Фотохимия метана в «чистой» атмосфере.

CH₄ + OH^·®CH₃^·+H₂O

CH₃^· +O₂ + M ®CH₃O₂^·+ M*

CH₃O₂^·+HO₂^·®CH₃OOH + O₂

CH₃OOH +hn®CH₃O^· + OH^·

CH₃O^· + O₂®CH₂=O + HO₂^·

^{____________________________________________}

CH₄ + OH^· + CH₃^· + O₂ + hn + M + CH₃O₂ ^·+ HO₂^· + CH₃OOH + CH₃O^· + O₂ ®

CH₃^· + H₂O + CH₃O₂^· + M* + CH₃OOH + O₂ + CH₃O^· + OH^· + CH₂=O + HO₂^·

______________________

CH₄ + O₂ + hn® CH₂=O + H₂O

Образовавшийся формальдегид последовательно взаимодействуя со свободным радикалом гидроксила и озоном превращается в угарный газ и воду, что выражается суммарным уравнением:

CH₂=O + O₃®СO + H₂O + O₂

 

Угарный газ также довольно активно реагирует с озоном, образуя в итоге углекислый газ и кислород:

СO + O₃®CO₂ + O₂

CH₄ + O₂ + hn + CH₂=O + O₃ + СO + O₃ ®

CH₂=O + H₂O + СO + H₂O + O₂ + CO₂ + O₂

______________________________

Т.о., общий итог окисления СН4 в «чистой» атмосфере:

CH₄ + 2 O₃ + hn® CO₂ + O₂ + 2 H₂O

 

В загрязненной NO или СО атмосфере итог реакций окисления иной:

Фотохимия метана в атмосфере, загрязненной оксидами азота и углерода.

 

CH₃O₂^·+ NO ® NO₂ + CH₃O^·

NO₂ + hn ®NO + O

O + O₂ + M ® O₃ + M*

 

HO₂^· + NO ®NO₂ + OH^·

NO₂ + hn ®NO + O

O + O₂ + M ® O₃ + M*

__________________ + all other reactions

 

CH₄ + 8O₂ ®CO₂ + 4O₃ + 2H₂O

 

Т.о. выброс оксидов азота приводит к накоплению О₃ и увеличению окислительного потенциала атмосферы. Это уравнение - итог идеализированной схемы окисления и в полной мере не реализуется вследствие того, что часть промежуточных радикалов и молекул выводится из «атмосферного» реактора в результате турбулентных переносов, вымывания осадками или окисления до муравьиной кислоты в туманах и водной фазе облаков и т.д.

Однако большая часть уравнений выполняется и в низких районах.

Алкены, диены

Источники этих соединений в атмосфере:

§ растительные выделения (особенно изопрен!) фитовыделения

§ фитопланктон;

§ микроорганизмы (микроскопические грибы); (изопрен почти не генерируется таким образом);

§ природные пожары;

§ антропогенные источники:

-в отработанных газах (в основном этилен и алкены);

-промышленное производство (производство пластмасс, синтетические нагрузки, синтетические волокна)

Атмосферная химия алкенов

 

Скорость присоединения радикалов и озона значительно увеличивается при увеличении степени замещенности алкильными группами Н при двойной связи.

Основное направление – присоединение гидроксильного радикала НО^·.

 

один из главных химических стоков алкенов – взаимодействие с озоном:

Образовавшиеся бирадикалы (бирадикалы Криги) являются сильными окислителями:

В экспериментах по озонолизу различных алкенов было показано, что образование этих промежуточных продуктов происходит как в газовой, так и в водной фазах.

Неустойчивые пероксиды разлагаются с образованием гидроксильных и алкоксильных радикалов термически, а также под действием солнечной радиации. Таким образом, в результате взаимодействия алкенов с озоном в газовой и капельножидкой фазе образуются множество кислородсодержащих радикалов, что приводит к увеличению окислительного потенциала атмосферы. Особенно это заметно в воздухе городской среды.