Абиотические факторы и их действие

перевариваться в пищеварительном  тракте человека.  Известно,  например,  что

белок  высших  грибов  (а  дрожжи   -  их  родственники)  плохо  усваивается

человеком, а свободные  аминокислоты в значительной мере  "перехватываютя"  в

пищеварительном тракте живущими там бактериями.

   Кроме  микробиологического   синтеза  белков,  методами  биотехнологии   в

настоящее время  получают  витамины,  антибиотики,  гормональные  препараты,

энзимы, некоторые биополимеры, инсектициды, красители для пищевых  продуктов

и т.д.

 

__   5. Экологическая   проблема и пути её решения.

  Научно-технический прогресс,  дающий  человеку  много  благ,  одновременно

оказывает и  отрицательное  влияние  на  окружающую  природу.  В  результате

сжигания топлива и  других промышленных процессов  за  последние  100  лет  в

атмосферу выделено около 400 млрд. т оксида углерода (IV); его концентрация

в атмосфере возросла на 18%. За год  в  атмосферу  выбрасывается  более  200

млн.т оксида  углерода  (II),  более  50  млн.т  оксидов  азота.  Один  лишь

авиалайнер  за  8  ч  полёта  потребляет  50  -  70  т  кислорода,  т.е.  то

количество, которое вырабатывает за то же время 25 -50 тыс.  га  леса.  Если

содержание  оксида  углерода  (IV)  в  атмосфере  удвоится,   то   за   счёт

"парникового эффекта"  средняя температура земной  поверхности   повысится  на

4оС.

  В промышленно  развитых  стран  на  одного  жителя  ежегодно  в  атмосферу

попадает до 150 -200 кг пыли, золы и других промышленных выбросов. За  сутки

промышленность мира сбрасывает более 100 млн. м3 сточных  вод.

   Мощным источником  загрязнения атмосферы  являются  все  виды  транспорта,

работающие на тепловых  двигателях.  Выбрасываемые  ими  вещества   в  целом

идентичны газообразным отходам  промышленного  происхождения.  С  выхлопными

газами  автомобилей  в   воздух  попадают  оксиды  углерода,  азота,   серы,

альдегиды, несгоревшие  углеводороды,  а  также  продукты,  содержащие  хлор,

бор,   фосфор   и   свинец.   Загрязняют   атмосферу   дизельные   двигатели

автомобильного, водного  и железнодорожного транспорта.

  В крупных городах  - Лондоне, Лос-Анжелесе, Чикаго, Токио, Милане и  других

- бывает густой туман,  смог, токсичный от наличия в  нём  ядовитых  выхлопных

автомобильных газов. Смог  появляется  в  следствие  фотохимических  реакций

оксидов      азота,      несгоревших      углеводородов      с       озоном.

         h?

                              NO2+O2  ? O3+NO.

   В  загрязнение   атмосферы  вносит  немалый   вклад  воздушный   транспорт.

Двигатели самолётов  выбрасывают  альдегиды,  3,4-бензпирен,  бензол  и  его

гомологи.

  Вредное  воздействие  на  гидросферу  оказывают  продукты  нефтихимических

предприятий,    сырая    нефть,    перевозимая    танкерами.    Исследования

Атлантического океана и шельфовых вод Европы и Северной Америки  показывают,

что уровень загрязнения  в открытом океане  в  2  -  3  раза  меньше,  чем в

прибрежных водах, где  плёнка из нефти держится более продолжительное  время.

1 т нефти  способна  покрыть  тонкой  плёнкой   поверхность  водного  массива

площадью 1200га.

