Нефотолитические реакции озона с галогенсодержащими соединениями в конденсированной фазе: лабораторное моделирование и ИК-спектральное изучение тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат наук Строкова Наталья Евгеньевна

• Строкова Наталья Евгеньевна
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Строкова Наталья Евгеньевна

Список сокращений

1. Введение

2. Обзор литературы

2.1. Роль озона в современной промышленности

2.2. Роль озона в физикохимии атмосферы

2.2.1. Химические процессы в стратосфере

2.2.2. Гетерогенные процессы на поверхности стратосферных аэрозолей

2.2.3. Результаты инструментальных методов исследования стратосферы

2.3. Экспериментальные методы исследования активных атмосферных компонент в лабораторных условиях

2.3.1. ИК-спектроскопия

2.3.2. Квантово-химические расчёты атмосферных интермедиатов

2.4. Расчёты по математическим моделям атмосферы

3. Экспериментальная часть

3.1. Моделирование реакций озона в условиях низких температур и давлений

3.2. Исходные вещества

3.3. Низкотемпературная ИК-спектроскопия

3.4. Аналитическое определение хлорсодержащих ионов

3.5. Неэмпирические квантово-химические расчеты

4. Результаты и их обсуждение

4.1. Постановка задачи

4.2. Расчёт частот нормальных колебаний оксидов хлора и брома

4.3. Результаты аналитического определения хлорсодержащих ионов в смеси продуктов реакции озона с трихлоруксусной кислотой

4.4. Результаты низкотемпературной ИК-спектроскопии

4.4.1. Взаимодействие озона с галогеноводородами

4.4.2. Взаимодействие озона с галогенуксусными кислотами

4.4.3. Влияние льда на взаимодействие озона с галогенуксусными кислотами

4.4.4. Взаимодействие озона с галогеналканами

4.4.5. Влияние льда на взаимодействие озона с галогенметанами

4.4.6. Взаимодействие озона с галогензамещенными бензолами

4.4.7. Моделирование процессов образования ПСО

5. Выводы

6. Список литературы

Список сокращений

ГХ-МС - газовая хроматография с масс-спектрометрическим детектором ГХ-ПИД - газовая хроматография с пламенно-ионизационным детектором ДХУ - дихлоруксусная кислота

ЕД - единицы Добсона, 1 ЕД = 0,01 см приведёной толщины озонового слоя

МНПВО - многократно нарушенное полное внутреннее отражение

ОГС - озонразрушающие галогенсодержащие соединения

ПВЭУ - проточная вакуумная электроразрядная установка

ПСО - полярные стратосферные облака

ТХУ - трихлоруксусная кислота

ХФУ - хлорфторуглероды, фреоны

ХФУВ - хлорфторуглеводороды

FTIR - Fourier-transform infrared spectroscopy, инфракрасная Фурье-спектроскопия NAD - nitrous acid dihidrate, дигидрат азотной кислоты NAT - nitrous acid trihidrate, тригидрат азотной кислоты ODP - ozone depletion potential, озонразрушающий потенциал QMS - quadrupole mass spectrometer, квадрупольный масс-спектрометр SAT - sulfuric acid tetrahydrate, тетрагидрат серной кислоты TrOC - trace organic compounds, органические микропримеси VOC - volatile organic compounds, летучие органические вещества VOCl - volatile organic chlorinated compounds, летучие хлорсодержащие органические вещества

1. Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Нефотолитические реакции озона с галогенсодержащими соединениями в конденсированной фазе: лабораторное моделирование и ИК-спектральное изучение»

Актуальность работы

Озон известен как один из самых сильных в природе окислителей, и уступает в этом отношении лишь фтору. Основными областями его применения являются очистка выбросов производств, водоподготовка, извлечение металлов из руд, окислительные процессы в химической технологии, дезинфекция, производство полупроводников, заживление ран, терапия и стерилизация медицинских инструментов, сельскохозяйственное производство и хранение продуктов.

Известно, что озон может разрушаться различными путями. Фотолиз озона достаточно хорошо изучен и относится к реакциям с нетермическим способом активации. Также в промышленности используются термический и каталитический способы разложения О3. Вместе с тем, поведение озона в условиях низких температур рассматривается недостаточно подробно, тем более, при его адсорбции на различных типах поверхностей.

Немаловажна также значимость О3 для атмосферных процессов, что обусловливает большой интерес к колебаниям его концентрации, связанным с процессами образования и разрушения. Являясь оптически активным газом, стратосферный озон поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца с длиной волны порядка 220 нм, что определяет термический режим стратосферы, препятствует проникновению биологически активного ультрафиолета на поверхность планеты и существенно влияет на стратификацию температуры. Фотохимия озона и основных атмосферных компонентов достаточно хорошо изучена и учитывается при построении моделей этой газовой оболочки Земли. Однако, некоторые галогенсодержащие загрязнители могут взаимодействовать с озоном и в конденсированном состоянии. Физико-химические характеристики подобных гетерогенных процессов практически не исследованы. Все это делает данную работу крайне актуальной. Поскольку современные методы определения содержания озона не позволяют корректно отразить трансформацию участников низкотемпературных химических реакций О3 в конденсированном состоянии, с учетом взрывоопасности возможных продуктов взаимодействия, единственным выходом является лабораторное моделирование химических реакций озона с галогенсодержащими соединениями. Последние представляют особый интерес при изучении промышленных реагентов, а

также химии атмосферы, так как являются достаточно распространенными загрязнителями.

Экспериментальное изучение нефотолитических гетерогенных химических реакций осложняется необходимостью целого ряда приближений. Части из них удается избежать благодаря применению технологии регистрации спектров при возбуждении ИК излучением, падающим на исследуемую поверхность под большим углом. Это позволяет нивелировать влияние таких экспериментальных особенностей гетерогенных реакций, как толщина слоя реагентов и однородность их распределения, открывает путь изучения химической реакции расчетными методами.

В связи с тем, что литературные данные о строении оксидов хлора и брома, а также о положении максимумов поглощений в их ИК-спектрах противоречивы и существенно зависят от условий регистрации, проведены неэмпирические ab initio квантово-химические расчеты. На основании полученных данных предложен ряд существенных дополнений к классическим представлениям о разрушении стратосферного озона. Цели и задачи работы

Целью данной работы являлось лабораторное моделирование гетерогенных химических реакций озона в условиях низких температур с различными классами хлор- и бромсодержащих веществ, представляющих интерес как с точки зрения промышленных реагентов, так и химии атмосферы, а также выявление закономерностей протекания этих процессов. Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

• Определение частот и форм нормальных колебаний оксидов хлора и брома, а также природы возможных интермедиатов, предшествующих их образованию в реакциях галогенсодержащих веществ с озоном.

• Изучение состава продуктов и кинетических особенностей взаимодействия озона с разными типами галогенсодержащих веществ - представителями алифатического и ароматического рядов, а также галогенуксусными кислотами, в условиях низких температур и давлений.

• Изучение влияния азотной кислоты в составе ледяной пленки на характеристики данных процессов.

• Выявление корреляции температур начала превращения, а также состава продуктов взаимодействия с озоном, со свойствами галогенсодержащих соединений.

• На основании данных низкотемпературной ИК-спектроскопии и ab initio квантово-химических расчетов предложить схемы взаимодействия озона с галогенсодержащими веществами на ледяной поверхности.

Научная новизна

Научная новизна работы заключается в том, что впервые с использованием комплексного подхода, сочетающего ab initio квантово-химические расчеты и низкотемпературную ИК-спектроскопию, системно изучены нефотолитические гетерогенные реакции озона с различными классами хлор- и бромсодержащих соединений, представляющих интерес как с точки зрения промышленных реагентов, так и химии атмосферы, в условиях низких температур и давлений. На основании оригинальных экспериментальных результатов предложены механизмы взаимодействия озона с данными веществами, а для ряда систем - и кинетические закономерности протекания реакций. Впервые обсуждена возможность формирования клатратных гидратов озона в условиях низких температур и давлений, а также их влияние на взаимодействие О3 с галогенсодержащими загрязнителями.

