Реферат: Атмосфера

                Меры по охране атмосферы от кислотообразующих выбросов

 Чистота атмосферного воздуха планеты – одно из приоритетных направлений природоохранной деятельности национальных правительств, которая развивается в рамках программы, принятой на ХIX специальной сессии Генеральной Ассамблеи Организации Объединенных Наций в июне 1997 г.

 Международными соглашениями установлены критические нормы выбросов диоксида серы и оксидов азота, ниже которых их воздействие на наиболее чувствительные компоненты экосистем не обнаруживается, а также ряд рекомендаций по осуществлению снижения этих выбросов.

 Основными на сегодняшний день методами снижения загрязнения атмосферы, в том числе кислотообразующими выбросами, являются разработка и внедрение различных очистных сооружений и правовая защита атмосферы.

 Ведутся исследования по снижению загрязнений от выхлопных газов автомобилей. Наибольшие трудности здесь вызывает именно уменьшение выбросов оксидов азота, которые помимо образования кислотных осадков ответственны за появление фотохимических загрязнителей (фотохимический смог) и разрушение озонового слоя в стратосфере. Для решения этой проблемы ведутся работы по созданию различных каталитических конвертеров, преобразующих оксиды азота в молекулярный азот.

 Среди эффективных методов борьбы с выбросами окисленной серы в атмосферу через дымовые трубы следует отметить различные газоочистители, такие, как электрические фильтры, вакуумные, воздушные или жидкие фильтры-скрубберы. В последних газообразные продукты сгорания пропускаются через водный раствор извести, в результате образуется нерастворимый сульфат кальция СаSО4. Этот метод позволяет удалить до 95% SО2, но является дорогостоящим (снижение температуры дымовых газов и понижение тяги требует дополнительных затрат энергии на их подогрев; кроме того, возникает проблема утилизации СаSO4) и экономически эффективен лишь при строительстве новых крупных предприятий. Такой же дорогостоящий метод очистки дымовых газов от оксидов азота с помощью изоциановой кислоты НNСО (удаляется до 99% оксидов азота, превращающихся в безвредные азот и воду).

 Восстановление нормальной кислотности водоемов возможно за счет известкования, при этом не только уменьшается кислотность воды, но и повышается ее буферная способность, т. е. сопротивляемость по отношению к будущим кислотным осадкам.

 Известкование можно применять и для защиты лесов от кислотных дождей, используя распыление с самолетов свежемолотого доломита (СаСО3•MgCO3), который реагирует с кислотами с образованием безвредных веществ:

СаМg(СО3)2 + 2Н2SО3 = СаSО3 + МgSО3 + 2СО2­ + 2Н2О,

СаМg(СО3)2 + 4НNО3 = Са(NО3)2 + Мg(NО3)2 + 2СО2­ + 2Н2О.

 Для защиты памятников культуры и ценных архитектурных сооружений используют покрытия из высокомолекулярных соединений – силиконов или производных эфиров кремниевой кислоты; для защиты металлических изделий – покрытие их лаком, масляной краской или легирование сталей, образующих устойчивую к кислотам оксидную пленку.

Содержание серы в выбросах можно уменьшить, используя низкосернистый уголь, а также путем физической или химической его промывки. Первая позволяет очистить уголь от неорганических примесей серы, таких, как сульфиды металлов. С помощью второй удаляется органическая сера. Отметим, что физические методы очистки малорентабельны, а применение химических методов очистки из-за ряда технических сложностей эффективно лишь на вновь строящихся электростанциях. Для средних и малых предприятий энергетики используется метод сжигания топлива в кипящем слое, при котором удаляется до 95% диоксида серы и от 50 до 75% оксидов азота.

 Перспективна замена бензина в автомобилях другими видами топлива (например, смесью спиртов), применение газобаллонных автомобилей, использующих природный газ, и электромобилей; использование на электростанциях в качестве топлива природного газа.

 Реально заменить горючие ископаемые могут возобновимые экологически чистые энергетические ресурсы, такие, как солнечная энергия, ветер, морские приливы, термальные источники недр Земли.

                            Озоновый слой

 Озон представляет собой едкий, слегка голубоватый газ. Его молекула состоит из трех атомов кислорода (O3), так что озон является "химическим родственником" более стабильного и изобилующего в атмосфере вещества, необходимого для дыхания человека, состоящего из двух атомов кислорода (О2). Озон образуется, когда молекула кислорода распадается на атомы под воздействием солнечного ультрафиолетового излучения. Атомы кислорода вступают в связь с молекулами кислорода, при этом образуется озон (О+ О2->O3).

 Свойства озона:
" Способность поглощать биологически опасное ультрафиолетовое излучение Солнца
" Озон - сильнейший окислитель (попросту яд), поэтому приземный озон опасен
" Способность поглощать инфракрасное излучение земной поверхности Способность прямым и косвенным образом влиять на химический состав атмосферы
 В отличие от других атмосферных составляющих озон появился в атмосфере исключительно химическим путём и является наиболее молодой атмосферной компонентой. Наиболее ценным с экологической точки зрения свойством озона является его способность поглощать биологически опасное ультрафиолетовое излучение Солнца; в то же время как химическое соединение озон является сильнейшим окислителем (попросту ядом), способным при непосредственном контакте отравить ту самую флору и фауну, которую он защищает в качестве стратосферного озонового слоя. Помимо этого озон является эффективным парниковым газом. И, наконец, озон оказывает заметное влияние на малые активные составляющие атмосферы (такие, например, как гидроксильный радикал), а через них - и на стабильные компоненты, которые как и сам озон поглощают и ультрафиолетовое и инфракрасное излучение. Тем самым озон оказывает не только прямое, но и косвенное влияние на парниковый эффект и уровень поверхностного УФ излучения.

                      Загрезненние атмасферы.

            Изменения в составе атмосферы могут происходить под влиянием природных катастроф, например извержения вулканов. Но основные изменения происходят под влиянием хозяйственной деятельности человека: большинство современных технологических процессов, работа транспорта связаны с потреблением кислорода и выбросом пыли, газа, живой и неживой органики, электромагнитным излучением.

         Промышленные выбросы увеличиваются в среднем на 2 - 5 % в год.

Воздух большого города сильно отличается от чистого лесного воздуха. Причина этого - выбросы автотранспорта, котельных и промышленных предприятий. Автомобили и котельные выбрасывают стандартный набор газов: сернистый газ SO2, оксиды азота NOи NO2, угарный газCO, Aформальдегид HCOH, а также сажу.

         Металлургические предприятия выбрасывают в воздух сернистый газ, угарный газ, формальдегид и циановодород HCN. В окрестностях алюминиевых заводов атмосфера обычно загрязнена фтороводородом. Целлюлозно - бумажные комбинаты «обогащают» окружающий воздух сероводородом, хлором, фенолом C6H5OH и формальдегидом. Такие предприятия сильно ухудшают качество воздуха. а) Оксид углерода.  Получается при неполном сгорании углеродистых веществ.  В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн.т.  Оксид углерода является соединением,  активно реагирующим  с составными частями атмосферы и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или  переработки  сернистых  руд.

в) Серный  ангидрид. Образуется  при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является  аэрозоль или раствор серной  кислоты  в дождевой воде,  который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека.  Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой  влажности воздуха. Листовые пластинки растений, произрастающих на расстоянии менее  11 км.  от таких предприятий,  обычно  бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной  кислоты.

 

г) Сероводород и сероуглерод.  Поступают в атмосферу  раздельно        или  вместе в другими соединениями серы.  Основными источниками выброса являются предприятия  по  изготовлению  искусственного волокна,  сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы.

 

д) Оксиды  азота.  Основными  источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения,  азотную кислоту и нитраты,  анилиновые красители.

 

е) Соединения фтора. Фторсодержащие вещества поступают в  атмосферу в виде газообразных соединений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим  эффектом.  Производные  фтора  являются сильными инсектицидами.

ж) Соединения  хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих  соляную  кислоту. В атмосфере встречаются как примесь  молекулы хлора и паров соляной кислоты.

 

 При эксплуатации автомобилей, котлов, отапливаемых углем и мазутом, доменных печей, коксохимических,сталеплавильных, цементных, целлюлозно-бумажных, нефтеперерабативающих и химических заводов не всегда соблюдаются меры экологиеской безопасности. И тогда в атмосферу в изобилии поступают вещества-загрязнители – поллютанты.

 Некоторые поллютанты различают по запоху.выхлопные газы автомобилей застаиваются над поверхностью земли на высоте полутора метров.

Поллютаны в атмосфере(сернистый ангидрид(двуокись серы),Сернистый ангидрид(трехокись серы),окись углерода, углеводороды, окись азота, фтор, свинец, пылевидные отходы, радиоактивные элементы.). каждый из этих поллютпнт вредит Земле, угнетает растения, поражает косную ткань, вызивают также болезни. Если не приостоновить выбрасы в атмосферу человек сам себя тогда загубид и Землю за одно.

    Меры по охране атмосферы от загрезнения.

 

    Защита атмосферы включает комплекс технических и администра-тивннх мер, прямо или косвенно направленных на прекращение или по крайней мере уменьшение возрастающего загрязнения атмосферы, являющегося следствнем промышленного развития..

     Защита атмосферы не может быть успешной при односторонних и половинчатых мерах, направленных против конкрет­ных источников загрязнения. Наилучшие результаты могут быть получены лишь при объективном, многостороннем подходе к определению причин загрязнения атмосферы, вкладу отдельных источников и выявленню реальных возможностей ограничения этих выбросов.Многие современные техногенные вещества при попадании в атмосферу представляют собой немалую угрозу для жизни человека. Они наносят большой ущерб здоровью людей и живой природе. Некоторые из этих веществ могут переносится ветрами на большие расстояния. Для них не существует границ государств, в следствии чего данная проблема является международной.

          В городских и промышленных конгломератах, где имеются значительные концентрации малых и больших источников загрязняющих веществ, лишь комплексный подход, базирующийся на конкретных ограничсниях для конкретных источников или их групп, может привести к установлению приемлемого уровня загрязненил атмосфери при сочетании оптимальных зкономических и технологических условий. Исходя из этих положений необходим независимый источник информации, который располагал бы сведениями не только о степени загрязнения атмосферы, но и видах технологических и административных мер. Объективная оценка состояния атмосферы совместно со сведениями обо всех возможностях уменьшения выбросов позволяет создать реальние планы и долговременние прогнозы загрязнения атмо­сферы применительно к наихудшим и наиболее благоприятным обстоятельствам и формирует твердую основу для выработки и укреплениия программы защиты атмосферы.

        По продолжительности программы защиты атмосферы подраз-деляются на долговременные, средней продолжительности и кратковременные; методи подготовки планов по защите ат­мосфери базируются на обычных методах планирования и координируются так, чтобы удовлетворять долговременные требования в этой области.

    Важнейший фактор в формированни прогнозов по защите атмосферы - количественная оценка будущих выбросов. На основании анализа источников выбросов в отдельных промышленних районах, особенно в результате процессов сгорания, за­ведена общенациональная оценка основных источников твер­дых и газосбразных выбросов за последнне 10—14 лет. Затем сделан прогноз о возможном уровне вибросов на предстоящие 10—15 лет. При этом были учтены два направлення развития национальной экономики: 1) пессимистическая опенка—допущение о сохранении существующего уровня технологии и ограничений по выбросам, а также о сохранении существующих методов контроля загрязненнй на действующнх источниках. 2) оптимистнческая оценка—долущение о макснмальном развнтии и использовании новой технологии с ограниченным количеством отходов и применении методов, снижающнх твердые и газообразные выбросы как от сушествующих, так и от новых нсточников. Таким образом, оптимистическая оценка становится цслью при уменьшении выбросов.

    Степень вредности загрязняющих природу веществ зависит от многих факторов окружающей среды и от самих веществ. Научно-технический про­гресс ставит задачу разработать объективные и универсальные критерии вред­ности. Это основополагающая проблема защиты биосферы на сегодняшний день окончательно ещё не решена.

    Отдельные области исследований по защите атмосферы часто группируются в список в соответствии с рангом процессов, приводящие к ее загрязнению.

1. Источники выбросов (местоположение источников, применяемое сырье и методы его переработки, а также технологические процессы).

2. Сбор и накопленис загрязняющих веществ (твердых, жидких и газообразных).

3. Определение и контроль за выбросами (методы, приборы, технологни).

4. Атмосферные процессы (расстояние от дымових труб, пе­ренос на дальние расстояния, химические превращения загряз­няющих веществ в атмосфере, расчет ожидаемого загрязнения и составление прогнозов, оптимизация висоты дымових труб).

5. Фиксация выбросов (методы, приборы, стационарные и мобильные замери, точки замеров, сетки замеров).

6. Воздействие загрязненной атмосферы на людей, животных, растения, строения, материалы и т. д.

7. Комплексная защита атмосферы в сочетании с защнтой окружающей среды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Список используемой литературы!

1.  Т.Миллер «Жизнь в окружающей среде».   т. 1. Москва, изд. 1980.

2.  Т.Миллер «Жизнь в окружающей среде».   т. 3. Москва, изд. 1980.

3.  Энциклопедия. Том 19. Экология. Издательство «Аванта +».

4.  Люсьен Матье «Сбережем Землю» Москва 1985 года.

5.  «Земля людей» Москва 1979 года

6.  «Что такое? Кто такой?» Том 1 «абвгде» Москва 1990 года.

7.  Чуйкова Л.Ю. «Общая Экология» – М.: Астрахань, 1996.