A légkör kémiai szennyezése
KÉMIAI KÖRNYEZETVÉDELEM
- A fő szennyezőanyagok.
- A légkör aeroszolos szennyezése.
- Fotokémiai köd (szmog).
- Az ipari vállalatok által kibocsátott szennyező anyagok kibocsátása a légkörbe (MPC).
Elkezdenék vizsgálni azokat a tényezőket, amelyek a bioszféra egyik legfontosabb összetevőjének - a légkör - állapotának romlásához vezetnek. Az ember már évezredek óta szennyezi a légkört, de a tűz használatának következményei az egész idő alatt nem voltak jelentéktelenek. Meg kellett egyeznem azzal a ténnyel, hogy a füst megakadályozta a légzést, és hogy a korom fekete burkolattal borított a lakás mennyezetén és falán. Az így kapott hő nagyobb volt a személy számára, mint a tiszta levegő és a befejezetlen barlangfalak. Ez a kezdeti légszennyezés nem jelent problémát, hiszen az emberek abban az időben kis csoportokban éltek, és mérhetetlenül nagy érintetlen természeti környezetet foglaltak el. És még egy viszonylag kicsi területen élő emberek jelentős koncentrációja, mint a klasszikus ókorban, még nem komoly következményekkel jár.
Így volt egészen a tizenkilencedik századig. Csak az elmúlt száz év során az ipar fejlődése "olyan" termelési folyamatokkal "felruházott" minket, amelyeknek következményeit az emberek nem tudták elképzelni. Volt milliomosok, akiknek növekedését nem lehet megállítani. Mindez az ember nagy találmányainak és eredményeinek eredménye.
A fő szennyezőanyagok.
Alapvetően a légszennyezés három fő forrása van: az ipar, a háztartási kazánházak, a közlekedés. Ezeknek a forrásoknak a részaránya a teljes légszennyezésben nagymértékben változik, a helytől függően. Most általánosan elfogadott, hogy az ipari termelés a leginkább szennyező levegő. Szennyezés forrása - hőerőművek, amelyek a füsttel együtt füstölgő kén-dioxidot és szén-dioxidot bocsátanak ki; acél növények, különösen a nem-vas fémek bocsátanak ki a nitrogén-oxidok a levegőbe, hidrogén-szulfid, klór, fluor, ammónia, foszforvegyületek, részecskék és higanyvegyületek és arzén; kémiai és cementgyárak. Káros gázok jönnek be a levegőbe az üzemanyag elégetése miatt az ipar, a fűtési otthonok, a közlekedés, az égetés és a háztartási és ipari hulladékok feldolgozása miatt.
A légköri szennyező anyagok elsődlegesek, közvetlenül a légkörbe érkeznek, és másodlagosak, amelyek az utóbbi átalakulásából származnak. Így a légkörbe belépő kén-dioxid kénes anhidridre oxidálódik, amely kölcsönhatásban van a vízgőzzel és kénsav cseppeket képez. Amikor a kénsav-anhidrid ammóniával reagál, ammónium-szulfát kristályok képződnek.
Hasonlóképpen, a kémiai, fotokémiai, fizikai-kémiai reakciók a szennyező anyagok és a légköri komponensek következtében más másodlagos jellemzők keletkeznek. A pirogén szennyezés fő forrása a hőerőművek, kohászati és vegyipari vállalkozások, kazánházak, amelyek az éves kivont szilárd és folyékony tüzelőanyagok több mint 70% -át fogyasztják. A pirogén eredetű fő káros szennyeződések a következők:
- Szénmonoxid. A széntartalmú anyagok hiányos égéséből származik. A levegőben keletkezik a szilárd hulladék elégetése, kipufogógázokkal és ipari üzemek kibocsátásával. Évente ez a gáz legalább 1250 millió tonna légkörbe kerül. A szén-monoxid olyan vegyület, amely aktív módon reagál a légkör alkotóelemeire, és hozzájárul a bolygó hőmérsékletének emelkedéséhez és az üvegházhatás kialakulásához.
- Kénsav-anhidrid. Felszabadul a kéntartalmú tüzelőanyagok égetésének folyamatában vagy a kénes ércek feldolgozásában (évente legfeljebb 170 millió tonna). A kénvegyületek egy része felszabadul, amikor a szerves maradványokat bányászati hulladéklerakókban égeti. Csak az USA-ban a légkörbe kibocsátott kén-dioxid teljes mennyisége a globális felszabadulás 65% -át tette ki.
- Kénsav-anhidrid. Kén-dioxid oxidációja során keletkezik. A reakció végterméke aeroszol vagy kénsav oldata az esővízben, amely savanyítja a talajt, súlyosbítja az emberi légúti betegségeket. Kénsavas aeroszolok kicsapódása a kémiai növények füstcsöveiből megfigyelhető alacsony homályosság és magas páratartalom mellett. 11 km-nél távolabb növekvő növények levéllemezei. ilyen vállalkozásoktól általában sűrűn szétszórva kis kagyló foltok keletkeznek azokon a helyeken, ahol a kénsav cseppjeit leülepedik. A színesfém- és vasötvözetgyárak pirometallurgiai vállalkozásait, valamint a hőerőműveket évente több tízmillió tonna kénsav-anhidrid bocsátja a légkörbe.
- Hidrogén-szulfid és szén-diszulfid. A légkörbe külön vagy együtt más kénvegyületekbe kerülnek. A kibocsátás legfontosabb forrása a mesterséges szálak, cukrok, kokszkémia, olajfinomítók és olajmezők előállítására szolgáló vállalatok. A légkörben, ha kölcsönhatásba lépnek más szennyező anyagokkal, lassan oxidálódnak a kénsav-anhidridhez.
- Nitrogén-oxidok. A fő forrásai kibocsátási olyan vállalatok, nitrogén műtrágyák, a salétromsav és a nitrátok, anilin színezékeket, nitro-vegyületek, viszkóz selyem, celluloid. A légkörbe belépő nitrogén-oxidok mennyisége 20 millió tonna. évente.
- Fluorvegyületek. A szennyezés forrása az alumínium, zománc, üveg, kerámia, acél, foszfor műtrágyák előállítására szolgáló vállalatok. A fluoratartalmú anyagokat gáznemű vegyületek - hidrogén-fluorid vagy nátrium-fluorid és kalcium-fluorid - formájában juttatják a légkörbe. A vegyületeknek toxikus hatásuk van. A fluorid-származékok erős inszekticidek.
- Klórvegyületek. A sósav, klór-tartalmú peszticidek, szerves színezékek, hidrolitikus alkohol, klorid-mész, szóda előállítására szolgáló vegyipari vállalkozásokba jönnek a légkörbe. A légkörben a klór és a sósavgőz szennyező molekulái találhatók. A klór toxicitását a vegyületek típusa és koncentrációja határozza meg. A kohászati iparban, amikor a vas megolvad és acél feldolgozásakor különböző nehézfémeket és mérgező gázokat bocsátanak a légkörbe. Tehát 1 tonna nyersvas, 12,7 kg kivételével. a kén-dioxid és 14,5 kg porrészecskék, amelyek meghatározzák az összeg arzén, foszfor, antimon, ólom, higanygőz és ritka fémek, kátrány anyagokat, és a hidrogén-cianid.
A légkör aeroszolos szennyezése.
Az aeroszolok szilárd vagy folyékony részecskék, amelyeket a levegőben szuszpendálnak. Az aeroszolok szilárd komponensei bizonyos esetekben különösen veszélyesek a szervezetekre nézve, és az emberekben bizonyos betegségeket okoznak. A légkörben az aeroszol szennyeződéseket füst, köd, homály vagy homály formájában érzékelik. Az aeroszolok jelentős része a légkörben keletkezik, amikor a szilárd és a folyékony részecskék kölcsönhatásba lépnek egymással vagy vízgőzzel. Az aeroszol részecskék átlagos mérete 1-5 μm. A Föld légköre évente körülbelül 1 köbmétert kap. mesterséges eredetű porrészecskék. Nagyszámú porrészecske keletkezik az emberek termelési tevékenységei során is. Az alábbiakban ismertetjük az ember által előidézett por egyes forrásait:
GYÁRTÁSI ELJÁRÁS.
DUST EMISSION, MLN / ÉV:
- Kőszén elégetése 93 600
- Öntöttvas megolvasztás 20 210
- Rézolvasztás (tisztítás nélkül) 6,230
- A cink olvadáspontja 0,180
- Ón olvasztása (tisztítás nélkül) 0,004
- Olvadó ólom 0,130
- Cementgyártás 53,370
A fő forrása a mesterséges aeroszol levegőszennyezés TES, akik fogyasztanak magas kőris szén, sűrítők, kohászati, cement, magnezit és korom növények. Az ilyen forrásokból származó aeroszolrészecskéket a kémiai összetétel sokfélesége különbözteti meg. Leggyakrabban összetételükben talált szilikon vegyületek, kalcium-és szén, legalább - fém-oxidok a vas, magnézium, mangán, cink, réz, nikkel, ólom, antimon, bizmut, szelén, arzén, berillium, kadmium, króm, kobalt, molibdén, valamint az azbeszt.
Még nagyobb fajta megtalálható a szerves porokban, beleértve az alifás és aromás szénhidrogéneket, savas sókat. Ez keletkezik reziduális kőolajtermékek égetésekor az olajfinomítók, petrolkémiai és más hasonló vállalkozások pirolízise során.
Állandó aeroszol szennyezőforrások ipari kések - mesterséges domb a lerakódott anyagból, előnyösen túlterhelik során keletkező bányászati vagy feldolgozásából származó hulladék ipar, hőerőmű.
