Причини виникнення і механізми утворення

Оксиди сульфуру й нітрогену, що викидаються в атмосферу внаслідок роботи теплових електростанцій та автомобільних двигунів, сполучаються з атмосферною вологою й утворюють дрібні крапельки сульфатної та нітратної кислоти, які переносяться вітрами у вигляді кислотного туману й випадають на землю кислотними дощами. Ці дощі згубно впливають на навколишнє середовище [5, с. 51].

Механізми утворення кислотних дощів в атмосфері:

1) В утворенні сірчаної кислоти із діоксиду сірки SO2 в атмосфері приймають участь радикали ОН ˙, котрі присутні в атмосфері із середньою річною концентрацією близько 5·105 – 106 частинок в 1 см3. Радикали ОН ˙ утворюються в атмосфері за рахунокфотолізу озону в ультрафіолетових променях з присутністю парів води. Схеми реакцій, які ведуть до утворення сірчаної кислоти, наступні:

ОН ˙ + SO2 → НSO3 ˙;

НSO3 ˙ + O2 → SO3 + НO2 ˙;

SO3 + Н2О → Н2 SO4.

В подальшому сірчана кислота або випадає на поверхню Землі, або дає солі, реагуючи головним чином із аміаком. Солі зазвичай виводяться із атмосфери разом із дощами за рахунок гравітації. Даний механізм забезпечує вивід діоксиду сірки із атмосфери приблизно за 12 днів.

2) Інший механізм утворення сірчаної кислоти пов’язаний з окисненням діоксиду сірки в краплинках хмар, проходить також за рахунок радикала ОН ˙. В цьому випадку в процесі беруть участь іониSO2–3 і НSO3–, а окисником виступає кисень, і процес може носити ланцюговий характер, особливо в урбанізованих районах, де концентрація діоксиду сірки велика:

ОН ˙ + НSO3– → НO2 + SO3 ˙ –;

SO3 ˙ – + O2 → SO5 ˙ –;

SO5 ˙ – + НSO3– → НSO5– + SO3 ˙ –.

Утворений в останній реакції радикал SO3 ˙ – знову вступає в реакцію з киснем, що і забезпечує протікання ланцюгових реакцій. Поряд з цим процес окиснення діоксида сірки в краплях каналізують іони заліза, а одночасна присутність іонів марганцю суттєво прискорює даний процес.

3) Третій механізм окиснення діоксиду сірки киснем має каталітичну природу. Каталіз здійснюється на поверхні аерозольних частинок, насамперед сажі.

4) Утворення азотної кислоти проходить в атмосфері двома основними шляхами. Перший з них – реакція радикала ОН ˙ сNO2:

ОН ˙+ NO2 → НNO3.

Ця реакція проходить вдень, так як радикал ОН ˙ присутній в атмосфері у великій концентрації тільки в денний час.

5) Існує також і «нічний» механізм утворення азотної кислоти, який проходить через реакцію з озоном з утворенням радикала НNO3 ˙:

NO2 + O3 → NO3 ˙ + O2;

NO3 ˙ + NO2 → N2O5 ˙;

N2O5 ˙ + Н2О → 2НNO3 [3, с. 36].

Дата добавления: 2015-08-10