Методы и средства экологического контроля атмосферного воздуха

1. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

2. Источники загрязнения атмосферного воздуха

Различают естественное и антропогенное загрязнение
атмосферы. Естественное загрязнение возникает,
как правило, в результате природных процессов вне
всякого влияния человека, а антропогенное - в
результате деятельности людей.
Естественное загрязнение атмосферы обусловлено
поступлением в нее вулканического пепла,
космической пыли (до 150—165 тыс. т ежегодно),
растительной пыльцы, морских солей и т. п.
Основными источниками природной пыли являются
пустыни, вулканы и оголенные участки земель.

3. Естественное загрязнение атмосферы

• При гниении и разложении образуются:
большие количества сероводорода, аммиака, оксидов азота.
• В результате биологических процессов и деятельности
вулканов в атмосферный воздух поступают углеводороды.
• Хвойные деревья выделяют эфирные масла, которые,
окисляясь, образуют новые химические вещества - терпены:
пинены, изопрен, лимонен и другие, а также продукты их
полимеризации. В лесах образуется около 1000 млн т
реакционно способных углеводородов: этилен, изопрен и другие
низкомолекулярные ненасыщенные углеводороды, терпены,
альдегиды, кислые и щелочные вещества.

4. Антропогенные источники загрязнения атмосферного воздуха

Воздух считается чистым, если ни один из микрокомпонентов не
присутствует в концентрациях, способных нанести ущерб
здоровью человека, животным, растительности или вызвать
ухудшение эстетического восприятия окружающей среды.
К основным источникам промышленного загрязнения
атмосферного воздуха относятся предприятия энергетики,
металлургии,
стройматериалов,
химической
и
нефтеперерабатывающей
промышленности,
производства
удобрений, транспорт, сельскохозяйственное производство,
коммунально-бытовые предприятия.

5. Антропогенные источники загрязнения атмосферного воздуха

• В энергетике основным источником загрязнения атмосферного
воздуха являются тепловые электростанции, использующие до
80 % всего добываемого топлива. При сжигании топлива в
наибольших количествах выделяются оксиды азота, зола и
диоксид серы. Кроме того, в процессе сжигания топлива
потребляется огромное количество кислорода.
• От
предприятий
нефтеперерабатывающей
и
нефтехимической промышленности в воздух в больших
количествах поступают углеводороды, диоксид серы, оксиды
азота, сероводород, аммиак, хлор, фенол, формальдегид, ацетон,
бензол, толуол и другие вещества.

6. Антропогенные источники загрязнения атмосферного воздуха

В металлургии черные и цветные металлы, как
правило, производятся из оксидных или сульфидных
руд.
В доменных процессах в качестве восстановителя
используется металлургический кокс, получаемый из
коксующихся
каменных углей.
В процессе
коксования в атмосферный воздух поступают аммиак,
фенолы и другие вещества.
Предприятия металлургии загрязняют атмосферный
воздух оксидом углерода, пылью, диоксидом серы,
оксидами
азота,
фенолом,
аммиаком,
углеводородами, сероводородом, соляной и серной
кислотами,
цианидами,
хлором
и
другими
веществами

7. Антропогенные источники загрязнения атмосферного воздуха

В больших городах к числу основных источников
загрязнения атмосферного воздуха относится
автотранспорт. Отходящие газы двигателей
содержат сложную смесь из более чем двухсот
компонентов, среди которых немало канцерогенов.
Вредные вещества при эксплуатации подвижных
транспортных средств поступают в воздух с
отработавшими газами, испарениями из топливных
систем и при заправке, а также с картерными газами.
На выбросы оксида углерода значительное влияние
оказывают рельеф дороги и режим движения
автомашины

8. Концентрация веществ в зависимости от режима работы карбюраторного двигателя

Режим работы двигателя
Холостой ход
Принудительный холостой ход
Средние нагрузки
Полные нагрузки
Оксид
углерода
, % по
объему
4—12
2—4
0—1
2—4
Углеводо
роды,
мг/л
Оксиды
азота,
мг/л
2—6
8—12
0,8—1,5
0,7—0,8
2,5—4,0
4-8

9. Физико-химические процессы в атмосфере

В
атмосферном
воздухе,
насыщенном
различными примесями, в присутствии
катализаторов, роль которых могут выполнять
ионы и оксиды металлов, при определенных
метеорологических
условиях
могут
происходить
химические
реакции,
приводящие
к
образованию
новых
веществ, часто обладающих более опасными
свойствами для окружающей среды и
здоровья человека, чем исходные.

10. Производственный экологический контроль

Производственный контроль в области охраны
окружающей среды (ПЭК) осуществляется в целях
обеспечения выполнения в процессе хозяйственной и
иной деятельности мероприятий по охране окружающей
среды,
рациональному
использованию
и
восстановлению природных ресурсов, а также в целях
соблюдения требований в области охраны окружающей
среды, установленных законодательством в области
охраны окружающей среды.

11. СМОГИ

В основе образования так называемых токсичных
туманов, или смогов, в большинстве случаев
лежат фотохимические реакции. В зависимости от
физико-географических и климатических условий,
состава и характера воздействия на окружающую
среду смоги делятся на два основные типа:
лондонский и лос-анджелесский в соответствии с
названиями городов, в которых эти типы смогов
наблюдались. Основу лондонского смога составляют
кислородсодержащие соединения серы, а лосанджелесского — фотохимические оксиданты
химически активных примесей сложного состава.

12. Лондонский смог

В 1952 году всего за три дня – с пятого по девятое декабря – в Лондоне погибло
несколько тысяч человек из-за опустившегося на город густого тумана. Туман
был образован, во-первых, из собственно тумана – конденсированных капель
воды, а во-вторых, из огромного количества углекислоты и диоксида серы,
выделяемой выхлопными трубами автомобилей и обычными домашними
печами. Продукты горения из-за инверсии оказались заперты как бы «внутри»
этой
туманной
среды
и
не
рассеивались.
Смертность во время смога достигла четырёх тысяч человек – в основном
среди младенцев, стариков или людей, страдающих заболеваниями дыхательной
системы. В последующие месяцы ещё около восьми тысяч погибло вследствие
произошедшего
бедствия.
Случившееся подтолкнуло власти к изданию нескольких законов об
окружающей среде: необходимо было уменьшить содержание сажи в выхлопных
газах и максимально сократить использование «грязных» видов топлива в
промышленности.

13. Лос-анджелесский смог

При л-а смоге загрязнителями являются: озон, оксиды
азота,
диоксид
серы,
сульфаты,
нитраты,
углеводороды, карбонильные соединения, свободные
радикалы и др.
Ограничение видимости по горизонтали до 0,5 км при
ясном небе и хорошей вертикальной видимости
обусловлено рассеянием света на мельчайших
аэрозольных частицах (твердых или жидких),
размер которых составляет 0,4—0,9 мкм. Считается,
что
снижение
видимости
пропорционально
концентрации этих частиц в воздухе.

14. Лос-анджелесский смог

Наиболее хорошо изучены химические реакции
диоксида
серы,
находящегося
в
возбужденном состоянии под воздействием
солнечных лучей, с кислородом, радикалами,
оксидами азота и углерода, озоном и другими
молекулами. Так, диоксид серы, находящийся
в определённом состоянии, может, например,
окислять оксид углерода до диоксида
углерода,
вступать
в
реакции
с
углеводородами, образовывать вещества с
карбонильными группами (альдегиды,
кетоны) и т. д

15. Лос-анджелесский смог

2SO2 + O2→2SO3,
SO3 + H2O→H2SO4
SO2 + Н2О →H2SO3 (с последующем
окислением)
Пары азотной и серной кислот могут
вступать во взаимодействие с аммиаком и
образовывать
сульфаты
и
сульфиты
аммония. Наиболее часто в воздухе
встречаются сульфат аммония [NH4]2SO4,
кислый сульфат аммония [NH4]2HSO4 и
гидратированные соли.