Теоретическая и практическая значимость результатов

Полученные результаты значительно расширяют существующие представления о процессах нефотолитического гетерогенного разрушения озона, что актуально как для его промышленного применения, так и с позиций химии атмосферы. Математические модели, скорректированные с учетом дополнительного количества активных в разрушении О3 оксидов галогенов, позволят более корректно описать фиксируемые экспериментально тренды концентрации озона в стратосфере. Благодаря выявлению структуры и состава продуктов взаимодействия в изученных системах, при дистанционном анализе состава стратосферы современными лидарными зондами, фактически определяемые атмосферные компоненты смогут указать на источник их появления в атмосфере. Разработанные подходы к исследованию гетерогенных химических процессов при низких температурах могут быть использованы в учебных курсах, лекциях и методических разработках по физической химии, инструментальным методам спектрального анализа, физическим методам исследования в химии, а также найти применение в работах других исследователей.

Работа выполнена при финансовой поддержке грантов Российского фонда фундаментальных исследований и программы №1 Отделения Химии и наук о материалах РАН.

Положения, выносимые на защиту:

• Результаты систематического изучения взаимодействия галогензамещенных алканов с озоном в условиях низких температур и давлений методом низкотемпературной ИК-спектроскопии.

• Результаты систематического ИК-спектрального исследования реакций галогенсодержащих уксусных кислот разной степени замещения с озоном на поверхности льда и в чистом виде.

• Результаты экспериментов по изучению влияния подкисления льда HNO3 на состав продуктов и температуру начала реакции CHCl3 и CHBr3 с озоном в условиях, приближенных к стратосферным.

• Результаты комплексного исследования реакций галогензамещённых ароматических соединений с озоном при низких температурах и давлении.

• Вероятные схемы протекания гетерогенных нефотолитических реакций озона с галогеналканами, галогенуксусными кислотами и галогензамещёнными бензолами на ледяной поверхности в условиях, приближенных к стратосферным

Личный вклад автора

В диссертационной работе представлены результаты исследований, полученные за период 2009-2016 гг. в лаборатории Катализа и газовой электрохимии кафедры физической химии Химического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. Личный вклад автора заключается в сборе, анализе и систематизации литературных данных по исследуемой научной тематике, планировании, подготовке и проведении экспериментов, регистрации и интерпретации низкотемпературных ИК-спектров, обработке спектральных данных и систематизации полученных результатов с учетом информации, полученной из квантово-химических расчетов.

Апробация работы

Материалы диссертации в полной мере отражены в 10 печатных работах, из них 3 статьи в рецензируемых журналах, индексируемых в базах данных Web of Science, Scopus, RSCI, 1 статья в журнале из перечня изданий, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России, и 6 тезисов докладов на международных и всероссийских конференциях. Основные результаты работы представлены на международных конференциях «Л0М0Н0С0В-2013» (Москва), 19-м Международном симпозиуме "Оптика атмосферы и

океана. Физика атмосферы." (Барнаул), «ЛОМОНОСОВ-2015» (Москва), V International Conference "Atmosphere, Ionosphere, Safety" (AIS-2016) (Зеленоградск) и на 34 всероссийской конференции «Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и технологии» (Москва, 2016).

Результаты работы представлены и обсуждены в университете Хохай (г. Нанкин, КНР), Институте проблем физической химии имени Н.Н. Семенова РАН, Институте нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева РАН, легли в основу программы мероприятий экологического госпиталя, организованного в г. Исин (КНР).

2. Обзор литературы

2.1. Роль озона в современной промышленности

С быстрым развитием индустриализации и ростом численности населения растет и мировое потребление воды. Переработка сточных вод играет ключевую роль в управлении водными ресурсами по всему миру. В то же время, стандарты качества питьевой воды становятся все более строгими. Для удаления токсичных органических веществ из водных сред применяют различные технологии, включающие биологические, физические и химические методы. Огромная часть токсичных органических загрязнителей не поддаётся биопереработке, например фармпрепараты, продукты личной гигиены, гормональные препараты и другие трудноразлагаемые органические вещества [1, 2]. Озон, как один из сильнейших окислителей может разрушать органические загрязнители двумя путями: прямой электрофильной атакой молекулярного озона, либо опосредованно, гидроксил-радикалами, генерируемыми при разложении озона в водной среде. При каталитическом озонировании катализатор улучшает разложение озона и повышает эффективность образования ОН-радикалов, что позволяет частично преодолеть недостатки прямого озонирования. В процессах обработки воды применяют как методы гомогенного, так и гетерогенного катализа. Однако, из-за вторичного загрязнения ионами металлов во время гомогенного каталитического озонирования, гетерогенные процессы более перспективны. Тем не менее, предлагаемые механизмы гетерогенного каталитического озонирования всё ещё противоречивы, что, возможно, обусловлено варьированием катализаторов, различной природой целевых органических загрязнителей и разницей в условиях экспериментов [3-5].

Преимущества озонирования илистых отложений в процессах обработки воды включают уменьшение их объемов, удаление органических микропримесей (trace organic compounds, TrOC) и возможность регенерации ресурсов из сточных вод. Озонирование приводит к повышению растворимости иловых отложений, облегчая тем самым дальнейшую переработку. Термином TrOC описывают широкий диапазон загрязнителей, детектируемых в окружающей среде в малых количествах (порядка 10-9 г/л), однако устойчивых к биопереработке, обладающих способностью к накоплению в тканях организма и высокой токсичностью. Некоторые TrOC влияют на эндокринную систему и, следовательно, на рост и размножение животных. Обычно к ним относят пестициды, поверхностно-активные вещества, пластификаторы. В зависимости от химических свойств (гидрофобности и структуры) такие вещества по-разному проходят через циклы очистки

сточных вод. Гидрофобные скорее остаются в илистых отложениях, а гидрофильные в водной среде. В зависимости от типа загрязнителя и условий эксперимента озонирование помогает удалить до 99 % TrOC. Многие загрязнители окисляются озоном достаточно легко, однако некоторые, например, синтетические мускусы и ингибиторы горения плохо разлагаются озоном из-за особенностей строения, затрудняющего атаку окислителя. Посредством озонирования удалось добиться >80% эффективности удаления карбамазепина, диклофенака, эритромицина из илистых отложений. С помощью озонирования было достигнуто удаление 65-80% таких соединений как триклозан, напроксен, бисфенол А. Озонирование помогает удалить 40-93% тиреотропных гормонов (эстрона, эстриола и 17а-этинилэстрадиола) [6].

В целлюлозно-бумажном производстве, обработке текстиля, кожаных изделий и отбеливании древесины в основном используются хлорфенолы. При озонировании иловых отложений, содержащих 2,4-дихлорфенол в качестве промежуточных продуктов реакции определили образование хинонов [7].

Повышение способности TrOC к биодеградации в процессе обработки сточных вод является одним из преимуществ обработки озоном. Оно связано с образованием молекул меньшего размера и большей полярности в качестве продуктов, а также образованием реакционноспособных функциональных фрагментов, таких как альдегидная и кислотная группы. Сравнить устойчивость аналогичных соединений можно, сопоставив функциональные группы: -ОН и -СООН повышают способность к биодеградации, тогда как атомы галогенов и нитро-группы понижают [8]. Реакции озона с олефинами, алифатическими аминами, ароматическими соединениями и серо-содержащими соединениями протекают по различным механизмам. В разложении сложных органических молекул двойные связи C=C и тиоэфирные группы являются основными местами для атаки озона. Например, ацикловир и карбокси-ацикловир быстро взаимодействуют с озоном, образуя аддукт с двойной связью, за чем следует выделение кислорода, 1,2-ацильный сдвиг и раскрытие имидазольного кольца. Тетрациклин взаимодействует с озоном по двум двойным связям, одному фенольному фрагменту и третичному амину. Озон взаимодействует с аминами, формируя аддукт с электронной парой азота, который затем переходит в ^оксид. В случае первичных и вторичных аминов происходит перегруппировка ^оксида в гидроксиламин. Альтернативным путём является удаление одного алкильного фрагмента у амина и образование кетона либо альдегида. Атака озоном ароматических аминов в основном идет по ароматической системе, а не по аминной группе. Высокая реакционная способность с озоном

наблюдается для фенолов/фенолятов, анилинов, ароматических колец с алкокси заместителями и полиароматических соединений. В отличие от реакций озона с олефинами делокализация электронной плотности в ароматическом кольце стабилизирует аддукт с озоном, что позволяет дальнейшее протекание реакции по нескольким путям.

В случае гетерогенных реакций озонирования могут иметь место три случая: 1) адсорбция и иммобилизация органических загрязнителей на поверхности и затем реакция с озоном и активными радикалами; 2) адсорбция озона на поверхности с возможным образованием радикалов и последующая реакция с органическим веществом в растворе; 3) адсорбция и органических молекул, и озона, вступающих в реакцию на поверхности катализатора. Некоторые авторы отмечают высокую адсорбцию органических соединений на поверхности катализаторов, другие утверждают, что для эффективного озонирования этот процесс не обязателен. Таким образом, необходимо разделять механизмы озонирования в каждом конкретном случае.

Продуктами реакций молекулярного озона с органическими веществами в водной среде обычно являются альдегиды и карбоновые кислоты, которые в данных условиях не подвергаются дальнейшему окислению. Однако в процессах каталитического озонирования можно достичь их полной деградации [9]. В литературных данных по исследованию каталитического озонирования наблюдаются противоречия. Зачастую используя одинаковые катализаторы, различные группы исследователей получают отличающиеся и даже противоречащие друг другу результаты [10]. Так как каталитическое озонирование должно быть более эффективно в удалении органических загрязнителей, в работе рассматривали устойчивые при прямом озонировании соединения: карбоновые кислоты, хлорзамещенные и ароматические соединения [11, 12]. Чтобы повысить урожай в сельском хозяйстве активно используют такие галогенсодержащие вещества, как ометоат, 2,4-дихлорфеноксиуксусную кислоту, 4-хлорфенол и 4-хлорбензойную кислоту. Показано, что озонирование пестицидов и гербицидов, фармпрепаратов, эфиров фталевой кислоты, нитробензолов, фенолов активно протекает при использовании катализаторов на основе железа [12].

Для удаления патогенных организмов в морских и океанских портах также проводят очистку воды. Применяют методы фильтрации, озонирования, электролиза, облучения ультрафиолетом и хлорирования. Озонирование солёной воды проводят для удаления инвазивных либо патогенных организмов в балластной воде. Химия озона в солёной воде значительно отличается от пресной. Морская вода содержит примерно 18 г/л хлоридов и до 65 мг/л бромидов, в то время как в пресной воде концентрация хлоридов

<100 мг/л, а бромидов <1 мг/л. В морской воде озон быстро разлагается и окисляет содержащиеся в ней бромиды до брома, который также играет дезинфицирующую роль

[13].

Несмотря на то, что некоторые хлорсодержащие ароматические соединения могут генерироваться естественными источниками, в основном они образуются вследствие хозяйственной деятельности человека: сжиганию мусора и другим процессам горения. Нанесённые катализаторы на основе благородных металлов хорошо проявляют себя в окислении VOC, таких как формальдегид и короткоцепочечные алканы. Также катализаторы на основе платины, палладия или рутения показали высокую эффективность в разложении хлорсодержащих ароматических веществ. Однако такие недостатки как высокая цена, подверженность отравлению хлором и спекание при повышенных температурах делают их применение неоправданным. озонирование лишено таких недостатков [14].

Существуют достоверные свидетельства биосовместимости озона с клетками человеческого эпителия, дёсенными фибробластами и периодонтальными клетками [15]. Озон как в газовой, так и в воздушной среде показал себя как мощный антимикробный агент против бактерий, грибков, простейших и вирусов. Во время Первой мировой войны озон использовали для лечения гангрены, зараженных ран, ожогов горчичным газом. Использование озона исследовали в терапии глазных болезней (невропатия зрительного нерва, глаукома, разрушение сетчатки), лечении острых и хронических бактериальных, вирусных и грибковых инфекций, ишемических болезней, ортопедических, дерматологических и нейродегенеративных заболеваний. Озон может взаимодействовать с компонентами крови (эритроцитами, лейкоцитами и т. д.) и положительно влиять на кислородный обмен, иммуномодулирующие свойства и микроциркуляцию. В челюстно-лицевой хирургии использование озонированной воды поддерживало гемостаз, улучшало локальное снабжение кислородом и ингибировало рост бактерий.

В пищевой промышленности озон применяют для поддержания гигиены поверхности продуктов, санитарной обработки заводского оборудования, переработки сточной воды [16, 17]. Бактерицидные свойства озона хорошо изучены и описаны для многих видов грам-положительных и грам-отрицательных бактерий, а также для спор и клеток растений. Разрушение озоном бактерий осуществляется за счет атаки гликопротеинов и гликолипидов клеточной мембраны. Обработка озоном фруктов и овощей приводила к увеличению сроков годности. В случае обработки яблок и апельсинов увеличение сроков годности связали с окислением озоном этилена, который

выделяется созревающим и ферментизирующимся плодом. У ежевики и винограда обработка озоном замедлила грибковое поражение поверхности.

Очистка и санитарная обработка имеют ключевую важность в пищевой промышленности для поддержания требуемого уровня качества продуктов и безопасности. Использование озона в процессах очистки имеет преимущества над традиционным использованием детергентов и антисептиков: озон быстро разлагается и не образует токсичных или нежелательных отходов, озон частично окисляет органические соединения в стоках, облегчая последующую биологическую обработку. В зависимости от среды, в которой проводится озонирование, продукты реакции с олефинами будут отличаться: в газовой фазе или в нейтральных растворителях образуются озониды, пероксиды, кетоны; в присутствии воды образуются альдегиды, карбоновые кислоты, гидроперекиси [17].

Безразборная мойка в производстве напитков традиционно выполняется с использованием щелочных или кислотных растворов, содержащих детергенты. В результате такая обработки не только приводит к дополнительному образованию сточных вод, но и занимает значительное время. Обработка озоном значительно улучшила удаление d-лимонена (ароматического компонента апельсинового сока), 1-гексанола из яблочного сока и 4-винилгваякола из кофе. Показано, что основным механизмом при обработке являлось окисление молекулярным озоном. Присоединение озона к двойной связи C=C приводило к образованию кетонных, карбоксильных и гидроксильных групп [18].

Применяется озон в обработке зерна [19, 20], поскольку является эффективным фумигантом для уничтожения насекомых, разложения микотоксинов и микробиологической инактивации. Кроме того, он оказывает минимальный эффект на качество зерна, так как озон подаётся в колонны с зерном с небольшой скоростью, и обработка затрагивает только наружную оболочку. В данный момент широко используемыми инсектицидами и фумигантами для хранения зерна являются фосфид алюминия, метилбромид и фосфин. При этом использование метилбромида регулируется Монреальским протоколом и в целом снижается, а остальные два вещества относятся к опасным ядам и для человека. Показано, что применение озона в качестве фумиганта уничтожает таких насекомых-вредителей, как Tribolium castaneum, Rhyzopertha dominica, Oryzaephilus surinamensis, Sitophilus oryzae, и Ephestia elutella. Грибковое или плесневое заражение зерна является одним из важнейших параметров, определяющих его качество. Кроме того, микроорганизмы, присутствующие на поверхности зерна, снижают его

качество за счет своих метаболитов (микотоксинов), вредных для здоровья человека и животных. Установлено, что применение озона эффективно для контроля роста грибкового заражения и уменьшения количества микотоксинов.

Таким образом, галогенсодержащие вещества, особенно карбоновые кислоты и ароматические соединения, являются устойчивыми при озонировании в водной среде, для их разложения необходимо проведение гетерогенных либо фотохимически-индуцированных реакций. Однако до сих пор неясно, по каким механизмам протекает окисление таких соединений в случае реакций на границе раздела фаз, поэтому изучение их кинетики и механизма, в частности, установление лимитирующей стадии этого процесса, является весьма актуальной темой исследований. Кроме того, выбросы в атмосферу галогенсодержащих соединений являются одним из основных негативных факторов влияния человека на окружающую среду. Каждый год в атмосферу выбрасывается порядка 4 Мт хлорсодержащих соединений и 200 т бромсодержащих [21].

2.2. Роль озона в физикохимии атмосферы

Атмосфера — это газовая оболочка Земли с содержащимися в ней аэрозольными частицами, движущаяся вместе с нашей планетой в мировом пространстве как единое целое и одновременно принимающая участие во вращении Земли. На дне атмосферы, в основном, протекает вся наша жизнь. Атмосфера весьма четко расслаивается на концентрические сферы, отличающиеся друг от друга по своим характеристикам. На рис. 1 представлены строение атмосферы, и распределение температуры с высотой.

