Файл: Учебнометодическое пособие нижнекамск 2015 удк 502. 7 Р 82.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 08.11.2023
Просмотров: 270
Скачиваний: 9
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
С антропогенными изменениями атмосферы связано и разрушение озонового слоя, который является защитным экраном от ультрафиолетового излучения. Особенно быстро процесс разрушения озонового слоя происходит над полюсами планеты, где появились озоновые дыры. Озоновая дыра – разрыв озоносферы, возникший над Антарктидой и перемещающийся в населенные районы Австралии. Озоновая дыра возникла предположительно в результате антропогенных воздействий, в том числе широкого использования в промышленности и быту хлорсодержащих хладонов (фреонов), разрушающих озоновый слой. Хлорфторуглероды используются практически во всех холодильниках, кондиционерах воздуха и тепловых насосах как хлорагенты. Поскольку эти приспособления рано или поздно ломаются и выбрасываются, содержащиеся в них ХФУ обычно попадают в атмосферу. Вторая важнейшая область их применения – производство пористых пластмасс. ХФУ подмешивают в жидкие пластмассы при повышенном давлении (они растворимы в органических веществах). Когда давление понижают, они вспенивают пластмассу, как углекислый газ вспенивает воду. И при этом улетучиваются а атмосферу. Третья основная область их применения – электронная промышленность, а именно очистка компьютерных микросхем, которая должна быть весьма тщательной. И опять же, ХФУ попадают в атмосферу. Наконец, в большинстве стран их до сих пор используют как носители в аэрозольных баллончиках, которые распыляют их в воздухе. Озоновая дыра представляет опасность для живых организмов, поскольку озоновый слой защищает поверхность Земли от чрезмерных доз ультрафиолетового излучения Солнца. Если бы все ультрафиолетовое излучение, попадающее на верхние слои атмосферы, достигало поверхности Земли, то вряд ли на ней сохранилась бы жизнь. Даже небольшая, доступная нам часть этого количества (менее 1%) вызывает загар, ожоги кожи и как следствие рак. Проникая сквозь атмосферу и поглощаясь тканями живых организмов, они разрушают молекулы белков и ДНК.
Быстрыми темпами растёт в атмосфере содержание углекислого газа и метана. Эти газы обуславливают «парниковый эффект». Парниковый эффект – нагрев внутренних слоев атмосферы, обусловленный прозрачностью атмосферы для основной части излучения Солнца и поглощением атмосферой основной части теплового излучения поверхности планеты, нагретой Солнцем, то есть тепло от поверхности Земли плохо отводится. Бытовым примером парникового эффекта может послужить нагревание изнутри автомобиля, когда он стоит на солнце с закрытыми окнами. Причина здесь в том, что солнечный свет проникает через окна и поглощается сидениями и другими предметами в салоне. При этом световая энергия переходит в тепловую, предметы нагреваются и выделяют тепло в виде инфракрасного, или теплового, излучения. В отличие от света оно не проникает сквозь стёкла наружу, то есть улавливается внутри автомобиля. За счёт этого повышается температура. В глобальном масштабе содержащийся в воздухе углекислый газ играет ту же роль, что и стекло. Световая энергия проникает сквозь атмосферу, поглощается поверхностью Земли, преобразуется в её тепловую энергию, и выделяется в виде инфракрасного излучения. Однако углекислый газ и некоторые другие газы, в отличие от других природных элементов атмосферы, его поглощают. Очевидная причина возникновения парникового эффекта – использование традиционных энергоносителей промышленностью и автомобилистами. К менее очевидным причинам можно отнести сведение лесов, переработку отходов, и добычу угля. Значительно способствуют увеличению парникового эффекта хлорфторуглеводороды, углекислый газ (СО
2), метан (СН4) , окислы серы и азота. Рост окружающей температуры на 4,5-5,5 °С выше её пиков, достигающих 38 °С, может оказаться катастрофическим. Более того, такое потепление вызовет таяние горных ледников и полярных льдов, достаточное для поднятия уровня мирового океана на 1,5 метра. Это приведёт к затоплению и гораздо большей подверженности обширных прибрежных зон влиянию штормов, то есть заставит людей покинуть обжитые места.