A por és mérgező gázok forrása nagy robbanásveszélyes munka. Tehát egy átlagos robbanás eredményeképpen (250-300 tonna robbanóanyag) mintegy 2 ezer köbmétert dobnak a légkörbe. hagyományos szén-monoxid és több mint 150 tonna por.
A cement és egyéb építőanyagok előállítása szintén a levegő szennyezettsége. Ezeknek az iparágaknak a főbb technológiai folyamatait - a félkész termékek és termékek forró gázáramaiban történő zúzását és kémiai feldolgozását mindig a légkörben lévő por és egyéb káros anyagok okozzák.
A légköri szennyezők a telített és telítetlen szénhidrogének, beleértve a 1-13 szénatomot is. Különböző átalakulásokon, oxidáción, polimerizáción átesnek, és más napi sugárzással történő gerjesztés után kölcsönhatásba lépnek más légköri szennyező anyagokkal. E reakció eredményeként peroxidvegyületeket, szabad gyököket, nitrogén- és kén-oxidokat tartalmazó szénhidrogénvegyületeket állítanak elő, gyakran aeroszol részecskék formájában. Bizonyos időjárási viszonyok között különösen a káros gáznemű és aeroszolos adalékanyagok nagy felhalmozódása keletkezhet a talajrétegben.
Fotokémiai köd (szmog).
A fotokémiai köd az elsődleges és másodlagos eredetű gázok és aeroszol részecskék többkomponensű keveréke. A szmog fő összetevőinek összetétele magában foglalja az ózont, a nitrogén- és kén-oxidokat, számos peroxid-jellegű szerves vegyületet, amelyeket kollektív fotokatalizátoroknak neveznek.
A fotokémiai szmog eredményeként keletkezik a fotokémiai reakciók bizonyos körülmények: jelenléte a légkörben egy nagy koncentrációban a nitrogén-oxidok, szénhidrogének és más szennyező anyagok, intenzív napsugárzás és a szél nem vagy nagyon gyenge légcserét a felületi réteg egy erős és legalább egy nap megemelt inverziós. Folyamatos, széltelen időjárás, melyet általában inverzió kísér, szükséges ahhoz, hogy a reagáló anyagok nagy koncentrációját hozzák létre.
Van egy ciklikus reakció, amely végül felhalmozódik az ózon a légkörben. Ez a folyamat éjszaka leáll. Ezzel szemben az ózon reagál az olefinekkel. A légkörben koncentrálódnak különböző peroxidok, amelyek a fotokémiai köd jellegzetes oxidáló szereként vannak jelen. Az utóbbiak az úgynevezett szabadgyökök forrása, amelyeknek különleges reaktív kapacitása van.
Ezek a szmogok - gyakori jelenség Londonban, Párizsban, Los Angelesben, New Yorkban és más európai és amerikai városokban. Az emberi szervezetre gyakorolt élettani hatásuk miatt rendkívül veszélyesek a légzőszervek és a keringési rendszer számára, és gyakran városi lakosok korai halálát okozzák gyengülő egészséggel.
Az ipari vállalatok által kibocsátott szennyező anyagok kibocsátása a légkörbe (MPC).
MPC - olyan koncentrációban, hogy egy férfi és utódai közvetlen vagy közvetett expozíciója, nem károsítják az egészséget, jólétet, valamint egészségügyi és életkörülményeinek emberek életét.
Az MPC minden információját, amelyet minden részleg megkap, a GGO (Main Geophysical Observatory) végzi. Annak meghatározására, az eredmények a megfigyelések a levegő mért koncentráció értéket összehasonlítjuk a maximális egyszeri maximálisan megengedhető koncentráció, és meghatározza azon esetek számát, amelyekben MPC túllépnek, és hányszor a legnagyobb érték felett volt az MPC. A koncentráció átlagértékét egy hónapra vagy évre hasonlítjuk össze a hosszú távú expozíciós határértékkel - egy közepes hosszú MPC-vel. A városi légkörben megfigyelt számos anyag levegőszennyezésének állapotát egy összetett index - a légköri szennyezési index (IZA) alapján becsülik meg. Ehhez az MPC normalizált értékei és a különböző anyagok átlagos koncentrációi egyszerű számításokkal a kén-dioxid koncentrációját eredményezik, majd összeadják.
A maximális egyszeri koncentrációja a fő szennyező voltak legmagasabb Norilsk (oxyls nitrogén és kén), Frunze (por), Omsk (szén-monoxid). A fő szennyező anyagok levegőszennyezésének mértéke közvetlenül függ a város ipari fejlődésétől. A legmagasabb maximális koncentráció jellemző a több mint 500 ezer lakosú városok esetében. A meghatározott anyagok által okozott levegőszennyezés a városban kialakult ipar típusától függ. Ha a nagyvállalatok több iparágban helyezkednek el, nagyon magas a légszennyezés szintje, de számos speciális anyag kibocsátásának csökkentése továbbra is megoldatlan marad.