Рисунок 1. Изменение температуры атмосферы с высотой

Химический состав стратосферы отличается от состава тропосферы, к примеру, очень низкой концентрацией водяных паров, т.к. вода собирается в облака в тропосфере и

проливается дождём. Кроме того, проникшая через тропопаузу вода замерзает там из-за экстремально низких температур. Другой источник воды в стратосфере - окисление метана, поднимающегося с Земли. Несмотря на малые количества воды в стратосфере, полярные стратосферные облака (ПСО), формирующиеся из неё, играют значительную роль в стратосферной химии. Многие растворимые соединения не попадают в стратосферу, т.к. выпадают в виде осадков. В стратосферу переносятся химически устойчивые соединения, однако под воздействием УФ-излучения они подвергаются радикальному распаду [22]. Важной особенностью стратосферы является присутствие озона. Максимальное содержание озона в полярных областях наблюдается на высотах 15—20 км, в умеренных широтах— 20—25 и в тропических и субтропических широтах — на высотах 25—30 км (относительные величины); выше содержание озона убывает и на высоте 70 км сходит на нет. Возрастание содержания озона с высотой практически не сказывается на доле азота и кислорода, так как в сравнении с ними озона и в верхних слоях очень мало. Если бы можно было сосредоточить весь атмосферный озон под нормальным давлением, он образовал бы слой около 3 мм толщиной, что составляет 300 ЕД (единиц Добсона, 1 ЕД = 0,01 см приведёной толщины озонового слоя) [23]. Озон обеспечивает сохранение жизни на Земле, т.к. его слой поглощает наиболее губительную для живых организмов и растений часть УФ излучения Солнца с длиной волны от 150 до 290 нм, а также ИК излучение Земли, препятствуя ее охлаждению. Поглощая квант ультрафиолетовой радиации, часть двухатомных молекул кислорода разлагается на атомы, часть из которых присоединяется к сохранившимся молекулам кислорода и образует трехатомные молекулы озона. Одновременно происходит и обратный процесс — превращение озона в кислород. Из-за переноса антропогенных и естественных загрязнителей в стратосферу может происходить дополнительное разрушение озона [24].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Строкова Наталья Евгеньевна, 2018 год

6. Список литературы

1. Gomes J., Costa R., Quinta-Ferreira R. M., Martins R. C. Application of ozonation for pharmaceuticals and personal care products removal from water // The Science of the total environment. - 2017. - T. 586.

- C. 265-283.

2. Yang Y., Ok Y. S., Kim K. H., Kwon E. E., Tsang Y. F. Occurrences and removal of pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) in drinking water and water/sewage treatment plants: A review // The Science of the total environment. - 2017. - T. 596-597. - C. 303-320.

3. Mehrjouei M., Müller S., Möller D. A review on photocatalytic ozonation used for the treatment of water and wastewater // Chem. Eng. J. - 2015. - T. 263. - C. 209-219.

4. Yang K., Yu J., Guo Q., Wang C., Yang M. et al. Comparison of micropollutants' removal performance between pre-ozonation and post-ozonation using a pilot study // Water Res. - 2017. - T. 111. - C. 147-153.

5. Bourgin M., Borowska E., Helbing J., Hollender J., Kaiser H. P. et al. Effect of operational and water quality parameters on conventional ozonation and the advanced oxidation process O3/H2O2: Kinetics of micropollutant abatement, transformation product and bromate formation in a surface water // Water Res.

- 2017. - T. 122. - C. 234-245.

6. Semblante G. U., Hai F. I., Dionysiou D. D., Fukushi K., Price W. E. et al. Holistic sludge management through ozonation: A critical review // Journal of environmental management. - 2017. - T. 185. - C. 79-95.

7. Van Aken P., Van den Broeck R., Degreve J., Dewil R. A pilot-scale coupling of ozonation and biodegradation of 2,4-dichlorophenol-containing wastewater: The effect of biomass acclimation towards chlorophenol and intermediate ozonation products // Journal of Cleaner Production. - 2017. - T. 161. - C. 1432-1441.

8. Hubner U., von Gunten U., Jekel M. Evaluation of the persistence of transformation products from ozonation of trace organic compounds - a critical review // Water Res. - 2015. - T. 68. - C. 150-70.

9. Nawrocki J., Kasprzyk-Hordern B. The efficiency and mechanisms of catalytic ozonation // Appl. Catal. B: Env. - 2010. - T. 99, № 1-2. - C. 27-42.

10. Nawrocki J. Catalytic ozonation in water: Controversies and questions. Discussion paper // Appl. Catal. B: Env. - 2013. - T. 142-143. - C. 465-471.

11. Xiao J., Xie Y., Cao H. Organic pollutants removal in wastewater by heterogeneous photocatalytic ozonation // Chemosphere. - 2015. - T. 121. - C. 1-17.

12. Wang J., Bai Z. Fe-based catalysts for heterogeneous catalytic ozonation of emerging contaminants in water and wastewater // Chem. Eng. J. - 2017. - T. 312. - C. 79-98.

13. Jung Y., Hong E., Kwon M., Kang J.-W. A kinetic study of ozone decay and bromine formation in saltwater ozonation: Effect of O3 dose, salinity, pH, and temperature // Chem. Eng. J. - 2017. - T. 312. -C. 30-38.

14. Du C., Lu S., Wang Q., Buekens A. G., Ni M. et al. A review on catalytic oxidation of chloroaromatics from flue gas // Chem. Eng. J. - 2018. - T. 334. - C. 519-544.

15. Azarpazhooh A., Limeback H. The application of ozone in dentistry: a systematic review of literature // Journal of dentistry. - 2008. - T. 36, № 2. - C. 104-16.

16. Guzel-Seydim Z. B., Greene A. K., Seydim A. C. Use of ozone in the food industry // LWT - Food Science and Technology. - 2004. - T. 37, № 4. - C. 453-460.

17. Jurado-Alameda E., García-Román M., Altmajer-Vaz D., Jiménez-Pérez J. L. Assessment of the use of ozone for cleaning fatty soils in the food industry // J. Food Eng. - 2012. - T. 110, № 1. - C. 44-52.

18. Nishijima W., Okuda T., Nakai S., Okada M. A green procedure using ozone for Cleaning-in-Place in the beverage industry // Chemosphere. - 2014. - T. 105. - C. 106-11.

19. Broberg M. C., Feng Z., Xin Y., Pleijel H. Ozone effects on wheat grain quality - a summary // Environ Pollut. - 2015. - T. 197. - C. 203-13.

20. Tiwari B. K., Brennan C. S., Curran T., Gallagher E., Cullen P. J. et al. Application of ozone in grain processing // Journal of Cereal Science. - 2010. - T. 51, № 3. - C. 248-255.

21. Oram D. E., Ashfold M. J., Laube J. C., Gooch L. J., Humphrey S. et al. A growing threat to the ozone layer from short-lived anthropogenic chlorocarbons // Atmos. Chem. Phys. - 2017. - T. 17, № 19. - C. 11929-11941.

22. Middlebrook A. M., Tolbert M. A. Stratospheric Ozone Depletion. - SAUSALITO, CALIFORNIA: UNIVERSITY SCIENCE BOOKS, 2000. - 35 с.

23. Александров Э. Л., Израэль Ю. А., Кароль И. Л., Хргиан А. Х. Озонный щит Земли и его изменения. - Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат, 1992.

24. Исидоров В. А. "Озоновый кризис" и возможные экологические последствия его разрешения // Рос. хим. журнал. - 2001. - T. 45, № 1. - C. 43-54.

25. Davidson R. W., Williams D. G. An Investigation of Photochemically Induced Reactions in a Chlorine-Ozone System at -10.5 and 0.0 // J. Phys. Chem. - 1973. - T. 77, № 21. - C. 2515-2520.

26. Bianco R., Hynes J. T. Heterogeneous Reactions Important in Atmospheric Ozone Depletion: A Theoretical Perspective // Acc. Chem. Res. - 2006. - T. 39, № 2. - C. 159-165.

27. Ларин И. К. О роли естественных факторов в изменении содержания атмосферного озона // Химическая физика. - 2007. - T. 26, № 3. - C. 51-54.

28. Dowideit P., Von Sonntag C. Reaction of Ozone with Ethene and Its Methyl- and Chlorine-Substituted Derivatives in Aqueous Solution // Environ. Sci. Technol. - 1998. - T. 32, № 8. - C. 11121119.

29. Glaze W. H. Reaction Products of Ozone. A Review // Environmental Health Perspectives. - 1986. -T. 69. - C. 151-157.

30. Высоких Т. А., Ягодовская Т. В., Савилов С. В., В.В. Л. Взаимодействие озона с хлорбензолом // ЖФХ. - 2007. - T. 81, № 6.

31. Высоких Т. А., Мухамедзянова Д. Ф., Ягодовская Т. В., Савилов С. В., В.В. Л. Взаимодействие CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3 и CCl4 с озоном на поверхности льда в стратосферных условиях // Ж. физ. химии. - 2007. - T. 81, № 11. - C. 2046-2050.

32. Ягодовская Т. В., Савилов С. В., Зосимов А. В., Лунин В. В. Взаимодействие озона с HCl, сорбированной тонким слоем льда, при 77 К // Ж. физ. химии. - 2000. - T. 74, № 6.

33. Ягодовская Т.В., Громов А.Р., Зосимов А.В., В.В. Л. Низкотемпературное взаимодействие системы HCl-вода с озоном // Ж. физ. химии. - 1999. - T. 73, № 5.

34. Savilov S. V., Yagodovskaya T. V. The role of Hbr in Heterogeneous Processes of Stratospheric Ozone Decomposition // Global Atmospheric Change and its Impact on Regional Air Quality. (ed. by I.Barnes). - 2002. - C. 167-171.

35. Hisatsune I. C., Kolopajlo L. H., Heicklen J. Low-Temperature Infrared Studies of Some Chloroethylene-Ozone Reactions // J. Am. Chem. Soc. - 1977.

36. Hull L. A., Hisatsune I. C., Heicklen J. Low-Temperature Infrared Studies of Simple Alkene-Ozone Reactions // J. Am. Chem. Soc. - 1972.

37. Леванов А. В., Антипенко Э. Е., Лунин В. В. Первичная стадия реакции озона с хлорид-ионом в водном растворе. Окисление хлорид-иона озоном по механизму переноса атома кислорода // ЖФХ. - 2012. - T. 86, № 3. - C. 593-597.

38. Hodnebrog 0., Etminan M., Fuglestvedt J. S., Marston G., Myhre G. et al. Global warming potentials and radiative efficiencies of halocarbons and related compounds: A comprehensive review // Reviews of Geophysics. - 2013. - T. 51, № 2. - C. 300-378.

39. Good D. A., Francisco J. S. Atmospheric Chemistry of Alternative Fuels and Alternative Chlorofluorocarbons // Chem. Rev. - 2003. - T. 103. - C. 4999-5023.

40. Laturnus F., Fahimi I., Gryndler M., Hartmann A., Heal M. et al. Natural Formation and Degradation of Chloroacetic Acids and Volatile Organochlorines in Forest Soil. Challenges to understanding (12 pp) // Env. Sci. Poll. Res. - Int. - 2005. - T. 12, № 4. - C. 233-244.

41. Heal M. R., Reeves N. M., Cape J. N. Atmospheric Concentrations and deposition of Trichloroacetic Acid in Scotland: Results from a 2-Year Sampling Campaign // ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY. - 2003. - T. 37, № 12. - C. 2627-2633.

42. Berg M., Muller S. R., Muhlemann J., Wiedmer A., Schwarzenbach R. P. Concentrations and Mass Fluxes of chloroacetic acids and Trifluoroacetic Acid in Rain and Natural Waters in Switzerland // Environ. Sci. Technol. - 2000. - T. 34, № 13. - C. 2675-2683.

43. HELGESON H. C. Calculation of the thermodynamic properties and relative stabilities of aqueous acetic and chloroacetic acids, acetate and chloroacetates, and acetyl and chloroacetyl chlorides at high and low temperatures and pressures // Applied Geochemistry. - 1992. - T. 7. - C. 291-308.

44. WANG K.-p., GUO J., YANG M., JUNJI H., DENG R.-s. et al. Advanced oxidation processes of decomposing dichloroacetic acid and trichloroacetic acid in water // Journal of Chongqing University (English Edition). - 2008. - T. 7, № 3. - C. 171-178.

45. Johnston F. J., Hinton J. F. A PHOTOCHEMICAL EXCHANGE OF CHLORINE BETWEEN CHLOROACETIC acid and chloride //. - 1963. - T. 67, № 12. - C. 2812-2815.

46. Ларин И. К., Алоян А. Е., Ермаков А. Н. Хлорная активация нижней стратосферы в средних широтах: влияние на озоновый слой // ХИМИЧЕСКАЯ ФИЗИКА -2016. - T. 35. - C. 76-80.

47. David C., Bekki S., Berdunov N., Marchand M., Snels M. et al. Classification and scales of Antarctic polar stratospheric clouds using wavelet decomposition // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. - 2005. - T. 67, № 3. - C. 293-300.

48. Lowe D., MacKenzie A. R. Polar stratospheric cloud microphysics and chemistry // Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics. - 2008. - T. 70, № 1. - C. 13-40.

49. Middlebrook A. M., Iraci L. T., McNeill L. S., Koehler B. G. Fourier Transform-Infrared Studies of Thin H2SO4/H2O Films: Formation, Water Uptake, and Solid-Liquid Phase Changes // J. Geophys. Res. -1993. - T. 98, № D11. - C. 20473-20481.

50. Beyer K. D., Hansen A. R. Phase Diagram of the Nitric Acid/Water System: Implications for Polar Stratospheric Clouds // J. Phys. Chem. A. - 2002. - T. 106, № 43. - C. 10275-10284.

51. Toon O. B., Tolbert M. A., KOEHLER B. G., Middlebrook A. M. Infrared optical constants of H2O ice, amorphous nitric acid solutions, and nitric acid hydrates // J. Geophys. Res. - 1994. - T. 99, № D12. - C. 25631-25654.

52. Middlebrook A. M., Koehler B. G., McNeill L. S., Tolbert M. A. Formation of Model Polar Stratospheric Cloud Films // Geophys. Res. Lett. - 1992. - T. 14, № 24. - C. 2417-2420.

53. Koehler B. G., Middlebrook A. M., Tolbert M. A. Characterization of Model Polar Stratospheric Cloud Films Using Fourier Transform Infrared Spectroscopy and Temperature Programmed Desorption // J. Geophys. Res. - 1992. - T. 97, № D8. - C. 8065-8074.

54. Hung H.-M., Malinowski A., Martin S. T. Kinetics of Heterogeneous Ice Nucleation on the Surfaces of Mineral Dust Cores Inserted into Aqueous Ammonium Sulfate Particles // J. Phys. Chem. A. - 2003. -T. 107, № 9. - C. 1296-1306.

55. Hatch C. D., Gough R. V., Toon O. B., Tolbert M. A. Heterogeneous Nucleation of Nitric Acid Trihydrate on Clay Minerals: Relevance to Type Ia Polar Stratospheric Clouds // J. Phys. Chem. B. -2008. - T. 112, № 2. - C. 612-620.

56. Fluckiger B., Chaix L., Rossi M. J. Properties of the HCl-Ice HBr-Ice and H2O-IceInterface at Stratospheric Temperatures (200 K) and Its Importance for Atmospheric Heterogeneous Reactions // J. Phys. Chem. A. - 2000. - T. 104, № 50. - C. 11739-11750.

57. Turco R. P., Toon O. B., Hamill P. Heterogeneous physicochemistry of the polar ozone hole // J. Geophys. Res.: Atmospheres. - 1989. - T. 94, № D14. - C. 16493-16510.

58. Molina M. J., Tso T.-L., Molina L. T., Wang F. C. Y. Antarctic Stratospheric Chemistry of Chlorine Nitrate, Hydrogen Chloride, and Ice: Release of Active Chlorine // Science. - 1987. - T. 238, № 4831. -C.1253.

59. Devlin J. P., Buch V. Surface of Ice As Viewed from Combined Spectroscopic and Computer Modeling Studies // J. Phys. Chem. - 1995. - T. 99, № 45. - C. 16534-16548.

60. Horn A. B., Chesters M. A., McCoustra M. R. S., Sodeau J. R. Adsorption of Stratospherically Important Molecules on Thin D2O Ice Films using Reflection Absorption Infrared Spectroscopy // J. CHEM. SOC. FARADAY TRANS. - 1992. - T. 88, № 7. - C. 1077-1078.

