Реферат на тему:

Хімічне забруднення атмосфери

План

1 Основні забруднюючі речовини.

2. Аерозольне забруднення.

3. Фотохімічний туман (смог).

4. Контроль за викидами в атмосферу (ГДК).

Протягом усього часу свого існування людина була нерозривно пов’язана з
природою. Але з моменту виникнення високо індустріального суспільства
людина чимраз більше почала втручатися в її життя. На сьогоднішньому
етапі це втручання загрожує повним знищенням природи. Постійно
витрачаються невідновлювані види сировини, число орних земель
катастрофічно скорочується, тому що вони стають місцем будівництва нових
міст і промислових підприємств. Людина почала втручатися у
функціонування біосфери — тієї частини нашої планети, де, власне, й
існує життя. Біосфера Землі сьогодні зазнає наростаючого антропогенного
впливу. При цьому необхідно вказати кілька найважливіших процесів, кожен
із яких погіршує екологічну ситуацію на планеті.

Найсильніше позначається на навколишньому середовищі забруднення
продуктами хімічних перетворень. До них можна зарахувати газоподібні й
аерозольні забруднювачі промислово-побутового походження. Також погано
позначається на атмосфері накопичення вуглекислого газу, кількість
якого, на жаль, чимдалі збільшується. Це може призвести у найближчому
майбутньому до збільшення середньорічної температури на Землі.
Продовжується забруднення Світового океану нафтою і її похідними, що
охопило вже 1/5 усієї поверхні океану. Така ситуація може спричинити
порушення газо- і водообміну між атмосферою й гідросферою. Забруднення
ґрунту пестицидами й перевищення кислотності можуть призвести до розпаду
екосистеми. Усі ці процеси здатні викликати негативні зміни в біосфері.

Людина забруднює атмосферу вже протягом багатьох тисячоліть, але тоді
наслідки використання вогню були ще зовсім незначними. Людині треба було
тільки змиритися з тим, що дим не давав набрати повні легені повітря,
або з тим, що житло виглядало вельми незатишно через сажу, що покривала
стіни. Тепло, яке давав вогонь, було потрібніше й важливіше, ніж чисте
повітря. У ті часи таке забруднення повітря не було катастрофічним, тому
що люди жили невеликими групками на незайманій території, яка
простяглася на тисячі кілометрів. І навіть коли пізніше люди
зосереджувалися в одному місці, викиди не могли серйозно вплинути на
навколишнє середовище.

Така рівновага існувала приблизно до дев’ятнадцятого століття.
Промисловість почала розвиватися прискореними темпами, що спричинило
посилене забруднення навколишнього середовища. З кожним роком
народжувалися всі нові й нові міста-мільйонери, з’являлися нові
винаходи.

Атмосфера забруднюється в результаті впливу трьох основних факторів:
промисловості, побутових котелень і транспорту. У залежності від місця
розташування частка кожного з трьох джерел забруднення сильно
коливається. Однак загальновизнаним є той факт, що промислове
виробництво стало одним із найгрізніших «кривдників» навколишнього
середовища. Джерелами забруднення стають теплоелектростанції, що
викидають разом із димом в атмосферу сірчистий і вуглекислий газ. Також
сюди можна зарахувати металургійні підприємства, особливо кольорової
металургії, що викидають у повітря оксиди нітрогену, сірководень, хлор,
фтор, амоніак, сполуки Фосфору, частки й сполуки Меркурію й Арсену. Сюди
ж належать і цементні, хімічні заводи. Шкідливі гази опиняються в
повітрі в результаті спалювання палива для потреб промисловості,
опалення житла, роботи транспорту, спалювання й переробки побутових і
промислових відходів.

Основні забруднюючі речовини

Атмосферні забруднювачі можна поділити на первинні, що надходять прямо в
атмосферу, і вторинні, які є результатом метаморфози перших. Наприклад,
сірчистий газ, що потрапляє в атмосферу, окиснюється до сірчаного
ангідриду, взаємодіє з парами води й утворює крапельки сірчаної кислоти.
При взаємодії сірчаного ангідриду з аміаком формуються кристали сульфату
амонію. Подібним шляхом у результаті хімічних, фотохімічних,
фізико-хімічних реакцій між забруднюючими речовинами й компонентами
атмосфери виникають Інші вторинні забруднюючі речовини. Основним
джерелом пірогенного забруднення на планеті стали теплові
електростанції, металургійні й хімічні підприємства, котельні установки,
що споживають більше 70 % видобутого твердого й рідкого палива. Далі
перелічені шкідливі домішки пірогенного походження.

Оксид карбону. Він виникає при неповному згорянні вуглецевих речовин. У
повітрі опиняється в результаті спалювання твердих відходів, з
вихлопними газами й викидами промислових підприємств. Щорічно цього газу
надходить в атмосферу не менш 250 млн т. Оксид карбону — це сполука, що
активно реагує зі складовими частинами атмосфери, він сприяє підвищенню
температури на планеті й створенню парникового ефекту.

Сірчистий ангідрид. Виділяється в процесі згоряння сульфурвмісного
палива або переробки сірчистих руд (до 70 млн т на рік). Частина сполук
Сульфуру може виділитися при горінні органічних залишків у гірничорудних
відвалах У США загальна кількість викинутого в атмосферу сірчистого
ангідриду склала 65 % від загальносвітового викиду.

Сірчаний ангідрид. Утворюється при окиснюванні сірчистого ангідриду.
Кінцевим продуктом реакції стає аерозоль або розчин сірчаної кислоти в
дощовій воді, що підкислює грунт, загострює захворювання дихальних
шляхів людини. Випадання аерозолю сірчаної кислоти з димових факелів
хімічних підприємств спостерігається при низькій хмарності й високій
вологості повітря. Листяні пластинки рослин, що ростуть на відстані
меншій за 1 км від таких підприємств, звичайно бувають густо засіяні
маленькими некротичними плямами, що утворилися в місцях осідання крапель
сірчаної кислоти. Пірометалургійні підприємства кольорової й чорної
металургії, а також ТЕС щороку викидають в атмосферу десятки мільйонів
тонн сірчаного ангідриду.

Сірководень і сірковуглець. Надходять в атмосферу окремо або разом з
іншими сполуками Сульфуру. Основними джерелами викиду стають
підприємства з виготовлення штучного волокна, цукру, коксохімічні,
нафтопереробні заводи, а також нафтопромисли. В атмосфері при взаємодії
з іншими забруднювачами повільно окиснюються до сірчаного ангідриду.

Оксиди нітрогену. Основними джерелами викиду є підприємства, що
виробляють азотні добрива, азотну кислоту й нітрати, анілінові барвники,
нітросполуки, віскозний шовк, целулоїд. Кількість оксидів нітрогену, шо
надходять в атмосферу, складає 20 млн т на рік.

Сполуки Флуору. Джерелами забруднення є підприємства з виробництва
алюмінію, емалей, скла, кераміки, сталі, фосфорних добрив. Флуорвмісні
речовини надходять в атмосферу у вигляді газоподібних сполук —
фтороводню або пилу фториду натрію й кальцію. Сполуки характеризуються
токсичним ефектом. Похідні фтору є сильними інсектицидами.

Сполуки Хлору. Надходять в атмосферу від хімічних підприємств, що
виробляють соляну кислоту, хлоровмісні пестициди, органічні барвники,
гідролізний спирт, хлорне вапно, соду. В атмосфері спостерігаються як
домішкив молекули хлору і парів соляної кислоти. Токсичність хлору
визначається видом сполук їхньою концентрацією.

