Інститут комерції та права
(М. Москва)
Тольяттинский філія
Реферат
З дисципліни: «Екологія»
На тему: «Забруднення повітря і методи і методи очищення»
Виконано студентом
Спеціальності:
«Менеджмент організації»
3 курсу, заочного відділення
Групи 304М
Сіденко А.Р.
Перевірено викладачем
Романової Є.П. /________/
Тольятті 2008р.
Величезне число шкідливих речовин знаходиться в повітрі, яким ми дихаємо.
Антропогенні забруднення навколишнього середовища
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Це і тверді частинки, наприклад частинки сажі, азбесту, свинцю, і зважені рідкі крапельки вуглеводнів та сірчаної кислоти, і газу, такі як оксид вуглецю, оксиди азоту, діоксид сірки. Всі ці забруднення, що знаходяться в повітрі, надають біологічний вплив на людину: утруднюється дихання, ускладнюється і може прийняти небезпечний характер протягом серцево-судинних захворювань. Під дією одних містяться в повітрі забруднювачів (наприклад, діоксиду сірки та вуглецю) піддаються корозії різні будівельні матеріали, в тому числі вапняк і метали. Крім того, може змінитися вигляд місцевості, оскільки рослини також чутливі до забруднення повітря.
Смог (від англ.smoke-дим і fog-туман), що порушує нормальний стан повітря багатьох міст, виникає в результаті реакції містяться в повітрі вуглеводнями і оксидами азоту, що знаходяться у вихлопних газах автомобілів.
Земна атмосфера поділяється на шари відповідно до їх температурою. На малюнку висота шарів вказана приблизно, оскільки вона змінюється в залежності від точки відліку.
Термосфера
80 км
Мезосфера
50 км
Стратосфера
9 - 16 км
Накопичення озону
Тропосфера
До основних забруднювачів атмосфери, яких за даними ЮНЕП (Програма ООН з навколишнього середовища), щорічно виділяється до 25 млрд т, відносять:
- Діоксид сірки і частки пилу -200 млн т / рік;
- Оксиди азоту (NxOy) -60 млн т / рік;
- Оксиди вуглецю (СО іСО2) -8000 млн т / рік;
- Вуглеводні (СхНу) -80 млн т / рік.
Оксиди сірки при розчиненні у воді утворюють кислотні дощі. Виділяється в атмосферу в основному в результаті роботи (ТЕС) при спалюванні бурого вугілля і мазуту, а також нафтовмісних нафтопродуктів і при отриманні багатьох металів із сірковмісних руд.
Кислотні дощі гублять рослини, закисляет грунт, збільшують кислотність озер. У Норвегії, наприклад, у 80-ті роки з-за кислотних дощів загинуло багато риби, в цьому була і велика частка провини російських підприємств (в основному підприємства «Северонікель», розташованого на Кольському півострові). Велике занепокоєння викликає в Росії величезний транскордонний перенос сірки з Заходу, що становить приблизно 2 млн т оксидів сірки - 10 млн сульфатів на рік? Так як повітряні маси з Заходу в нашу країну у зв'язку з розою вітрів в 7-10 разів перевищують наші повітряні маси в Європу. Це в основному країни Східної Європи та України, енергетика яких базується на бурому вугіллі.
Росія входить до Конвенції по SO2 і бере участь у всіх процесах, що сприяють зниженню викидів оксидів сірки в атмосферу. В основному це будівництво заводів з виробництва сірчаної кислоти за схемою: діоксид сірки - триоксид сірки - сірчана кислота. Використовуючи оксиди сірки як вторинна сировина, людство для виробництва такого необхідного йому в багатьох галузях промисловості продукту, як сірчана кислота, перестане отримувати з надр обмежені запаси сірки.
Підраховано, що в 80-і роки людству було необхідно отримувати близько 25 млн т сірчаної кислоти на рік (наприклад, для отримання синтетичних миючих засобів і інших продуктів), а викид оксидів сірки в той же час склав 15,6 млн т на рік, більше, ніж необхідно для виробництва зазначеного вище кількості сірчаної кислоти.
Навіть при середньому вмісті оксидів сірки в повітрі близько 100 мкг на кубометр, що нерідко має місце в містах, рослини набувають жовтуватий відтінок. Відзначено, що захворювання дихальних шляхів, наприклад, бронхіти, частішають при підвищенні рівня оксидів сірки в повітрі.
Розроблено велику кількість методів для уловлювання двоокису сірки з димових газів. Вельми привабливими виявилися скрубберние установки, що дають відходи у вигляді продуктів, що мають попит на ринку: один з таких скруберів виробляє сірку високої чистоти, інший - розбавлену сірчану кислоту. Последнююневигодно перевозити на великі відстані, але високочистих сірка, яка знаходить застосування при виробництві лікарських препаратів, промислових реагентів, добрив в розвинених країнах приваблює і споживачів з-за кордону.
У Росії поки що вдалося вирішити цю проблему на більшій частині європейської території. В азіатській частині, де важко вирішити питання з транспортуванням сірчаної кислоти, наприклад, величезні маси SO2 комбінату «Норильський нікель», які викидають високі (до 100 м ) Труби, досягають Канади через Північний полюс. Ця проблема в різних регіонах Росії вимагає термінового вирішення. У Москві, наприклад, на єдиному нафтопереробному заводі в Капотні з 1997р. заборонено використовувати сірковмісні нафтопродукти.
Оксиди азоту (Nx Oy). У природі оксиди азоту утворюються при лісових пожежах. Високі концентрації оксидів азоту в містах і околицях промислових підприємств пов'язані з діяльністю людини. У значній кількості оксиди азоту виділяють ТЕС і двигуни внутрішнього згоряння. Виділяються оксиди азоту і при травленні металів азотною кислотою. Виробництва вибухових речовин і азотної кислоти - ще два джерела викидів оксидів азоту в атмосферу.
Забруднюють атмосферу:
- N2O - оксид азоту 1 (звеселяючий газ), мають наркотичних властивостей, використовується при хірургічних операціях;
- NO - оксид азоту 2, діє на нервову систему людини, викликає параліч і судоми, зв'язує гемоглобін крові і викликає кисневе голодування;
- NO2 N2 O4 - оксиди азоту V (N2O4 = 2NO2), при взаємодії водою утворюють азотну кислоту 4NO2 +2 H2O + O2 = 4HNO3. Викликають ураження дихальних шляхів і набряк легенів.
Оксиди азоту беруть участь в утворенні фотохімічного смогу. До фотохімічним процесам відносяться процеси освіти пероксіацетілніратов (ПАН). При концентраціях ПАН 0,1-0,5 мг/м3 вони можуть викликати подразнення слизової оболонки очей і загибель рослин, що характерно для південних сонячних міст.
Рівні фотохімічного забруднення повітря тісно пов'язані з режимом руху автотранспорту. У період високої інтенсивності руху вранці і ввечері відзначається пік викидів в атмосферу оксидів азоту та вуглеводнів. Саме ці з'єднання, вступаючи в реакцію один з одним, обумовлюють фотохімічне забруднення повітря.
Спостерігається велика кількість захворювань верхніх дихальних шляхів у населення, що піддавався впливу високих рівнів оксидів азоту, в порівнянні з групою людей, які перебували в умовах менше концентрації Nx Oy, а концентрації інших забруднювачів були такими ж.
Люди з хронічними захворюваннями дихальних шляхів (емфізема легенів, астма), а також страждають серцево-судинними захворюваннями, більш чутливості до прямих впливів оксидів азоту.
Оксид вуглецю 2 (СО). Концентрація оксиду вуглецю 2 в міському повітрі більше, ніж будь-якого іншого забруднювача. Однак оскільки цей газ не має не кольору, ні запаху, ні смаку, наші органи почуттів не в змозі виявити його.
Найбільший джерело оксиду вуглецю в містах - автотранспорт. У більшості міст понад 90% СО потрапляє в повітря внаслідок неповного згоряння вуглецю в моторному паливі по реакції: 2С + О2 = 2СО. Повне згоряння дає в якості кінцевого продукту діоксид вуглецю: С + О2 = СО2.
Інше джерело оксиду вуглецю - тютюновий дим, з яким стикаються не тільки курці, а й їхнє найближче оточення. Доведено, що курці поглинаючи вдвічі більше оксиду вуглецю в порівнянні з некурящими.
Оксид вуглецю вдихається разом з повітрям або тютюновим димом і надходить у кров, де конкурує з киснем за молекули гемоглобіну. Оксид вуглецю з'єднується з молекулами гемоглобіну міцніше, ніж кисень. Чим більше оксиду вуглецю міститься в повітрі, тим більше гемоглобіну зв'язується з ним і тим менше кисню досягає клітин. З цієї причини оксид вуглецю при підвищених концентраціях є стрімко небезпечна отрута.
Типовий автомобільний двигун середини 60-х років викидав з вихлопними газами в середньому 73 г оксиду вуглецю на кожні 1,5 до пробігу. До 1981 р . викид оксиду вуглецю новими автомобілями досяг рівня всього 3, р на 1,5 км (Дані США).
Для досягнення встановленого стандарту вихлопні гази змішуються з повітрям у присутності каталізатора. Подальше окислення залишився оксиду вуглецю відбувається в каталітичному перетворювачі (платина - паладій). Саме така система в цей час повсюдно обрана для зменшення викидів СО в атмосферу. У Москві, наприклад, за рішенням мерії не оформляють купівлю автомобілів іноземних марок до 1985р. випуску, тобто без встановлених каталітичних допалювачів на вихлопні гази. У США річні викиди оксидів вуглецю поступово зменшувалися починаючи з 1976р., У міру того як нові моделі автомобілі з каталітичними перетворювачами вихлопних газів змінювали старі, менш ефективні моделі; загальний викид З автотранспортом США скоротився з 64,3 млн т в 1976р. до 47,7 млн т в 1983р., тобто на 25%. Одна з причин такого великого зниження пов'язана із загальною довжиною пробігу автомобілів, яка щорічно зростає через постійне зростання кількості автомобілів на дорогах і вулицях. Ефективність каталітичних перетворювачів з часом зменшується і необхідно регулярно здійснювати повторні перевірки вихлопних газів автомобілів на вміст СО. Боротьба за якість повітря у всіх країнах продовжується, оскільки пробіг автомобілів безперервно зростає. Цей необмежене зростання можна було б скоротити за рахунок створення нових систем громадського транспорту, привабливих для населення і здатних широко розвиватися, або переходу на електромобілі.
СО 2 (Оксид вуглецю 4) Вплив вуглекислого газу (СО2) пов'язаний з його здатністю поглинати інфрачервоне випромінювання в діапазоні довжин хвиль від 700 до 1400 нм. Земля, як відомо, отримує практично всю свою енергію від Сонця в променях видимої ділянки спектру (про 400 до 700 нм), відображає у вигляді довгохвильового ІЧ - випромінювання.
З 1850 р . вміст СО2 в атмосфері зросла з 0,027 до 0,033% у зв'язку з техногенною діяльністю. Механізмом виведення вуглекислого газу з атмосфери є поглинання його в результаті фотосинтезу рослин, а також зв'язування його океанських водах по реакції: СО2 + Н2О + Са2 + = СаСО3 +2 Н +.
Пил. Причини основних викидів в атмосферу-це пилові бурі, ерозія грунту, вулкани, морські бризки. Близько 15-20% загальної кількості пилу та аерозолів в атмосфері-справа рук людини: виробництво будматеріалів, дроблення порід в гірничодобувній промисловості,
виробництво цементу, будівництво. Наприклад, у Франції приблизно 3% обсягу виробленого цементу викидається в атмосферу (близько 100т на рік). Пил, що осіло в індустріальних містах містить 20% оксидів заліза, 15% оксидів кремнію та 5% сажі. Промислова пил часто включає також оксиди різних металів і неметалів, багато хто з яких токсичні (оксиди марганцю, свинцю, молібдену, ванадію, сурми, телуру).
Американський еколог О. Бартон так охарактеризував проблему, пов'язану з запиленістю атмосфери: «Одне з двох: або люди зроблять так, що в повітрі стане менше диму, або дам зробить так, що на Землі стане менше людей». Пил та аерозолі не тільки ускладнюють дихання, а й призводять до кліматичних змін, оскільки відображають сонячне випромінювання і ускладнюють відвід тепла від Землі.
Кисень (О 2) Кисень на Землі створений самим життям. Приблизно 2 млн років тому вміст вільного кисню в земній атмосфері почало зростати. Після того як з частини атмосферного кисню сформувався захисний озоновий шар, почали розвиватися наземні рослини і тварини. З плином часу вміст кисню в атмосфері значно змінювалося, оскільки мінялися рівні його утворення і використання.
Головним продуцентом кисню на Землі служать зелені водорості поверхні океану (60%) і тропічні ліси суші (30%). Тропічні ліси Амазонки називають легкими планети Земля. Раніше в літературі висловлювалися побоювання, що можливе зменшення кількості кисню на Землі внаслідок збільшення обсягу палива, що спалюється викопного палива. Але розрахунки показують, що використання всіх доступних людині покладів вугілля, нафти і природного газу зменшить вміст кисню в повітрі не більше ніж на 0,15% (з 20,95 до 20,80%).
Інша проблема - вирубка лісів.
Озон (О 3) Озон утворюється у верхніх шарах стратосфери і в нижніх шарах мезосфери. Області з зменшеним вмістом на 40-50% озону в атмосфері називають «озоновий дірками».
Близько 90% озону знаходиться в стратосфері. Довгий час вважалося, що основною причиною виснаження озонового шару є польоти космічних кораблів і надзвукових літаків, а також виверження вулканів і інші природні явища.
Руйнівна дія хлорфторвуглеродна сполук (ХФУ) на стратосферний озон було відкрито в 1974 р . ам. Вченим - фахівцями в галузі хімії атмосфери Ш. Роуленд і М. Моліна. З тих пір не раз робилися спроби обмежити викид (ХФУ) в атмосферу, і тим не менше зараз у всьому світі щорічно виробляється близько мільйона тонн газоподібних речовин, здатних зруйнувати озоновий шар. Поступово ХФУ підіймаються у верхній шар атмосфери і руйнують озоновий шар і поступово руйнують його. Якщо збережуться сучасні темпи викиду ХФУ в атмосферу, то в найближчі 70 років кількість стратосферного озону зменшиться на 90%. При цьому дуже ймовірно, що:
- Рак шкіри візьме епідемічний характер;
- Різко скоротиться кількість планктону в океані;
- Зникнуть багато видів тварин, таких як ракоподібні;
- УФ - випромінювання несприятливо позначаться на сільськогосподарських культурах.
Все це порушує рівновагу в багатьох екосистемах Землі, через фотохімічного смогу погіршиться загальний стан атмосфери.
Фізико - хімічні методи очищення атмосфери від газоподібних забруднювачів.
Основний напрямок захисту повітряного басейну від забруднень шкідливими речовинами - створення нової безвідходної технології із замкнутими циклами виробництва і комплексним використанням сировини.
Багато діючі підприємства використовують технологічні процеси з відкритими циклами виробництва. У цьому випадку гази, що відходять перед викидом в атмосферу піддаються очищення за допомогою скруберів, фільтрів і т.д. Це дорога технологія, і лише в рідкісних випадках вартість видобутих з газів, що відходять речовин може покрити витрати на будівництво та експлуатацію очисних споруд.
Найбільш поширені при очищенні газів адсорбційні, абсорбційні і каталітичні методи.
Санітарна очистка промислових газів включає в себе очищення від СО2, СО, оксидів азоту, SO2, від зважених часток.
- Очищення газів від СО 2.
а) Абсорбція водою. Простий і дешевий спосіб, однак ефективність очищення мала, тому що максимальна поглинальна здатність води - 8 кг СО2 на 100кг води.
б) Поглинання розчинами етанол - амінів по реакції:
2R-NH2 + CO2 + H2O (R-NH3) 2CO3.
Як поглинач зазвичай застосовується моноетаноламін.
в) Холодний метанол є гарним поглиначем СО2 при-35С.
г) Очищення цеолітами типу Саа. Молекули СО2 дуже малі. Для вилучення СО2 з природного газу та видалення продуктів життєдіяльності (вологи і СО2) в сучасних екологічно ізольованих системах використовуються молекулярні сита типу СаО.
- Очищення газів від СО.
а) Спалювання на платино - паладієвих каталізаторів
2СО + О22СО2.
б) Конверсія (адсорбційний метод):
СО + Н2О СО2 + Н2.
- Очищення газів від оксидів азоту.
У хімічній промисловості очищення від оксидів азоту на 80% і більше здійснюється в основному результаті перетворень на каталізаторах.
а) Окислювальні методи засновані на реакції окислення оксидів азоту з наступним поглинанням водою і освітою НNО3:
окислення озоном в рідкій фазі по реакції:
2NO + O3 + H2О2HNO3;
Окислення киснем при високій температурі:
2NO + O22NO2.
б) Відбудовні каталітичні методи засновані на відновленні оксидів азоту до нейтральних продуктів у присутності каталізаторів або під дією високих температур у присутності відновників.
Розкладання оксидів азоту до нейтральних з'єднань відбувається в потоці низькотемпературної плазми. Цей процес при більш низьких температурах у присутності каталізатора відбувається у двигунах внутрішнього згоряння. Присутність відновників у зоні реакції (вугілля, графіту, коксу) також знижує температуру реакції відновлення. При температурі 1000С ступінь розкладу NО в реакції З +2 NО
СО2 + N2 становить 100%.
При температурі вихлопних газів автомобіля в двигуні внутрішнього згоряння можлива реакція:
2NO +2 CON2 +2 CO2.
в) Сорбційні методи.
Це адсорбція оксидів азоту водними розчинами лугів і вапном СаСО3 і адсорбція оксидів азоту твердими сорбентами (вугілля, торф, силікагелі, цеоліти).
Очищення газів від SO 2.
ТЕС потужністю 1 млн кВт при роботі на кам'яному вугіллі викидає в атмосферу 11 тис. т SO2, на газі - 20% цієї кількості.
Очищення димових газів електростанцій обходиться зараз приблизно в 300-400 тис. крб. за 1 кВт на рік. Зниження частки сірки в нафтопродуктах на 0,5% уникає при цьому в 30 тис. руб. на 1 т. Методи уловлювання SO2 вимагають великих витрат, їх можна розділити на аміачні, нейтралізації і каталітичні.
Ефективність очищення залежить від багатьох факторів: парціальних тисків SO2 і О2 в очищується газової суміші; температури газів, що відходять; наявність і властивостей твердих і газоподібних компонентів; обсягу газів, що очищаються, наявності та доступності хемосорбентов; потреби в продуктах утилізації SO2; необхідного ступеня очистки газу.
Очищення газів від зважених часток, наприклад пилу.