   Кроме того, в  различных отраслях  промышленности  используется  громадное

количество  новых  соединений,  отсутствующих   в   природе.   Ежегодно   их

синтезируется в мире более 250 тыс.,из них около  300  находят  промышленное

применение  и  могут  попасть  в  окружающую  среду.  По  данным   Всемирной

организации здравоохранения, среди  химических  соединений,  используемых  в

промышленном  масштабе,  примерно  40  тыс.  вредны  для  человека.  Процесс

загрязнения окружающей среды несвойственной  ей веществами, раньше  носивший

локальный характер, в  последнее время принял глобальные  масштабы.  Особенно

загрязнение среды такими несвойственными биосфере  элементами,  как  свинец,

ртуть, кадмий. Мощность техногенного воздействия на живую  природу  достигла

такой  величины,  что  возникла  опасность  необратимых  изменений  за  счёт

нарушения  слагавшихся  в  течение  миллионов  лет  природных   динамических

равновесий.  Даже  загрязнение  среды  такими  характерными  для   природных

круговоротов веществами, как нитраты, соли  аммония,  фосфаты,  достигло  на

значительных  участках  земной   поверхности   концентраций,   при   которых

природные механизмы  оказываются недостаточными для  плавного  включения  этих

веществ  в круговорот. В результате, например, во  многих  крупных  водоёмах

земного шара произошло  резкое   изменение  в  экосистемах,  что  привело  к

большому обеднению  видами живых организмов.

   Какой  же  выход  видит  наука,  в   частности  химия,   из   создавшегося

экологического кризиса? Ведь химизация промышленного и  сельского  хозяйства

не означает разрушения всего живого, а, наоборот,  предлагает  пути  решения

проблем современности.Прежде  всего  это  создание  технологий,  по  которым

большая  часть  природных  ресурсов,  вовлекаемых  в  хозяйственный  оборот,

должна будет преобразовываться в полезную продукцию. Ту  часть,  которую на

современном уровне развития науки и техники нельзя использовать,  необходимо

обезвредить. Уже  сегодня  промышленные  объекты  имеют  очистные  сооружения

для сточных вод, газо- и пылеулавливающие устройства,  внедряются  замкнутые

системы водоснабжения, малоотходные  технологические системы.

  Для очистки воздуха   и  жидкостей  от  вредных   примесей  химики-технологи

применяют   абсорбционные,   адсорбционные   и   каталитические   методы.При

абсорбации  вредных  веществ  происходит  их  растворение  во  всём   объёме

поглотителя или химическое взаимодействие в абсорбационной жидкости  (  чаще

всего в  воде)  с  реагентом.  Процесс  адсорбации  основан  на  способности

некоторых мелкопористых  веществ   (уголь,силикагель) поглощать  растворённые

или газообразные вещества своей поверхностью.Например, если  в  камеру,  где

образуется  нежелательный  оксид  серы  (IV),  ввести  известняк,  негашёную

известь или доломит CaCO3?MgCO3, то произойдёт реакция:

                                           2CaO+2SO2+O2=2CaSO4

   Cульфат  кальция   находит  применение  в  сернокислотном  производстве  и

строительстве.

  Известняк, а вернее, раствор  карбоната  кальция   для  улавливания  оксида

серы (IV) применяется на ТЭС.  К  сожалению,  это  не  решает  экологической

проблемы полностью, так  как образуются   отходы  в  виде  сульфита  кальция,

идущего   просто   в   отвал.   Кроме   того,   затраты   на   строительство

сероулавливающих установок  ныне действующих  ТЭС  составляют 50%  стоимости

всей станции.

   Большое  внимание  химики-технологи  уделяют   производству  таких   новых

химических средств  защиты растений, которые полностью  разлагаются в  течение

нескольких недель, а  то и часов после их  внесения  на  поля.  Синтетические

моющие средства, производимые в нашей стране, в  сточных  водах  разрушаются

биологическим путём  до безвредных продуктов.

  Экологической химией  разрабатываются отдельные  промышленные  производства

по схеме биоценозов, в которых виды живых  организмов  связаны  между  собой

так, что не происходит "выпадения" из круговорота химических  элементов  или

веществ: отходы одного предприятия  служат  сырьём  для  другого.  Создаются

системы комплексного производства путём территориального  и  функционального

объединения производств, использующих разные стороны используемого  сырья.

    В   решении   экологической   проблемы    химики   работают   в   тесном

сотрудничестве с биологами, физиками,  географами,  применяя  математическое

моделирование и кибернетику.

 

 

39 Очистка технологических  и вентиляционных выбросов от газовых примесей.