У металургійній індустрії при виплавці чавуна й переробці його на сталь
відбувається викид в атмосферу різних важких металів і отруйних газів.
Так, у розрахунку на 1 т граничного чавуна виділяється крім 2,7 кг
сірчистого газу і 4,5 кг пилових частинок, що складаються зі сполук
Арсену, Фосфору, Стибію, Плюм-буму, пари ртуті й рідкісних металів,
смоляних речовин і ціаністого водню.

Аерозольне забруднення

Аерозолі являють собою тверді або рідкі частинки, що знаходяться в
повітрі в завислому стані. Тверді компоненти аерозолів нерідко дуже
небезпечні для живих організмів, у людей вони викликають специфічні
захворювання. В атмосфері аерозольні забруднення можна спостерігати у
вигляді диму, туману, імли або серпанка. Значна частина аерозолів
формується в атмосфері при взаємодії твердих і рідких частинок між собою
або з водяною парою. Середній розмір аерозольних частинок складає 1—5
мкм. В атмосферу Землі щорічно надходить близько 1 куб. км пилоподібних
частинок штучного походження. Велика кількість пилових частинок
утворюється також у ході виробничої діяльності людей.

Основними джерелами штучних аерозольних забруднень повітря на сьогодні є
ТЕС, що споживають вугілля високої зольності, збагачувальні фабрики,
металургійні, цементні, магнезитові й сажові заводи. Аерозольні частинки
від цих джерел відрізняються великою розмаїтістю хімічного складу.
Найчастіше в їхньому складі можна знайти сполуки Силіцію, Кальцію й
Карбону, набагато рідше — оксиди металів: купруму, магнію, мангану,
цинку, ніколу, плюмбуму, сурми, вісмуту, селену, арсену, берилію,
кадмію, хрому, кобальту, молібдену, а також азбесту. Ще більш
різноманітним є органічний пил, що містить у собі аліфатичні й
ароматичні вуглеводні, солі кислот. Він утворюється при спалюванні
залишкових нафтопродуктів, у процесі піролізу на нафтопереробних,
нафтохімічних та інших подібних підприємствах. Постійними джерелами
аерозольного забруднення стали промислові відвали — штучні насипи з
перевідкладе-ного матеріалу, головним чином розкривних порід, створених
при видобутку корисних копалин або ж із відходів підприємств переробної
промисловості, ТЕС. Джерелом пилу й отруйних газів стають масові
підривні роботи. Відомо, що в результаті одного середнього за масою
вибуху (250—300 тонн вибухових речовин) в атмосферу викидається близько
2 тис. куб. м умовного оксиду карбону І більше 150 т пилу. Виробництво
цементу й інших будівельних матеріалів також є джерелом забруднення
атмосфери пилом. Основні технологічні процеси цих виробництв —
здрібнювання і хімічна обробка шихт, напівфабрикатів і одержуваних
продуктів у потоках гарячих газів — завжди супроводжуються викидами пилу
й інших шкідливих речовин в атмосферу.

До атмосферних забруднювачів належать вуглеводні — насичені й
ненасичені, що включають від 1 до 13 атомів Карбону. Вони можуть
зазнавати різних перетворень, окиснення, полімеризації, особливо якщо
почнуть взаємодіяти з іншими атмосферними забруднювачами після збудження
сонячною радіацією. Результатом цих реакцій стає поява перекисних
сполук, вільних радикалів, сполук вуглеводнів з оксидами нітрогену й
сульфуру, часто у вигляді аерозольних частинок. За деяких погодних умов
у приземному шарі повітря можуть формуватися особливо великі скупчення
шкідливих газоподібних й аерозольних домішок. Звичайно це трапляється,
коли в шарі повітря прямо над джерелами газопилової емісії відбувається
інверсія — розташування шарів холоднішого повітря під теплим, що
перешкоджає рухові повітряних мас і затримує перенесення домішок угору.
У підсумку шкідливі викиди концентруються під шаром інверсії, вміст їх у
ґрунті різко зростає, що стає однією з причин утворення раніше
невідомого в природі фотохімічного туману.

