Загрязнения атмосферы вредными веществами

Оглавление.

 

1. Введение.
2. Загрязнения атмосферы вредными веществами.
3. Меры борьбы с загрязнением атмосферы.
4. Методы и средства защиты атмосферы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

В наше время во всем мире атмосферный воздух  загрязняется вредными веществами. К сожалению, человек сам создает себе то, что его убивает. Например, автомобиль, его выхлопные газы содержат свинец и другие, вредные для здоровья человека вещества. В больших количествах эти вещества осаждаются на землю возле автострад и шоссе. Нельзя собирать грибы, полезные травы, ягоды менее 100м. от дороги, т.к. все растения впитывают в себя ядовитые вещества.

В городах воздух очень  сильно загрязняют вредные выбросы  промышленных предприятий.

Существуют нормы ПДК (предельно допустимых концентраций) веществ в воздухе. За этим должны следить специальные органы (лаборатория загрязнения окружающей среды) и принимать какие-либо меры: от штрафа до закрытия предприятия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Загрязнения атмосферы  вредными веществами.

Газовую оболочку Земли - атмосферу - благодаря специфическому составу, способности поглощать и отражать солнечную радиацию, озоновому слою, в котором задерживается основная часть коротковолнового излучения Солнца, благоприятному температурному режиму и присутствию водяного пара можно назвать одним из главных источников жизни на нашей планете. Колоссальная масса воздушной оболочки Земли (5,9х1015 т) и сбалансированность естественного круговорота в биосфере ее газовых компонентов, основными из которых являются кислород (21%) и азот (78%), создают иллюзию неисчерпаемости ресурсов атмосферного воздуха. Вместе с тем загрязнение атмосферы в настоящее время достигло колоссальных размеров. Установлено, что каждые 10-12 лет объем мирового промышленного производства удваивается, что сопровождается примерно таким же ростом объема выбрасываемых загрязнений в окружающую среду. По оценкам специалистов, за год в атмосферу Земли выбрасывается примерно 200 млн. т оксида углерода, более 20 млрд. т диоксида углерода, 150 млн. т диоксида серы, 53 млн. т оксидов азота, свыше 250 млн. т пыли, более 50 млн. т углеводородов.

Под загрязнением атмосферы понимают привнесение в нее примесей, которые  не содержатся в природном воздухе  или изменяют соотношение между  ингредиентами природного состава  воздуха.

Атмосферный воздух всегда содержит некоторое количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. Одним из источников загрязнения атмосферы естественного происхождения является космическая пыль, образующаяся из остатков сгоревших метеоритов при их прохождении в атмосфере. Ежегодно на Землю выпадает 2-5 млн. т космической пыли.

Природная пыль образуется в результате разрушения и выветривания горных пород  и почвы, вулканических извержений, лесных, степных и торфяных пожаров, испарения с поверхности моря. Кроме того, пыль образуется аэропланктоном, спорами растений, плесневыми и другими грибами, продуктами гниения, брожения и разложения растений и животных. Как правило, естественное загрязнение не угрожает отрицательными последствиями для экосистем, а уровень загрязнения атмосферы примесями от естественных источников является фоновым и имеет малые отклонения от среднего уровня во времени.

Антропогенные загрязнения отличаются многообразием видов примесей и  многочисленностью источников их выбросов. Примеси поступают в атмосферу в виде газов, паров, жидких и твердых частиц. Источниками антропогенного загрязнения атмосферы являются транспорт, теплоэнергетика, предприятия ядерно-топливного цикла, промышленные и сельскохозяйственные предприятия.

Каждой отрасли присущ характерный состав и масса веществ, поступающих в атмосферу. Это определяется, прежде всего, составом веществ, применяемых в технологических процессах, и экологическим совершенством последних.

Литейные цехи эксплуатируют электродуговые и индукционные печи и другое оборудование. Это наиболее крупные источники пылегазовыделения. Так например, при производстве одной тонны чугунных отливок образуются: до 300 кг CO, 1-2 кг SO2, до 50 кг пыли, оксиды азота, аммиак, фенолы и другие вредные химические вещества.

Термические цехи оборудованы нагревательными печами на жидком и газообразном топливе. Вентиляционный воздух таких цехов содержит: пары масла, аммиака, цианистого водорода и других вредных веществ. Из дробеструйных камер после очистки металла от окалины с отходящим газом выбрасывается до 10 г/м 3 твердых частиц.

Сварочные, прокатные и кузнечно-прессовые  цехи при обработке металла выделяют много пыли, тумана кислот и масел, токсичные газы. При сварке образуется мелкодисперсная пыль, до 99 % состоящая  из субмикронных частиц. Для удаления окалины с поверхности горячекатанной полосы применяют травление серной и соляной кислотами. При этом среднее содержание кислоты в удаляемом воздухе достигает 3 г/м 3. Газовая и плазменная резка металлов приводит к выделению мелкодисперсной пыли, CO, NOх.

Гальванические цехи и цехи механической обработки металлов используют при  травлении растворы серной, соляной, азотной и плавиковой (НF) кислот. При воронении в воздух выделяются особо токсичные пары цианистых  солей, хромовой и азотной кислот и др.

Лакокрасочные цехи и цехи по производству неметаллических изделий из стеклопластика, пластмасс, полимеров также значительно  загрязняют окружающую среду. В этом случае в атмосферу с выбрасываемым  воздухом поступают пары растворителей, красок, SO2, CO, H2S, пары бензина, толуола, ксилола, пыль и др. Особенно много вредных веществ выделяется при производстве пластмасс, синтетических волокон и т.п.

Выбросы энергетических установок ТЭЦ, котельных, автотранспорта и других транспортных средств определяются видом используемого топлива  и режимами работы агрегатов. При  сжигании органического топлива  образуется CO2 и водяной пар. Но в  атмосферу с ними поступают и примеси топлива, продукты неполного сгорания топлива: оксид углерода, сажа, углеводороды, бенз(а)пирен, зола, оксиды серы, азота, свинца, урана и тория. Известно, что ТЭЦ мощностью 2,5 млн. кВт за сутки расходует около 20 тыс. т угля и выбрасывает в атмосферу до 700 т SO2 и SO3, 200 т оксидов азота, около 200 т твердых частиц (зола, сажа, пыль).

Автотранспорт выбрасывает  как нетоксичные (N2, O2, H2O (пары), СО2, Н2), так токсичные вредные вещества (NОх, CnHm, альдегиды, сажа, бенз(а)пирен, свинец при использовании этилированного бензина).

Кроме того, в атомной  и некоторых других отраслях промышленности имеют место выбросы радиоактивных  веществ.

 

Меры борьбы с загрязнением атмосферы.

Меры борьбы с загрязнением атмосферы имеют как общую, так  специфическую, в зависимости от видов источников, направленность. Меры общего характера во многом определены действующим законодательством, к ним можно отнести:

-нормирование выбросов загрязняющих веществ,

-контроль выбросов вредных веществ;

-применение экономических санкций - так, порядок платы за загрязнение предусматривает кратное увеличение выплат при превышении ПДВ или при несанкционированных выбросах;

-финансирование природоохранных мероприятий.

Санитарно-гигиенические  нормативы устанавливаются в  интересах охраны здоровья человека и сохранения генетического фонда некоторых популяций растительного и животного мира. Гигиеническое нормирование охватывает также производственную и жилищно-бытовую сферу жизни человека. Для каждого вредного вещества в воздухе устанавливают два нормативных значения: предельно допустимую концентрацию в воздухе рабочей зоны (ПДКр.з.) и предельно допустимую концентрацию в атмосферном воздухе ближайшего населенного пункта (ПДКа.в.)

ПДК р.з - это такая  концентрация вещества в воздухе, которая не вызывает у работающих людей при ежедневном вдыхании в пределах 8 ч в течение всего рабочего стажа заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследования непосредственно в процессе работы или в отдаленной перспективе.

ПДК а.в. - это такая  концентрация вредного (загрязняющего) вещества в воздухе населенного  пункта, которая не оказывает на человека прямого или косвенного действия в условиях неопределенно долгого круглосуточного вдыхания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методы и средства защиты атмосферы.

Все известные методы и средства защиты атмосферы от химических примесей можно объединить в следующие группы:

Мероприятия, направленные на снижение мощности выбросов, т.е. уменьшение количества выбрасываемого вещества в  единицу времени.

Мероприятия, направленные на защиту атмосферы путем обработки  и нейтрализации вредных выбросов специальными системами очистки. Для  снижения мощности выбросов химических примесей в атмосферу наиболее широко используют:

-замену видов топлива более экологичными,

-сжигание топлива по специальной технологии,

-создание замкнутых производственных циклов.

В первом случае применяют  топливо с более низким баллом загрязнения атмосферы. При сжигании различных топлив такие показатели, как зольность, количество диоксида серы и оксидов азота в выбросах, могут сильно различаться, поэтому введен суммарный показатель загрязнения атмосферы в баллах, который отражает степень вредного воздействия на человека. Так, для сланцев он равен 3,16, подмосковного угля -2,02, экибастузского угля - 1,85, Березовского угля -0,50, природного газа -0,04.

Сжигание топлива по специальной технологии (рис.2) осуществляется либо в кипящем (псевдоожиженом) слое, либо с предварительной их газификацией.

Для уменьшения мощности выброса серы твердое, порошкообразное или жидкое топливо сжигают в кипящем слое, который формируется из твердых частиц золы, песка или других веществ (инертных или реакционно-способных). Твердые частицы вдуваются в проходящие газы, где они завихряются, интенсивно перемешиваются и образуют принудительно равновесный поток, который в целом обладает свойствами жидкости.

Предварительной газификации  подвергаются уголь и нефтяные топлива, однако на практике чаще всего применяют  газификацию угля. Поскольку в  энергетических установках получаемый и отходящий газы могут быть эффективно очищены, то концентрации диоксида серы и твердых частиц в их выбросах будут минимальными. Схема тепловой электростанции с использованием дожигания топочных газов и впрыскиванием сорбента:

1- паровая турбина, 2 - горелка, 3 - бойлер, 4 - электроосадитель, 5 - генератор.

Перспективным способом защиты атмосферы от химических примесей является внедрение замкнутых производственных процессов, которые сводят к минимуму выбрасываемые в атмосферу отходы, вторично используя их и потребляя, т.е. превращая в новые продукты.

При повышенном содержании пыли в воздухе используют пылеуловители  и электрофильтры. Фильтры применяют  для тонкой очистки воздуха с  концентрацией примесей менее 100 мг/м3.

Для очистки воздуха от туманов (например, кислот, щелочей, масел и других жидкостей) используют системы фильтров, называемых туманоуловителями.

Средства защиты воздуха  от газообразных примесей зависят от выбранного метода очистки. По характеру  протекания физико-химических процессов выделяют метод абсорбции (промывка выбросов растворителями примеси), хемосорбции (промывка выбросов растворами реагентов, связывающих примеси химически), адсорбции (поглощение газообразных примесей за счет катализаторов) и термической нейтрализации.