Через полтора месяца исполнится год, как Планета живет в условиях пандемии ковида. За этот условный год человечество накопило массу статистики, касающейся заболевания. Решены отдельные проблемы относительно распространения и лечения данной пандемии, но в целом картина с заболеванием не только не прояснилась, а наоборот, запуталась вконец.

         Судите сами, вот статистика по Европе:

   Поражает воображение разброс коэффициента восстановления по странам, отличие не на жалкие проценты, а в разы. Например, восстановление между Францией и Россией отличаются более чем в 10 раз. Между Францией и Германией порядка 9 раз. А ведь Франция и Германия – это ближайшие соседи и почти с одинаковым уровнем развития промышленности и медицины. Почему такое творится? Кто может ответить?

    - Пока никто!

      Но развязка этой загадки не за горами.

Откуда взялось такое мнение? А родилось оно отнюдь не на пустом месте. Дальше из Европы переместимся в Подмосковье, там загадок не меньше. Вот аналогичная картина по Подмосковью, там еще хлеще:

     Здесь поражает и удручает картина того, что в более чем у половины городов Подмосковья нет ни одного выздоровевшего. Как так? Что с теми больными, что заболели еще весной? Они что, хроники ковида?  И вообще, почему картина ковида в Подмосковье разительно отличается от картины в Москве, в Москве с выздоровевшими более менее порядок, там выздоровевших почти как и в среднем по России, а вот по Московской области цифра дутая, коэффициент восстановления завышен раза в 2.5-3. В этом легко убедиться, если суммировать по отдельным городам. Но эта статья не про огрехи статистики, а про глобальные проблемы ковида.

       Начнем с того, что ковид сильнее всего поразил именно промышленно- и сельскохозяйственноразвитые страны, исключение составляют только Китай, Япония и Южная Корея, но это исключение можно отнести к жестким и эффективным методам борьбы с пандемией.

       А теперь еще и исключительная специфика распространения и лечения ковида в Подмосковье. При чем характерно, по распространению ковида выделяются как Москва так и Подмосковье, это наиболее пораженные регионы России. А вот по коэффициенту восстановления выделяется одно Подмосковье, при чем выделяется очень низким коэффициентом восстановления.

    Как и чем это можно объяснить?

            Начнем с озона, роль этого сильнейшего окислителя во влиянии на ковид не вызывает ни малейшего сомнения, на эту тему написана уже масса работ. Здесь, в доказательство своих слов приведем только  помесячное колебание годового уровня озона в Москве и Подмосковье, вот оно:

     Уровень озона оказался в строгой обратно пропорциональной зависимости от скорости распространения ковида.  Если по Москве уровень озона хоть как-то распространение и протекание ковида объясняет, то по Подмосковью низкий процент восстановления он объяснить не может, здесь нужно глубже залезать в теорию вопроса.

       На сегодняшний день точно установлено, что имеется два источника озона в нижних слоях тропосферы, вот цитата из [1]:

 

 

2. Источники озона

 

Существуют два источника озона у поверхности Земли в нижней тропосфере. Часть озона попадает в тропосферу из стратосферы при разрыве тропопаузы. Так как этот процесс сопровождается сильными ветрами, то за счет перемешивания происходит быстрое сглаживание пиковых концентраций. Вторая составляющая представляет собой озон, образующийся непосредственно в нижней тропосфере за счет фотохимических реакций из углеводородов и окислов азота. Указанные предшественники могут иметь как естественное так и искусственное (за счет антропогенной деятельности) происхождение. Пиковые концентрации озона, образующегося в нижней тропосфере за счет фотохимических реакций, обычно приходятся на периоды стабильности воздушных масс и соответственно довольно долго сохраняются.

Увеличение концентрации озона в тропосфере связано с характерным изменением относительного содержания оксидов: оно начинается после того, как отношение концентраций NO₂ и NO достигает максимума. Обьяснение динамики накопления озона в атмосфере можно найти, рассмотрев процессы превращения оксидов азота в различных условиях. В тропосфере образование и разрушение молекул озона происходит в результате следующих циклических реакций:

1. NO₂ + hn =NO +O (l <400 нм.)

2. O + O₂ +M =O₃ +M

3. NO + O₃ = NO₂ + O₂

Во второй реакции М любая третья молекула, которая абсорбирует энергию реакции. Уравнения показывают, что концентрация озона будет возрастать при увеличении скорости конверсии NO в NO₂. Такое ускорение имеет место в атмосфере благодаря участию в реакциях углеводородов, карбонильных соединений и оксида углерода. Для формирования озона необходимо, чтобы оксид азота (NO) превращался в диоксид (NO₂), взаимодействуя не с О₃ (что приводит к разрушению озона), а с какой-либо другой молекулой. В качестве таких молекул выступают пероксильные радикалы (RO₂, HO₂), образующиеся при окислении углеводородов:

4. RH+OH(+O₂)® RO₂+H₂O

5. RO₂+NO(+O₂)® RCHO+HO₂+NO₂

6. RC(O)H+hy® 2HO₂+продукты

7. HO₂+NO® OH+NO₂

При окислении СО и СН₄ радикалом ОН также образуется радикал НО₂, который в присутствии NO в атмосфере окисляет его до NO₂ (7).

Летучие углеводороды (VOC) и NO_x могут находиться в системе в избытке, обеспечивая существование того или иного режима. Если в избытке NO_x, то скорость эмиссии NO_x может превосходить скорость образования пероксильных радикалов путём (4,5,6) и ограничивается возможность перехода NO® NO₂ путями (5,7).

Преобладающей становится реакция:

NO+O_3® NO₂+O₂

и концентрация О₃ будет падать. Необходимым условием для роста концентрации озона в атмосфере должно являтся увеличение эмиссии VOC, дающих пероксильные радикалы. Если в избытке находятся VOC, то в воздухе всегда находится достаточное количество пероксильных радикалов. Ограничивающим фактором для образования озона в этом случае является наличие самих NO_x.

В крупных городах, где значительны выбросы от автотранспорта, в погранслое атмосферы обычно наблюдается режим NO_x разрушения озона, при удалении от города в более чистые районы происходит переход к режиму NO_x образования [10].

Большую роль для установления того или иного режима играет не только соотношение концентраций VOC/NO_x, но и эффективность протекания реакций фотолиза, зависящая, главным образом, от прихода ультрафиолетовой радиации (УФР). Так, большие величины потока УФР способствуют активному образованию ОН радикалов, которые инициируют цепь окисления углеводородов и вступают в реакцию с NO, уменьшая тем самым скорость разрушения озона. Таким образом, при больших значениях УФР в городской среде режим NO_x – разрушения озона смещается все ближе к режиму его NO_x – образования. Переход от одного режима к другому это не резкий скачок при котором сразу изменяется эффективность протекания реакций образования озона. Продуктивность растёт постепенно, при этом её максимум (который в городе обычно не достигается) приходится как раз на точку перехода от одного режима к другому.

                        Конец цитаты.

     А вот какую информацию дает на данную тему другой источник [2]:

Химия озонового слоя. Часть 4. Оксиды азота.

Оксиды азота играют важную роль в реакциях гибели озона в средней стратосфере. Не смотря на то, что азота в атмосфере больше, чем любого другого газа, образование его оксидов непосредственно из молекулярного азота не велико, так как молекула N₂ очень стабильна, фактически инертна. И для её распада нужно очень много энергии, например разряд молнии или очень жёсткое излучение, солнечные протоны или галактические лучи. Но в стратосфере ничего этого нет. Поэтому основным источником оксидов озота, их обычно сокращают как NO_x, является закись азота N₂O, которая образуется на поверхности Земли и в океанах главным образом в результате деятельности бактерии. Человек тоже вносит свой вклад, примерно треть от всей выделяющейся закиси азота его заслуга. Главной реакцией, по которой N₂O превращается в NO_x является следующая:

