Основные физико-химические процессы, происходящие в атмосфере при выбросе оксидов серы и азота

Белорусский Национальный Технический Университет

 

Кафедра “Экология”

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат на тему: Основные физико-химические процессы, происходящие в атмосфере при выбросе оксидов серы и азота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                                                 

 

 

 

 

Минск 2013

Содержание:

1. Основные источники загрязнения окружающей среды:
• Влияние промышленных предприятий;
• Автомобильный транспорт;
• Энергетика и окружающая среда.
2. Наблюдение, учет и контроль в области экологии:
• Экологический мониторинг;
• Государственный контроль за соблюдением норм экологической безопасности;
• Учёт природопользования. Государственные кадастры.
3. Основные физико-химические процессы, происходящие в

атмосфере при выбросе оксидов серы и  азота:

• Кислотные дожди;
• Оксиды азота.Фотохимический смог;
• Соединения серы.

4. Предельно допустимые концентрации некоторых загрязняющих веществ в воздухе населенных пунктов.

            5. Литература.

            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Основные источники загрязнения окружающей среды.

Влияние промышленных предприятий.

Промышленность  оказывает наиболее разрушительное влияние на окружающую среду, и в  первую очередь на рельеф местности, уровень залегания грунтовых  вод, почву, растительность и животный мир. Особенно ощутимый экологический  вред наносит добыча полезных ископаемых. В СНГ около 60% добываемого угля приходится на открытые разработки. В  Беларуси на разработки занято 42 тысячи га земель (из них 33,8 тысяч га приходится на торфяные месторождения). На поверхность  земли часто выпадают токсичные  химические вещества, оказывающие отрицательное  воздействие на прилегающие территории. Негативное влияние на грунтовые  воды приводит, в первую очередь, к  снижению продуктивности с/х и лесных угодий и гибели лесов. Одним из главных  решений данного спектра проблем  является рекультивация земель (горнотехническая и биологическая).

1. Горнотехническая рекультивация:

 

Покрытие поверхности плодородным  слоем. Укрепление поверхности от водной и ветровой эрозий. Утилизация отходов  промышленности. Уплотнение и планировка нарушенных земель

 

2. Биологическая рекультивация:

 

Озеленение, нанесение на поверхность  биологически активного слоя Удобрение  нанесённого плодородного слоя Подбор наиболее пригодных пород деревьев, кустарников, трав. Полное восстановление биологического потенциала нарушенных земель

 

 

Основным  загрязнителем окружающей среды  является металлургическое производство, причём на всех его стадиях. В воздушный  бассейн осуществляется выброс огромного  количества пыли, сернистого газа и  оксидов углерода. Выбрасываемая  пыль насыщена соединениями   железа,   алюминия,   марганца   и   др.   Так   же   все   предприятия металлургического  производства являются водо-, энерго- и теплоёмкими. Влияние химической промышленности обусловлено не только значительным масштабом загрязнения токсичными веществами, но и выбросом веществ, которые не учавствуют в естественном круговороте. Так же потребителями химической промышленности являются все отрасли промышленности, поэтому загрязнение происходит повсеместно. Огромное количество вредных веществ выбрасывается при производстве серной и фосфорной кислот, а так же минеральных удобрений (суперфосфата, аммофоса ит.д.). Например при производстве фосфорной кислоты в атмосферу выбрасывается до 60% вырабатываемого фтора, а соединения фтора являются сильными ядами, особенно для растений,  обладают кумулятивным действием, т.е.  способностью накапливаться в организме в течении длительного времени.

В меньшей  степени, окружающую среду загрязняют предприятия строительной индустрии (производство цемента, бетона, асбеста  и др.).

Главным промышленным загрязнителем в мире является США - 23%, Китай - 13,9%,России-7,2%.Среди промышленных предприятий Беларуси 36% выбросов приходится на энергетическую отрасль.Оценка интенсивности выбросов (отношение массы выбросов и стоимости ВВП) показала, что предприятия Беларуси загрязняют окружающую среду в 1,5-2 раза больше по сравнению с индустриально развитыми державами, но значительно меньше, чем страны Центральной и Восточной Европы.

