Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (СГАУ) (национальный исследовательский университет)»

Экология

Отчет по лабораторной работе №2

«Определение площади загрязнения выбросами одиночного промышленного источника и установление санитарно-защитных зон».

Выполнил: Мухамедгалиев А.М.

Группа 3301

Проверил: Несоленов Г.Ф.

2013

Лабораторная работа №2 Определение площади загрязнения выбросами одиночного промышленного источника и установление санитарно-защитных зон.

Цель работы: исследование распространенности загрязняющих веществ от одиночного источника и установление санитарно-защитных зон.

Задачи:

1. Ознакомление с некоторыми правовыми и теоретическими основами, определяющими условия защиты атмосферного воздуха от загрязняющих факторов.

2. Расчет коэффициента опасности предприятия и установление санитарно-защитной зоны.

3. Исследование концентрации выбросов источника по румбам розы ветров.

4. Расчёт индекса загрязнения атмосферы ИЗА по трем ингредиентам.

5. Нахождение комплексного показателя загрязнения атмосферного воздуха и оценка источника.

6. Определение распространенности санитарно-защитной зоны по румбам розы ветров.

Краткая теория

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы: транспорт, промышленность, бытовые котельные. В последнее время общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство.

Источниками загрязнения атмосферы считаются:

• Теплоэлектростанции (ТЭС), которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ;

• Металлургические предприятия, особенно предприятия цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка;

• Химические и цементные заводы.

Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, которые являются результатом превращения первичных загрязнений.

К вредным примесям пирогенного происхождения относят:

• Оксид углерода, который получается при неполном сгорании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами транспортных средств и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250 млн тонн. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы. Его поступление в атмосферу способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

• Диоксид серы выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 70 млн тонн в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Диоксид серы, образующийся при сжигании топлива, постепенно окисляется кислородом, образует трехокись (серный ангидрид – SO₃). Серный ангидрид, сразу же реагируя с водяным паром, образует серную кислоту. Она присутствует в воздухе в виде легкого тумана (аэрозоля), состоящего из капель. Раствор серной кислоты в дождевой воде подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Серная кислота, взаимодействуя с металлами, образует сульфаты.

Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

Диоксид серы SO₂ оказывает вредное действие на растения, так как он, поступая внутрь листа, угнетает жизнедеятельность клеток. При этом листья растений покрываются бурыми пятнами, а потом засыхают.

Диоксид и другие соединения серы раздражают слизистые оболочки глаз человека, дыхательные пути, а продолжительное действие даже малых концентраций может вызвать хронический гастрит, гепатопатию, бронхит, ларингит и другие болезни.

• Сероводород и сероуглерод. Они поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимические, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

• Оксиды азота. Основными источниками их выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу, составляет 20 млн тонн в год. При соединении с атмосферной влагой оксиды азота образуют серную и азотную кислоту, выпадающие с осадками.

Мерой кислотности служит число ионов водорода в одном литре воды. Обычно кислотность измеряют не как отношение числа ионов водорода к числу молекул воды, а как логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком. Эта величина называется логарифмическим показателем водорода pH. Поскольку lg (0,0000001) = 7, следовательно, pH = 7 характеризует чистую воду – не кислую и не щелочную, а нейтральную.

Кислотные дожди оказывают влияние на популяции озерных рыб, так как вода в озерах становится кислой, приближаясь к значению pH меньше 5.

• Соединения фтора. Источниками загрязнения этими соединениями являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений – фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим (ядовитым) эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

• Соединения хлора. Эти соединения поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Эти соединения вредны для здоровья. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу тяжелых различных металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на 11 т передельного чугуна выделяется кроме 12,7 кг сернистого газа и 14,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

Аэрозоли – это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки, нарушающими прозрачность атмосферы. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер аэрозольных частиц составляет от 11 до 5 мкм.

Фотохимический туман представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы, называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия (штиля) или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии.