1. Джерела забруднення та їх викиди в атмосферу.
За походженням джерела забруднення атмосфери поділяють на природні і штучні. До природних джерел атмосферного забруднення відносять пилові бурі, виверження вулканів, космічний пил і т. і. Продукти природного забруднення атмосфери на 3/4 складені із неорганічних речовин. Це продукти вивітрювання гірських порід, частинки грунтів, попіл, сіль і т.і.
В атмосфері Землі присутні різноманітні органічні домішки, які є продуктами життєдіяльності організмів. Це вуглеводні спирти, органічні кислоти, ефіри, альдегіди. Фітогенні хімічно активні газоподібні продукти виділення отримали назву атмовітамінів. Вони використовуються багатьма організмами для життєвих потреб. Органічні речовини, які згубно діють на бактерії, мікроорганізми, гриби отримали назву фітонциди.
Щорічне поступлення в атмосферу морських солей оцінюється від 0,700 до 1,5 млрд. т, винесення ґрунтового пилу - 7-700 млн.т. Утворення аерозолей внаслідок лісових пожеж - 35-360 млн.т. Сумарно від усіх джерел в атмосферу поступає до 2,3 млрд. т. аерозолей природного походження.
Основним джерелом штучного забруднення атмосфери є промислові підприємства, транспортні засоби, підприємтва комунального сектора, сільського господарства. Атмосферні забруднювачі поділяють на первинні, які безпосередньо поступають в атмосферу, і вторинні, які є продуктом перетворення первинних. Так сірчистий газ окислюється до сірчаного ангідріду, який при взаємодії з водяною парою утворює сірчану кислоту. Подібним чином в результаті хімічних, фотохімічних, фізико-хімічних реакцій між забрудннючими речовинами і компонентами атмосфери утворюються вторинні забруднювачі.
Серед галузей промисловості головними джерелами атмосферних забруднень виступають: елекроенергетика (27%), металургія (26%), будівельна індустрія (13%). Підприємства теплоенергетики, металургійних і хімічних галузей, котельні установки споживають щороку близько 70% твердого і рідкого палива, яке видобувається. В результаті їх діяльності в атмосферу виділяються наступні газові викиди:
- вуглекислий газ (СО2) - продукти згорання палива, яких щорічно потрапляє в атмосферу понад 2 млрд. т. Нешкідливий для людського організму, використовується в побуті, господарських цілях. Особливу небезпеку створює вуглекислий газ, затримуючи теплове випромінювання в приземному шарі атмосфери. Ця властивість вуглекислоти в атмосфері отримала назву парникового або оранжерейного ефекту;
- чадний газ (СО) - продукт неповного згорання палива. В повітря потрапляє з автомобільними викидами (60%), викидами промислових підприємств, при спалюванні твердих відходів, при лісових пожежах. Щороку його поступає в атмосферу близько 250 млн. т. Значна частина його поглинається ґрунтовими мікроорганізмами. Газ без запаху, кольору, смаку. При значних концентраціях в закритих приміщеннях вступає в реакцію з гемоглобіном крові, витісняючи кисень і може призвести до кисневого голодування організму, його загибелі;
- сірчистий газ (SO2) виділяєтьсья при спалюванні вугілля, переробці сірчистих руд, горінні органічних решток і т.і. Обсяги річних викидів в атмосферу складають близько 200 млн.т. Окислення сірчаного ангідріда відбувається при фотохімічних і каталітичних реакціях. Формується аерозоль або розчин в дощовій воді, який підкислює грунти, водойми, прискорює корозію металів, загострює захворювання дихальних шляхів людини;
- оксиди азоту (N2O, NO2, NO) утворюються при згоранні палива, виробництві добрив, кислот, віскозного шовку, целулоїду. Щороку в атмосферу від індустріальних джерел поступає близько 20 млн.т азотистих сполук;
- сполуки хлору поступають в атмосферу від підприємств хімічної промисловості, виробництва пестицидів, органічних барвників, гідролізного спирту, соди, соляної кислоти. Токсичність хлору для рослин і тварин визначаєтсья його концентрацією і формуванням відповідних сполук;
- сполуки фтору виділяються в атмосферу підприємствами по виробництву алюмінію, сталі, емалей, скла, кераміки, фосфоритних добрив. Сполуки фтору характеризуються особливо сильним токсичним ефектом. Надмірна концентрація фтористих сполук в кормах викликає хронічну інтоксикацію тварин, яку називають флуроозом. Дуже чутливими до сполук фтору є комахи.
Важливим джерелом атмосферних забруднень є транспортні засоби всіх видів.
Середньостатистичний автомобіль за рік пробігу забирає з атмосфери 4,35 т кисню, викидаючи 3,25 т вуглекислого газу, 0,53 кг оксиду вуглецю, 0,093 т вуглеводнів, 0,027 т оксидів азоту. Наприкінці XX століття у світі нараховувалось близько 1 млрд. автомобілів.
Автомобільні викиди - це суміш близько 200 речовин, серед яких альдегіди з різким запахом і сильною подразливою дією, канцерогенні речовини, які можуть викликати ракові захворювання та інші.
Основними джерелами забруднення повітряного простору над сільськими районами є тваринницькі і птахокомплекси, агрохімічні склади, сховища протравленого насіння, поля з внесеними на них отрутохімікатами і мінеральними добривами.
Таблиця 1. Вміст молекулярних компонетів в атмосфері
Компоненти | Вміст в атмосфері мл/м3 | Час перебування в нижніх шарах атмосфери | Сумарний антро-погенний викид в атмосферу т/р | |
великого міста | сільської місцевості | |||
Вуглекислий газ | 330 | 330 | 8 років | 2,0*1010 |
Оксид вуглецю | 5 | 0,1 | 0,1-3 роки | 3,0*108 |
Водяна пара | (0-2) 104 | (0-2)104 | 10 днів | - |
ульфати | 1 | 1 | 5 днів | 7*108 |
Сірководень | 0,005 | 0,005 | 0,5 дня | 7*108 |
Озон | 0,1-0,2 | 0,02 | 10 днів | - |
Оксиди азоту | 0,1-0,5 | 0,01-0,2 | 5 днів | 2*109 |
Аміак | 0,01-0,02 | 0,01 | 2-5 днів | 4*106 |
Вуглеводні | 2 | 0,01 | - | 5*107 |
Метан | 3 | 1,5 | 3 роки | 1*108 |
Фреони | 10-4 | 10-4 | 30-70 років | 1*106 |
Розподіл газоподібних забруднень є нерівномірним над різними регіонами Земної кулі. За оцінками спеціалістів над акваторією світового океану - 0,1%, над сільською місцевістю - 1%, над містами 19,9%, і 86% над крупними промисловими районами сумарної їх кількості в атмосфері. Склад молекулярних компонентів в атмосфері Землі зображено в табл. 1.
- Лекція 1. Вступ до дисципліни ОіРвап
- 1. Загальні свідчення.
- 2. Сутність та правові засади дисципліни.
- 3. Завдання дисципліни.
- 1. Будова атмосфери, її хімічний склад та функції у глобальній екосистемі.
- 2. Екологічне значення основних компонентів атмосферного повітря.
- 3. Екологічний стан атмосферного повітря в Україні.
- 1. Джерела забруднення та їх викиди в атмосферу.
- 2. Техногенний та «природний» парниковий ефекти.
- 3. Озонові діри.
- 4. Кислотні дощі.
- 5. Смог.
- 1. Нормування якості атмосферного повітря.
- 2. Моніторин, моделювання та прогнозування стану атмосфери.
- 3. Необхідність очищення промислових газів.
- Лекція 5. Очистка промислових газів від твердих включень (сепарація пилу)
- 1. Загальні свідчення.
- 2. Сепарація пилу в механічних знепилюючих пристроях.
- 3. Сепарація пилу в мокрих знешілюючих пристроях.
- 4. Сепарація пилу за допомогою фільтруючих пристроїв.
- 5. Сепарація пилу в електрофільтрах.
- Лекція 6. Очищення промислових викидів від крапельної рідини і газоподібних сполук
- 1. Вловлювашгя крапельної рідини.
- 2. Загальні методи очистки промислових газів від газоподібних сполук.
- 2.1. Вловлювання газоподібних сполук методом абсорбції.
- 2.2. Вловлювання газоподібних сполук методом адсорбції.
- 2.3. Вловлювання газоподібних речовин методом хімічних реакцій (хемосорбції).
- 2.4. Використання каталітичних методів перетворення газоподібних сполук.
- 2.5. Термічні методи знешкодження газоподібшгх сполук.
- Лекція 8. Методи очистки промислових газів від оксидів нітрогену
- 1. Загальні свідчення.
- Лекція 9. Очистка промислових газів від оксиду карбону (со)
- 1. Загальні свідчення.
- Лекція 10. Очистка промислових газів від діоксиду карбону
- 1. Загальні свідчення.
- 3. Поглинання розчинами етаноламінів.
- Лекція 11. Очистка промисловій газів від сірководню
- 1. Загальні свідчення.
- Лекція 12. Методи зниження забруднення атмосфери викидами від двигунів внутрішнього згорання
- 1. Загальні свідчення.