Файл: Практическая работа Демографическая емкость территорий Тема Основные положения классической экологии.docx

Контрольные вопросы

1. 
   Какие показатели используются для оценки химического загрязнения почвенного покрова?
   
2. 
   C помощью какого показателя оценивается уровень опасности загрязнения территории города?
   
3. 
   Как определяется коэффициент концентрации К_с?
   
4. 
   Что такое зона загрязнения?
   
5. 
   К какому классу опасности относятся следующие загрязняющие вещества: ртуть, бенз(а)пирен, свинец, медь, молибден, хром, марганец, стронций ацетофенон, барий?
   

---

Практическая работа № 3. Методика расчета рассеивания выбросов в атмосферу

Тема 2. Влияние современной антропогенной деятельности на биосферу

Цель работы: получение практических навыков расчета рассеивания выбросов в атмосферу.

Задачи:

• 
  изучить теоретический материал;
  
• 
  изучить методику расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий;
  
• 
  рассчитать С_М (максимальную концентрацию вредных веществ в приземном слое атмосферы) и Н (минимальную высоту трубы);
  
• 
  рассчитать ПДВ (предельно допустимые выбросы) и С_М.Т.(соответствующую ПДВ максимальную концентрацию вредных веществ в устье выбросной трубы или шахты).
  

Учебные вопросы

1. 
   Назовите источники и виды загрязнения атмосферы.
   
2. 
   Назовите методы очистки газовоздушных смесей.
   
3. 
   Какие аппараты применяют для очистки выбросов в атмосферу?
   
4. 
   Какие загрязняющие вещества содержатся в промышленных выбросах?
   

Изучив данную тему, студент должен:

иметь представление:

• 
  о значении, составе атмосферного воздуха;
  
• 
  о видах и источниках загрязнения атмосферы;
  
• 
  о влиянии вредных выбросов на экосистемы биосферы;
  

знать:

• 
  законодательные, нормативные документы в области охраны атмосферного воздуха;
  
• 
  методы очистки газовоздушных смесей;
  
• 
  принципы работы аппаратов по очистке выбросов;
  

уметь:

• 
  производить расчеты концентрации вредных веществ при выбросах в атмосферу;
  
• 
  производить расчеты рассеивания вредных выбросов в атмосферу;
  

владеть:

• 
  навыками оценки ПДВ в атмосферу;
  
• 
  навыками выбора соответствующей аппаратуры для очистки выбросов;
  
• 
  методами реализации мер по защите атмосферного воздуха.
  

Методические рекомендации по изучению темы

При освоении темы необходимо:

• 
  изучить теоретический материал;
  
• 
  выполнить практические задания;
  
• 
  ответить на контрольные вопросы.
  

---

Теоретический материал

Загрязнение атмосферы Земли – принесение в атмосферный воздух новых, не характерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение их естественной концентрации.

По источникам загрязнение делится:

• 
  на естественное;
  
• 
  антропогенное.
  

По характеру загрязнения атмосферы выделяют следующие виды загрязнений:

• 
  физическое: механическое (пыль, твердые частицы), радиоактивное (радиоактивное излучение и изотопы), электромагнитное (различные виды электромагнитных волн, в том числе радиоволны), шумовое (различные громкие звуки и низкочастотные колебания) и тепловое (например, выбросы тёплого воздуха и т. п.);
  
• 
  химическое: газообразные вещества и аэрозоли. На сегодняшний день основные химические загрязнители атмосферного воздуха – это оксид углерода IV, оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, альдегиды, тяжёлые металлы (Pb, Cu, Zn, Cd, Cr), аммиак, пыль и радиоактивные изотопы;
  
• 
  биологическое: загрязнения микробной природы (например, вегетативными формами и спорами бактерий и грибов, вирусами, их токсинами и продуктами жизнедеятельности).
  

Основные источники загрязнения атмосферы:

• 
  природные (естественные загрязнители минерального, растительного или микробиологического происхождения, к которым относят извержения вулканов, лесные и степные пожары, пыль, пыльцу растений, выделения животных и др.);
  
• 
  искусственные (антропогенные), которые можно разделить на несколько групп:
  

• 
  транспортные, образующиеся при работе автомобильного, железнодорожного, воздушного, морского и речного транспорта;
  
• 
  производственные, образующиеся при технологических процессах, отоплении;
  
• 
  бытовые, обусловленные сжиганием топлива в жилище и переработкой бытовых отходов.
  

По составу антропогенные источники загрязнения атмосферы также подразделяются:

• 
  на механические загрязнители – пыль цементных заводов, пыль от сгорания угля в котельных, топках и печах, сажа от сгорания нефти и мазута, истирающиеся автопокрышки и т. д.;
  
• 
  химические загрязнители – пылевидные или газообразные вещества, способные вступать в химические реакции;
  
• 
  радиоактивные загрязнители.
  

---

Методы очистки

Для очистки атмосферного воздуха применяются различные методы очистки газов от технических загрязнений, таких как NO_x, SO₂, H₂S, NH₃, оксида углерода, различных органических и неорганических веществ.

Абсорбция представляет собой процесс растворения газообразного компонента в жидком растворителе. Абсорбционные системы разделяют на водные и неводные. Во втором случае применяют обычно малолетучие органические жидкости. Жидкость используют для абсорбции только один раз или же проводят ее регенерацию, выделяя загрязнитель в чистом виде. В качестве примеров можно назвать получение:

• 
  минеральных кислот (абсорбция SO3 в производстве серной кислоты, абсорбция оксидов азота в производстве азотной кислоты);
  
• 
  солей (абсорбция оксидов азота щелочными растворами с получением нитрит-нитратных щелоков, абсорбция водными растворами извести или известняка с получением сульфата кальция);
  
• 
  других веществ (абсорбция NH3 водой для получения аммиачной воды и др.).
  

В зависимости от способа создания поверхности соприкосновения фаз различают поверхностные, барботажные и распыливающие абсорбционные аппараты.

Адсорбционный метод является одним из самых распространенных средств защиты воздушного бассейна от загрязнений. Основными промышленными адсорбентами являются активированные угли, сложные оксиды и импрегнированные сорбенты. Активированный уголь (АУ) нейтрален по отношению к полярным и неполярным молекулам адсорбируемых соединений. Он менее селективен, чем многие другие сорбенты, и является одним из немногих, пригодных для работы во влажных газовых потоках. Активированный уголь используют, в частности, для очистки газов от дурно пахнущих веществ, рекуперации растворителей и т. д.

Основные способы осуществления процессов адсорбционной очистки

После адсорбции проводят десорбцию и извлекают уловленные компоненты для повторного использования. Таким способом улавливают различные растворители, сероуглерод в производстве искусственных волокон и ряд других примесей. После адсорбции примеси не утилизируют, а подвергают термическому или каталитическому дожиганию. Этот способ применяют для очистки отходящих газов химико-фармацевтических и лакокрасочных предприятий, пищевой промышленности и ряда других производств. Данная разновидность адсорбционной очистки экономически оправдана при низких концентрациях загрязняющих веществ и (или) многокомпонентных загрязнителей. После очистки адсорбент не регенерируют, а подвергают, например, захоронению или сжиганию вместе с прочно хемосорбированным загрязнителем. Этот способ пригоден при использовании дешевых адсорбентов. Для проведения процессов адсорбции разработана разнообразная аппаратура. Наиболее распространены адсорберы с неподвижным слоем гранулированного или сотового адсорбента. Непрерывность процессов адсорбции и регенерации адсорбента обеспечивается применением аппаратов с кипящим слоем.

---

В последние годы все более широкое применение получают волокнистые сорбционно-активные материалы. Их отличает более высокая химическая и термическая стойкость, однородность пористой структуры, значительный объем микропор и более высокий коэффициент массопередачи (в 10–100 раз больше, чем у сорбционных материалов). Установки занимают значительно меньшую площадь. Адсорбционные методы являются одним из самых распространенных в промышленности способов очистки газов. Их применение позволяет вернуть в производство ряд ценных соединений.

Термическое дожигание представляет собой метод обезвреживания газов путем термического окисления различных вредных веществ, главным образом органических. Применение термических методов дожигания позволяет достичь 99 %-ной очистки газов.

Термические методы широко применяются для очистки отходящих газов от токсичных горючих соединений. Разработанные в последние годы установки дожигания отличаются компактностью и низкими энергозатратами. Применение термических методов эффективно для дожигания пыли многокомпонентных и запыленных отходящих газов.

Термокаталитические методы газоочистки отличаются универсальностью. С их помощью можно освобождать газы от оксидов серы и азота, различных органических соединений, монооксида углерода и других токсичных примесей. Каталитические методы позволяют преобразовывать вредные примеси в безвредные, менее вредные и даже полезные. Они дают возможность перерабатывать многокомпонентные газы с малыми начальными концентрациями вредных примесей, добиваться высоких степеней очистки, вести процесс непрерывно, избегать образования вторичных загрязнителей.

В качестве эффективных катализаторов, находящих применение на практике, служат самые различные вещества – от минералов, которые используются почти без всякой предварительной обработки, и простых массивных металлов до сложных соединений заданного состава и строения.

Каталитические методы обезвреживания получили наибольшее распространение.

Озонные методы применяют для обезвреживания дымовых газов от SO₂ (NO_x) и дезодорации газовых выбросов промышленных предприятий. Введение озона ускоряет реакции окисление NO до NO₂ и SO₂ до SO₃. После образования NO

---