Магистрант
  1. Физическая химия  1.1. Термодинамика  1.1.1. Законы термодинамики  1.1.2. Энтальпия и теплоемкость  1.1.3. Энтропия и свободная энергия  1.1.4. Фазовое равновесие  1.1.5. Статистическая термодинамика  1.1.6. Термодинамический цикл  1.1.7. Фугитивность и активность  1.2. Квантовая химия  1.2.1. Принципы квантовой механики  1.2.2. Уравнение Шрёдингера  1.2.3. Частица в ящике  1.2.4. Операторы и собственные значения  1.2.5. Атомные орбитали  1.2.6. Теория молекулярных орбиталей  1.2.7. Теория возмущений  1.2.8. Теория валентных связей  1.2.9. Гибридизация и химическое связывание  1.3. Химическая кинетика  1.3.1. Законы скорости и механизмы реакций  1.3.2. Теория столкновений  1.3.3. Теория переходного состояния  1.3.4. Кинетика ферментов  1.3.5. Цепные реакции и полимеризация  1.3.6. Фотохимические реакции  1.4. Statistical mechanics  1.4.1. Функции разделения  1.4.2. Молекулярные функции распределения  1.4.3. Распределение Больцмана  1.4.4. Статистика Бозе-Эйнштейна и статистика Ферми-Дирака  1.5. Спектроскопия  1.5.1. Ротационная спектроскопия  1.5.2. Вибрационная спектроскопия  1.5.3. Электронная спектроскопия  1.5.4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  1.5.5. Масс-спектрометрия  1.5.6. Спектроскопия Рамана  1.5.7. Электронный парамагнитный резонанс  1.6. Поверхностная и коллоидная химия  1.6.1. Изотерма абсорбции  1.6.2. Поверхностное натяжение и смачиваемость  1.6.3. Коллоидная стабильность  1.6.4. Катализ  1.6.5. Эмульсии и мицеллы  1.7. Электрохимия  1.7.1. Уравнение Нернста  1.7.2. Электрохимические ячейки  1.7.3. Проводимость и подвижность  1.7.4. Война  1.7.5. Топливные элементы  1.7.6. Электролиз
  2. Organic chemistry  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Nucleophilic substitution reactions  2.1.2. Электофильные реакции присоединения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перестройки  2.1.5. Radical reactions  2.1.6. Перициклические реакции  2.2. Спектроскопия и определение структуры  2.2.1. УФ-Вид спектроскопия  2.2.2. ИК-спектроскопия  2.2.3. ЯМР-спектроскопия  2.2.4. Масс-спектрометрия  2.2.5. Рентгеновская кристаллография  2.3. Stereoscopic  2.3.1. Хиральность и оптическая активность  2.3.2. Структурный анализ  2.3.3. Геометрическая изомерия  2.3.4. Динамическая стереохимия  2.4. Органометаллическая химия  2.4.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.4.2. Реакции кросс-сочетания с использованием палладия в качестве катализатора  2.4.3. Комплексы переходных металлов  2.4.4. Металл–углеродная связь  2.5. Химия полимеров  2.5.1. Механизм полимеризации  2.5.2. Характеристики полимеров  2.5.3. Биодеградируемый полимер  2.5.4. Проводящий полимер  2.5.5. Супрамолекулярные полимеры  2.6. Медицинская химия  2.6.1. Дизайн и разработка лекарств  2.6.2. Фармакокинетика и фармакодинамика  2.6.3. Соотношения структура-активность  2.6.4. Молекулярный докинг и скрининг лекарств
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Теория кристаллического поля  3.1.2. Теория поля лигандов  3.1.3. Спектрохимический ряд  3.1.4. Хелатирование и стабильность  3.2. Органометаллическая химия  3.2.1. Металлокарбонилы  3.2.2. Катализ органометаллическими комплексами  3.2.3. Металоцены  3.3. Био-неорганическая химия  3.3.1. Металлопротеины и ферменты  3.3.2. Роль металлов в биологических системах  3.3.3. Транспорт и хранение ионов металлов  3.4. Химия твердого тела  3.4.1. Кристаллические структуры  3.4.2. Теория зон в твердых телах  3.4.3. Сверхпроводники  3.4.4. Дефекты в кристалле  3.5. Лантаноиды и актиноиды  3.5.1. Электронная конфигурация в лантанидах и актинидах  3.5.2. Координационная химия лантаноидов  3.5.3. Магнитные свойства лантаноидов
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Тонкослойная хроматография  4.2. Спектроскопические методы  4.2.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.2.2. Дифракция рентгеновских лучей  4.2.3. Спектроскопия с индуктивно связанной плазмой  4.3. Электроаналитические методы  4.3.1. Потенциометрия  4.3.2. Вольтамперометрия  4.3.3. Колометрия  4.4. Масс-спектрометрия  4.4.1. Техника ионизации  4.4.2. Фрагментационная картина  4.5. Хемометрия  4.5.1. Мультидисциплинарный анализ  4.5.2. Машинное обучение в химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярная динамика  5.1.1. Силовые поля и минимизация энергии  5.1.2. Метод Монте-Карло в симуляциях молекулярной динамики  5.2. Квантовохимические методы  5.2.1. Теория Хартри — Фока  5.2.2. Теория функционала плотности  5.2.3. Полуэмпирические методы  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.3.1. Молекулярный докинг  5.3.2. QSAR Моделирование  5.3.3. Виртуальный скрининг
  6. Биохимия  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Кинетика Михаэлиса-Ментен  6.1.2. Механизм ингибирования  6.2. Метаболизм и биоэнергетика  6.2.1. Гликолиз  6.2.2. Citric acid cycle  6.2.3. Цепь переноса электронов  6.3. Молекулярная биология  6.3.1. Репликация и восстановление ДНК  6.3.2. Синтез белка  6.3.3. Регуляция генов  6.4. Структурная биохимия  6.4.1. Свертывание белка  6.4.2. Мембранная биофизика
  7. Экологическая химия  7.1. Атмосферная химия  7.1.1. Greenhouse gases  7.1.2. Истощение озонового слоя  7.1.3. Загрязнители воздуха и дым  7.2. Химия воды  7.2.1. pH и жесткость воды  7.2.2. Очистка сточных вод  7.2.3. Аквальная Химия  7.3. Химия почвы  7.3.1. Загрязнение тяжелыми металлами  7.3.2. pH почвы и буферизация  7.3.3. Циркуляция питательных веществ  7.4. Токсикология и химическая безопасность  7.4.1. Токсикокинетика  7.4.2. Оценка риска в токсикологии и химической безопасности в экологической химии  7.4.3. Влияние загрязняющих веществ на окружающую среду

Магистрант → Экологическая химия → Атмосферная химия ↓


Загрязнители воздуха и дым


Загрязнение воздуха — это серьезная экологическая проблема, которая влияет на экосистемы, качество жизни человека и даже глобальные климатические изменения. Основные факторы загрязнения воздуха включают загрязнители воздуха и смог, которые являются важными компонентами в изучении атмосферной химии в более широкой области химии окружающей среды. Понимание загрязнителей воздуха и смога предполагает более глубокое изучение их источников, химического состава, воздействий на окружающую среду и мер по контролю.

Загрязнители воздуха

Загрязнители воздуха — это вещества, присутствующие в атмосфере, которые могут причинять вред живым организмам или повреждать естественную среду. Их можно классифицировать на две основные категории: первичные загрязнители и вторичные загрязнители.

Первичные загрязнители

Первичные загрязнители выбрасываются непосредственно из источника. Источники могут быть как природными, такими как извержения вулканов или лесные пожары, так и антропогенными, такими как выбросы автомобилей или промышленных предприятий. Основные типы первичных загрязнителей включают:

  • Окись углерода (CO): Безцветный и беззапаховый газ, образующийся при неполном сгорании углеродсодержащих топлив. Он крайне токсичен и может нанести вред людям и животным, препятствуя адекватной поставке кислорода к органам и тканям организма.
  • Диоксид серы (SO2): Этот газ выделяется главным образом при сжигании ископаемых видов топлива на электростанциях и промышленных объектах. Он может вступать в реакцию с водяным паром, образуя серную кислоту, которая вызывает кислотные дожди.
  • Оксиды азота (NOx): Группа реакционноспособных газов, включая окись азота (NO) и двуокись азота (NO2). Эти газы выделяются в результате автомобильной и промышленной деятельности и играют важную роль в образовании приземного озона и смога.
  • Взвешанные частицы (PM): Это крошечные частицы или капли, взвешенные в воздухе. PM может содержать различные вещества, включая пыль, сажу и жидкие капли.

