Неорганическая химия / Химия Элементов / Химическая и биологическая роль Озона / Рощина В.В. Озон и живая клетка / Озон атм_Ф
.docОбщие сведения об озоне атмосферы
Физико-химические свойства озона |
Образование озона в атмосфере |
Разрушение озона в атмосфере и в воде |
При нормальной температуре и давлении это – газ (тяжелее воздуха) синего цвета с характерным резким запахом. При температуре - 111,5С озон сгущается и превращается в нестойкую жидкость темно-синего цвета (Озон сжижается легче, чем кислород, и поэтому эти газы можно разделить). При температуре 100С О3 распадается до кислорода. В чистой воде озон разлагается быстрее, чем в газовой фазе. Растворимость озона в воде 0,394 г/л (при 0С), т.е. в 15 раз больше, чем у кислорода. В водных растворах солей озон растворяется слабее, чем в воде. В отличие от кислорода озон диамагнитен, взрывоопасен и ядовит. О3 в 3 раза токсичнее синильной кислоты, в 5 раз фосгена, в 10-15 раз хлора, в 50 раз фенола Исключительно высока его реакционная способность. О3 окисляет все металлы, за исключением серебра и платины. C неорганическими и органическими соединениями он образует озониды - один из видов перекисных соединений. 40 красителей флуоресцируют при наличии озона в воздухе: родамин, люминол, эозин, рибофлавин и др.
|
Озон образуется при участии первичных загрязняющих атмосферу веществ (окиси углерода, углеводородов, окиси азота, водорода) и солнечного света. Окись углерода (СО) образуется при сгорании любых видов углеводородного топлива в результате неполного окисления углерода, вклад вносит также растительность, выделяющая этот газ. Окись углерода образуется при распаде полифенолов (на свету), при окислении изопрена и терпеноидов, выделяемых растениями. Окислы азота, также принимающие участие в образовании озона, вырабатыва--ются нефтеперерабатывающими заводами, образуются при нитрификации в почве и др. процессах. Значительный вклад в образование СО и NOx вносит автомобильный транспорт. . В образовании озона участвуют гидроксирадикал ( Н) и пергидроксил (Н 2): CO + H CO2 + H Н + O2 + M Н 2 + M Н 2 + NO NO2 + OH , где М - любая молекула или атом. Далее происходит фотолиз диоксида азота и последующее взаимодействие атома кислорода с молекулой кислорода:
NO2 + h NO + O O + O2 + M O3 + M |
Разрушение озона происходит вследствие его реакции с малыми составляющими атмосферы , такими как NO, NO2, Cl2, Br2 и др., большинство из которых имеет антропогенное происхождение. Реакции протекают по цепному механизму: NО + О3 NO2 + O2 NО2+ O3 NОЗ + O2 или X + O3 XO + O2 XO + O X + O2 (X - фтор, хлор или бром). Озон может вступать в реакции практически со всеми типами органических соединений. Скорость и механизм этих реакций зависят от природы вещества, с которым он реагирует. В природе озон взаимодействует с органическими веществами и газами, экскретируемыми живыми организмами. С непредельными соединениями озон реагирует очень быстро, внедрясь по двойной связи, протекая по свободно-радикальному механизму и образуя озониды, соединения с перекисной и эфирной связями. Эти соединения быстро распадаются, а в качестве конечных продуктов реакции образуются спирты, кетоны, кислоты. Медленнее протекают реакции с разрывом ковалентной С-Н связи. |
Основные физические характеристики и реакции этого соединения подробно описаны в монографии Лунина с соавторами (1998).
Список обозначений доз озона
1 часть/млн = 1 часть газа на миллион частей воздуха =1мкл/л = 1000 часть/млрд = 1960 мкг/м3= 0,41 х 10 -7 моль/л = 9,3 х 10-5 % ~
1 часть/миллиард = 1 часть газа на миллиард (биллион) частей воздуха = 1нл/л = 0,001 часть/млн = 0,001 мкл/л = 1,96 мкг/м3 = 0,41 х 10-11 моль/л
Объемный 1 % = 1,07 х 104 часть/млн = 1,07 х 104 мкл/л = 1,07 х 107 часть/миллиард = 21,4 х 106 мкг/м3 = 42,8 x 10-5 моль/л