Фотохімічний туман (смог)

Фотохімічний туман — це багатокомпонентна суміш газів і аерозольних
частинок первинного й вторинного походження. Основними компонентами
смогу є озон, нітроген і сульфур оксиди, численні органічні сполуки
перекисної природи, які у сукупності називаються фотооксидантами.
Фотохімічний смог утворюється в результаті фотохімічних реакцій за
певних умов: наявності в атмосфері високої концентрації оксидів
нітрогену, вуглеводнів та інших забруднювачів, інтенсивної сонячної
радіації й безвітря або дуже слабкого обміну повітря в приземному шарі
при могутній інверсії. Стійка безвітряна погода, яка завжди с)
проводжується інверсіями, потрібна для створення високої концентрації
реагуючих речовин. Такі умови виникають частіше в червні-вересні й рідше
узимку. Під час тривалої ясної погоди сонячна радіація стає причиною
розщеплення молекул нітроген двооксиду й утворення нітроген оксиду й
атомарного кисню. Атомарний кисень із молекулярним киснем утворюють
озон. Здавалося б, останній, окиснюючи нітроген оксид, повинен знову
перетворюватися на молекуярний кисень, а нітроген оксид — на двооксид.
Але цього не трапляється. Нітроген оксид вступає в реакцію з олефінами
вихлопних газів, які при цьому розщеплюються за подвійним зв’язком й
утворюють осколки молекул і надлишок озону. У результаті тривалої
дисоціації нові маси нітроген двооксиду розщеплюються й дають додаткові
кількості озону. Починається циклічна реакція, результатом якої стає
поступове нагромадження озону. Цей процес у нічний час переривається. У
свою чергу озон вступає в реакцію з олефінами. В атмосфері накопичуються
різні перекиси, які у сумі й утворюють характерні для фотохімічного
туману оксиданти. Останні стають джерелом так званих вільних радикалів,
що відрізняються особливою реактивною здатністю. Такі смоги — нерідкісне
явище над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком й іншими містами
Європи й Америки. Вони вкрай небезпечні для дихальної й кровоносної
систем і часто бувають причиною передчасної смерті міських жителів
послабленим здоров’ям.

Контроль за викидами в атмосферу ( забруднюючих речовин (ГДК)

Граничнодопустимі концентрації — такі концентрації, які на людину і її
потомство не мають прямого або непрямого впливу, не погіршують їхню
працездатність, самопочуття, а також санітарно-побутові умови життя
людей. Узагальнення всієї інформації з ГДК, одержуваної усіма
відомствами, відбувається ГГО — Головній геофізичній обсерваторії. Щоб
за результатами спостережень визначити значення повітря, виміряні
значення концентрацій зіставляють із максимальною разовою
граничнодопустимою концентрацією і встановлюють число випадків, коли
були перевищені ГДК, а також у скільки разів найбільше значення було
вищим за ГДК. Середнє значення концентрації за місяць або за рік
порівнюється з ГДК тривалої дії — середньо стійкою ГДК, забруднення
повітря декількома речовинами оцінюється за допомогою комплексного
показника — індексу забруднення атмосфери (ІЗА). Для цього нормовані на
відповідні значення ГДК і середні концентрації різних речовин за
допомогою нескладних розрахунків приводять до величини концентрацій
сірчистого ангідриду, а потім підсумовують. Ступінь забруднення повітря
основними забруднюючими речовинами знаходиться в прямій залежності від
промислового розвитку міста. Найбільші максимальні концентрації
характерні для міст із чисельністю населення понад 500 тис. жителів.
Забруднення повітря специфічними речовинами залежить від виду
промисловості, розвинутої у місті. Якщо у великому місті розмішені
підприємства кількох галузей промисловості, то формується дуже високий
рівень забруднення повітря, однак проблема зниження викидів багатьох
специфічних речовин дотепер залишається невирішеною.

Похожие записи