N₂O + O(¹D) → NO + NO

Она может протекать только днём, так как образование синглетного атома кислорода возможно только при наличии Солнца. Это показано на графике ниже:***

Затем NO вступает в реакцию с озоном, попутно разрушая его, что приводит к образованию другого оксида азота, NO₂:

NO + О₃ → NO₂ + О₂

Эта реакция может протекать и ночью, поэтому на графике видно, как концентрация двуокиси азота растёт в тёмное время суток, так как днём она превращается обратно по реакциям:

NO₂ + О → NO + О₂

 

NO₂ + hν → NO + О

Есть и третий оксид азота, уже с тремя атомами кислорода в молекуле, который опять таки реагирует с озоном:

NO₂ + О₃ → NO₃ + О₂

Он превращается обратно в NO и NO₂ через фотолиз:

NO₃ + hν → NO₂ + О

 

NO₃ + hν → NO + О₂

Поэтому опять таки его ночью больше, чем днём.
Таким образом, окислы азота реагируя с озоном увеличивают число атомов кислорода в своих молекулах, а затем теряют их в реакциях с атомарным кислородом или при фотолизе. Суммарно это приводит к гибели озона. Процесс этот цепной и циклический, окислы азота в нём могут рассматриваться как катализаторы.

 

            Конец цитаты.

            Итак, из всего вышесказанного вытекает следующий вывод:

   На концентрацию озона в нижних слоях тропосферы очень сильно влияют окислы азота, а посему и на влияние на распространение и лечение ковида нужно рассматривать не просто содержание озона у поверхности Земли, а содержание и соотношение смеси озона с окислами азота.

           В Москве и Подмосковье годовое колебание концентрации окислов азота следующее:

      Как видим, концентрация окислов азота и распространение ковида связаны прямопропорциональной зависимостью.

        Нужно учесть следующую вещь, диоксид азота достаточно хорошо растворяется в воде. Осенью, когда в атмосфере очень много влаги он  поглощается каплями влаги и быстро осаждается на почву. Во сильно увлажненной почве диоксид азота под действием бактерий окисляется в оксид азота и снова возвращается в атмосферу, что усугубляет уменьшение концентрации озона в атмосфере. По этой причине в Подмосковье особенно в осенний период концентрация озона ниже, чем в Москве, а содержание окислов азота в атмосфере, наоборот выше. Этим можно объяснить, почему коэффициент восстановления ковидных больных в Подмосковье значительно ниже, чем в Москве.

      Не последнюю роль в этом процессе играет и сельскохозяйственная деятельность. Внесение азотных удобрений в почву способствует насыщению почвы окислами азота и в конце концов приводит к повышению содержания окислов азота в атмосфере. Можно привести очень характерный пример, для Европы. Франция вносит относительно много азотных удобрений в почву, вот данные:

Этот факт может частично объяснить как широкое распространение ковида во Франции, так и исключительно низкий коэффициент восстановления больных ковидом. Естественно, влияние других важных факторов здесь не исключается, но и насыщение почвы азотом не хилое лыко в строку.

                        Вывод

    Рассмотрение не просто влияния содержания озона в атмосфере на распространение и протекание ковида, а в соотношении с окислами азота, позволяет более полно расшифровать и объяснить особенности статистики ковида как по странам, так и по регионам России.

 

                                   Первоисточники

 

1.      ПРОБЛЕМА ТРОПОСФЕРНОГО ОЗОНА В МОСКВЕ И МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ. ВЛИЯНИЕ ОЗОНА НА РАСТЕНИЯ И ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

Котельников С.Н., Миляев В.А., Саханова В.В., Янгуразова Л.Р, Тарусский филиал института общей физики РАН им. ак. А.М.Прохорова. 

2.     Химия озонового слоя. Часть 4. Оксиды азота.( Интернет)

3. Об уровнях загрязнения окружающей среды и радиационной обстановке на территории г. Москвы и Московской области в июне 2020 года

4.  Данные сайта coronavirus-control.ru

                18.11.2020 года

 

Примечание "Кубрика":

*** Этот график в цитате в данной статье не приводится.