1. Основные загрязнители атмосферного воздуха и их источники.

Загрязняющие вещества можно разбить на две группы:

• первичные загрязняющие вещества – вещества, образующиеся в ходе деятельности человека;

• вторичные загрязняющие вещества – вещества, образующиеся в результате взаимодействия первичных загрязняющих веществ с атмосферой.

Источники загрязнения воздуха

Загрязнение вызванное траспортом: газы и частицы, вырабатываемые автомобилями и другими транспортными средствами, представляющие собой сложную смесь большого количества загрязнителей. Эрозия материалов, используемых в строительстве дорог, износ шин и тормозных механизмов также могут вызывать загрязнение.

Стационарные источники горения: сжигание ископаемого топлива, например, угля и нефти как на электростанциях, так и дома также является одним из основных источников загрязнения воздуха.

Другие источники: лесные пожары и сжигание живых или недавно живых организмов (биомассы) представляют еще один значительный источник выбросов.

2. Методы очистки выбросов автотранспорта на дизельном топливе.

Улавливание сажи. Выпуск дизельных грузовых и легковых автомобилей в мире постоянно растет. Основной недостаток дизелей, связанный с использованием высокомолекулярных углеводородов, - большое количество сажи в выхлопных газах. Для улав ливания сажи используют фильтры в виде сотовой конструкции из ячеек прямоугольного сечения или в виде нескольких последовательно расположенных пористых перегородок.

Материал сотового фильтра - пористый кордиерит. Он механически прочен, химически стоек, термически стабилен, в 30-50 раз уменьшает содержание твердых частиц (эффективность очистки до 75%). Регенерацию фильтра проводят путем сжигания сажи при нагреве фильтра до 500 ^оС примерно через 100 км пробега, заменяют его через 10000 км пробега.

Билет №23

1. Экологические последствия загрязнения атмосферного воздуха.

К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся:

1) возможное потепление климата («парниковый эффект»);

2) нарушение озонового слоя;

3) выпадение кислотных дождей.

Парниковый эффект

В настоящее время, наблюдаемое изменение климата, которое выражается в постепенном повышении среднегодовой температуры, начиная со второй половины прошлого века, большинство ученых связывают с накоплениями в атмосфере так называемых «парниковых газов» -- диоксида углерода (СО₂), метана (СН₄), хлорфторуглеродов (фреонов), озона (О₃), оксидов азота и др.

Парниковые газы, и в первую очередь СО₂, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли. Атмосфера, насыщенная парниковыми газами, действует как крыша теплицы. Она, с одной стороны, пропускает внутрь большую часть солнечного излучения, с другой почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей.

Нарушение озонового слоя

Озоновый слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км с максимальной концентрацией озона на высоте 20--25 км. Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, достигая максимума весной в приполярной области.

Нарушение озонового слоя

Озоновый слой (озоносфера) охватывает весь земной шар и располагается на высотах от 10 до 50 км с максимальной концентрацией озона на высоте 20--25 км. Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, достигая максимума весной в приполярной области.

Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения (УФ-радиация). Живые организмы весьма уязвимы для ультрафиолетового излучения, ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. Не случайно поэтому в районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги, наблюдается увеличение заболевания людей раком кожи и др.

Кислотные дожди

Одна из важнейших экологических проблем, с которой связывают окисление природной среды, - кислотные дожди. Образуются они при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6).

Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к еще более выраженной их деградации как природных экосистем.

2. Схема подготовки воды для питьевых целей.

Общая схема очистки питьевой воды

- Первичная очистка (грубая фильтрация, удаление мелких твердых частиц, обезжиривание), может быть оправдана только в случае большой загрязненности поверхностных вод. Она предназначена для удаления крупных частиц вещества, которые могут мешать другим процессам очистки.

- Физическое (аэрация) или химическое (О₃, Сl, Сl₂О₂) предокисление, для удаления растворенных газов (СО₂, H₂S) для окисления некоторых компонентов (органических веществ, Fe²⁺ или Мn²⁺).

- Коагуляция, флокуляция - образование хлопьев из коллоидных частиц. Важнейшая ступень для успешного разделения твердой и жидкой фаз.

- Флотация - разделение твердой и жидкой фаз впрыскиванием воздуха и реактивов, чтобы образовавшиеся хлопья могли всплыть.

- Осаждение - разделение твердой и жидкой фаз путем седиментации. Часто эффективность осаждения увеличивается внутренней или внешней рециркуляцией осадка для преобразования диффузной флокуляции в контактную.

- Фильтрация - Разделение твердой и жидкой фаз путем фильтрования через слой песка. Фильтрация происходит под действием силы тяжести или под давлением. Она в основном задерживает частицы в толще фильтрующей среды. При прямой фильтрации слой песка служит одновременно флокулятором и фильтром.

- Дополнительная обработка (О₃, адсорбция активированным углем) - удаляет избыточные органические вещества.

- Дезинфекция (О₃, УФ, Сl, Сl₂О₂) - обеспечивает стабильность качества очистки (остаточный эффект) и удаляет патогенные микроорганизмы (бактерицидный эффект).

- Специальная обработка:

Удаление железа: окисление Fe²⁺ аэрацией (уменьшение СО₂) Удаление марганца: окисление Мn²⁺ аэрацией Декарбонизация снижает жесткость воды, вызванную избытком кальция Нейтрализация агрессивной воды (богатой СО₂, бедной карбонатами)

Билет №24