Контрольные вопросы

1. Антропогенное загрязнение атмосферы пылью. Роль зеленых насаждений в обеспыливании.

2. Влияние загрязнения атмосферы аммиаком на живые организмы.

3. Антропогенное загрязнение гидросферы и литосферы тяжелыми металлами. Влияние тяжелых металлов на живые организмы.

4. Загрязненные сточные воды различного происхождения. Наиболее распространенные загрязнители.

5. Загрязнение природных вод (водоемов, подземных вод, мирового океана) сточными водами. Допустимые концентрации загрязнителей в воде различного назначения.

6. Загрязнение почвы солями (засоление), его типы и степени. Опасность засоления, закисления и защелачивания почвы для растений.

7. Загрязнение окружающей среды органическими соединениями. Синтетические моющие средства, их химический состав и влияние на живые организмы.

8. Нарушения почвы: антропогенные и природные. Их классификация. Восстановление нарушенных почв.

Лабораторная работа №4. Технологии очистки окружающей среды Опыт 1. Очистка воздуха от диоксида углерода.

Вводная информация:

Абсорбцией называют процесс поглощения газов из газовых смесей жидкими поглотителями – абсорбентами. Физическая абсорбция сопровождается растворением поглощаемого газа без химического взаимодействия с абсорбентом. Если поглощенное вещество образует с абсорбентом химическое соединение, то такой процесс называют хемосорбцией. Физическая абсорбция в большинстве случаев обратима, что позволяет выделить поглощенное вещество из поглотителя (десорбция) и повторно его использовать.

Аппараты для проведения абсорбционных процессов называются абсорберами. Широкое распространение в промышленности получили насадочные абсорберы, которые представляют собой колонны, заполненные насадкой – твердыми телами различной формы. Абсорбент стекает по насадке вниз тонкой жидкой пленкой, образуя поверхность контакта с газом, который поднимается вверх по каналам между элементами насадки.

Адсорбцией называют процесс поглощения одного или нескольких компонентов из газовой смеси твердым веществом – адсорбентом. Процессы адсорбции избирательны и обычно обратимы, благодаря этому становится возможным выделение (десорбция) адсорбированного вещества и восстановление поглотительных свойств адсорбента. Аппараты для проведения процесса адсорбции называются адсорберами.

Различают физическую и химическую адсорбцию. Физическая адсорбция не сопровождается химическим взаимодействием. При химической адсорбции молекулы поглощаемого вещества вступают в химическую реакцию с молекулами на поверхности поглотителя. Такой процесс адсорбции необратим.

В качестве адсорбентов используются пористые твердые вещества. Эффективность адсорбента зависит от поверхности пор и, главным образом, от наличия микропор, размеры которых составляют 2-6 нм. В промышленности в качестве поглотителей применяют активные угли, а также минеральные адсорбенты. Активные угли поглощают пары органических веществ, поэтому часто используются для очистки вентиляционных выбросов, а также в противогазах. Недостатками активного угля является его горючесть и непрочность. Силикагель применяется главным образом для осушки газов. Цеолиты (природные и синтетические минералы) являются высокоэффективными адсорбентами для осушки и очистки газов.

В промышленности процессы абсорбции и адсорбции применяют для извлечения из газовых смесей различных компонентов и для очистки от вредных примесей газовых потоков, выбрасываемых в атмосферу, с целью уменьшения загрязнения вредными примесями окружающей среды.

Цель опыта: демонстрация работы абсорбера и адсорбера по очистке воздуха от диоксида углерода.

Оборудование и материалы: абсорбционная установка (рис. 6), адсорбционная установка (рис. 7), комплект для индикации СО₂ (индикаторные трубки, насос-пробоотборник), раствор карбоната натрия (5-10%), мел или сода, раствор кислоты (соляной или лимонной).

Ход работы:

1. Включение абсорбционной установки. Отсоедините колбу 7 от установки, налейте раствор кислоты и положите кусочки мела, подсоедините колбу к установке. Включите побудитель тяги (водоструйный насос), установите пробки кранов в положение, представленное на рис. 6, а. В сосуд Мариотта залейте раствор карбоната натрия, закройте его пробкой. С помощью зажима установите расход жидкости 50-60 капель в минуту.

2. Включение адсорбционной установки. Отсоедините колбу 6 от установки, налейте раствор кислоты и положите кусочки мела, подсоедините колбу к установке. Включите побудитель тяги (водоструйный насос), установите пробки кранов в положение, представленное на рис. 7, а.

3. Отбор проб воздуха из абсорбционной установки. Пробки кранов установите в положение, представленное на рис. 6, б. Отберите пробы воздуха, подсоединяя индикаторные трубки к штуцерам 1 и 10. Закройте подачу жидкости и выключите побудитель тяги.

4. Отбор проб воздуха из адсорбционной установки. Пробки кранов установите в положение, представленное на рис. 7, б. Отберите пробы воздуха, подсоединяя индикаторные трубки к штуцерам 1 и 9. Выключите побудитель тяги.

5. Для каждой установки определите концентрации углекислого газа до и после очистки и (см. 2.3), запишите результаты в табличной форме. Рассчитайте эффективность очистки воздуха для каждой установки по формуле:

.

6. Сравните эффективность очистки воздуха абсорбцией и адсорбцией.

Рис. 6. Абсорбционная установка: