«Загрязнение атмосферы. Характеристика загрязнителей. Методы их обезвреживания»

ВВЕДЕНИЕ 3
1 АТМОСФЕРА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ, СТРУКТУРА 4
2 ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ 5
2.1 Виды и источники загрязнений 5
2.2 Состояние атмосферного воздуха 7
3 ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ: ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ 9
3.1 Виды обезвреживания выбросов загрязняющих веществ 10
3.1.1 Системы промышленной очистки воздуха 11
3.1.2 Абсорбционная установка 12
4 ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА 17
4.1 Система охраны атмосферного воздуха от загрязнения 17
4.1.1 Очистка выбросов в атмосферу 18
4.1.2 Планирование санитарно-защитных зон 18
4.1.3 Защита атмосферы от иных видов антропогенного воздействия 18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 19
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 20

1 АТМОСФЕРА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ, СТРУКТУРА

Атмосфера является газообразной земной оболочкой, включающей смесь разных газов на высоту 100 км. от планеты. Слоистая структура атмосферы регулирует тепловой режим и защищает живые организмы.
Компоненты атмосферы:
• Азот 78%;
• Кислород 21%;
• Аргон 0,9%;
• Углекислый газ 0,03%;
• Прочие газы 0,07%.
Атмосфера состоит из нескольких оболочек:
• тропосфера
• стратосфера
• озоновый слой
• мезосфера
• термосфера
• экзосфера
Тропосфера — это та оболочка, которая ближе всего находится к Земле. Высота ее примерно 10-18 км. Каждые 100 метров вверх температура воздуха понижается на 0,6 градусов. В тропосфере содержится большое количество примесей и водяного пара. В тропосфере происходит множество различных процессов в результате которых появляются облака и осадки. На верхней границе тропосферы находится тропопауза.
Следующий слой атмосферы носит название стратосфера.
...

2 ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ
Загрязнение атмосферы Земли — поступление в атмосферный воздух неспецифичных для него физических, химических и биологических веществ или изменение их естественной концентрации.
Всемирная организация здравоохранения ведет статистику нарушения здоровья людей в результате любого вида атмосферных загрязнений. Так, ежегодно 3,7 миллиона человек умирают в результате атмосферного загрязнения и появления онкологических заболеваний.
Основным документом, регулирующим и снижающим выбросы загрязнений является Киотский протокол.
Вещества, попавшие в атмосферу, не остаются постоянно в своем первоначальном состоянии, в результате химических реакций появляются другие соединения.
Вредные вещества, которые присутствуют в атмосфере могут быть причинами появления смога. Смог крайне отрицатель сказывается на жизнедеятельности и здоровье людей.
Некоторые химические вещества в атмосфере преобразовываются в кислоты, в результате чего на землю выпадают кислотные дожди.
...

2.1 Виды и источники загрязнений
Источники загрязнения:
• Природные – естественные минеральные, микробные или растительные загрязнители в виде вулканических извержений, лесных пожаров, растительной пыльцы и пр.;
• Антропогенные – загрязнения в результате эксплуатации транспортных средств, промышленных выбросов, бытовых отходов.
Основные загрязнители:
1. Оксид углерода (бесцветный газ, не имеющий запаха и прочих признаков присутствия в результате неполного выгорания топлива);
2. Двуокись углерода (бесцветный газ, характеризующийся стойким кислым запахов в результате распада углерода);
3. Диоксид серы (газ с резким запахом – сернистый ангидрид, образую-щийся при сгорании серосодержащих веществ);
4. Оксиды азота (газы выделяющиеся на азотопроизводящих предприятиях, в результате эксплуатации транспортных средств);
5. Озон (сильный окислитель среди подобных газов, наиболее токсичный загрязнитель);

2.2 Состояние атмосферного воздуха
В более чем 200 городов в России с численностью населения более 60 млн человек среднегодовые концентрации загрязнителей воздуха превышают предельно допустимые концентрации. Такие города находятся в Башкортостане, Мурманской, Новосибирской, Нижегородской, Ростовской, Новосибирской, Сахалинской, Самарской областях и др.
Россия находится в числе лидеров по загрязнению атмосферы. Центры концентрации загрязнения воздуха находятся в: Санкт-Петербурге, Москве, Волгограде, Калининграде, Екатеринбурге, Норильске, Новосибирске, Братске, Владимире, Иркутске и др.
Главный источник загрязнения атмосферы – объекты промышленности. Крупнейший центр загрязнения – Заполярный филиал «Норильский никель». На него приходится до 10% всех выбросов от стационарных источников в стране.
В более половины городов России степень загрязнения воздуха оценивается как очень высокая.
...

3 ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ: ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ

В настоящее время выработаны следующие основные пути решения проблемы загрязнения воздуха:
1. Поглотительный метод. Он предполагает установку фильтров из известняка, активированного угля, аммиака. Все эти соединения обладают способностью поглощать вредные газы. Этот метод считается одним из самых распространенных, в связи с его простотой и высоким качеством очистки. Недостатком поглотительного (абсорбционного) способа является то, что фильтрующие установки имеют большие габариты и занимают очень много места. Сложности также связаны с необходимостью периодической замены очистительной жидкости.
2. Окислительный метод. Этот способ предполагает "выжигание" вредных примесей. Однако при этом выделяется углекислый газ.
3. Каталитический метод. Он позволяет пропускать токсичные газы и пары через твердые катализаторы, способствующие ускорению их отделения.
...

