газоподібні забруднювачі

Газоподібні забруднювачі формуються в результаті хімічних реакцій, наприклад, окислення, випалювання руд і нерудної мінеральної сировини (кольорова металургія, виробництво цементу). При спалюванні палива утворюються величезні кількості сполук - оксиди сірки, азоту, вуглецю, важких і радіоактивних металів. Реакції відновлення також є джерелом газоподібних забруднюючих сполук, наприклад, виробництво коксу, соляної кислоти з хлору і водню, аміаку з атмосферного азоту і кисню. [. ]

До газоподібним забруднювачів атмосферного повітря, що надає несприятливу дію на іоносферу, відносяться двоокис сірки, сполуки фтору, хлору і миш'яку, а також окис вуглецю. У НДР в результаті спалювання бурого вугілля щорічно в повітря викидається 2,5 млн. Т S02. У великих містах і промислових центрах країни середньодобова концентрація двоокису сірки перевищує 1 мг / м3 (табл. 50). [. ]

Такі важливі забруднювачі, як двоокис сірки і оксиди азоту, будуть описані в окремих розділах. Незгорілі вуглеводні надходять в атмосферу при роботі двигунів внутрішнього згоряння, при спалюванні палива в стаціонарних установках і при інших промислових процесах, таких, як переробка нафти і сушка промислових покриттів. Боротьба з вуглеводнями і окисом вуглецю, що виділяються при роботі двигунів внутрішнього згоряння, буде описана в гл. 10. Тут же ми розповімо про основні принципи хімічної кінетики і дамо деяку інформацію про боротьбу з окисом вуглецю і вуглеводнями, які надходять в атмосферу при роботі стаціонарних джерел. Почнемо з опису двох широко застосовуються методів боротьби з багатьма газоподібними забруднювачами в газах, а саме адсорбції і абсорбції. [. ]

Найбільша концентрація газоподібних забруднювачів спостерігається в міських районах, тому вивчення поведінки газоподібних забруднювачів в замкнутих обсягах має велике значення. Характер поверхні всередині приміщення відрізняється від характеру зовнішньої поверхні, тому можна припустити, що швидкість сорбції газів всередині приміщення відрізняється від швидкості сорбції газів поза ним. [. ]

Згідно із загальноприйнятою думкою, газоподібні забруднювачі повітря проникають в мезофіл листа переважно шляхом дифузії через продихи (Kisser, 1966; Thomas, Alther 1966; Ting, Dugger, 1968). Очевидно, що всі зовнішні фактори, що регулюють рухи продихів, повинні впливати на поглинання атмосферних забруднювачів рослинами. Освітлення відноситься до числа найбільш важливих з цих факторів, оскільки при умові постійних всіх інших факторів реакції устьиц на світло можуть бути інтерпретовані як фотонастії (Mohr, 1969). [. ]

Двоокис сірки є газоподібний забруднювач, який викликає виразні гострі або хронічні ушкодження в залежності від його змісту в повітрі. У разі HF перехід між цими двома типами пошкодження досить поступовий, а НС1 за своєю дією займає проміжне місце між S02 і HF. [. ]

Раніше зазначалося, що більшість газоподібних забруднювачів активно беруть участь в метаболізмі рослин. Проте для багатьох рослин відзначаються порушення життєдіяльності при дуже малих концентраціях забруднювачів. У загальному випадку рослини відчувають шкідливий вплив газоподібних забруднювачів в менших концентраціях, ніж тварини (особливо в разі озону, оксидів азоту і ЕОГ). Виняток становить лише оксид вуглецю, який приносить шкоду рослинам при значно більших концентраціях, ніж при дії на тварин. [. ]

В цьому розділі обговорюється дію газоподібних забруднювачів на речовини поверхні Землі, і воно повинно розглядатися в безпосередньому зв'язку з попередньою главою. [. ]

Автомобільний транспорт виділяє 60% газоподібних забруднювачів повітря. У вихлопних газах міститься велика кількість вуглеводнів, їх частка різко зростає, якщо двигун працює на малих обертах або в момент збільшення швидкості при старті (таблиця 7.3). [. ]

Природно, що вплив можливих газоподібних забруднювачів на морський басейн і на екосистеми суші (материкову частину, прилеглу до місця народження) буде проявлятися в обох випадках, хоча і в різній мірі. Тому прогнозні і оперативні оцінки таких впливів не вимагають особливих обгрунтувань в їх актуальності. Але одночасно з цим, особливо в процесі оцінки екологічної небезпеки методом математичного моделювання, слід уникати або бути дуже обережним при виборі різних припущень, широко застосовуваних у фізико-математичних моделях. Особливо це стосується такого параметру, як відстань від джерела, газових викидів до контрольованого пункту. [. ]

СМОГ ВОЛОГИЙ (лондонського типу) - поєднання газоподібних забруднювачів (переважно сірчистого ангідриду), пилу і крапель туману. [. ]

СМОГ ЛЕДЯНОЙ (Аляскинского типу) - поєднання газоподібних забруднювачів, пилових частинок і кристалів льоду, що виникають при замерзанні крапель туману і пара опалювальних систем. [. ]

Ще більш еффеЕаівним способом уловлювання забруднювачів повітря є поглинання їх аерозольними-фільтрами, імпрег-лося раніше відповідним хімічним реагентом. Це дозволяє вирішити досить складну задачу одночасного уловлювання з повітря твердих частинок і газоподібних домішок, що неможливо при використанні звичайних сорбентів [2]. Після відбору продукти реакції газоподібних забруднювачів з хімічним реагентом відокремлюють від твердих частинок екстракцією відповідним розчинником. Це значно підвищує повноту уловлювання домішок з повітря, особливо в тому випадку, коли забруднювач може перебувати в повітрі одночасно в двох різних агрегатних станах, наприклад аерозоль і пари пестицидів, діоксид сірки і сульфати і т. П. [1]. [. ]

Про природу пошкодження листя рослин газами-забруднювачами відомо багато. Були виведені формули, що зв'язують дозу впливу зі ступенем порушення [25]. Знання природи порушення дозволяє досвідченим патологоботанікам виявити присутність газоподібного забруднювача і зробити наближену оцінку його концентрації, користаючись спостереженнями за спеціально відібраними рослинами [26, 27]. [. ]

Фізико-хімічні методи очищення атмосфери від газоподібних забруднювачів. Основний напрямок захисту повітряного басейну від забруднень шкідливими речовинами - створення нової безвідходної технології із замкнутими циклами виробництва і комплексним використанням сировини. [. ]

В цілому способи очищення промислових викидів від газоподібних забруднювачів можна розділити на: 1) фізико-хімічні - адсорбційні (фіз- і хемосорбция), абсорбція, радіаційно-хімічні; 2) хімічні, включаючи каталітичні; 3) біохімічні. У ряді випадків не можна провести чіткої межі між різними прюцессамі, зокрема фізико-хімічними та хімічними. [. ]

При взаємодії з речовинами земної поверхні газоподібні забруднювачі можуть виводитися з атмосфери. Подібна взаємодія може призводити до їх руйнування без будь-якого видимого шкідливого впливу на навколишнє середовище; з іншого боку, така взаємодія може спричинити за собою істотні зміни середовища проживання. [. ]

У море приносяться тверді, рідкі, в деяких випадках газоподібні забруднювачі, в тому числі синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР). Основні з них наведені в табл. 7. [. ]

Необхідний ефективний контроль за складом і структурою газоподібних забруднювачів атмосфери, особливо за сірчистими сполуками і окислами азоту, що утворюються прц спалюванні палива, наприклад, для генерації пари при тепловій дії на пласт і інших методах. Відповідні природоохоронні заходи повинні передбачатися також на стадії розробки проектів МПН, при закачуванні С02, розробці нафтових родовищ, що містять сірководень, і утилізації забруднювачів дизельних двигунів. [. ]

Для встановлення типових кількісних взаємозв'язків між газоподібними забруднювачами навколишнього середовища і їх впливом на рослини необхідні великі експериментальні дослідження. Це обумовлено не тільки необхідністю контролю концентрації забруднювачів і визначення різноманітних реакцій рослин і пов'язаної з цим їх господарської цінності, а й розробки специфічних умов експерименту, що враховує сприйнятливість рослинного матеріалу. [. ]

У попередніх розділах ми розглянули ряд виразів для розсіювання газоподібних забруднювачів, що викидаються наземними і піднятими джерелами, і деякі загальні методи розрахунків. У цьому розділі ми розглянемо інші приватні завдання, пов'язані із загальною проблемою розсіювання забруднювачів в атмосфері. [. ]

Вказано на необхідність виконання оцінки впливу можливих газоподібних забруднювачів як для території родовища природного газу, що знаходиться на морській поверхні, так і для території, розташованої на материковій частині. Звертається увага на істотні відмінності структури взаємного розташування технологічних об'єктів морських родовищ від родовищ на суші. Дан короткий огляд за механізмом освіти в атмосфері первинних і вторинних газоподібних забруднювачів, і наведені приклади шляхів впливу їх на '' морські "і '' сухопутні" екосистеми. [. ]

Хоча існує кілька основних підходів до цієї проблеми, зазвичай для отримання піддається математичній обробці рішення в будь-якому випадку необхідний ряд спрощують припущень. У підсумку всі ці теорії зводяться до однієї і тієї ж функції розподілу концентрації забруднювача - гауссова розподілу. Щоб оцінити значення цього типу функції розподілу стосовно до забруднення атмосфери, корисно розглянути деякі загальні характеристики гауссова, або нормального, розподілу. [. ]

Оксид вуглецю - найбільш небезпечний і надзвичайно поширений з газоподібних забруднювачів повітря, токсичність якого обумовлена реакцією з гемоглобіном крові. Освіта СО відбувається при неповному згорянні різного палива. Природним джерелом СО є лісові пожежі і фотохімічні перетворення органічних сполук в атмосфері. Близько 25% СО антропогенного походження. Значна кількість (в США майже 40% всіх забруднень атмосфери) оксиду вуглецю надходить в атмосферу міст і промислових регіонів з відпрацьованими газами автотранспорту. Середня концентрація СО в атмосфері (близько 10 5%) значно збільшується (до 3-10-3%) в районах автострад і в містах в години пік [3]. [. ]

В результаті досліджень було встановлено, що поглинання рослинами газоподібних забруднювачів пов'язано з розчинністю цих газів у водному плівці на поверхні мезофільних клітин [28]. Розчинення газів зазвичай тягне за собою іонізацію, тому в процесах метаболізму можуть також брати участь іони. Дослідження участі іонів в метаболізмі рослин представляє певні труднощі. Це пов'язано з визначенням концентрацій іона в розчині, яка безпосередньо пов'язана з концентрацією відповідного газу в атмосфері. В даний час не існує методу для визначення істинної концентрації іонів, так як в процесі нормального метаболізму клітин відбувається постійна трансформація іонів, наприклад, освіту аніонів оксидів азоту і сірки при розчиненні газів у волозі клітини. [. ]

Як вказувалося в попередньому розділі глави, найбільш поширеними газоподібними забруднювачами повітря міст є: окис вуглецю, сірчистий ангідрид, оксиди азоту, сірководень. [. ]

Оксид вуглецю (П). Монооксид вуглецю є найбільш небезпечним і поширеним з газоподібних забруднювачів атмосферного повітря. Оксид вуглецю (П) небезпечний тим, що з'єднується з гемоглобіном крові, в результаті чого утворюється карбок-сігемоглобін. Підвищення рівня карбоксигемоглобіну в крові може викликати порушення функцій центральної нервової системи: слабшають зір, реакція, орієнтація в часі і просторі. Особливо небезпечний цей вид забруднення для хворих з сер-дечно-судинними захворюваннями. [. ]

Смог лондонського типу (вологий) виникає в результаті поєднання густого туману з домішкою газоподібних забруднювачів - диму і газових відходів виробництва (в основному сірчистого ангідриду SO2) і пилових частинок. [. ]

Заходи санітарно-технічного характеру мають на меті зменшення викиду в атмосферу зважених і газоподібних забруднювачів, освіта яких характерно для даного рівня виробничої технології. [. ]

Шар інверсії розташовується над улоговиною Лос-Анжелоса у вигляді полога, що перешкоджає розсіюванню забруднювачів як в вертикальному, так і в горизонтальному напрямках. До природному туману, що складається з частинок солі океанських бризок і пилоподібних частинок грунту і рослин, приєднуються дим, пари та гази, що виникають в результаті промислової і побутової діяльності людини, включаючи автомобільний транспорт. Більші частинки аерозолів видаляються шляхом осідання, але тонкі аерозолі та газоподібні забруднювачі зазвичай скупчуються у верхній частині атмосферного шару, що лежить безпосередньо під нижньою межею шару інверсії. Найгірші умови виникають, коли обумовлені діяльністю людини атмосферні забруднення накопичуються протягом декількох днів затишності-ної погоди, а нижня межа шару інверсії опускається до найнижчого рівня, приводячи забруднене повітря в зіткнення з земною поверхнею (Stanford Research Institute, 1948-1950). [ . ]

