Раздел 4. Воздушная среда города 191

S 0₂ + СаО - ₃

S0₂ + MgO -> MgSO_i.

В дальнейшем при взаимодействии с молекулярным кислородом сульфи­ты переходят в соответствующие сульфаты.

В дождливую погоду возможен процесс окисления SO₂ после предвари­тельной адсорбции их каплями атмосферной влаги. В процессе окисления SO₂ в жидкой фазе активное участие принимают ионы ОН' и НО₂~, которые образуются в результате фотохимических превращений в слое облаков. Ко­нечными продуктами окисления SO₂ как в растворе, так и в газовой фазе, является серная кислота, которая образуется в виде мелкодисперсных аэро­золей. Аэрозоли вымываются из атмосферы осадками и адсорбируются на поверхности земли. Такие явления называются кислотными дождями. Водо­родный показатель (рН) воды кислотных дождей менее 5,6.

В первые моменты после выброса диоксида серы в атмосфере практичес­ки отсутствуют частицы серной кислоты и сульфатов. Со временем доля SO₂ в воздухе уменьшается, одновременно растет доля серы в виде H₂SO₄ и суль­фатов. Количество серной кислоты в атмосфере достигает максимума спустя 10 часов после выброса, а сульфатов — через 30—40 часов.

Трансформация соединений азота в тропосфере. Соединения азота в атмос­фере в основном представлены оксидами азота, аммиаком и солями аммо­ния, а также азотной кислотой и нитритами.

Большинство естественных и антропогенных выбросов содержат оксид азота N0. В тропосфере N0, взаимодействуя с гидропероксил-радикалом, переходит в диоксид азота:

N0+ H₂O->NO₂ + ОН'.

Окисление оксида азота происходит также при взаимодействии с озоном: N0+ О_ъ-+ NO₂ + О₂.

Под действием солнечного излучения происходит обратная реакция — часть диоксида азота разлагается с образованием оксида азота и атома кислорода:

NO₂ ->NO+ O\ Атомарный кислород приводит к образованию в атмосфере озона.

В результате взаимодействия диоксида азота с гидроксильным радикалом происходит образование азотной кислоты:

NO₂+ ОН' ->HNO_y

Основное количество азотной кислоты выводится из тропосферы с ат­мосферными осадками в виде растворов HNO₃ и ее солей.

Часть азотной кислоты разлагается с образованием диоксида или триок-сида азота, которые вновь включаются в атмосферный цикл его соединений:

HNO, ->ОН~ +NO₂, HNO₃ + ОН'

192 Экология города

С реди нитратов, присутствующих в атмосфере, основное количество со­ставляет азотнокислый аммоний NH₄NO_r который образуется при взаимо­действии аэрозолей соответствующих кислот с NH₃ и его аэрозолями. Соеди­нения аммония выводятся из атмосферы с атмосферными осадками и в ре­зультате процессов сухого осаждения.

4.3.3. Смоги

■

Смог (от английского smoke — дым, fog — туман) — атмосферное явле­ние, наступающее при совпадении определенных метеорологических усло­вий и высокой степени загрязненности воздушного бассейна. Различают сле­дующие виды смогов: фотохимический, лондонский и ледяной.

Фотохимический смог образуется в ясную солнечную погоду, при низкой влажности, температуре выше +30° С, полном отсутствии ветра и высокой загрязненности воздуха. При фотохимическом смоге наблюдается появление голубоватой дымки или беловатого тумана и связанное с этим ухудшение видимости. Основными химическими соединениями, обеспечивающими вы­шеперечисленные свойства смога, являются озонид углерода и пероксиацил-нитраты (ПАН), образующиеся в результате химических реакций находящих­ся в воздухе углеводородов с оксидами азота и углерода под воздействием солнечной радиации (фотохимический эффект).

Смог вызывает у людей раздражение органов чувств, химически дей­ствует как окислитель (усиливает коррозию металлов, приводит к растрес­киванию резины).

Фотохимический смог характерен для таких городов, как Днепропетровск, Донецк, Запорожье.

Лондонский смог формируется при влажности воздуха около 100%, темпе­ратуре 0° С, длительной штилевой погоде и высокой концентрации продуктов сгорания твердого и жидкого топлива (SO₂, сажа, NO_x и СО). Наблюдается чаще в осенне-зимний период, характерен для умеренных широт с влажным морским климатом. Смог получил свое название после происшедшей в сто­лице Великобритании в декабре 1952 г. катастрофы, связанной с высокой загрязненностью воздуха и длительным штилем в течение двух недель. В этот период резко повысилось число легочных и сердечно-сосудистых заболева­ний, смертность увеличилась более, чем в 10 раз. Подобные ситуации повто­рялись в декабре 1956 и январе 1957 г. Благодаря принятым мерам по ограни­чению пылегазовых выбросов загрязнение атмосферного воздуха в Лондоне значительно снизилось. Так, в период 1952—1970 гг. выбросы сажи при отоп­лении жилых домов сократились с 130 тыс. т в год до 10 тыс. т, а от промыш­ленных предприятий с 50 тыс. т до 5,0 тыс. т в год. Сильный туман, который образовался в декабре 1972 г., висевший над городом на протяжении двух недель, на этот раз не вызвал серьезных последствий для населения.

Смог типа лондонского характерен для Мариуполя, Одессы и других при­морских городов.