Poluarea chimică a atmosferei

CHIMICĂ POLUAREA ATMOSFERICĂ

Principalii poluanți.
Aerosol poluarea atmosferei.
Apă fotochimică (smog).
Problema controlului emisiilor de poluanți în atmosferă de către întreprinderile industriale (MPC).

Voi începe prin revizuirea factorilor care duc la deteriorarea stării uneia dintre cele mai importante componente ale biosferei - atmosfera. Omul a poluat atmosfera de mii de ani, dar consecințele folosirii focului pe care a folosit-o în această perioadă au fost nesemnificative. Trebuia să mă împaceam cu faptul că fumul împiedica respirația și că funinginea era acoperită cu un capac negru pe tavan și pe pereții locuinței. Căldura rezultată a fost mai importantă pentru o persoană decât aerul curat și zidurile de peșteri neterminate. Această poluare inițială a aerului nu a fost o problemă, pentru că oamenii trăiau în grupuri mici la acel moment, ocupând un mediu natural nemărginit, incomensurabil. Și chiar o concentrare semnificativă de oameni într-o zonă relativ mică, așa cum era în antichitatea clasică, nu a fost însoțită de consecințe grave.

Așa a fost până la începutul secolului al XIX-lea. Numai în ultimii o sută de ani dezvoltarea industriei ne-a "înzestrat" cu astfel de procese de producție, consecințele cărora, la început, oamenii nu și-ar fi putut imagina. Au fost milionari, a căror creștere nu poate fi oprită. Toate acestea sunt rezultatul marilor invenții și realizări ale omului.

Principalii poluanți.

În principiu, există trei surse principale de poluare a aerului: industria, cazanele casnice, transportul. Cota fiecăreia dintre aceste surse în poluarea totală a aerului variază foarte mult, în funcție de locație. Acum, se acceptă în general că producția industrială este cel mai poluant aer. Surse de poluare - centrale termice care, împreună cu fumul, emit dioxid de sulf și dioxid de carbon în aer; oțelării, metale neferoase în special care emit oxizi de azot în aer, hidrogen sulfurat, clor, fluor, amoniac, compuși ai fosforului, particulele și compușii de mercur și arsenic; instalații chimice și de ciment. gaze nocive în aer care rezultă din arderea combustibilului pentru industrie, încălzirea locuințelor, de transport, incinerare și menajere și reciclarea deșeurilor industriale.

Poluanții atmosferici sunt împărțiți în primar, care intră direct în atmosferă și secundar, care rezultă din transformarea acestora din urmă. Astfel, dioxidul de sulf care intră în atmosferă este oxidat la anhidrida sulfurică, care interacționează cu vaporii de apă și formează picături de acid sulfuric. Când anhidrida sulfurică reacționează cu amoniacul, se formează cristale de sulfat de amoniu.

În mod similar, ca urmare a reacțiilor chimice, fotochimice, fizico-chimice dintre poluanți și componentele atmosferice, se formează alte caracteristici secundare. Principala sursă de poluare pirogenică de pe planetă sunt centralele termice, întreprinderile metalurgice și chimice, cazanele, consumând mai mult de 70% din combustibilii solizi și lichizi extrași anual. Principalele impurități nocive de origine pirogenică sunt următoarele:

Monoxid de carbon. Se obține cu arderea incompletă a substanțelor carbonice. În aer, provine din arderea deșeurilor solide, cu gaze de eșapament și emisii provenite de la instalațiile industriale. Anual, acest gaz pătrunde în atmosferă cel puțin 1250 de milioane de tone. Monoxidul de carbon este un compus care reacționează activ cu părțile componente ale atmosferei și contribuie la creșterea temperaturii pe planetă și la crearea unui efect de seră.
Anhidrida anhidră. Se degajă în procesul de ardere a combustibilului cu conținut de sulf sau de prelucrarea minereurilor de sulf (până la 170 milioane de tone pe an). O parte din compușii cu sulf se eliberează atunci când ard resturile organice în haldele de minerit. Numai în SUA, cantitatea totală de dioxid de sulf emisă în atmosferă a fost de 65% din cantitatea globală.
Anhidrida anhidră. Se formează în timpul oxidării dioxidului de sulf. Produsul final al reacției este un aerosol sau o soluție de acid sulfuric în apa de ploaie, care acidifică solul, exacerbează bolile tractului respirator uman. Precipitarea aerosolilor de acid sulfuric din rachetele de fum ale instalațiilor chimice se observă cu o temperatură scăzută și umiditate ridicată a aerului. Plăcile cu plante cu plante crescând la o distanță mai mică de 11 km. din astfel de întreprinderi, de obicei sunt împrăștiate dens cu mici pete necrotice formate în locurile în care picură picături de acid sulfuric. Întreprinderile de piroetalurgie din metalurgia neferoasă și feroasă, precum și CET-urile emit anual în atmosferă zeci de milioane de tone de anhidridă sulfurică.
Sulfura de hidrogen și disulfura de carbon. Intră în atmosferă separat sau împreună cu alți compuși ai sulfului. Principalele surse de emisii sunt întreprinderile pentru producția de fibre artificiale, zaharuri, produse chimice de cocs, rafinării de petrol, precum și câmpuri petroliere. În atmosferă, atunci când interacționează cu alți poluanți, aceștia suferă o oxidare lentă la anhidrida sulfurică.
Oxizi de azot. Principalele surse de emisie sunt companii care produc îngrășăminte cu azot, acid azotic și nitrați, coloranți de anilină, compușii nitro, vascoza de mătase, celuloid. Cantitatea de oxizi de azot care intră în atmosferă este de 20 de milioane de tone. pe an.
Compuși ai fluorului. Sursele de poluare sunt întreprinderile producătoare de aluminiu, emailuri, sticlă, ceramică, oțel, îngrășăminte fosforice. Substanțele cu conținut de fluor intră în atmosferă sub formă de compuși gazoși - acid fluorhidric sau fluorură de sodiu și fluorură de calciu. Compușii au un efect toxic. Derivații de fluor sunt insecticide puternice.
Compuși ai clorului. Introduceti atmosfera din combinatele chimice, care produc acid clorhidric, pesticide clorurate, coloranți organici, hidroliză alcool, albire, soda. În atmosferă se găsesc molecule de impurități ale clorului și vapori de acid clorhidric. Toxicitatea clorului este determinată de tipul de compuși și de concentrația acestora. În industria metalurgică din fontă și oțel rafinarea este evacuată în atmosferă de diferite metale grele și gaze toxice. Astfel, pentru 1 tonă de fontă, cu excepția a 12,7 kg, este alocată. dioxid de sulf și 14,5 kg de particule de praf, care determină cantitatea de arsenic, fosfor, antimoniu, plumb, vapori de mercur și metale rare, substanțe de gudron, și acid cianhidric.

Aerosol poluarea atmosferei.

Aerosolii sunt particule solide sau lichide care sunt suspendate în aer. Componentele solide ale aerosolilor sunt, în unele cazuri, periculoase în special pentru organisme și la oameni provoacă boli specifice. În atmosferă, contaminanții de aerosoli sunt percepuți sub formă de fum, ceață, ceață sau ceață. O parte semnificativă a aerosolilor se formează în atmosferă atunci când particulele solide și lichide interacționează una cu cealaltă sau cu vapori de apă. Dimensiunea medie a particulelor de aerosol este de 1-5 μm. Atmosfera Pământului primește aproximativ 1 kilometru cub pe an. particule de praf de origine artificiala. Un număr mare de particule de praf se formează, de asemenea, în cursul activităților de producție ale oamenilor. Informații despre unele surse de praf artificiale sunt prezentate mai jos:

PROCESUL DE PRODUCȚIE.
EMISII DE EMISIE, MLN / ANI:

Combustie de cărbune 93,600
Turnător de fier 20,210
Cupru topit (fără purificare) 6,230
Zinc topire 0,180
Topirea cu staniu (fără purificare) 0,004
Pulverizare de topire 0,130
Producția de ciment 53,370

Principalele surse de poluare a aerului cu aerosoli artificiale sunt TES, care consumă cărbune ridicat de cenușă, concentratoare, metalurgice, ciment, magnezit și plante de funingine. Particulele de aerosol din aceste surse se disting printr-o mare varietate de compoziție chimică. Cel mai adesea în compoziția lor a constatat compuși de siliciu, calciu și carbon, cel puțin - oxizi metalici de fier, magneziu, mangan, zinc, cupru, nichel, plumb, stibiu, bismut, seleniu, arsenic, beriliu, cadmiu, crom, cobalt, molibden, precum și azbest.

O varietate și mai mare se găsește în praful organic, inclusiv hidrocarburile alifatice și aromatice, sărurile acide. Se formează la arderea produselor petroliere reziduale, în timpul pirolizei în rafinării de petrol, petrochimie și alte întreprinderi similare.

Sursele de poluare cu aerosoli constante sunt lame industriale - movilă artificială de material redepus, preferabil suprasolicite formate în timpul miniere sau a deșeurilor din industria de prelucrare, TPP.

