Природные и техногенные источники некоторых озонразрушающих компонентов атмосферы

• Автор: Прилепский, Эдуард Борисович
• Шифр специальности: 11.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 115 с. : ил.

Содержание

Введение
Глава первая. Обзор литературных данных
1.1 Общие сведения о геологических источниках органических компонентах атмосферы
1.2 Органические соединения в составе вулканических газов 1!
1.3 Другие неотектонические источники ЛОС
1.4 О генезисе геогенных ЛОС
Глава вторая. Результаты и их обсуждение
2.1 Методологии исследования геологических источников ЛОС
2.2 Лабораторное и теоретическое моделирование абиогенного
синтеза ЛОС
2.3 Возможные подходы к оценке масштабов эмиссии галогенуглеводородов
Глава третья. Экспериментальная часть
3.1 Хромато-масс-спектрометрическое и газохроматографическое исследование состава летучих органических компонентов в водорастворимых породах
3.2 Исследование состава летучих органических соединений спонтанных газов гидротермальных источников
3.3 Анализ органических компонентов в выбросах предприятий по добыче и производству калийных и фосфорных удобрений
3.4 Исследование механизма образования галогенуглеводородов
Результаты и выводы
Литература

Введение
Последние два десятилетия характеризовались значительными успехами в развитии относительно молодой отрасли науки о Земле - атмосферной химии. Наибольшим достижением этих лет можно считать признание чрезвычайно важной роли ряда микрокомпонентов (так называемых ppb- и ppt-газов) в формировании глобальных характеристик атмосферы - ее радиационного режима и окислительного потенциала.
К числу таких компонентов относятся все летучие органические соединения (JIOC ) атмосферы, в первую очередь метан и его ближайшие гомологи, галогензамещённые производные метана, а также этилен, изопрен и монотерпены [1]. Метан и галогенметаны являются “парниковыми“ газами, изменение содержания которых в атмосфере влечет за собой изменение сложившегося на Земле радиационного равновесия [2]. Кроме того, галогенметаны причисляются к озонразрушающим компонентам из-за их способности проникать в стратосферу и выделять в результате фотолиза атомы галогенов (CI, Вг), активно взаимодействующие с молекулами Оз.
Метан, его гомологи и такие непредельные соединения как этилен, изопрен и монотерпены участвуют в фотохимических реакциях, приводящих к образованию в тропосфере озона и других активированных форм кислорода - пероксидов, радикалов НО, НОг, RO2 и т.п. Поэтому содержание этих ДОС в сильной степени влияет на скорости протекающих в атмосфере окислительных процессов. Таким образом, роль микропримесей ДОС оказывается очень значительной: можно сказать, что она несопоставима с их содержанием в атмосфере, и что часто употребляемый термин “малые газы“ [3] не означает их ничтожной роли в глобальных процессах.
С другой стороны, важно отметить следующее обстоятельство: чем меньше естественное содержание того или иного компонента в атмосфере, тем в большей степени оно подвержено антропогенному воздействию. Иными словами, в отличие от

макрокомпонентов атмосферы (N2, Ог, Аг ), малые газы очень чувствительны к человеческой деятельности.
Другим чрезвычайно важным достижением последних десятилетий стало признание интерактивности атмосферы [4]. Этот термин означает, что атмосфера находится в непрерывном взаимодействии с другими геосферами (гидросферой, педосферой, литосферой) и с “живой оболочкой “ нашей планеты - ее биотой. К факторам, влияющим на химический состав атмосферы, наряду с протекающими в ней реакциями, процессами переноса и осаждения, относится деятельность наземных источников. Их обычно подразделяют на две категории - природные и антропогенные. Иногда выделяют также категорию квази-природных источников, то есть таких, в основе деятельности которых лежат естественные процессы, однако, находящиеся под прямым или косвенным влиянием человека [1].
Лучше всего изучены и оценены с точки зрения масштабов эмиссии и ее динамики антропогенные источники ЛОС и других газовых компонентов атмосферы, а также аэрозолей. Это связано с тем , что такие источники локализованы на небольшой части поверхности планеты; кроме того, выбрасываемые ими соединения относят к числу подлежащих контролю загрязняющих компонентов. Значительно хуже обстоит дело с учетом природных источников, неравномерно распределенных и, как правило, характеризующихся различными вариациями (периодическими и спорадическими) темпа эмиссии летучих компонентов.
Между тем, для установления закономерностей формирования химического состава атмосферы, ее радиационных характеристик и окислительного потенциала необходим учет всевозможных источников радиационных и фотохимически активных компонентов. Сейчас установлено, что значительный вклад в эмиссию ЛОС вносит естественная растительность континентов. По имеющимся оценкам, фитогенная эмиссия органического углерода составляет 1100-1500 Мт/ год [5, 6]. Для сравнения, эмиссия ЛОС из антропогенных источников оценивается в 103 Мт/год [7]. Среди других
которой приведены энергии дефектообразования в ЩГК - это требует меньше энергии, чем в случае катионной.
С участием этих частиц дефектообразование может происходить по двум путям: в местах локализации дорадиационных дефектов и примесей и в местах их отсутствия - в регулярных местах решетки. Такие взаимодействия приводят к образованию так называемых центров окраски Г- и У-типов. Одним из таких процессов является распад автолокализованного экситона на френкелевскую пару дефектов (Р-центр и междоузельный атом галогена - Н-центр). Этот процесс интересен в силу обнаруженной возможности переноса экситона в приповерхностный и поверхностный слои ЩГК с глубин до 10‘2 см с последующим распадом на френкелевскую пару дефектов, в результате чего наблюдается появление на поверхности кристалла атомов галогена, как в виде нейтральных атомов, так и в виде галогенид-ионов.
Таблица 1.8. Энергии дефектообразования в некоторых ЩГК [108]
Кристалл ЩГК Еех , эВ Еш , эВ Е-ф , эВ Е+ф , эВ
№С1 7.96 2.26 4
КС1 7.79 2.19 3
ИаВг 6.71 2.11 4
КВт 6.71 2.13 4
Еех - энергия максимума длинноволновых эксигонных полос поглощения;
Еш - энергия образования дефектов Шоттки;
Е-ф, Е+ф - энергия образования дефектов Френкеля в анионной и катионной подрешетках.
Благодаря процессам переноса низкоэнергетических возбуждений на поверхность, на ней аккумулируется поглощенная объемом кристалла энергия в виде