КАТЕГОРИИ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) П Архитектура- (3434) Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Война- (14632) Високи технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) 1065) House- (47672) Журналистика и масови медии- (912) Изобретения- (14524) Чужди езици- (4268) Компютри- (17799) Изкуство- (1338) История- (13644) Компютри- (11121 ) Художествена литература (373) Култура- (8427) Лингвистика- (374 ) Медицина- (12668 ) Naukovedenie- (506) Образование- (11852) Защита на труда- ( 3308) Педагогика- (5571) P Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Олимпиада- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Инструменти- ( 1369) Програмиране- (2801) Производство- (97182) Промишленост- (8706) Психология- (18388) Земеделие- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строителство- (4793) Търговия- (5050) Транспорт- (2929) Туризъм- (1568) Физика- (3942) ) Химия- (22929 ) Екология- (12095) Икономика- (9961) Електроника- (8441) Електротехника- (4623) Енергетика- (12629 )

Лекция 11. Вода в атмосферата




Вижте също:
  1. Уводна лекция. ИДЕНТИФИКАЦИЯ НА МАЛКИТЕ РАЗЛИКИ
  2. ВНИМАНИЕ И ПАМЕТНА ЛЕКЦИЯ 26
  3. ВНИМАНИЕ И ПАМЕТНА ЛЕКЦИЯ 26
  4. ВНИМАНИЕ И ПАМЕТНА ЛЕКЦИЯ 26
  5. ВНИМАНИЕ И ПАМЕТНА ЛЕКЦИЯ 26
  6. ВНИМАНИЕ И ПАМЕТНА ЛЕКЦИЯ 26
  7. ВНИМАНИЕ И ПАМЕТНА ЛЕКЦИЯ 27
  8. ВНИМАНИЕ И ПАМЕТНА ЛЕКЦИЯ 27
  9. ВНИМАНИЕ И ПАМЕТНА ЛЕКЦИЯ 27
  10. ВНИМАНИЕ И ПАМЕТНА ЛЕКЦИЯ 27
  11. ВНИМАНИЕ И ПАМЕТНА ЛЕКЦИЯ 27
  12. ВНИМАНИЕ И ПАМЕТНА ЛЕКЦИЯ 28

В допълнение към поддържането на топлинния баланс на Земята, водата играе изключителна роля в миграцията и трансформацията на различни вещества в атмосферата. Циркулацията на водата в природата се осъществява в така наречения глобален цикъл.

Водата се изпарява в атмосферата от водни повърхности, от почвата, чрез изпотяване. Издига се във въздуха, докато се охлажда, кондензира с образуването на атмосферна влага, се носи от въздушни маси, пада като дъжд или сняг върху земната повърхност, потъва в почвата, образува подземни води или тече над повърхността, образувайки повърхностна (речна) отток. Средно около 10% от земната тропосфера постоянно е заета от облаци. Облачният слой има дебелина от няколкостотин до хиляди метра. Ефективният обем на облаците се увеличава благодарение на потока въздух, преминаващ през слоя облаци при скорост от 0,1 до 10 m / s.

Образуването на течна вода е тясно свързано с наличието в атмосферата на аерозоли - твърди или течни частици с ниска скорост на утаяване и в суспензия. Течната вода присъства в атмосферата в много форми, главно под формата на дим, мъгла, облаци и дъжд.

Всяка капчица влага в атмосферата, която се получава по време на кондензацията на водни пари, е вид микропроводник със специфичен химичен състав. На интерфейса въздух-вода на този микрочип, обменът на газ-течност протича интензивно с обкръжаващия въздушен поток.

В допълнение към разтворените атмосферни газове, капчиците вода също съдържат разтворени и твърди неорганични и органични атмосферни замърсители. В резултат, капка атмосферна влага е микрореактор газ-течност със сложен и променлив химичен състав. В този реактор, под действието на слънчева радиация и електрически заряди, могат да възникнат различни химични трансформации, главно окислителни, с участието на кислород и неговите активиращи продукти.

Животът на капките е малък - от няколко минути при големи дъждовни капки до около час в капките облаци. Животът на частици смог, по-малки от 1 микрон, достига една седмица. В раздела. Фигура 12 показва характерните размери на водните капчици, съдържанието на влага на единица обем въздух, стойностите на рН, йонната сила и съдържанието на железни и манганови оксиди като потенциални катализатори за редукционни трансформации в атмосферната влага. В замърсяващите частици водата присъства под формата на тънък филм от течност върху твърда повърхност и в дъждовните капки се намира под формата на хомогенна течна фаза.

За да се конкурират с газообразни процеси, химичните реакции в атмосферни водни частици трябва да бъдат много ефективни. Независимо от това, много процеси се появяват в атмосферната влага. Това се дължи на факта, че много газови компоненти имат висока разтворимост във вода.



Разтворимостта във вода е тясно свързана с коефициента на Хенри, който установява пропорционална връзка между моларната фракция на веществото в течната и газова фаза при условия на термодинамично равновесие.

Много газове леко се разтварят във вода. Същевременно веществата, участващи в киселинно-базови или кето-енолни трансформации, могат да имат повишена разтворимост поради образуването на други химични форми в разтвора. Така че, в случая на разтворимостта ще се увеличи поради взаимодействието с вода, последвано от дисоциация на сярна киселина:

По подобен начин, повишена разтворимост свързани с появата на следните реакции:

и повишената разтворимост на формалдехида е с реакцията

В химията на облаците и дъждовните капки, окислителите, присъстващи в газовата фаза, играят роля. , и свободните радикали OH, образувани в резултат на фотохимичните процеси, , както и техните органични аналози - ,

Атмосферната влага съдържа значителни концентрации на водороден прекис. Тъй като водородният пероксид е силен окислител, той може да участва в окисляването в течна фаза в присъствието на железни и манганови йони. :

Тази реакция е основната причина за образуването на "киселинен" дъжд.

Перокси киселините и органичните пероксиди имат висока разтворимост и могат да играят ролята на окислители във водната фаза. , Като правило, през зимата съдържанието на окислители в атмосферната влага е много по-ниско, отколкото през лятото. Органични окислители и отговорни за появата на органични киселини в атмосферната влага и дъждовната вода.

В случая с радикалите ( ) има силна зависимост на съдържанието им от атмосферната влага от размера на капките: максималната концентрация се наблюдава в капчици с размер около 1 микрон. Това свидетелства за влизането на хидропероксидни радикали от газовата фаза в течността с относителното движение на въздуха и облачните капки.

Съдържанието на ОН в капките зависи от височината над морското равнище, което отразява факта, че фотохимичните процеси, включващи UV светлина, са отговорни за образуването на ОН.

Един от източниците на OH в капчиците облаци е реакцията на хидропероксидния радикал с озона, разтворен във водната фаза:

Тази реакция води до разрушаване на озона в тропосферата (при наличието на облаци). В същото време, при отсъствие на облаци в комбинация с радикален води до образуването на озон.