Качество окружающей среды состояние окружающей среды, которое характеризуется физическими, химическими, биологическими и иными показателями и (или) их совокупностью



страница6/48
Дата18.07.2022
Размер0,49 Mb.
#187509
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   48
Связанные:
2.1.-2.3.
экология, Программа конференции 20-25.05
Загрязнение атмосферы
Под атмосферным загрязнением понимают присутствие в воздухе газов, паров, частиц твердых и жидких веществ, тепла, колебаний, излучений, которые неблагоприятно влияют на растения, животных, человека, климат, материалы, здания и сооружения.
Оптимальные для жизни и деятельности человека условия окружающей среды (и ее важнейшего компонента - атмосферного воздуха) находятся в определенных, относительно узких пределах. Увеличение или уменьшение границ этих пределов означает качественное изменение условий жизни человека.
Источники загрязнения атмосферы
Загрязнители атмосферы, так же как и других объектов природы, разделяют на механические, физические и биологические. К механическим относят вещества в твердом, жидком и газообразном состоянии.
К физическим загрязнениям относят:
тепловые, возникающие в результате повышения температуры атмосферы (поступление в атмосферу нагретых газов);
световые, происходящие при ухудшении естественной освещенности местности под воздействием искусственных источников света;
шумовые, являющиеся следствием возникновения антропогенных шумов;
электромагнитные, вызванные изменением электромагнитных свойств среды (от линий электропередач, радио, телевидения, работы некоторых видов промышленных установок);
радиоактивные, связанные с повышением уровня поступления радиоактивных веществ в атмосферу.
Качество воздуха ухудшается также из-за присутствия в нем носителей неприятных запахов.
Биологические загрязнения в основном являются следствием размножения микроорганизмов и антропогенной деятельности. Источники антропогенного загрязнения атмосферы - теплоэнергетика, промышленность, транспорт, деятельность вооруженных сил (в том числе и в мирное время).
Аэрозоли
Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы. Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест.
Различают дисперсионные и конденсационные аэрозоли. Дисперсионные аэрозоли образуются при измельчении (диспергировании) твердых и жидких веществ. Конденсационные аэрозоли образуются при конденсации насыщенных паров, а также в результате газовых реакций.
Дисперсионные частицы обычно значительно грубее, чем конденсационные, обладают большей полидисперсностью, имеют неправильную форму. Конденсационные аэрозоли имеют часто правильную шарообразную или кристаллическую форму и при коагуляции, сливаясь, снова получают шарообразную форму.
К аэрозолям относятся пыли, туманы и дымы.
Пылями называют дисперсионные аэрозоли с твердыми частицами, независимо от дисперсности. Пылью обычно также называют совокупность осевших частиц (гель или аэрогель).
Под туманами понимают газообразную среду с жидкими частицами как конденсационными, так и дисперсионными, независимо от их дисперсности.
Дымами называют конденсационные аэрозоли с твердой дисперсной фазой или включающие частицы и твердые, и жидкие.
На практике часто приходится встречаться с аэрозолями, включающими частицы как дисперсионного, так и конденсационного происхождения, обычно ультрамикроскопического размера.
Часто бывает затруднительно провести четкую границу между различными видами аэрозолей. Объясняется это тем, что аэрозольные системы состоят из частиц различного происхождения. Происходит к тому же непрерывное взаимодействие этих частиц, осаждение малых частиц на более крупные и т. д. Аэрозольная система не находится в неизменном состоянии. В результате взаимодействия частиц происходит их укрупнение, разрушение конгломератов, осаждение частиц и т. д.
Аэрозоли обычно полидисперсны, т. е. содержат частицы различных размеров. Монодисперсные частицы встречаются как исключение. Их в некоторых количествах в виде порошков изготовляют для калибровки пылеизмерительных приборов.
В технике и в повседневной жизни постоянно приходится сталкиваться с веществами, находящимися в измельченном состоянии. Многие технологические процессы направлены на приведение их в такое состояние, например, помол зерна для получения муки.
Основное внимание уделено рассмотрению пыли, так как в большинстве случаев воздух приходится очищать от данного вида аэрозоля. Большинство систем очистки предназначено для улавливания пыли. Рассматриваются также другие виды аэрозолей.
Пыль может быть классифицирована по нескольким признакам, в том числе по своему происхождению, т. е. по материалу! из которого она образована.
В зависимости от происхождения различают пыль естественного происхождения и промышленную. Первая образуется в результате процессов, не связанных непосредственно с процессом производства, хотя во многих случаях имеется взаимосвязь между этим видом пылеобразования и хозяйственной деятельностью человека.
К пыли естественного происхождения относят пыль, образующуюся в результате эрозии почвы (на этот процесс, конечно, влияет деятельность человека), а также пыль, возникающую при выветривании горных пород, пыль космического происхождения и т. д. Естественное происхождение имеют также органические пылевидные частицы - пыльца, споры растений. К образующейся в результате эрозии почвы, обветривания горных пород и т. п. близка по составу пыль, возникающая при выветривании строительных конструкций, дорог и других сооружений.
С пылью естественного происхождения приходится сталкиваться, главным образом, при решении вопросов очистки приточного воздуха перед поступлением его в вентилируемые помещения. Промышленная пыль возникает в процессе производства. Почти каждому виду производства, каждому материалу или виду сырья сопутствует определенный вид пыли.
Многие технологические процессы направлены на получение различных материалов, состоящих из мелких частиц, например, цемента, строительного гипса, муки и т. д. Совокупность этих частиц правильно называть пылевидным материалом. Соответствующей пылью (например, цементной, мучной и т. д.) обычно называют наиболее мелкие частицы этих материалов, разносимые потоками воздуха.
Большая часть видов пыли возникает в результате процессов, связанных с обработкой материалов (резание, шлифование и т. п.), их сортировкой и транспортированием (погрузка, разгрузка и т. п.).
В зависимости от материала, из которого пыль образована, она может быть органической и неорганической.
В свою очередь органическая пыль бывает растительного (древесная, хлопковая, мучная, табачная, чайная и т. д.) и животного (шерстяная, костяная и др.) происхождения.
Неорганическая пыль подразделяется на минеральную (кварцевая, цементная и др.) и металлическую (стальная, чугунная, медная, алюминиевая и др.).
Значительная часть промышленных пылей - смешанного происхождения, т. е. состоит из частиц неорганических и органических или, будучи органической, включает в себя частицы минеральной и металлической пыли. Например, зерновая пыль, кроме частиц, образующихся при измельчении зерна, содержит также минеральные частицы, попавшие в массу зерна при выращивании и сборе урожая. Пыль, выделяющаяся при шлифовании металлических изделий, кроме металлических частиц, содержит минеральные частицы, образующиеся при взаимодействии обрабатываемого металла и орудий его обработки (абразивного круга и т. д.). Это нужно учитывать при выборе методов очистки и пылеулавливающего оборудования.
Дисперсность - степень измельчения вещества. Под дисперсным (зерновым, гранулометрическим) составом понимают распределение частиц аэрозолей по размерам. Он показывает, из частиц какого размера состоит данный аэрозоль, и массу или количество частиц соответствующего размера.
Дисперсность в значительной мере определяет свойства аэрозолей. В результате измельчения изменяются некоторые свойства вещества и приобретаются новые. Это вызвано, в основном, тем, что при диспергировании вещества многократно увеличивается его суммарная поверхность. Например, при измельчении тела, имеющего форму куба и размеры 201010 мм, и превращении его в частицы кубической формы с размером 1 мкм, суммарная поверхность материала возрастет в 10000 раз и станет равной 6 м2 (вместо 600 мм2).
В результате резкого увеличения суммарной поверхности вещества повышается поверхностная энергия, что влечет за собой увеличение физической и химической активности. Очень быстро и интенсивно протекают реакции окисления этих веществ. О повышении физической активности говорит, например, то, что измельченные вещества растворяются во много раз быстрее, чем исходный материал.
Во взвешивающей газообразной среде присутствует влага, пары кислот, щелочей. В результате их поглощения свойства частиц отличаются от свойств исходного материала.
Дисперсный состав характеризует аэрозоль с различных сторон. Кроме физических и химических свойств, дисперсный состав определяет в значительной мере характер и условия распространения аэрозолей в воздушной среде. Мелкодисперсная пыль осаждается значительно медленнее, а особо мелкодисперсная пыль практически вовсе не осаждается. Таким образом, рассеивание пылевых частиц в воздухе в значительной мере определяется дисперсным составом пыли. Важнейший вопрос пылеулавливания - выбор пылеулавливающего оборудования - решается главным образом на основании дисперсного состава пыли.
Дисперсный состав пыли имеет первостепенное значение для разработки и совершенствования пылеулавливающих аппаратов и систем, а также для осуществления мероприятий по предотвращению выделения пыли и ее распространению.
Дисперсный состав аэрозолей определяют лабораторными исследованиями с использованием различных методов.
Имеется несколько способов выражения размеров пылевых частиц: по диаметру частицы; по размеру в свету наименьших размеров ячеек сита, через которые проходят данные частицы; по диаметру шарообразных частиц, имеющих такую же массу; по наибольшему линейному размеру частиц неправильной формы; по диаметру условных шарообразных частиц, обладающих при одинаковой плотности скоростью витания, равной скорости витания данной пылевой частицы. Точно размер частицы может быть выражен диаметром шарообразной частицы. Однако частицы такой формы практически не встречаются. Поэтому для выражения размера частицы пользуются понятиями эквивалентный диаметр, седиментационный диаметр и др.
Эквивалентный диаметр частицы неправильной формы - диаметр шара, объем которого равен объему частицы, или диаметр круга, площадь которого одинакова с площадью проекции частицы.
Седиментационный диаметр частицы - диаметр шара, скорость оседания и плотность которого соответственно равны скорости оседания и плотности частицы неправильной формы.
Интервал дисперсности аэрозольных частиц весьма велик: от 10-7 до 1 см. Нижний предел определяется возможностью длительного самостоятельного существования весьма малых частиц; верхний предел ограничен тем, что крупные частицы весьма быстро осаждаются под действием сил тяжести и во взвешенном состоянии практически не наблюдаются.
Весь диапазон размеров частиц разбивают на фракции. Фракция объединяет частицы, находящиеся в пределах одного интервала размеров рекомендуемой шкалы. Например, применяют следующую шкалу размеров пылевых частиц: 1 — 1,3 — 1,6 — 2,0 — 2,5 — 3,2 — 4,0 — 5,0 — 6,3 — 8,0 — 13 — 16 — 20 — 25 — 32 — 40 — 50 — 63 мкм.

К распространенным вредным веществам относятся аэрозоли различного происхождения - пыль, туман, дым; соединения углерода (оксид, диоксид и др.); соединения серы (сероводород, диоксид серы и др.); соединения азота (аммиак, оксиды азота и др.); галоиды (хлор, фтор, бром и их соединения); фосфор и его соединения (фосфористый водород и др.); мышьяк и его соединения (мышьяковистый водород и др.); цианистые соединения (цианистый водород, соли цианистой кислоты и др.); тяжелые и редкие металлы (свинец, ртуть, марганец, цинк, кобальт, хром, ванадий и др.); углеводороды ароматического ряда (бензол, толуол, ксилол); углеводороды жирного ряда (бензины и др.); спирты жирного ряда (метиловый, этиловый и др.); простые эфиры и др.


Многие технологические процессы на предприятиях металлургической, химической, нефтехимической промышленности, в ряде цехов машиностроительных заводов, на многих других производствах сопровождаются поступлением вредных газов и паров в атмосферный воздух. Изготовление и использование полимерных материалов и смол сопровождается выделением токсичных веществ. По этой причине ограничено применение в строительстве фенолформальдегидных полиэфирных смол. Выделяют вредные для живых организмов газы дифенилпропан, эпоксидные смолы и др. Полистирольные и поливинилхлоридные пленки загрязняют атмосферу стиролом, дибутилфталатом. Активным загрязнителем атмосферного воздуха является транспорт, в первую очередь автомобильный.
Примерный состав продуктов, находящихся в промышленных газообразных выбросах, приведен в табл. 2.3.
Таблица 2.3. Состав отходящих газов по отраслям промышленности
Вид производства
Химический состав газообразных отходов
Переработка нефти
Меркаптаны, сероводород, аммиак, органи­ческие соединения азота, оксид углерода
Производство газа из каменного угля
Соединения серы (сероводород, сероугле­род, тиофен, тиолы, серооксид углерода)
Переработка природного газа
Сероводород, меркаптаны
Производство кислот и щелочей
Кислородные соединения азота и серы
Производство минеральных и ор­ганических удобрений
Аммиак, соединения серы, фтористый во­дород, меркаптаны, триметиламин и др.
Химические заводы (производст­во смол, лаков, пластмасс, жиров, масел и т.д.)
Формальдегид, амины, амиды, растворите­ли, соединения серы, ацетилен, фенол и др.
Фармацевтические заводы, пиво­варенные заводы, процессы сбражи­вания
Амины, восстановленные соединения серы, фурфурол, метанол
Текстильные и бумажные фабри­ки
Мочевина, продукты распада крахмала, ди­метил сульфид
Основными газовыми загрязнителями атмосферного воздуха являются следующие вещества.
Оксид углерода (угарный газ СО) - бесцветный газ, без запаха. Высокотоксичное вещество. Плотность по отношению к воздуху 0,967. Образуется в результате неполного сгорания углерода (сгорание углерода в условиях недостатка кислорода). Выделения СО происходят в литейных, термических, кузнечных цехах, в котельных, особенно работающих на угольном топливе; СО содержится в выхлопных газах автомашин, тракторов и т.д.
Сероводород (H2S) - бесцветный газе запахом тухлых яиц. Температура кипения 60,9 °С, плотность по отношению к воздуху 1,19. Горит синим пламенем с образованием воды и диоксида серы. Встречается при переработке, получении или применении сернистого бария, сернистого натрия, сурьмы, в кожевенной промышленности, в свеклосахарном производстве, на фабриках искусственного шелка, при добыче нефти и ее переработке и других производствах. Обладает высокой токсичностью.
Диоксид серы (сернистый газ SO2) - бесцветный газ с острым запахом. Плотность по отношению к воздуху 2,213. Встречается при сжигании топлива, содержащего серу, в котельных, кузницах, литейном производстве, при производстве серной кислоты, на медеплавильных заводах, в кожевенном производстве и ряде других. Весьма распространенное вредное вещество.
Окислы азота являются смесью соединений азота при их различном соотношении. Весьма распространенные вредные вещества, выделяются при производстве азотной кислоты, удобрений, при взрывных работах и др.
Газовые загрязнения, как и аэрозольные, значительно ухудшают качество атмосферного воздуха, а в ряде случаев делают его непригодным для нахождения в нем людей.
Для того чтобы избежать этих тяжелых последствий и поддерживать качество воздуха на уровне, соответствующем санитарным требованиям, выбросы в атмосферу должны очищаться не только от аэрозольных загрязнений, но также от вредных паров и газов проведением технологических мероприятий.
Газообразные загрязнители атмосферного воздуха (вредные газы и пары) по существу представляют собой газовые растворы (смеси газов). Наиболее важной характеристикой любого раствора является его состав. Он отражает и качественную (из каких компонентов раствор состоит), и количественную (в каких концентрациях компонент содержится в растворе) стороны раствора. Имеется несколько способов выражения концентраций раствора.
Гомогенную газовую смесь представляют в виде смеси идеальных газов, считая возможным применять к ней и к каждому ее компоненту законы идеальных газов. Существует несколько общепринятых способов выражения состава такой смеси.


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   48




База данных защищена авторским правом ©psihdocs.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница