ і ін.);

2) розчинення з наступною зворотною гідратацією і дисоціацією (наприклад, СО₂ і NН₃);

3) розчинення і наступне незворотне перетворення або реакції з іншими речовинами (наприклад, SO₂, NО₂).

Важливою характеристикою вимивання газів із хмари є коефіцієнт поглинання газів d, що визначає кількість розчиненого газу на одиницю об'єму води. При цьому слід враховувати водність хмари. Гази, для яких d >10⁴, можуть бути помітно видалені з хмари. Для газів, що мають за звичайних температур значення d у діапазоні 0,01¸0,1, спостерігається лише тимчасове виведення з атмосфери, оскільки розчинений газ повертається в атмосферу по мірі випаровування води крапель. Найбільш ефективне видалення тих газів, які знаходяться в розчині у вигляді іонів. Гігроскопічні аерозолі і ті, що володіють електричним зарядом, найшвидше вимиваються хмарним повітрям.

Слід відзначити, що розчинність багатьох важливих газів обмежена, але вони часто можуть вступати в реакції у воді, що збільшує їх розчинність. Розглянемо це на прикладі формальдегіду НСОН, який швидко гідролізується до метиленгліколю Н₂С(ОН)₂:

НСОН_(г) НСОН_(водн) (3.41)

НСОН_(водн)+Н₂О_(рід.) Н₂С(ОН)₂ (3.42)

Друга рівновага зрушена так сильно вправо, що розчинність підвищується майже в 2000раз. розчинення газів в краплях води атмосферної вологи сприяє процесам окиснення в рідкій фазі.

вимивання дощовими краплями – важливий механізм самоочищення атмосфери від розчинних домішок. Хорошим сорбентом забруднюючих речовин при їх вимиванні з атмосферного повітря є сніг. Опади, що випадають у вигляді снігу, у 3-4 рази ефективніше, ніж дощ, вимивають аерозолі. При одній і тій же інтенсивності опадів у сніговій воді сульфатів і нітратів міститься в декілька разів більше, ніж у дощовій. Вимивання ж газових домішок здійснюється більш інтенсивно дощем, ніж снігом, тому що крижані кристали поглинають газ менш активно, ніж вода.

Таким чином, фізико-хімічні перетворення компонентів атмосфери є найважливішим фактором її самоочищення. Специфічні особливості цих перетворень пов'язані як з природними (фаза сонячної активності, географічне положення, час доби), так і з антропогенними чинниками. Знання механізмів і кінетики утворення кінцевих продуктів реакцій необхідне для розробки методів захисту навколишнього середовища від промислових забруднень.