Можна виділити кілька методів уловлювання частинок пилу:
- Гравітаційне осідання;
- Центрифугування;
- Електростатичне осідання;
- Інерційний зіткнення;
- Пряме захоплення;
- Дифузія.
Всі процеси очищення здійснюються за допомогою спеціальних фільтрів. Скруберів і т.д.
Інститут комерції та права
(М. Москва)
Тольяттинский філія
Реферат
З дисципліни: «Екологія»
На тему: «Забруднення повітря і методи і методи очищення»
Виконано студентом
Спеціальності:
«Менеджмент організації»
3 курсу, заочного відділення
Групи 304М
Сіденко А.Р.
Перевірено викладачем
Романової Є.П. /________/
Тольятті
2008р.
(М. Москва)
Тольяттинский філія
Реферат
З дисципліни: «Екологія»
На тему: «Забруднення повітря і методи і методи очищення»
Виконано студентом
Спеціальності:
«Менеджмент організації»
3 курсу, заочного відділення
Групи 304М
Сіденко А.Р.
Перевірено викладачем
Романової Є.П. /________/
Тольятті 2008р.
Величезне число шкідливих речовин знаходиться в повітрі, яким ми дихаємо.
Антропогенні забруднення навколишнього середовища
SHAPE \ * MERGEFORMAT
Класифікація антропогенних забруднень |
Хімічні (Токсичні речовини) |
Фізичні |
У повітрі |
У воді |
У грунті |
шум |
Вібрації |
Електромагнітні випромінювання |
УФ |
НВЧ |
Лазерні |
Радіоактивні |
Це і тверді частинки, наприклад частинки сажі, азбесту, свинцю, і зважені рідкі крапельки вуглеводнів та сірчаної кислоти, і газу, такі як оксид вуглецю, оксиди азоту, діоксид сірки. Всі ці забруднення, що знаходяться в повітрі, надають біологічний вплив на людину: утруднюється дихання, ускладнюється і може прийняти небезпечний характер протягом серцево-судинних захворювань. Під дією одних містяться в повітрі забруднювачів (наприклад, діоксиду сірки та вуглецю) піддаються корозії різні будівельні матеріали, в тому числі вапняк і метали. Крім того, може змінитися вигляд місцевості, оскільки рослини також чутливі до забруднення повітря.
Смог (від англ.smoke-дим і fog-туман), що порушує нормальний стан повітря багатьох міст, виникає в результаті реакції містяться в повітрі вуглеводнями і оксидами азоту, що знаходяться у вихлопних газах автомобілів.
Земна атмосфера поділяється на шари відповідно до їх температурою. На малюнку висота шарів вказана приблизно, оскільки вона змінюється в залежності від точки відліку.
Термосфера
Мезосфера
50 км
Стратосфера
9 -
Накопичення озону
Тропосфера
До основних забруднювачів атмосфери, яких за даними ЮНЕП (Програма ООН з навколишнього середовища), щорічно виділяється до 25 млрд т, відносять:
- Діоксид сірки і частки пилу -200 млн т / рік;
- Оксиди азоту (NxOy) -60 млн т / рік;
- Оксиди вуглецю (СО іСО2) -8000 млн т / рік;
- Вуглеводні (СхНу) -80 млн т / рік.
Оксиди сірки при розчиненні у воді утворюють кислотні дощі. Виділяється в атмосферу в основному в результаті роботи (ТЕС) при спалюванні бурого вугілля і мазуту, а також нафтовмісних нафтопродуктів і при отриманні багатьох металів із сірковмісних руд.
Кислотні дощі гублять рослини, закисляет грунт, збільшують кислотність озер. У Норвегії, наприклад, у 80-ті роки з-за кислотних дощів загинуло багато риби, в цьому була і велика частка провини російських підприємств (в основному підприємства «Северонікель», розташованого на Кольському півострові). Велике занепокоєння викликає в Росії величезний транскордонний перенос сірки з Заходу, що становить приблизно 2 млн т оксидів сірки - 10 млн сульфатів на рік? Так як повітряні маси з Заходу в нашу країну у зв'язку з розою вітрів в 7-10 разів перевищують наші повітряні маси в Європу. Це в основному країни Східної Європи та України, енергетика яких базується на бурому вугіллі.
Росія входить до Конвенції по SO2 і бере участь у всіх процесах, що сприяють зниженню викидів оксидів сірки в атмосферу. В основному це будівництво заводів з виробництва сірчаної кислоти за схемою: діоксид сірки - триоксид сірки - сірчана кислота. Використовуючи оксиди сірки як вторинна сировина, людство для виробництва такого необхідного йому в багатьох галузях промисловості продукту, як сірчана кислота, перестане отримувати з надр обмежені запаси сірки.
Підраховано, що в 80-і роки людству було необхідно отримувати близько 25 млн т сірчаної кислоти на рік (наприклад, для отримання синтетичних миючих засобів і інших продуктів), а викид оксидів сірки в той же час склав 15,6 млн т на рік, більше, ніж необхідно для виробництва зазначеного вище кількості сірчаної кислоти.
Навіть при середньому вмісті оксидів сірки в повітрі близько 100 мкг на кубометр, що нерідко має місце в містах, рослини набувають жовтуватий відтінок. Відзначено, що захворювання дихальних шляхів, наприклад, бронхіти, частішають при підвищенні рівня оксидів сірки в повітрі.
Розроблено велику кількість методів для уловлювання двоокису сірки з димових газів. Вельми привабливими виявилися скрубберние установки, що дають відходи у вигляді продуктів, що мають попит на ринку: один з таких скруберів виробляє сірку високої чистоти, інший - розбавлену сірчану кислоту. Последнююневигодно перевозити на великі відстані, але високочистих сірка, яка знаходить застосування при виробництві лікарських препаратів, промислових реагентів, добрив в розвинених країнах приваблює і споживачів з-за кордону.
У Росії поки що вдалося вирішити цю проблему на більшій частині європейської території. В азіатській частині, де важко вирішити питання з транспортуванням сірчаної кислоти, наприклад, величезні маси SO2 комбінату «Норильський нікель», які викидають високі (до
Оксиди азоту (Nx Oy). У природі оксиди азоту утворюються при лісових пожежах. Високі концентрації оксидів азоту в містах і околицях промислових підприємств пов'язані з діяльністю людини. У значній кількості оксиди азоту виділяють ТЕС і двигуни внутрішнього згоряння. Виділяються оксиди азоту і при травленні металів азотною кислотою. Виробництва вибухових речовин і азотної кислоти - ще два джерела викидів оксидів азоту в атмосферу.
Забруднюють атмосферу:
- N2O - оксид азоту 1 (звеселяючий газ), мають наркотичних властивостей, використовується при хірургічних операціях;
- NO - оксид азоту 2, діє на нервову систему людини, викликає параліч і судоми, зв'язує гемоглобін крові і викликає кисневе голодування;
- NO2 N2 O4 - оксиди азоту V (N2O4 = 2NO2), при взаємодії водою утворюють азотну кислоту 4NO2 +2 H2O + O2 = 4HNO3. Викликають ураження дихальних шляхів і набряк легенів.
Оксиди азоту беруть участь в утворенні фотохімічного смогу. До фотохімічним процесам відносяться процеси освіти пероксіацетілніратов (ПАН). При концентраціях ПАН 0,1-0,5 мг/м3 вони можуть викликати подразнення слизової оболонки очей і загибель рослин, що характерно для південних сонячних міст.
Рівні фотохімічного забруднення повітря тісно пов'язані з режимом руху автотранспорту. У період високої інтенсивності руху вранці і ввечері відзначається пік викидів в атмосферу оксидів азоту та вуглеводнів. Саме ці з'єднання, вступаючи в реакцію один з одним, обумовлюють фотохімічне забруднення повітря.
Спостерігається велика кількість захворювань верхніх дихальних шляхів у населення, що піддавався впливу високих рівнів оксидів азоту, в порівнянні з групою людей, які перебували в умовах менше концентрації Nx Oy, а концентрації інших забруднювачів були такими ж.
Люди з хронічними захворюваннями дихальних шляхів (емфізема легенів, астма), а також страждають серцево-судинними захворюваннями, більш чутливості до прямих впливів оксидів азоту.
Оксид вуглецю 2 (СО). Концентрація оксиду вуглецю 2 в міському повітрі більше, ніж будь-якого іншого забруднювача. Однак оскільки цей газ не має не кольору, ні запаху, ні смаку, наші органи почуттів не в змозі виявити його.
Найбільший джерело оксиду вуглецю в містах - автотранспорт. У більшості міст понад 90% СО потрапляє в повітря внаслідок неповного згоряння вуглецю в моторному паливі по реакції: 2С + О2 = 2СО. Повне згоряння дає в якості кінцевого продукту діоксид вуглецю: С + О2 = СО2.
Інше джерело оксиду вуглецю - тютюновий дим, з яким стикаються не тільки курці, а й їхнє найближче оточення. Доведено, що курці поглинаючи вдвічі більше оксиду вуглецю в порівнянні з некурящими.
Оксид вуглецю вдихається разом з повітрям або тютюновим димом і надходить у кров, де конкурує з киснем за молекули гемоглобіну. Оксид вуглецю з'єднується з молекулами гемоглобіну міцніше, ніж кисень. Чим більше оксиду вуглецю міститься в повітрі, тим більше гемоглобіну зв'язується з ним і тим менше кисню досягає клітин. З цієї причини оксид вуглецю при підвищених концентраціях є стрімко небезпечна отрута.