3.1 Виды обезвреживания выбросов загрязняющих веществ
Грубая очистка выполняется методом сухой фильтрации в циклонах, чтобы удалить из воздушного потока крупные частицы пыли или сажи. Во второй ступени обезвреживания воздуха применяется один из следующих способов:
• промывка технической водой или растворами реагентов,
• адсорбция,
• термическая нейтрализация,
• каталитическая нейтрализация.
Обезвреживание выбросов загрязняющих веществ методом промывки осуществляется при контакте газа и жидкости, которая стекает в виде пленки или распыляется как завеса. Для этой технологии используются скрубберы, башни орошения и барботажные промыватели.
Адсорбция – поглощение вредных компонентов насыпными твердыми веществами с развитой поверхностью. Обезвреживание воздуха по этой технологии осуществляется в адсорбционных колоннах. Реакция обратима, поэтому адсорбент можно использовать многократно.
...

3.1.1 Системы промышленной очистки воздуха
Выпускаются различные устройства газоочистки:
Скрубберы Вентури – аппараты мокрой чистки, работающие по принципу смачивания. Могут работать не только с водой, но и с другими жидкостями.

Рисунок 1- Скруббер Вентури
1- орошающая форсунка
2- труба Вентури
3- каплеуловитель
Скрубберы горизонтального типа – устройства для очистки воздуха от кислотных и щелочных соединений. Оптимальное решение для помещений, габариты которых не позволяют выполнить монтаж вертикальных моделей. Обеспечивается очистка до 99%.
Абсорберы пенные – очистка высокотемпературных выбросов, газоочистка при гальванических процессах, на предприятиях полиграфической, химической и металлургической промышленности.
Пылеуловители для крупнодисперсной, мело и среднефракционной пыли. При этом само устройство устойчиво к износу при воздействии абразивных частиц. Оно подходит для газовоздушного потока с высоким уровнем загрязненности.
...

3.1.2 Абсорбционная установка
Абсорбционная установка – тип оборудования, использующегося при очистке газовоздушного потока от вредных химических примесей. Технология основана на способности жидких растворов (абсорбентов) поглощать определенные вещества при контакте с газообразной средой.
Основные сферы применения абсорбционных установок – нефтеперерабатывающие и химические фабрики. Также это оборудование устанавливается на объектах ЖКХ, заводах по переработке мусора или промышленных отходов и на других промышленных объектах.
Сегодня в промышленности используют три типа подобных установок для газоочистки:
• распыливающие абсорберы,
• барботажные колонны,
• поверхностные абсорбционные устройства.
При изменении условий, некоторые разновидности абсорбер аппаратов способны функционировать в разных режимах. Пример: часто взаимозаменяемы пленочные и пенные установки.
...

4 ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

Атмосфера является наиболее подвижной и динамичной геосферной оболочкой Земли. Она легко воспринимает в себя различные виды загрязнений, но обычно удерживает их относительно недолго. Даже при наиболее масштабных извержениях вулканов, выбрасывающих сразу огромные массы пылевых частиц, атмосфера полностью очищается от них уже за несколько месяцев.
Однако, будучи высокодинамичной системой, даже при высокой скорости обмена веществ, атмосфера способна переносить загрязняющие вещества на огромные расстояния. Поэтому защита атмосферного воздуха от загрязнения имеет особое, общепланетарное значение. Конечно, было бы лучше полностью прекратить загрязнять атмосферу, но при наличном уровне технологии это пока невозможно.
Воздействие человека на атмосферу отнюдь не исчерпывается только ее химическим загрязнением. Сюда относится и группа факторов, связанных с воздействием на климат, а также различные физические свойства атмосферы.
...

4.1 Система охраны атмосферного воздуха от загрязнения
Включает целый комплекс взаимосвязанных методов, направленных на охрану воздушного бассейна от антропогенного воздействия. Одним из важнейших элементов этой системы является санитарный надзор за чистотой воздуха.
Одним из основных подходов к охране атмосферного воздуха является нормирование загрязнений. Оно может касаться содержания в воздухе различных веществ, или объемов их выбросов при хозяйственной деятельности. Гигиенические нормативы – это государственное требование к предприятиям. За их выполнением следят специально уполномоченные органы. Важным аспектом контроля выбросов является инвентаризация источников выбросов вредных веществ а атмосферу. Ее результаты служат основой для разработки норм предельно допустимых выбросов на каждом хозяйственном объекте. ПДК устанавливаются обязательно с учетом предельно допустимых концентраций каждого из загрязнителей.
...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В основе проблемы «глобального потепления» лежит выброс парниковых газов (определяющая роль принадлежит углекислому газу) в атмосферу. Углекислый газ образуется следствие сжигания человеком минерального топлива.
Повышение средней температуры воздуха в мире приведет к: исчезновению сибирских лесов и таянию арктических льдов, повышению уровня Мирового океана, затоплению его обширных прибрежных участков.
В последние десятилетия наблюдается значительное уменьшение озонового слоя. Зарегистрированы периодически появляющиеся «озоновые дыры» в Антарктике, в высоких широтах Северного полушария. Спад озона ведет к повышению биологически активной ультрафиолетовой радиации, что, в свою очередь, влияет на различные экосистемы. Происходит ослабление процессов фотосинтеза, уменьшение биомассы, нарушается резистентность фитопланктона, происходит интенсификация разложения неживого органического вещества, распад водных гумусовых соединений.
...

1. Голдовская Л.Ф.: Химия окружающей среды. - М.: Мир, 2015
2. Еремкин А.И.: Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. - М.: АСВ, 2011
3. Квашнин И.М.: Промышленные выбросы в атмосферу. Инженерные расчеты и инвентаризация. - М.: АВОК-ПРЕСС, 2015
4. Новиков Ю.В.: Экология, окружающая среда и человек. - М.: ФАИР-ПРЕСС, 2014
5. Хотунцев Ю.Л.: Экология и экологическая безопасность. - М.: Академия, 2012