61. Yabushita A., Kawasaki M., Sato S. Ultraviolet Photodissociation Dynamics of Cl2 and CFCl3 Adsorbed on Water Ice Surfaces // J. Phys. Chem. A. - 2003. - T. 107, № 10. - C. 1472-1477.

62. Lelievre S., Bedjanian Y., Pouvesle N., Delfau J.-L., Vovelle C. et al. Heterogeneous reaction of ozone with hydrocarbon flame soot // Phys.Chem.Chem.Phys. - 2004. - T. 6. - C. 1181-1191.

63. Voges A. B., Stokes G. Y., Gibbs-Davis J. M., Lettan II R. B. Insights into Heterogeneous Atmospheric Oxidation Chemistry: Development of a Tailor-Made Synthetic Model for Studying Tropospheric Surface Chemistry // J. Phys. Chem. C. - 2007. - T. 111, № 4. - C. 1567-1578.

64. Kalinichenco M. V., Lazutkina N. A. THEORETICAL BASES OF EXISTENTIAL DISTRIBUTION OF OZONE IN ECOLOGICAL MONITORING SYSTEM // MODERN HIGH TECHNOLOGIES. -2011. - T. 3. - C. 58-61.

65. Koehler B. G., McNeill L. S., Middlebrook A. M., Tolbert M. A. Fourier Transform Infrared Studies of the Interaction of HCI With Model Polar Stratospheric Cloud Films // J. Geophys. Res. - 1993. - T. 98, № D6. - C. 10563-10571.

66. Delzeit L., Rowland B., Devlin J. P. Infrared Spectra of HCI Complexed/Ionized in Amorphous Hydrates and at Ice Surfaces in the 15-90 K Range // J. Phys. Chem. - 1993. - T. 97, № 40. - C. 10-31210318.

67. Abbatt J. P. D., Thomas J. L., Abrahamsson K., Boxe C., Granfors A. et al. Halogen activation via interactions with environmental ice and snow in the polar lower troposphere and other regions // Atmos. Chem. Phys. - 2012. - T. 12, № 14. - C. 6237-6271.

68. Simpson W. R., Brown S. S., Saiz-Lopez A., Thornton J. A., Glasow R. V. Tropospheric Halogen Chemistry: Sources, Cycling, and Impacts // Chemical reviews. - 2015.10.1021/cr5006638.

69. Богилло В. И., Борхерс Р., Базилевская М. С. АНАЛИЗ ЛЕТУЧИХ АТМОСФЕРНЫХ ПРИМЕСЕЙ В СОСТАВЕ ЛЕДНИКА О. ГАЛИНДЕЗ, АКАДЕМИК ВЕРНАДСКИЙ // УАЖ. -2004. - T. 2. - C. 82-89.

70. Богилло В. И., Борхерс Р., Базилевская М. С. ИСТОЧНИКИ Cl-, Br- И I-СОДЕРЖАЩИХ АТМОСФЕРНЫХ ПРИМЕСЕЙ В СОСТАВЕ ЛЕДНИКА О. ГАЛИНДЕЗ, АКАДЕМИК ВЕРНАДСКИЙ // УАЖ. - 2005. - T. 3. - C. 75-84.

71. Chaabouni H. FTIR studies of annealing processes and irradiation effects at 266 nm in ozone-amorphous ice mixtures // Low Temperature Physics. - 2000. - T. 26, № 9. - C. 712.

72. Schriver L., Barreau C., Schriver A. Infrared spectroscopic and photochemical study of water-ozone complexes in solid argon // Chemical Physics. - 1990. - T. 140. - C. 429-438.

73. Галашев А. Е., Рахманова О. Р., Новрузова О. А. Молекулярно-динамическое изучение механизмов взаимодействия кластеров воды с молекулами озона // International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology -2010. - T. 6 (86). - C. 106-113.

74. Barletta B., Carreras-Sospedra M., Cohan A., Nissenson P., Dabdub D. et al. Emission estimates of HCFCs and HFCs in California from the 2010 CalNex study // J. Geophys. Res.: Atmospheres. - 2013. -T. 118, № 4. - C. 2019-2030.

75. Environmental effects of ozone depletion and its interactions with climate change: 2010 assessment. Executive summary // Photochemical & photobiological sciences : Official journal of the European Photochemistry Association and the European Society for Photobiology. - 2011. - T. 10, № 2. - C. 17881.

76. Bais A. F., McKenzie R. L., Bernhard G., Aucamp P. J., Ilyas M. et al. Ozone depletion and climate change: impacts on UV radiation // Photochem. & photobiol. sci. - 2015. - T. 14, № 1. - C. 19-52.

77. Ripperton L. A., Jeffries H., Worth J. J. B. Natural synthesis O3 in the Troposphere // Environmental Science & Technology. - 1971. - T. 5, № 3. - C. 246-248.

78. Flynn J., Lefer B., Rappengluck B., Leuchner M., Perna R. et al. Impact of clouds and aerosols on ozone production in Southeast Texas // Atmospheric Environment. - 2010. - T. 44, № 33. - C. 41264133.

79. Kiesewetter G., Sinnhuber B. M., Weber M., Burrows J. P. Attribution of stratospheric ozone trends to chemistry and transport: a modelling study // Atmos. Chem. Phys. - 2010. - T. 10, № 24. - C. 1207312089.

80. Gerding M., Hoffner J., Hoffmann P., Kopp M., Lubken F. J. Noctilucent cloud variability and mean parameters from 15 years of lidar observations at a mid-latitude site (54°N, 12°E) // J. Geophys. Res.: Atmospheres. - 2013. - T. 118, № 2. - C. 317-328.

81. Strahan S. E., Douglass A. R., Newman P. A. The contributions of chemistry and transport to low arctic ozone in March 2011 derived from Aura MLS observations // J. Geophys. Res.: Atmospheres. -2013. - T. 118, № 3. - C. 1563-1576.

82. Manney G. L., Santee M. L., Rex M., Livesey N. J., Pitts M. C. et al. Unprecedented Arctic ozone loss in 2011 // Nature. - 2011. - T. 478, № 7370. - C. 469-75.

83. Karoly D. J. Atmospheric science. Ozone and climate change // Science. - 2003. - T. 302, № 5643. -C. 236-7.

84. Madronich S., Shao M., Wilson S. R., Solomon K. R., Longstreth J. D. etal. Changes in air quality and tropospheric composition due to depletion of stratospheric ozone and interactions with changing climate: implications for human and environmental health // Photochem. & photobiol. sci. - 2015. - T. 14, № 1. - C. 149-69.

85. Erickson D. J., 3rd, Sulzberger B., Zepp R. G., Austin A. T. Effects of stratospheric ozone depletion, solar UV radiation, and climate change on biogeochemical cycling: interactions and feedbacks // Photochem. & photobiol. sci. - 2015. - T. 14, № 1. - C. 127-48.

86. Borovko I. V., Krupchatnikov V. N. The influence of stratospheric polar vortex dynamics upon lower tropospheric circulation // Numerical Analysis and Applications. - 2009. - T. 2, № 2. - C. 118-130.

87. Hoffmann L., Xue X., Alexander M. J. A global view of stratospheric gravity wave hotspots located with Atmospheric Infrared Sounder observations // J. Geophys. Res.: Atmospheres. - 2013. - T. 118, № 2. - C. 416-434.

88. Cong Ch., Li W., X. Z. Mass exchange between stratospere and troposphere over the Tibetan Plateau and its surroundings // Chinese Science Bulletin. - 2002. - T. 47, № 6. - C. 508-512.

89. Harris N. R. P., Lehmann R., Rex M., von der Gathen P. A closer look at Arctic ozone loss and polar stratospheric clouds // Atmos. Chem. Phys. - 2010. - T. 10, № 17. - C. 8499-8510.

90. Barbe A., Secroun C., Jouve P. Infrared Spectra of 16O3 and 18O3: Darling and Dennison Resonance and Anharmonic Potential Function of Ozone // J. Mol. Spectrosc. - 1974. - T. 49. - C. 171-182.

91. Kopitzky R., Grothe H., Willner H. Chlorine Oxide Radicals ClOx (x = 1-4) Studied by Matrix Isolation spectroscopy // Chem. Eur. J. - 2002. - T. 8, № 24. - C. 5601-5621.

92. Bellanato J., Barcelo J. R. The infra-red intensities of the carbonyl band in halogenated derivatives of acetic acid // Spectrochimica Acta. - 1960. - T. 16. - C. 1333-1343.