Типовий автомобільний двигун середини 60-х років викидав з вихлопними газами в середньому
Для досягнення встановленого стандарту вихлопні гази змішуються з повітрям у присутності каталізатора. Подальше окислення залишився оксиду вуглецю відбувається в каталітичному перетворювачі (платина - паладій). Саме така система в цей час повсюдно обрана для зменшення викидів СО в атмосферу. У Москві, наприклад, за рішенням мерії не оформляють купівлю автомобілів іноземних марок до 1985р. випуску, тобто без встановлених каталітичних допалювачів на вихлопні гази. У США річні викиди оксидів вуглецю поступово зменшувалися починаючи з 1976р., У міру того як нові моделі автомобілі з каталітичними перетворювачами вихлопних газів змінювали старі, менш ефективні моделі; загальний викид З автотранспортом США скоротився з 64,3 млн т в 1976р. до 47,7 млн т в 1983р., тобто на 25%. Одна з причин такого великого зниження пов'язана із загальною довжиною пробігу автомобілів, яка щорічно зростає через постійне зростання кількості автомобілів на дорогах і вулицях. Ефективність каталітичних перетворювачів з часом зменшується і необхідно регулярно здійснювати повторні перевірки вихлопних газів автомобілів на вміст СО. Боротьба за якість повітря у всіх країнах продовжується, оскільки пробіг автомобілів безперервно зростає. Цей необмежене зростання можна було б скоротити за рахунок створення нових систем громадського транспорту, привабливих для населення і здатних широко розвиватися, або переходу на електромобілі.
СО 2 (Оксид вуглецю 4) Вплив вуглекислого газу (СО2) пов'язаний з його здатністю поглинати інфрачервоне випромінювання в діапазоні довжин хвиль від 700 до 1400 нм. Земля, як відомо, отримує практично всю свою енергію від Сонця в променях видимої ділянки спектру (про 400 до 700 нм), відображає у вигляді довгохвильового ІЧ - випромінювання.
З
Пил. Причини основних викидів в атмосферу-це пилові бурі, ерозія грунту, вулкани, морські бризки. Близько 15-20% загальної кількості пилу та аерозолів в атмосфері-справа рук людини: виробництво будматеріалів, дроблення порід в гірничодобувній промисловості,
виробництво цементу, будівництво. Наприклад, у Франції приблизно 3% обсягу виробленого цементу викидається в атмосферу (близько 100т на рік). Пил, що осіло в індустріальних містах містить 20% оксидів заліза, 15% оксидів кремнію та 5% сажі. Промислова пил часто включає також оксиди різних металів і неметалів, багато хто з яких токсичні (оксиди марганцю, свинцю, молібдену, ванадію, сурми, телуру).
Американський еколог О. Бартон так охарактеризував проблему, пов'язану з запиленістю атмосфери: «Одне з двох: або люди зроблять так, що в повітрі стане менше диму, або дам зробить так, що на Землі стане менше людей». Пил та аерозолі не тільки ускладнюють дихання, а й призводять до кліматичних змін, оскільки відображають сонячне випромінювання і ускладнюють відвід тепла від Землі.
Кисень (О 2) Кисень на Землі створений самим життям. Приблизно 2 млн років тому вміст вільного кисню в земній атмосфері почало зростати. Після того як з частини атмосферного кисню сформувався захисний озоновий шар, почали розвиватися наземні рослини і тварини. З плином часу вміст кисню в атмосфері значно змінювалося, оскільки мінялися рівні його утворення і використання.
Головним продуцентом кисню на Землі служать зелені водорості поверхні океану (60%) і тропічні ліси суші (30%). Тропічні ліси Амазонки називають легкими планети Земля. Раніше в літературі висловлювалися побоювання, що можливе зменшення кількості кисню на Землі внаслідок збільшення обсягу палива, що спалюється викопного палива. Але розрахунки показують, що використання всіх доступних людині покладів вугілля, нафти і природного газу зменшить вміст кисню в повітрі не більше ніж на 0,15% (з 20,95 до 20,80%).
Інша проблема - вирубка лісів.
Озон (О 3) Озон утворюється у верхніх шарах стратосфери і в нижніх шарах мезосфери. Області з зменшеним вмістом на 40-50% озону в атмосфері називають «озоновий дірками».
Близько 90% озону знаходиться в стратосфері. Довгий час вважалося, що основною причиною виснаження озонового шару є польоти космічних кораблів і надзвукових літаків, а також виверження вулканів і інші природні явища.
Руйнівна дія хлорфторвуглеродна сполук (ХФУ) на стратосферний озон було відкрито в
- Рак шкіри візьме епідемічний характер;
- Різко скоротиться кількість планктону в океані;
- Зникнуть багато видів тварин, таких як ракоподібні;
- УФ - випромінювання несприятливо позначаться на сільськогосподарських культурах.
Все це порушує рівновагу в багатьох екосистемах Землі, через фотохімічного смогу погіршиться загальний стан атмосфери.
Фізико - хімічні методи очищення атмосфери від газоподібних забруднювачів.
Основний напрямок захисту повітряного басейну від забруднень шкідливими речовинами - створення нової безвідходної технології із замкнутими циклами виробництва і комплексним використанням сировини.
Багато діючі підприємства використовують технологічні процеси з відкритими циклами виробництва. У цьому випадку гази, що відходять перед викидом в атмосферу піддаються очищення за допомогою скруберів, фільтрів і т.д. Це дорога технологія, і лише в рідкісних випадках вартість видобутих з газів, що відходять речовин може покрити витрати на будівництво та експлуатацію очисних споруд.
Найбільш поширені при очищенні газів адсорбційні, абсорбційні і каталітичні методи.
Санітарна очистка промислових газів включає в себе очищення від СО2, СО, оксидів азоту, SO2, від зважених часток.
- Очищення газів від СО 2.
а) Абсорбція водою. Простий і дешевий спосіб, однак ефективність очищення мала, тому що максимальна поглинальна здатність води - 8 кг СО2 на 100кг води.
б) Поглинання розчинами етанол - амінів по реакції:
Як поглинач зазвичай застосовується моноетаноламін.
в) Холодний метанол є гарним поглиначем СО2 при-35С.
г) Очищення цеолітами типу Саа. Молекули СО2 дуже малі. Для вилучення СО2 з природного газу та видалення продуктів життєдіяльності (вологи і СО2) в сучасних екологічно ізольованих системах використовуються молекулярні сита типу СаО.
- Очищення газів від СО.
а) Спалювання на платино - паладієвих каталізаторів
б) Конверсія (адсорбційний метод):
- Очищення газів від оксидів азоту.
У хімічній промисловості очищення від оксидів азоту на 80% і більше здійснюється в основному результаті перетворень на каталізаторах.
а) Окислювальні методи засновані на реакції окислення оксидів азоту з наступним поглинанням водою і освітою НNО3:
окислення озоном в рідкій фазі по реакції:
Окислення киснем при високій температурі:
2NO + O22NO2.
б) Відбудовні каталітичні методи засновані на відновленні оксидів азоту до нейтральних продуктів у присутності каталізаторів або під дією високих температур у присутності відновників.
Розкладання оксидів азоту до нейтральних з'єднань відбувається в потоці низькотемпературної плазми. Цей процес при більш низьких температурах у присутності каталізатора відбувається у двигунах внутрішнього згоряння. Присутність відновників у зоні реакції (вугілля, графіту, коксу) також знижує температуру реакції відновлення. При температурі 1000С ступінь розкладу NО в реакції З +2 NО
СО2 + N2 становить 100%.
При температурі вихлопних газів автомобіля в двигуні внутрішнього згоряння можлива реакція:
в) Сорбційні методи.
Це адсорбція оксидів азоту водними розчинами лугів і вапном СаСО3 і адсорбція оксидів азоту твердими сорбентами (вугілля, торф, силікагелі, цеоліти).
Очищення газів від SO 2.
ТЕС потужністю 1 млн кВт при роботі на кам'яному вугіллі викидає в атмосферу 11 тис. т SO2, на газі - 20% цієї кількості.
Очищення димових газів електростанцій обходиться зараз приблизно в 300-400 тис. крб. за 1 кВт на рік. Зниження частки сірки в нафтопродуктах на 0,5% уникає при цьому в 30 тис. руб. на 1 т. Методи уловлювання SO2 вимагають великих витрат, їх можна розділити на аміачні, нейтралізації і каталітичні.
Ефективність очищення залежить від багатьох факторів: парціальних тисків SO2 і О2 в очищується газової суміші; температури газів, що відходять; наявність і властивостей твердих і газоподібних компонентів; обсягу газів, що очищаються, наявності та доступності хемосорбентов; потреби в продуктах утилізації SO2; необхідного ступеня очистки газу.
Очищення газів від зважених часток, наприклад пилу.
Можна виділити кілька методів уловлювання частинок пилу:
- Гравітаційне осідання;
- Центрифугування;
- Електростатичне осідання;
- Інерційний зіткнення;
- Пряме захоплення;
- Дифузія.
Всі процеси очищення здійснюються за допомогою спеціальних фільтрів. Скруберів і т.д.
Інститут комерції та права
(М. Москва)
Тольяттинский філія
Реферат
З дисципліни: «Екологія»
На тему: «Забруднення повітря і методи і методи очищення»
Виконано студентом
Спеціальності:
«Менеджмент організації»
3 курсу, заочного відділення
Групи 304М
Сіденко А.Р.
Перевірено викладачем
Романової Є.П. /________/
Тольятті
2008р.