№61-09

Аналіз хімічного перетворення забруднюючих речовин в атмосфері урбанізованих та промислових територій

О.С. Ковров1, В.В. Омельченко1, А.М. Козаченко1

1Національний технічний університет «Дніпровська політехніка», Дніпро, Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2020, 61:103-115

https://doi.org/10.33271/crpnmu/61.103

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Мета. Узагальнення результатів сучасних досліджень про механізми хімічного перетворення забруднюючих речовин, які викидаються в атмосферне повітря при спалюванні вугілля та інших вуглеводнів.

Методика дослідження базується на узагальненні сучасних знань в галузі хімії атмосфери та теоретичному аналізі механізмів хімічної трансформації забруднюючих газоподібних речовин до кінцевих продуктів розпаду.

Результати дослідження. В роботі виконано аналіз забруднення атмосфери типового для   вугледобувних регіонів, а також великих міст, на прикладі класичного і фотохімічного смогів, акцентується увага на хімічних перетвореннях основних забруднювачів повітря, зокрема оксидів азоту, оксидів сірки, ненасичених вуглеводневих сполук та перекисних радикалів. Проведена паралель між денними і нічними хімічними атмосферними реакціями з фокусом на вторинні та кінцеві продукти атмосферних хімічних реакцій, що дозволяє глибше розуміти сутність атмосферних хімічних реакцій внаслідок викидів техногенних забруднень, аналізувати їх пріоритетність та оцінювати потенційний вплив на приземний шар атмосфери і біологічні системи.

Наукова новизна. Представлено узагальнену схему хімічних перетворень основних газоподібних  забруднюючих речовин атмосфери до вторинних чи кінцевих сполук, зокрема оксидів азоту, оксидів сірки та вуглеводнів. Наведений механізм дає уяву про хімічний склад приземного шару атмосфери на урбанізованих та промислових територіях в денний та нічний часи доби, що дозволяє керувати ризиками забруднення довкілля.

Практичне значення. Результати теоретичних досліджень є теоретичною базою для комплексної оцінки впливу на довкілля, визначення потенційних ризиків виникнення небезпечних ситуацій, пов’язаних з понаднормативним забрудненням атмосфери, що дозволяє обґрунтовувати дієві заходи щодо попередження атмосферного забруднення в промислових та урбанізованих регіонах з урахуванням природно-кліматичних особливостей територій.

Ключові слова: забруднення атмосфери, фотохімічний смог, оксиди азоту, перекисні радикали, пероксіацетілнітрат, озон, азотна кислота.

Перелік посилань:

  1. Seinfeld, J.H. (1989). Urban air pollution: State of the science. Science, 243(4892), 745–752.
    https://doi.org/10.1126/science.243.4892.745
  2. Schwartz, S.E. (1989). Acid deposition: Unraveling a regional phenomenon. Science, 243(4892), 753–763.
    https://doi.org/10.1126/science.243.4892.753
  3. McElroy, M.B., & Salawitch, R.J. (1989). Changing composition of the global stratosphere. Science, 243(4892), 763–770.
    https://doi.org/10.1126/science.243.4892.763
  4. Goliff, W.S., Stockwell, W.R.,&Lawson, C.V. (2013). The regional atmospheric chemistry mechanism, version 2. Atmospheric Environment, (68), 174–185.
    https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2012.11.038.
  5. Bernath, P.F. (2017).The Atmospheric Chemistry Experiment (ACE).Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, (186), 3-16.
    https://doi.org/10.1016/j.jqsrt.2016.04.006.
  6. Zhang, W.X., Shang, W.B., Dore, A.J., Xiaoping, A.T., Zheng, X.A., Han, M., Zhang, L., Zhao, Y., Zhang, G., Feng, Z., Liua, X., & Zhang, F. (2020). Precipitation chemistry and atmospheric nitrogen deposition at a rural site in Beijing, China. Atmospheric Environment, (223), 117253.
    https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2019.117253.
  7. Oliveira, M.A., Tomlinson, S.J., Carnell, E.J., Dore, A.J., Serrano, H.C., Vieno, M., Cordovil, C.M.d.S., Dragosits, U., Sutton, M.A., Branquinho, C., & Pinho, P. (2020). Nitrogen and sulfur deposition over a region in SW Europe based on a regional atmospheric chemical transport model. Atmospheric Environment, (223), 117290.
    https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2020.117290.
  8. Zhang, Y., Liu, C., Liu, X., Xu, W.,&Wen, Z. (2019).Atmospheric nitrogen deposition around the Dongting Lake, China. Atmospheric Environment, (207), 197–204.
    https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2019.03.034.
  9. Muilwijk, C., Schrijvers, P.J.C., Wuerz, S., & Kenjereš, S. (2016). Simulations of photochemical smog formation in complex urban areas. Atmospheric Environment, (147), 470–484.
    https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2016.10.022.
  10. Ковров, О.С. (2013). Порівняльна характеристика методик розрахунку технологічних параметрів роботи циклонів для пиловловлювання. Науковий вісник Національного гірничого університету, (3), 103–110. Retrieved from:
    http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvngu_2013_3_33.