Замърсяване на въздуха и методи за неговото третиране
Институт по търговия и право
По дисциплина: "Екология"
По темата:"Замърсяване на въздуха и методи и методи за почистване"
3 курса, кореспондентски отдел
Романова Е.П. /________/
Огромен брой вредни вещества има във въздуха, който дишаме.
Антропогенно замърсяване на околната среда
Това са твърди частици, като частици от сажди, азбест, олово и суспендирани течни капчици от въглеводороди и сярна киселина и газ, като въглероден оксид, азотни оксиди, серен диоксид. Всички тези замърсители във въздуха имат биологичен ефект върху човека: дишането е затруднено, протичането на сърдечно-съдовите заболявания е сложно и може да стане опасно. Само замърсителите във въздуха (като серен диоксид и въглерод) разяждат различни строителни материали, включително варовик и метали. Освен това външният вид на района може да се промени, тъй като растенията също са чувствителни към замърсяването на въздуха.
Смогът(от англ. smoke-дим и fog-мъгла), който нарушава нормалното състояние на въздуха в много градове, възниква в резултат на реакция с въглеводородите, съдържащи се във въздуха, и азотните оксиди, намиращи се в изгорелите газове на автомобилите.
Земната атмосфера е разделена на слоеве според тяхната температура. На фигурата височината на слоевете е приблизителна, тъй като варира в зависимост от референтната точка.
Основните замърсители на атмосферата, които според UNEP (Програмата на ООН за околната среда) годишно отделят до 25 милиарда тона, включват:
-- серен диоксид и прахови частици - 200 млн. т/год.;
-- Азотни оксиди (NxOy) - 60 млн. т/год.;
-- въглеродни оксиди(CO и CO2) -8000 милиона тона/година;
-- въглеводороди (СхНУ) - 80 млн. т/год.
Серните оксиди, когато се разтворят във вода, образуват киселинен дъжд. Изпуска се в атмосферата главно в резултат на работа (TES) при изгарянето на кафяви въглища и мазут, както и на нефтосъдържащи нефтопродукти и при производството на много метали от съдържащи сяра руди.
Киселинният дъжд унищожава растенията, подкиселява почвата и повишава киселинността на езерата. В Норвегия, например, през 80-те години на миналия век много риба умря от киселинни дъждове и това също беше голяма част от грешката на българските предприятия (основно предприятието Severonickel, разположено на Колския полуостров). Голямо безпокойство в България предизвиква огромният трансграничен транспорт на сяра от Запад, възлизащ на около 2 милиона тона серни оксиди - 10 милиона сулфати годишно? Тъй като въздушните маси от запад към нашата страна поради розата на ветровете са 7-10 пъти по-високи от нашите въздушни маси към Европа. Това са предимно страните от Източна Европа и Украйна, чиято енергетика се базира на кафяви въглища.
България е член на Конвенцията SO2 и участва във всички процеси, които допринасят за намаляване на емисиите на серни оксиди в атмосферата. Основно това е изграждането на инсталации за производство на сярна киселина по схемата: серен диоксид - серен триоксид - сярна киселина. Използвайки серни оксиди като вторична суровина, човечеството ще спре да извлича ограничени запаси от сяра от недрата, за да произведе такъв продукт, който е необходим за него в много индустрии като сярна киселина.
Смята се, че през 80-те години на миналия век човечеството е трябвало да произвежда около 25 милиона тона сярна киселина годишно (например за получаване на синтетични детергенти и други продукти), докато емисиите на серни оксиди в същото време възлизат на 15,6 милиона тона годишно, повече от необходимото за производството на горното количествосярна киселина.
Дори при средно съдържание на серни оксиди във въздуха от около 100 микрограма на кубичен метър, което често се случва в градовете, растенията придобиват жълтеникав оттенък. Отбелязано е, че респираторните заболявания, като бронхит, зачестяват с повишаване на нивото на серни оксиди във въздуха.
Разработени са голям брой методи за улавяне на серен диоксид от димни газове. Скруберите, произвеждащи отпадъци под формата на продаваеми продукти, се оказаха много привлекателни: единият от тези скрубери произвежда сяра с висока чистота, а другият - разредена сярна киселина. Последното е нерентабилно да се транспортира на дълги разстояния, но сярата с висока чистота, която се използва в производството на лекарства, промишлени реактиви, торове в развитите страни, също привлича потребители от чужбина.
България до момента е успяла да реши този проблем в по-голямата част от европейската територия. В азиатската част, където е трудно да се решат проблемите с транспортирането на сярна киселина, например, огромните маси SO2 от завода за Норилски никел, които се изхвърлят по високи (до 100 м) тръби, достигат до Канада през Северния полюс. Този проблем в различни региони на България изисква спешно решение. В Москва, например, в единствената петролна рафинерия в Капотня от 1997 г. забранено е използването на петролни продукти, съдържащи сяра.
Азотни оксиди (NxOy). В природата азотните оксиди се образуват по време на горски пожари. Високите концентрации на азотни оксиди в градовете и около промишлените предприятия са свързани с човешката дейност. Значително количество азотни оксиди отделят топлоелектрическите централи и двигателите с вътрешно горене. Азотни оксиди се отделят и при ецване на метали с азотна киселина. Експлозивите и производството на азотна киселина са два други източникаемисии на азотни оксиди в атмосферата.
- N2O - азотен оксид 1 (смеещ се газ), има наркотични свойства, използва се при хирургични операции;
- NO - азотен оксид 2, действа върху човешката нервна система, причинява парализа и конвулсии, свързва кръвния хемоглобин и причинява кислороден глад;
- NO2 N2 O4 - азотни оксиди V ( N2O4 = 2NO2), при взаимодействие с вода те образуват азотна киселина 4NO2 + 2H2O + O2 = 4HNO3. Причинява увреждане на дихателните пътища и белодробен оток.
Азотните оксиди участват в образуването на фотохимичен смог. Фотохимичните процеси включват образуването на пероксиацетилнирати (PAN). При концентрации на ПАН от 0,1-0,5 mg/m3 те могат да предизвикат дразнене на лигавицата на очите и смърт на растенията, което е характерно за южните слънчеви градове.
Нивата на фотохимично замърсяване на въздуха са тясно свързани с начина на движение на превозните средства. В периода на висока интензивност на трафика сутрин и вечер се наблюдава пик на емисиите на азотни оксиди и въглеводороди в атмосферата. Именно тези съединения, реагирайки едно с друго, причиняват фотохимично замърсяване на въздуха.
Има висока честота на заболяване на горните дихателни пътища при популация, изложена на високи нива на азотни оксиди, в сравнение с група хора, изложени на по-ниски концентрации на NxOy и концентрациите на други замърсители са същите.
Хората с хронични респираторни заболявания (белодробен емфизем, астма), както и тези, страдащи от сърдечно-съдови заболявания, са по-чувствителни към директното въздействие на азотните оксиди.
Въглероден оксид 2(CO). Концентрацията на въглероден окис 2 в градския въздух е по-висока от всеки друг замърсител. Въпреки това, тъй като този газ нямацвят, без мирис, без вкус, нашите сетива не могат да го открият.
Най-големият източник на въглероден окис в градовете са моторните превозни средства. В повечето градове над 90% от CO навлиза във въздуха поради непълно изгаряне на въглерода в моторното гориво според реакцията: 2C + O2 = 2CO. При пълно изгаряне се получава въглероден диоксид като краен продукт: С+О2=СО2.
Друг източник на въглероден окис е тютюневият дим, който се усеща не само от пушачите, но и от непосредственото им обкръжение. Доказано е, че пушачите абсорбират два пъти повече въглероден окис от непушачите.
Въглеродният окис се вдишва с въздуха или тютюневия дим и навлиза в кръвта, където се конкурира с кислорода за молекулите на хемоглобина. Въглеродният окис се свързва с молекулите на хемоглобина по-силно от кислорода. Колкото повече въглероден окис има във въздуха, толкова повече хемоглобин се свързва с него и толкова по-малко кислород достига до клетките. Поради тази причина въглеродният окис при повишени концентрации е бързо опасна отрова.
Типичен автомобилен двигател от средата на 60-те години на миналия век отделя средно 73 грама въглероден окис в отработените газове за всеки 1,5 k пробег. До 1981 г. емисиите на въглероден оксид от новите автомобили са достигнали ниво от едва 3,0 g на 1,5 km (данни за САЩ).