Захист атмосфери 1

Беру кисть, намагаючись зафіксувати на папері свої почуття, але здатності мої так незначні! Хочу відшукати слова, але серце моє стискається і, спершись на підлокітник, я тільки дивлюся і дивлюся на нічне небо.
(Мацуо Басьо, "Оплакуючи Мацукура Ранрана")

Атмосфера - газова оболонка небесного тіла, що утримується біля нього гравітацією. Оскільки не існує чіткої межі між атмосферою і міжпланетним простором, то зазвичай атмосферою прийнято вважати область навколо небесного тіла, в якій газове середовище обертається разом з ним як єдине ціле. Глибина атмосфери деяких планет, що складаються в основному з газів (газові планети), може бути дуже великий.

Атмосфера Землі містить кисень, який використовується більшістю живих організмів для дихання, і діоксид вуглецю споживаний рослинами, водоростями і ціанобактеріями в процесі фотосинтезу. Атмосфера також є захисним шаром планети, захищаючи її мешканців від сонячного ультрафіолетового випромінювання.

Основними забруднювачами атмосферного повітря, що утворюються як в процесі господарської діяльності людини, так і в результаті природних процесів, є діоксид сірки SO2. діоксид вуглецю CO2. оксиди азоту NOx. тверді частинки - аерозолі. Їх частка складає 98% в загальному обсязі викидів шкідливих речовин. Крім цих основних забруднювачів, в атмосфері спостерігається ще більш 70 найменувань шкідливих речовин: формальдегід, фенол, бензол, сполуки свинцю та інших важких металів, аміак, сірковуглець і ін.

Екологічні наслідки забруднення атмосфери

До найважливіших екологічних наслідків глобального забруднення атмосфери відносяться:

можливе потепління клімату (парниковий ефект);
порушення озонового шару;
випадання кислотних дощів;
погіршення здоров'я.

Парниковий ефект - це підвищення температури нижніх шарів атмосфери Землі в порівнянні з ефективною температурою, тобто температурою теплового випромінювання планети, спостережуваного з космосу.

Протокол передбачає систему квот на викиди тепличних газів. Суть його полягає в тому, що кожна з країн (поки це стосується лише тридцяти восьми країнам, які взяли на себе зобов'язання скоротити викиди), отримує дозвіл на викид певної кількості тепличних газів. При цьому передбачається, що якісь країни або компанії перевищать квоту викидів. У таких випадках ці країни або компанії зможуть купити право на додаткові викиди у тих країн або компаній, викиди яких менше виділеної квоти. Таким чином, передбачається, що головна мета - скорочення викидів тепличних газів в наступні 15 років на 5% буде виконана.

В якості інших причин, що викликають потепління клімату, вчені називають мінливість сонячної активності, зміна магнітного поля Землі і атмосферного електричного поля.

Для захисту атмосфери від негативного антропогенного впливу терміни вживаються в такому заходи.

1. Екологізація технологічних процесів:
- 1.1. створення замкнутих технологічних циклів, маловідходних технологій, що виключають потрапляння в атмосферу шкідливих речовин;
- 1.2. зменшення забруднення від теплових установок: централізоване теплопостачання, попереднє очищення палива від з'єднань сірки, використання альтернативних джерел енергії, перехід на паливо підвищеної якості (з вугілля на природний газ);
- 1.3. зменшення забруднення від автотранспорту: використання електротранспорту, очищення вихлопних газів, використання каталітичних нейтралізаторів для допалювання палива, розробка водневого транспорту, перехід транспортних потоків за місто.
2. Очищення технологічних газових викидів від шкідливих домішок.
3. Розсіювання газових викидів в атмосфері. Розсіювання здійснюється за допомогою високих димових труб (висотою понад 300 м). Це тимчасове, вимушене захід, який здійснюється внаслідок того, що існуючі очисні споруди не забезпечують повного очищення викидів від шкідливих речовин.
4. Пристрій санітарно-захисних зон, архітектурно-планувальні рішення.

Санітарно-захисна зона (СЗЗ) - це смуга, що відокремлює джерела промислового забруднення від житлових або громадських будівель для захисту населення від впливу шкідливих факторів виробництва. Ширина СЗЗ встановлюється в залежності від класу виробництва, ступеня шкідливості і кількості виділених в атмосферу речовин (50-1000 м).

Архітектурно-планувальні рішення - правильне взаємне розташування джерел викидів і населених місць з урахуванням напрямку вітрів, спорудження автомобільних доріг в обхід населених пунктів і ін.

Устаткування для очищення викидів:

пристрою для очищення газових викидів від аерозолів (пилу, золи, сажі);
пристрою для очищення викидів від газо- і пароподібні домішок (NO, NO2. SO2. SO3 і ін.)

Сухі пиловловлювачі призначені для грубої механічної очистки від великої і важкої пилу. Принцип роботи - осідання частинок під дією відцентрової сили і сили тяжіння. Широке поширення отримали циклони різних видів: одиночні, групові, батарейні.

На схемі (рис. 16) зображена спрощена конструкція одиночного циклону. Пилогазовий потік вводиться в циклон через вхідний патрубок 2, закручується і здійснює обертально-поступальний рух уздовж корпусу 1. Частинки пилу відкидаються під дією відцентрових сил до стінки корпусу, а потім під дію сили тяжіння збираються в пиловий бункер 4, звідки періодично видаляються. Газ, звільнившись від пилу, розгортається на 180º і виходить з циклону через трубу 3.

Мокрі пиловловлювачі характеризуються високою ефективністю очищення від дрібнодисперсного пилу розміром до 2 мкм. Працюють за принципом осадження частинок пилу на поверхню крапель під дією сил інерції або броунівського руху.

Запилений газовий потік по патрубку 1 направляється на дзеркало рідини 2, на якому осідають найбільш великі частки пилу. Потім газ піднімається назустріч потоку крапель рідини, яка подається через форсунки, де відбувається очищення від дрібних частинок пилу.

Призначені для тонкого очищення газів за рахунок осадження частинок пилу (до 0,05 мкм) на поверхні пористих фільтруючих перегородок (рис. 18). За типом фільтруючого завантаження розрізняють тканинні фільтри (тканина, повсть, губчаста гума) і зернисті. Вибір фільтруючого матеріалу визначається вимогами до очищення і умовами роботи: ступінь очищення, температура, агресивність газів, вологість, кількість і розмір пилу і т.д.

Електрофільтри - ефективний спосіб очищення від зважених часток пилу (0,01 мкм), від масляного туману. Принцип дії заснований на іонізації і осадженні частинок в електричному полі. У поверхні коронирующего електрода відбувається іонізація пилогазового потоку. Купуючи негативний заряд, частинки пилу рухаються до осадительному електроду, має знак, протилежний заряду коронирующего електрода. У міру накопичення на електродах частинки пилу падають під дією сили тяжіння до збірки пилу або видаляються струшуванням.

Очищення від домішок шляхом каталітичного перетворення. За допомогою цього методу перетворюють токсичні компоненти промислових викидів в нешкідливі або менш шкідливі речовини шляхом введення в систему каталізаторів (Pt, Pd, Vd):
- каталітичне допалювання СО до СО2;
- відновлення NОx до N2.
Абсорбційний метод заснований на поглинанні шкідливих газоподібних домішок рідким поглиначем (абсорбентом). В якості абсорбенту, наприклад, використовують воду для уловлювання таких газів як NH3. HF, HCl.
Адсорбційний метод дозволяє витягувати шкідливі компоненти з промислових викидів за допомогою адсорбентів - твердих тіл з ультрамікроскопічних структурою (активоване вугілля, цеоліти, Al2 O3.