Вторичные загрязнители

Вторичные загрязнители не выбрасываются напрямую. Вместо этого они образуются в атмосфере в результате химических реакций первичных загрязнителей. Примеры включают:

  • Озон (O3): На приземном уровне озон вреден для здоровья человека. Он образуется в результате реакции NOx с летучими органическими соединениями (ЛОС) при наличии солнечного света.
  • Серная кислота (H2SO4): Образуется в результате окисления диоксида серы, является основным компонентом кислотных дождей.
  • Аэрозоли нитратов и сульфатов: Эти крошечные частицы способствуют загрязнению воздуха и могут быть опасны для здоровья. Они образуются в результате сложных реакций с участием диоксида серы и оксидов азота.

Важное визуальное представление того, как такие загрязнители как NOx и ЛОС превращаются в озон, показано ниже:

    NOx + ЛОС + солнечный свет → O3
солнечный свет NOx ЛОС O3

Смог

Смог — это определенный вид загрязнения воздуха, представляющий собой видимое присутствие частиц и других загрязнителей в воздухе. Он в основном классифицируется на два типа: классический смог и фотохимический смог.

Классический смог

Классический смог, также известный как "лондонский смог", представляет собой черно-коричневатую дымку в воздухе, вызванную преимущественно высокими концентрациями диоксида серы и взвешенных частиц. Этот тип смога был особенно проблематичным в промышленных городах XIX и XX веков, когда широко использовался уголь.

Химический состав классического смога можно представить следующим образом:

    SO2 + PM → классический смог

Фотохимический смог

Этот тип смога более распространен в современных городских средах и является результатом действия солнечного света на оксиды азота и летучие органические соединения. Фотохимический смог часто характеризуется коричневатой дымкой и часто встречается в местах с теплым климатом и значительным количеством солнечного света.

Формирование фотохимического смога включает ряд сложных реакций, включая:

    NO2 + солнечный свет → NO + O
    O + O2 → O3

Эта последовательность может привести к повышению концентрации озона на приземном уровне, что в свою очередь приводит к образованию смога.

Визуальное изображение формирования фотохимического смога представлено ниже:

солнечный свет NO2 NO O3

Влияние на здоровье и окружающую среду

И загрязнители воздуха, и смог имеют значительное воздействие на здоровье человека и окружающую среду. Последствия воздействия этих загрязнителей разнообразны.

Влияние на здоровье

  • Воздействие высокой концентрации CO может снизить поступление кислорода к органам и тканям организма, вызывая симптомы, такие как головная боль, головокружение и в тяжелых случаях смерть.
  • SO2 и NOx могут вызывать респираторные проблемы, такие как астма и бронхит.
  • Взвешенные частицы (PM) могут проникать глубоко в легкие и вызывать сердечно-сосудистые и респираторные заболевания.
  • На высоте озоновый слой полезен, но на приземном уровне он вреден и может вызывать боль в груди, кашель и боль в горле.

Воздействие на окружающую среду

  • Загрязнение воздуха может вызывать кислотные дожди, которые оказывают вредное воздействие на почву, водоемы и растительность.
  • Смог может снижать видимость и причинять вред урожаю, природной растительности и материалам.
  • Загрязнители воздуха могут разрушать места обитания диких животных и наносить вред биоразнообразию.
  • Длительное воздействие некоторых загрязнителей может вызывать изменения климата.

Меры по контролю

Борьба с загрязнением воздуха требует применения различных стратегий, начиная от регулирующих мер и заканчивая технологическими инновациями. Некоторые из общих мер включают:

  • Регулирование и законодательство: Правительства могут устанавливать пределы выбросов от автомобилей и промышленных источников.
  • Улучшение технологий: Использование чистых технологий и возобновляемых источников энергии для снижения зависимости от ископаемых видов топлива.
  • Устройства контроля загрязнения: Внедрение фильтров, скрубберов и каталитических конвертеров для минимизации выбросов.
  • Повышение общественной осведомленности: Обучение общественности источникам и опасностям загрязнения воздуха способствует изменению поведения, что снижает уровень загрязнения.

Заключение

Загрязнение воздуха, особенно в виде загрязнителей воздуха и смога, представляет собой серьезные угрозы для окружающей среды и здоровья человека. Комплексное понимание химии образования этих загрязнителей и смога имеет критическое значение для эффективного управления и стратегий смягчения. Необходимы продолжение исследований и общественное заинтересованное стремление к снижению выбросов и принятию чистых источников энергии, чтобы решить проблемы, вызванные загрязнителями воздуха и смогом.


Магистрант → 7.1.3


U
username
0%
завершено в Магистрант

← Предыдущий (7.1.2)
Истощение озонового слоя
Следующий (7.2) →
Химия воды

Комментарии 



Загрязнители воздуха и дым

https://www.chemistryelite.com/g/7.1.3?ceal=ru