Влияние глобального потепления на осадки и сельское хозяйство, вероятно, окажется ещё более сильным. Различная температура на полюсах и экваторе – основная движущая сила циркуляции атмосферы. Более сильное потепление на полюсах приведёт к её ослаблению. Это изменит картину циркуляции атмосферы, а значит, и распределение осадков. В некоторых случаях их количество, вероятно, увеличится, а в других уменьшится
Современное промышленное производство загрязняет атмосферу не только газообразными и твёрдыми примесями, но и тепловыми выбросами, электромагнитными полями, ультрафиолетовыми, инфракрасными, световыми излучениями и другими физическими факторами. Наиболее распространённым видом физического воздействия на атмосферу в городах и крупных посёлках является шум, возникающий при работе транспортных средств, оборудования промышленных и бытовых предприятий и т.д. У людей, работающих и живущих в неблагоприятных акустических условиях, имеются признаки нарушения центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. Население крупных городов подвергается действию вибрации. Она возникает при движении рельсового транспорта, тяжёлых грузовых автомобилей и при работе промышленных предприятий.
23. ЗАЩИТА АТМОСФЕРЫ
Экологизация технологических процессов. Создание замкнутых технологических циклов, безотходных и малоотходных технологий, исключающих попадание в атмосферу вредных загрязняющих веществ. Экологизация технологических процессов предусматривает, в частности, создание непрерывных технологических процессов производства, замену местных котельных установок на централизованное тепло, предварительное очищение топлива и сырья от вредных примесей, замену угля и мазута на природный газ, применение гидрообеспыливания, перевод на электропривод компрессоров, сваебойных агрегатов и т.д., частичную рециркуляцию, т.е. повторное использование отходящих газов.
Очистка газовых выбросов от вредных примесей. Для очистки выбросов от аэрозолей применяют различные типы устройств в зависимости от степени запылённости воздуха, размеров твёрдых частиц и требуемого уровня очистки.
-
Сухие пылеуловители (циклоны, пылеосадительные камеры) предназначены для грубой механической очистки выбросов от крупной и тяжёлый пыли. Принцип работы — оседание частиц под действием центробежных сил и сил тяжести. -
Мокрые пылеуловители (скрубберы, турбулентные газопромыватели и т.д.) требуют подачи воды и работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность капель под действием сил инерции и броуновского движения. -
Фильтры (тканевые, зернистые) способны задерживать мелкодисперсные частицы пыли до 0,05 мкм. -
Электрофильтры — наиболее совершенный способ очистки газов от взвешенных в них частиц пыли размером до 0,01 мкм при высокой эффективности очистки газов. Принцип работы основан на ионизации пылегазового потока у поверхности коронирующих электродов.
Наиболее эффективны комбинированные методы очистки от пыли.
-
Поглощение примесей путём применения каталитического превращения. Токсичные компоненты промышленных выбросов превращают в вещества безвредные или менее вредные для окружающей среды путём введения катализаторов. -
Промывка выбросов растворителями примеси (абсорбционный метод). Основан на поглощении вредных газообразных примесей жидким поглотителем (абсорбентом) — водой, растворами щелочей, аммиака и др. -
Поглощение газообразных примесей твёрдыми телами с ультрамикропористой структурой (адсорбционный метод). Адсорбент — активированный уголь, силикагель, цеолиты, сланцевая зола и т.д.
Рассеивание газовых выбросов в атмосфере используют для снижения опасных концентраций примесей до уровня, соответствующего ПДК. В приземном слое атмосферы вблизи крупных энергетических установок (ТЭЦ, ТЭС, ГРЭС) и других предприятий концентрация вредных веществ в отходящих газах может превышать предельно допустимые нормы, несмотря на все применяемые меры по очистке газов и экологизацию технологических процессов. Рассеивание пылегазовых выбросов осуществляется с помощью высоких дымовых труб. Чем выше труба, тем больше её рассеивающий эффект.
Устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-планировочные решения и др. Санитарно-защитная зона — это полоса, отделяющая источники промышленного загрязнения от жилых или общественных зданий для защиты населения от влияния вредных факторов производства. Архитектурно-планировочные мероприятия включают правильное взаимное размещение источников выброса и населённых мест с учётом направления ветров, выбор под застройку промышленного предприятия ровного возвышенного места, хорошо продуваемого ветрами, сооружение автомобильных дорог в обход населённых пунктов и др.