К числу наиболее опасных отраслей промышленности относятся: химическая, нефтехимическая, нефтеперерабатывающая  отрасли, а также металлургия  и машиностроение, и приборостроение. Химическая промышленность дает значительные масштабы загрязнения токсичными веществами. Регионы – Новополоцк, Гродно, Могилев, Светлогорск, Бобруйск, Гомель. Выбросы  наиболее опасных соединений в химической промышленности происходят при производстве следующей продукции: Пластмасс  Резинотехнические изделия (Бобруйск) Органические растворители Искусственные  волокна Удобрения И т.д. Наиболее опасные выбросы – это оксид  углерода, оксиды серы и азота, аммиак. Нефтеперерабатывающие комплексы  – это Новополоцк и Мозырь. Здесь  выбросы могут быть различных  веществ, присутствующих в нефти. Металлургия  – Жлобин (здесь происходят выбросы  ионов тяжелых металлов). По классификации  Всемирной организации здравоохранения  известно 5 тяжелых металлов – медь, кадмий, олово, свинец, ртуть. Они вылетают из труб в парообразном виде или  газообразном. Машиностроение и приборостроение. Здесь наиболее опасные цеха –  литейное производство, где идет горячее  литье металлов, и гальванические цеха, где приборостроение. Там выбрасываются  органические растворители, кислоты. Уже  менее опасные: стройиндустрия (щебень, цемент, плиты ДСП) – бывают выбросы  цементной и древесной пыли, фенола и формальдегида.

 

 

 

 

Автомобильный транспорт.

 

Негативное  влияние на окружающую среду оказывают  все виды транспорта, однако львиная  доля приходится на автотранспорт. Главная  причина - резкое увеличение количества легковых и грузовых автомобилей (например в США количество автомобилей  увеличивается в 2 раза быстрее, чем  численность населения). В США  автомобили расходуют 63% общего объёма потребляемой нефти и на них приходится 50% загрязнения воздуха.

Главным в улучшении данной ситуации является усовершенствование автомобильных  двигателей с переходом на другие виды топлива.

В крупных  городах около 90% оксидов углерода попадает в воздух вследствие неполного  сгорания его в моторном топливе. Так же на автомобили приходится около 45% газового выброса оксидов азота  и около 35% углеводородов (наиболее опасным является бензопирен, который обладает сильным канцерогенным свойством). При неполном сгорании дизельного топлива выделяется сернистый газ, который контактируя с водой даёт серную кислоту (является сильнейшим коррозионным фактором). Так же при сгорании бензина в воздух попадают частицы свинца (а точнее тетраэтилсвинец, который повышает октановое число бензина). Особенно сильно от свинца страдают дети, они теряют аппетит, становятся апатичными либо сверхкапризными, затем появляются рвота и обмороки. Свинцовое отравление может вызвать умственную отсталость и привести к смерти.

Транспорт способствует накоплению в атмосфере  пыли, которая может задерживать  от 10 до 50% солнечных лучей и почти 90% у/ф лучей. На мелкие частицы пыли оседают молекулы оксидов серы и  канцерогенных углеводородов.

Широкое применение соли для устранения обледенения  на дорогах приводит к тому, что  соль с талой водой попадает в  реки и озёра, откуда берётся питьевая вода. Серьёзной проблемой является сброс нефтепродуктов в мировой  океан (около 10 млн. т). Причины: аварии танкеров, повреждения и аварии на буровых установках, прорывы нефтепроводов  и т.д.).

 

Энергетика и окружающая среда.

 

Каждая  из отраслей энергетики (гидроэнергетика, теплоэнергетика и атомная энергетика) оказывает своё специфическое воздействие  на окружающую среду. 1. Гидроэнергетика.

Не  вызывает загрязнения окружающей среды  в обычном понимании. Однако плотины  и создаваемые при них водохранилища  нарушают экологический баланс водоёмов. Сегодня в мире насчитывается  около 30000 водохранилищ. Процессы происходящие в самом водохранилище приводят к трансформации речных вод в  полупроточные водные массы. Влияние водохранилищ на климат распространяется на 10-15 км.

На  прилегающих к водохранилищу  территориях повышается уровень  грунтовых вод, что приводит к  заболачиванию, трансформации почв, нарушению обитания животных и растений. Водохранилища влияют так же на тектонические  процессы, способствуя

возникновению и увеличению частоты землетрясений. В результате эксплуатации водохранилищ нарушается качество воды, а это  оказывает влияние на использование  всех видов водных ресурсов. Решением является развитие т.н. «малых» ГЭС (впервые в США). Возведение малых  ГЭС происходит на высоком технологическом  уровне, они рассчитаны на сравнительно небольшой расход воды. Малые ГЭС  почти не изменяют природных условий.

 

2. Теплоэнергетика.

 

Продукты  сгорания топлива на ТЭС являются основным источником загрязнения окружающей среды. Энергетические установки всего  мира ежегодно выбрасывают около 1 млрд. тонн золы и около 400 млн. тонн оксида серы. В результате сжигания топлива  концентрация углекислого газа в  атмосфере ежегодно увеличивается  на 0,03%. В состав выбросов входит сернистый  газ, который является очень сильным  ядом. В местах, прилегающих к  ТЭС, концентрация токсичных веществ  превышает норму в 5 раз. Так же серьёзной экологической проблемой  является сброс сточных вод в водоёмы. Со сточными водами сбрасывается целый комплекс загрязняющих веществ (нефтепродукты, хлориды, сульфаты и т.д.) В России сброс сточных вод ТЭС составляет около 5% всех сбросов.

ТЭС потребляют огромное количество кислорода. При  современном топливном балансе  потребление кислорода ТЭСами примерно в 5 раз превосходит его потребление всем населением Земли для дыхания. ТЭС, работающие на угле являются источником радиоактивности, а угольная зола содержит большое количество токсичных металлов (барий, мышьяк, марганец и др.).

 

 

3. Ядерная энергетика.

 

Для выработки  энергии необходима урановая руда, а в процессе работы образуются радиоактивные  отходы.    Очень актуальна  проблема влияния АЭС на прилегающие  территории, а так же проблема последствий  аварий на АЭС. Радиоактивные материалы, используемые на АЭС имеют твёрдую, жидкую и газообразную форму. Твёрдые - это отработанное ядерное топливо.

Жидкие - это охлаждающая ядерный реактор  вода, в которой находятся радионуклиды. Газообразные - радиоактивные инертные газы (криптон, ксенон).

Отходы  низкой радиоактивности утилизируются  на хранилищах на территории АЭС, а  отходы высокой радиоактивности  помещаются в специальные могильники. Радиоактивному  воздействию   подвергается  персонал  АЭС,   а  так   же   население  территорий, прилегающих к ним.

1.Решение проблемы радиоактивного загрязнения окружающей среды при эксплуатации АЭС сводится к созданию замкнутых систем водопользования с многократными этапами очистки и следующим её возвратом.

• Снижение газо-аэрозольных выбросов.
• Снижение объёма поступающих на захоронение твёрдых отходов.
• Создание максимально эффективной и многобарьерной защиты.

 

Так же весьма актуальной является проблема теплового загрязнения. Современные  ТЭС и АЭС имеют КПД 33-40%, это  значит, что около 60% тепла отводится  водой системы охлаждения. Экологическая  приемлемость АЭС тесно связана  с выводом АЭС из эксплуатации в связи с аварией или модернизацией.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Наблюдение, учёт и контроль в области экологии.

1.  Экологический мониторинг.

 

Экологический мониторинг - это комплексная система наблюдений, оценки и прогноза изменения состояния окружающей среды под влиянием антропогенных факторов. Цель мониторинга - регистрация состояния биогеосистем различного уровня, оценка и прогноз их состояния, выявление факторов и источников неблагоприятных воздействий на окружающую среду, обеспечение данными управленческих структур. В системе мониторинга, в первую очередь, уделяется внимание изменениям состояния природной среды, связанными с загрязнением.

 

Мониторинг включает в себя:

1. Наблюдение за воздействующими на окружающую среду факторами.
2. Оценка фактического состояния природной среды.
3. Прогноз состояния окружающей среды.

 

Национальная  система мониторинга окружающей среды РБ обеспечивает наблюдение, оценку и прогноз состояния компонентов  окружающей среды. Создание системы  мониторинга в РБ было начато в 1993 году. В настоящее время система  мониторинга включает в себя 11 самостоятельных  видов мониторинга:

1. Мониторинг земель (почв). Наблюдение за состоянием почвенного покрова ведётся в 35 пунктах.
2. Мониторинг поверхностных вод. Наблюдения ведутся на 83 водных объектах.
3. Мониторинг подземных вод. Сеть наблюдений включает 34 поста фонового ранга.
4. Мониторинг растительного мира. Включает в себя мониторинг высшей водной и луговой растительности. Действуют 33 участка наблюдения.
5. Мониторинг лесов. Оценивает экологическое состояние лесов на регулярных сетях 16x16км., 8x8км., 4x4км. вблизи крупных промышленных центров и осуществляется на всей территории РБ.
6. Мониторинг животного мира. Исследует популяции и сообщества диких видов животных, относящихся к объектам охоты и рыболовства, а так же животных, включённых в Красную книгу РБ.
7. Мониторинг атмосферного воздуха. Контролирует состояние воздушного бассейна в 16 промышленных центрах РБ по обязательным и специфическим компонентам и показателям. Осуществляется наблюдение за региональными и глобальными потоками загрязняющих веществ в воздухе, осадках и снежном покрове в 16 городах, где проживает 65% городского населения РБ.
8. Мониторинг озонового слоя. Исследует состояние озонового слоя в атмосфере по следующим показателям: общее содержание озона, вертикальное распределение озона, биологически-активное ультрафиолетовое излучение в озоновом слое. Данный тип мониторинга осуществляется на 2-х станциях в городе Минске.
9. Радиационный мониторинг проводится по 3-м направлениям: радиационное загрязнение атмосферы, радиационное загрязнение водных объектов и радиационное загрязнение почв.
10. Геофизический мониторинг. Отслеживает вариации и вековой ход геомагнитного поля, гравитационного поля, сейсмического режима.