Як було відзначено в розд. 4.4. Б, ефект віддзеркалення від землі призводить до зростання приземних концентрацій газоподібних забруднювачів зі збільшенням відстані х в порівнянні з тим, що можна було б очікувати без урахування відображення. Однак таке зростання З зі збільшенням відстані не може тривати безперервно. Зрештою дифузія в напрямках, перпендикулярних напрямку вітру, уздовж осей у иг, зменшить концентрацію на рівні землі (г = 0) і уздовж центральної лінії (у = 0). Таким чином, як зазначалося в прикладі 4.3 і показано на рис. 4.5, крива залежності С від х проходить через максимум, а потім починає зменшуватися, прагнучи до нульового значення при великих значеннях х. [. ]

Для використання реальних моделей навколишнього середовища необхідне знання численних зв'язків між різними забруднювачами атмосфери і природними середовищами - землею, атмосферою і біосферою. [. ]

Окремі види, різновиди, сорти і особини одного і того ж виду рослин по-різному реагують на певний забруднювач повітря. Не існує абсолютної стійкості до газоподібним забруднювачів повітря, подібно до того як немає стійкості до певних фітопатогенних агентам (Gäumann, 1951; Fuchs, Rosenstiel, 1958; Grossmann, 1970). Рослини не мають ні спадковими захисними механізмами (анек-ся), ні індукованими захисними механізмами (апергія), що перешкоджають поглинанню забруднювачів або їх дії. У всіх видів рослин пошкодження є результатом дії певних факторів, що включають концентрацію (с) і час експозиції (t) і виражаються твором cXt. Ступінь стійкості, що виражається у формі специфічних для виду і окремих особин реакцій, залежить від генетичних чинників, стадії розвитку і чинників навколишнього середовища н змінюється в широких межах. [. ]

Мірою, прикордонної з конструктивно-технологічними, є будівництво високих труб для викиду суспензій і газоподібних забруднювачів в атмосферу. Слід зазначити, що викид через високі труби не знижує загальну кількість забруднень, що надходять у повітря, він тільки видаляє зону максимального забруднення (відповідно до даних підрозділу «В» розділу 2.4 цієї глави) і знижує концентрацію забруднювачів в приземному шарі. При вирішенні питання про необхідній висоті труби потрібне ретельне визначення очікуваної зони максимального забруднення і зіставлення отриманих даних з місцем розташування житлової забудови міста. Слід також мати на увазі, що будівництво високих труб є паліативним заходом і до нього можна вдаватися, коли вичерпані технологічні та санітарно-технічні можливості запобігання або зменшення викиду. [. ]

Пахліч [122] зробив спробу об'єднати наявні дані про вплив Б02 на рослини в єдину теорію механізму дії газоподібних забруднювачів. Він припустив, що при низьких дозах поглинання Б02 він перетворюється в сіркоорганічні сполуки і не діє на ензими. Якщо ж доза така, що перетворення в подібні з'єднання протікає неповно, то концентрування неорганічної сірки може викликати пригнічення ензимів. [. ]

Крім поправки на «неотражаемость» в рівняння гауссова типу розсіювання має бути внесено ще одне дуже важливе зміна. Газоподібні забруднювачі не схильні до дії сили тяжіння, в той час як рух твердих частинок сильно залежить як від дії сили тяжіння, так і від дії середовища-носія, пов'язаного з переміщенням повітряних мас. Отже, рівняння розсіювання має враховувати дію цих сил. По суті, дія сили тяжіння на розсіювання частинок проявляється в тому, що осьова лінія викиду в міру перенесення забруднювача за вітром відхиляється вниз. У порівнянні з абсолютно горизонтальною віссю шлейфу газоподібної емісії шлейф аерозольного речовини має нахил вниз. [. ]

Залежно від періодичності розрізняють викиди постійні (або безперервні) і періодичні (залпові), в тому числі аварійні. Газоподібні забруднювачі і аерозолі викидаються в атмосферу через димові труби, аераційні ліхтарі та різні вентиляційні пристрої. Залежно від їх висоти джерела викиду підрозділяються на високі (Я> 50 м), середньої висоти (Я = 10. 50 м), низькі (Я = 2. 10 м), наземні (Н