24. НОРМИРОВАНИЕ И КОНТРОЛЬ ВРЕДНЫХ ВЕЩЕСТВ
В АТМОСФЕРЕ
Критерием оценки влияния выбросов предприятий на окружающую среду является сравнение практических концентраций примесей с предельно допустимыми (ПДК).
Для санитарной оценки воздушной среды используется несколько видов предельно допустимых концентраций вредных веществ, в том числе ПДК для рабочей зоны (р.з.), максимальная разовая (м.р.) и среднесуточная (с.с) ПДК, которые установлены на основе рефлекторных реакций организма человека на присутствие в воздухе токсикантов.
ПДКр.з. – предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе рабочей зоны, мг/м3. Эта концентрация не должна вызывать у работающих при ежедневном вдыхании в течении 8 ч. за все время рабочего стажа каких-либо заболеваний или отклонений от нормы в состоянии здоровья, которые могли бы быть обнаружены современными методами исследования непосредственно во время работы или в отдаленные сроки. При этом рабочей зоной считается пространство высотой до 2м над уровнем пола или площадки, на которой расположены места постоянного или временного пребывания работающих.
ПДКм.р. – максимальная разовая концентрация вредного вещества в воздухе, мг/м3, которая не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.
ПДКс.с. – среднесуточная предельно допустимая концентрация вредного вещества в воздухе населенных мест, мг/м3. Эта концентрация вредного вещества не должна оказывать прямого или косвенного, вредного воздействия на организм человека в условиях неопределенно долгого круглосуточного дыхания.
По каждому конкретному веществу ПДКс.с<ПДКр.з., так как в населенных местах есть беременные, дети, пожилые люди, больные.
Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе устанавливают, как правило, экспериментально, с использованием подопытных животных. Установление ПДК каждого отдельного вещества требует продолжительных экспериментальных исследований, тогда как новые химические соединения и их комбинации получают, синтезируют и внедряют в производство значительно быстрее. Для устранения этого разрыва во времени используют расчетные методы определения ПДК, которые позволяют прогнозировать токсическое действие химических соединений, исходя из их физико-химических характеристик и результатов простейших токсикологических исследований.
Для расчета ПДК вредных веществ в воздухе производственных помещений рекомендованы формулы, выведенные на основании регрессионного анализа с использованием показателей их токсичности и некоторых физико-химических констант этих веществ.
Для обеспечения охраны воздушной среды установлена еще одна нормативная величина, характеризующая объем вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу отдельными источниками загрязнения – предельно допустимый выброс (ПДВ). ПДВ – количество вредных веществ, выбрасываемых в единицу времени (г/с), которое в сумме с выбросами из других источников загрязнения не создает приземной концентрации примеси, превышающей значение ПДК.
ПДВ рассчитывают по методам, разработанным Госкомгидрометом и стандартизованным ГОСТ 17.2.3.02-78. При его установлении для каждого предприятия принимается во внимание перспектива развития промышленного производства в этом районе, расположение уже действующих предприятий и жилой застройки, географические и климатические условия местности, расположение санитарно-защитных и рекреационных зон.
Наряду с ПДК для контроля над промышленными выбросами пользуются рядом дополнительных характеристик, в том числе ДОК (допустимое остаточное количество), ОБУВ (ориентировочный безопасный уровень воздействия), ОДК (ориентировочная допустимая концентрация).
Качественный анализ газовых смесей производится с помощью органолептического, индикационного метода или с использованием пористых поглотителей.
Органолептический метод основан на определении примесей, содержащихся в атмосфере или газовых выбросах, по цвету или запаху. Однако индикацию газов органолептическим методом нельзя считать достоверной, т.к. возможная ошибка зависит не только от субъективных особенностей человека, но и оттого, что специфический цвет или запах могут маскироваться окраской и запахом других примесей.
Индикационный метод основан на изменении окраски индикаторной бумаги, пропитанной соответствующими реактивами, в присутствии того или иного компонента газовой смеси.
Индикация с помощью жидких или пористых поглотителей заключается в прокачивании воздуха через жидкость, в которой растворен соответствующий реагент, или сквозь пропитанный реагентом материал. О наличии в воздухе или отходящих газах определяемой примеси судят по изменению окраски раствора или реагента, пропитывающего пористый материал.