 

Изобретение относится  способу и устройству для очистки  технологических, выхлопных и вентиляционных газов от примесей органических веществ, сажи, окислов азота. Способ включает каталитическое окисление органических веществ и продуктов их разложения обработкой электрическим полем с одновременной каталитической обработкой газового потока каталитическим покрытием, размещенным на осадительных электродах. Обработку электрическим полем осуществляют ионизацией газового потока коронным разрядом с генерацией озона, атомарного кислорода, заряженных частиц аэрозолей и радикалов. Осадительные электроды выполнены из газопроницаемых пеноматериалов. Каталитическое покрытие синтезировано с бимодальным распределением пористости с типом кристаллизации агломератов коралловидной формы. Устройство содержит осадительные электроды с каталитическим покрытием, выполненные с возможностью прямого пропускания электрического тока или с вмонтированными в них теплогенерирующими элементами для нагрева каталитического покрытия до температуры, необходимой для каталитической обработки газового потока. Изобретение позволяет обеспечить высокую эффективность очистки воздуха - 98% от органических соединений, 39% от сажевых частиц, 90% от оксидов азота и снизить энергозатраты при малой материалоемкости.

 

Изобретение относится  к каталитической очистке газовых  выбросов дизельных двигателей и  промышленных предприятий, а именно к способу и устройству очистки  выхлопных газов дизельных двигателей и выбросов промышленных предприятий от органических соединений и продуктов их разложения, оксидов азота, сажи, оксида углерода, озона.

 

Известен принцип токонагрева  каталитических блоков, в том числе  и из пеноматериалов, используемых в автомобильных нейтрализаторах при холодном пуске двигателя для достижения температуры процесса (пат. Германии 4241494).

 Известен также  способ очистки газовых выбросов  дизельных двигателей одновременно  от диоксида азота и сажи  по реакции NO2+С--> N+CO2 (заявка ЕПВ 1170472).

 Известно устройство  и способ для обработки отходящих  газов промышленных установок  от токсичных примесей с использованием  плазменного разряда (патент США  6274006), заключающийся в деструкции  оксидов азота и летучих органических  соединений под действием высоковольтного электрического разряда.

Известен способ и  устройство очистки газового потока от токсичных примесей введением  в газовый поток ионов и  радикалов гидроксила, кислорода, перекиси водорода и других генерацией ультрафиолетовым облучением или высоковольтным разрядом (патент США 6264899).

 

Известен каталитический реактор дожига газовых выбросов, содержащих пары, продукты разложения и неполного сгорания органических соединений, включающий корпус с входной  и выходной газопроницаемыми стенками, размещенный внутри корпуса жаропрочный носитель с каталитически активным веществом на основе оксидов металлов и металлов платиновой группы, в котором носитель выполнен в виде блока из трех последовательно установленных пакетов пластин, изготовленных из жаропрочного высокопористого ячеистого материала с пористостью 70-96% и удельной поверхностью 10-50 м2 /г, используется способ каталитического окисления (патент СССР 1819399, 1992). Рабочая температура газа в данном реакторе, при которой осуществляется дожиг, составляет 350-400°С, концентрация углеводородов в газе - 230-1000 мг/м3. Такой реактор требует предварительного нагрева очищаемого воздуха.

 

 

Задачей изобретения  является создание способа и устройства для высокоэффективной очистки  выхлопных газов дизельных двигателей и выбросов промышленных предприятий от органических соединений и продуктов их разложения, оксидов азота, сажи, оксида углерода, озона.

 

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных  в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ очистки газовых выбросов, заключающийся в каталитическом окислении органических веществ и продуктов их разложения обработкой электрическим полем с одновременной каталитической обработкой газового потока каталитическим покрытием, размещенным на электродах, и отличительных существенных признаков, таких как обработку электрическим полем осуществляют ионизацией газового потока коронным разрядом с генерацией озона, атомарного кислорода, заряженных частиц аэрозолей и радикалов, причем каталитическое покрытие размещено на осадительных электродах, выполненных из газопроницаемых пеноматериалов, и синтезировано с бимодальным распределением пористости с типом кристаллизации агломератов коралловидной формы, за счет чего на поверхности осадительных электродов с каталитическим покрытием осуществляют процесс одновременного окисления органических соединений, сажи, восстановление оксидов азота и озона.