Sursa de praf și gaze toxice sunt lucrări explozive masive. Astfel, ca urmare a unei explozii medii (250-300 de tone de explozivi), circa 2 mii de metri cubi sunt aruncați în atmosferă. monoxid de carbon convențional și mai mult de 150 de tone de praf.

Producția de ciment și alte materiale de construcție este, de asemenea, o sursă de poluare a aerului prin praf. Principalele procese tehnologice ale acestor industrii - zdrobirea și prelucrarea chimică a produselor și produselor semifabricate în fluxurile de gaze fierbinți sunt întotdeauna însoțite de emisii de praf și de alte substanțe nocive în atmosferă.

Prin poluanții atmosferici sunt hidrocarburile saturate și nesaturate, incluzând între 1 și 13 atomi de carbon. Ele suferă diverse transformări, oxidare, polimerizare, interacționând cu alți poluanți atmosferici după excitație prin radiație solară. Ca urmare a acestor reacții, se formează compuși de peroxid, radicali liberi, compuși de hidrocarburi cu oxizi de azot și sulf, adesea sub formă de particule de aerosol. În anumite condiții meteorologice, se pot forma în special acumulări mari de aditivi nocivi gazoși și de aerosoli în stratul de bază al aerului.

Apă fotochimică (smog).

Ceapa fotochimică este un amestec multicomponent de gaze și particule de aerosol de origine primară și secundară. Componentele principale ale smogului includ oxizi de ozon, azot și sulf, numeroși compuși organici de natură peroxid, numiți fotocatalizatori colectivi.

smogului fotochimic apare ca rezultat al reacțiilor fotochimice în anumite condiții: prezența în atmosferă a unei concentrații ridicate de oxizi de azot, hidrocarburi și alți poluanți, radiații solare intense și fără vânt sau schimb foarte slab de aer în stratul de suprafață, cu un puternic și pentru cel puțin o zi de inversie ridicată. Vremea eoliană constantă, de obicei însoțită de inversiuni, este necesară pentru a crea o concentrație ridicată de substanțe care reacționează.

Există o reacție ciclică, care în cele din urmă acumulează ozon în atmosferă. Acest proces se oprește pe timp de noapte. La rândul său, ozonul reacționează cu olefinele. În atmosferă, se concentrează diverse peroxizi, care în sinteză formează oxidanți caracteristici pentru ceață fotochimică. Acestea din urmă sunt o sursă de așa-numiții radicali liberi, care au o capacitate reactivă specială.

Astfel de smoguri - un fenomen comun peste Londra, Paris, Los Angeles, New York și alte orașe din Europa și America. Potrivit efectele sale fiziologice asupra organismului uman, acestea sunt extrem de periculoase pentru sistemul respirator si circulator, si sunt adesea cauza morții premature a locuitorii din mediul urban cu deficiențe de sănătate.

Problema controlului emisiilor de poluanți în atmosferă de către întreprinderile industriale (MPC).

MPC - concentrații care un bărbat și urmașii expunerea sa directă sau indirectă, nu afectează sănătatea, bunăstarea, precum și condițiile sanitare și de viață ale vieții oamenilor.

Generalizarea tuturor informațiilor de pe MAC, primit de către toate departamentele implicate în MGO (Main geofizic Observatorul). Pentru a determina rezultatele observațiilor valorilor aerului valorii concentrației măsurate este comparată cu concentrația maximă admisă unică maximă și se determină numărul de cazuri în care au fost depășite MPC, și de câte ori cea mai mare valoare a fost peste MPC. Valoarea medie a concentrării pentru o lună sau pe an este comparată cu limita de expunere pe termen lung - un MPC mediu-lung. Starea poluării aerului cu mai multe substanțe observate în atmosfera orașului este estimată folosind un indice complex - indicele poluării atmosferice (IZA). Pentru aceasta, valorile normalizate ale MPC și concentrațiile medii ale diferitelor substanțe cu calcule simple conduc la concentrația de dioxid de sulf și apoi se adaugă.

Concentrația maximă unică a principalilor poluanți au fost cele mai mari în Norilsk (oxyls azot și sulf), Frunze (praf), Omsk (monoxid de carbon). Gradul de poluare a aerului de către principalii poluanți depinde în mod direct de dezvoltarea industrială a orașului. Cele mai mari concentrații maxime sunt tipice orașelor cu o populație de peste 500 mii de locuitori. Poluarea aerului cu substanțe specifice depinde de tipul de industrie dezvoltat în oraș. Dacă întreprinderile mari se află în mai multe industrii, se creează un nivel foarte ridicat de poluare a aerului, dar problema reducerii emisiilor multor substanțe specifice rămâne nerezolvată.

Articole similare

Pagina anterioară

Pagina următoare