93. Jakobsen R. J., Katon J. E. Far infrared studies of hydrogen bonding in carboxylic acids. Halogenated acids // Spectrochimica Acta. - 1973. - T. 29A. - C. 1953-1963.

94. Katon J. E., Kleinlein R. L. The vibrational spectra and assignments of bromoacetic acid and three of its deuterated analogues // Spectrochimica Acta. - 1973. - T. 29A. - C. 791-801.

95. Sinha D., Katon J. E., Jakobsen R. J. The Vibrational spectra and structure of a-chloroacetic acid // Journal of MoIecular Structure. - 1974. - T. 20. - C. 381-392.

96. Sinha D., Katon J. E., Jakobsen R. J. The Vibrational spectra and structure of b- and y- chloroacetic acid // Journal of Molectdar Structure. - 1975. - T. 24. - C. 279-291.

97. ИГНАТОВ С. К., РАЗУВАЕВ А. Г., АНДРОНОВ И. Н. ПОВЕРХНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ МОЛЕКУЛЯРНОГО КОМПЛЕКСА H2O-O3 // Известия Коми научного центра УрО РАН. - 2011. - T. 1 (5). - C. 24-30.

98. Gillies J. Z., Gillies C. W., Suenram R. D., Lovas F. J. A Microwave Spectral and ab initio Investigation of O3-H2O // J. Mol. Spectrosc. - 1991. - T. 146. - C. 493-512.

99. McGrath M. P., Clemitshaw K. C., Rowland F. S., Hehre W. J. Thermochemical stabilities and vibrational spectra of isomers of the chlorine oxide dimer // Geophys. Res. Lett. - 1988. - T. 15, № 8. -C. 883-886.

100. Pacios L. F., Gomez P. C. Ab Initio Study of Bromine Dioxides OBrO and BrOO // J. Phys. Chem. A. - 1997. - T. 101. - C. 1767-1773.

101. Alcami M., Cooper I. L. Ab initio calculations on bromine oxide and dioxides and their corresponding anions // J. Chem. Phys. - 1998. - T. 108, № 22. - C. 9414-9424.

102. Ali M. A., Rajakumar B. Thermodynamic and kinetic studies of hydroxyl radical reaction with bromine oxide using density functional theory // Computational and Theoretical Chemistry. - 2011. - T. 964, № 1-3. - C. 283-290.

103. Lee T. J., Rice J. E. Ab Initio Study of the Chlorine Nitrate Protonation Reaction: Implications for Loss of CIONO2 in the Stratosphere // J. Phys. Chem. - 1993. - T. 97. - C. 6637-6644.

104. Алоян А. Е., Ермаков А. Н., Арутюнян В. О. Аэрозоль в верхней тропосфере и нижней стратосфере. Сульфатные частицы в северных широтах // Оптика атмосферы и океана. - 2018. - T. 31, № 2. - C. 136-142.

105. Sander S. P., Friedl R. R., Barker J. R., Golden D. M., Kurylo M. J. et al. Chemical Kinetics and Photochemical Data for Use in Atmospheric Studies Evaluation Number 17 NASA Panel for Data Evaluation // JPL Publication. - 2011. - C. 1-334.

106. Bekki S., Rap A., Poulain V., Dhomse S., Marchand M. et al. Climate impact of stratospheric ozone recovery // Geophys. Res. Lett. - 2013. - T. 40, № 11. - C. 2796-2800.

107. Garcia R. R., Kinnison D. E., Marsh D. R. "World avoided" simulations with the Whole Atmosphere Community Climate Model // J. Geophys. Res. - 2012. - T. 117, № D23.

108. Wegner T., Kinnison D. E., Garcia R. R., Solomon S. Simulation of polar stratospheric clouds in the specified dynamics version of the whole atmosphere community climate model // J. Geophys. Res.: Atmospheres. - 2013. - T. 118, № 10. - C. 4991-5002.

109. Lunin V. V., Zosimov A. V. Global self-regulation of ozone in the Earth atmosphere // Global Atmospheric Change and its Impact on Regional Air Quality / Под ред. I. B.: NATO Science Series -Kluwer Academic Publishers, 2002. - C. 25-29.

110. Levanov A. V., Antipenko E. E., Zosimov A. V., Lunin V. V. Interaction of Ozone with Sodium Chloride - a Possible Additional Source of Chlorine in the Atmosphere // Global Atmospheric Change and its Impact on Regional Air Quality / Под ред. Barnes I.: NATO Science Series -Kluwer Academic Publishers, 2002. - C. 159-162.

111. . Руководство по неорганическому синтезу. / Под ред. Брауэр Г. - М.: Мир, 1985. - 524 с.

112. Храмкина М. Н. Практикум по органическому синтезу. - Л.: Химия, 1969. - 376 с.

113. Koten I. A. Laboratory synthesis of ethyl chloride // J.Chem.Educ. - 1940. - T. 17, № 10.

114. Филиппов Ю. В., Попович М. П. Физическая химия. - Москва: Изд-во МГУ, 1980. - 400 с.

115. Rassolov V. A., Ratner M. A., Pople J. A., Redfern P. C., Curtiss L. A. 6-31G* basis set for third-row atoms // J. Comput. Chem. - 2001. - T. 22, № 9. - C. 976-984.

116. Frisch M. J., Trucks G. W., Schlegel H. B., Scuseria G. E., Robb M. A. et al. // Gaussian 03, Revision C.02. - Gaussian Inc., Wallingford CT. - 2004.

117. Yagola A. G., Kochikov I. V., Kuramshina G. M. Inverse Problems of Vibrational Spectroscopy. Inverse and Ill-posed Problems. De Gruyter, 1999. Inverse and Ill-posed Problems.

118. Ryerson T. B., Andrews A. E., Angevine W. M., Bates T. S., Brock C. A. et al. The 2010 California Research at the Nexus of Air Quality and Climate Change (CalNex) field study // J. Geophys. Res.: Atmospheres. - 2013. - T. 118, № 11. - C. 5830-5866.

119. Smith S. J., West J. J., Kyle P. Economically consistent long-term scenarios for air pollutant emissions // Climatic Change. - 2011. - T. 108, № 3. - C. 619-627.

120. Carazzo G., Jellinek A. M. Particle sedimentation and diffusive convection in volcanic ash-clouds // J. Geophys. Res.: Solid Earth. - 2013. - T. 118, № 4. - C. 1420-1437.

121. Slanina J. Air pollution: the emission-effect relation // Reviews in Environmental Science and Bio/Technology. - 2007. - T. 6, № 4. - C. 353-374.

122. McLinden C. A., Olsen S. C., Hannegan B., Wild O., Prather M. J. et al. Stratospheric ozone in 3-D models: A simple chemistry and the cross-tropopause flux // J. Geophys. Res. - 2000. - T. 105, № D11. -C.14653.

123. Bey I., Jacob D. J., Yantosca R. M., Logan J. A., Field B. D. et al. Global modeling of tropospheric chemistry with assimilated meteorology: Model description and evaluation // J. Geophys. Res. - 2001. -T. 106, № D19. - C. 23073.

124. Gent P. R., Danabasoglu G., Donner L. J., Holland M. M., Hunke E. C. et al. The Community Climate System Model Version 4 // J.Climate. - 2011. - T. 24, № 19. - C. 4973-4991.

125. Keyte I. J., Harrison R. M., Lammel G. Chemical reactivity and long-range transport potential of polycyclic aromatic hydrocarbons - a review // Chemical Society Reviews. - 2013. - T. 42, № 24. - C. 9333-9391.

126. Ehrenhauser F. S., Khadapkar K., Wang Y., Hutchings J. W., Delhomme O. et al. Processing of atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons by fog in an urban environment // Journal of Environmental Monitoring. - 2012. - T. 14, № 10. - C. 2566-2579.

127. Herzberg G. Molecular Spectra and Molecular Structure. - New York: D. Van Nostrand Company, 1966. - 745 с.

128. Tanaka T., Morino Y. Coriolis interaction and anharmonic potential function of ozone from the microwave spectra in the excited vibrational states // J. Mol. Spectrosc. - 1970. - T. 33, № 3. - C. 538551.

129. Sugie M., Ayabe M., Takeo H., Matsumura C. Microwave spectra of dichlorine monoxide in its excited vibrational states // J. Mol. Struct. - 1995. - T. 352-353, № Supplement C. - C. 259-265.

130. Müller H. S. P., Miller C. E., Cohen E. A. Dibromine Monoxide, Br2O, and Bromine Dioxide, OBrü: Spectroscopic Properties, Molecular Structures, and Harmonic Force Fields // Angewandte Chemie International Edition in English. - 1996. - T. 35, № 18. - C. 2129-2131.

131. Campbell C., Jones J. P. M., Turner J. J. Spectroscopic studies of bromine oxides: the infrared spectrum of solid bromide monoxide // Chem. Commun. - 1968. № 15. - C. 888-889.

132. Shimanouchi T. Tables of Molecules. Vibration Frequences Consolidated // Book Tables of Molecules. Vibration Frequences Consolidated / Editor. - Washington: Natl. Bur. Stand., 1972.

133. Kölm J., Engdahl A., Schrems O., Nelander B. A spectroscopic and photoisomerisation study of bromine dioxides in argon matrices // Chemical Physics. - 1997. - T. 214, № 2. - C. 313-319.

134. Chase M. W. NIST-JANAF Thermochemical Tables for the Bromine Oxides // J. Phys. Chem. Ref. Data. - 1996. - T. 25, № 4. - C. 1069-1111.

135. Jacox M. E. Vibrational and electronic energy levels of polyatomic transient molecules: supplement B // J. Phys. Chem. Ref. Data, . - 2003. - T. 32, № 1. - C. 1-441.

136. Amano T., Saito S., Hirota E., Morino Y., Johnson D. R. et al. Microwave spectrum of the ClO radical // J. Mol. Spectrosc. - 1969. - T. 30, № 1. - C. 275-289.

137. Irikura K. K. Experimental Vibrational Zero-Point Energies: Diatomic Molecules // J. Phys. Chem. Ref. Data. - 2007. - T. 36, № 2. - C. 389-397.

138. Guha S., Francisco J. S. A Density Functional Study of the Equilibrium Structure, Vibrational Spectrum, and Heat of Formation of Br2O3 // The Journal of Physical Chemistry A. - 1998. - T. 102, № 33. - C. 6702-6705.

139. Mueller H. S. P., Willner H. Vibrational and electronic spectra of chlorine dioxide, OClO, and chlorine superoxide ClOO, isolated in cryogenic matrixes // J. Phys. Chem. - 1993. - T. 97, № 41. - C. 10589-10598.

140. Galvez O., Zoermer A., Loewenschuss A., Grothe H. A Combined Matrix Isolation and ab Initio Study of Bromine Oxides // The Journal of Physical Chemistry A. - 2006. - T. 110, № 20. - C. 64726481.

141. Nakamoto K. Theory of Normal Vibrations // Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination CompoundsJohn Wiley & Sons, Inc., 2008. - C. 1-147.

142. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия. - М.: Мир, 1982. - 328 с.

143. Сергеев Г. Б., Батюк В. А. Криохимия. - М.: Химия, 1978.

144. Лунин В. В., Попович М. П., Ткаченко С. Н. Физическая химия озона. - Москва: Издательство МГУ, 1998. - 480 с.

145. Karpov G. V., Vasiliev E. S., Morozov I. I., Savilov S. V., Strokova N. E. et al. Hydration of Bromine Ions in Water // Int. J. Chem. Kinet. - 2016. - T. 48, № 8. - C. 442-448.

146. Никитин И. В. Химия кислородных соединений галогенов. - М.: Наука, 1986. - 104 с.

147. Nakamoto K. Applications in Inorganic Chemistry // Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination CompoundsJohn Wiley & Sons, Inc., 2008. - C. 149-354.

148. Socrates G. Infrared and Raman characteristic group frequencies: tables and charts. - 3rd изд.: John Wiley & sons, 2001. - 347 с.

149. Strokova N. E., Savilov S. V., Morozov I. I., Yagodovskaya T. V., Lunin V. V. Laboratory simulations of the interaction between ozone and chloroacetic acids in the conditions close to stratospheric // Russian Journal of Physical Chemistry A. - 2015. - T. 89, № 1. - C. 28-37.

150. McAfee L. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds. Part A: Theory and Applications in Inorganic Chemistry; Part B: Application in Coordination, Organometallic, and Bioinorganic Chemistry, 5th Edition (Nakamoto, Kazuo) // Journal of Chemical Education. - 2000. - T. 77, № 9. - C. 1122.

151. Karpov G. V., Morozov I. I., Vasiliev E. S., Strokova N. E., Savilov S. V. et al. Hydration of negative ions of trichloroacetic acid in aqueous solutions // Chemical Physics Letters. - 2013. - T. 586. -C. 40-43.

152. Strokova N. E., Yagodovskaya T. V., Savilov S. V., Lukhovitskaya E. E., Vasil'ev E. S. et al. Modeling the interaction of ozone with chloroform and bromoform under conditions close to stratospheric // Russian Journal of Physical Chemistry A. - 2013. - T. 87, № 2. - C. 170-176.

153. Зацепина Г. Н. Физические свойства и структура воды. - Москва: Издательство МГУ, 1998. -184 с.

154. Jacobs J., Kronberg M., Mueller H. S. P., Willner H. An Experimental Study on the Photochemistry and Vibrational Spectroscopy of Three Isomers of Q2O2 Isolated in Cryogenic Matrixes // J. Am. Chem. Soc. - 1994. - T. 116, № 3. - C. 1106-1114.

155. Nakata M., Sugie M., Takeo H., Matsumura C., Fukuyama T. et al. Structure of dichlorine monoxide as studied by microwave spectroscopy. Determination of equilibrium structure by a modified mass dependence method // J. Mol. Spectrosc. - 1981. - T. 86, № 1. - C. 241-249.

156. Savilov S. V., Yagodovskaya T. V., Zosimov A. V., Lunin V. V. Chlorine and bromine oxides: synthesis, structure, and role in heterogeneous processes of stratospheric ozone decomposition // Ninth Joint International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics/Atmospheric Physics. - T. 5026 -Tomsk, Russia, 2003. - C. 7-12.

157. Тарасевич Б. Н. ИК спектры основных классов органических соединений. - Москва: Издательство МГУ, 2012. - 55 с.

158. Hamilton G. A., Ribner B. S., Hellman T. M. The Mechanism of Alkane Oxidation by Ozone // Oxidation of Organic CompoundsAMERICAN CHEMICAL SOCIETY, 1968. - C. 15-25.

159. Капитонова М. А., Строкова Н. Е. Моделирование взаимодействия озона с хлорпропаном, бромбензолом и хлорэтаном в условиях, приближенных к стратосферным // XXII Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» -Москва: Электронный ресурс МГУ, 2015. - C. 96.

160. Strokova N. E., Savilov S. V., Ivanov A. S., Lunin V. V. Heterogeneous destruction of stratospheric ozone: IR spectral investigation // V International Conference "Atmosphere, Ionosphere, Safety" (AIS-2016) - Зеленоградск: Изд-во БФУ им. Канта, 2016. - C. 272-273.

161. van Amsterdam J., Sleijffers A., van Spiegel P., Blom R., Witte M. et al. Effect of ammonia in cigarette tobacco on nicotine absorption in human smokers // Food and chemical toxicology : an international journal published for the British Industrial Biological Research Association. - 2011. - T. 49, № 12. - C. 3025-30.

162. Grannas A. M., Bogdal C., Hageman K. J., Halsall C., Harner T. et al. The role of the global cryosphere in the fate of organic contaminants // Atmos. Chem. Phys. - 2013. - T. 13, № 6. - C. 32713305.

163. Строкова Н. Е., Иванов А. С., Савилов С. В. Гетерогенные реакции озона в условиях, приближенных к стратосферным // Озон и другие экологически чистые окислители. Наука и технологии - Москва: МАКС Пресс, 2016. - C. 258-265.

164. Белослудов В. Р., Дядин Ю. А., Лаврентьев М. Ю. Теоретические модели клатратообразования. - Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние., 1991. - 129 с.

165. Komarov V. Y., Solodovnikov S. F., Grachev E. V., Kosyakov V. I., Manakov A. Y. et al. Phase formation and structure of high-pressure gas hydrates and modeling of tetrahedral frameworks with uniform polyhedral cavities // Crystallography Reviews. - 2007. - T. 13, № 4. - C. 257-297.

166. Юхневич Г. В. Инфракрасная спектроскопия воды. - Москва: Наука, 1973. - 208 с.