Лекция 7. Хим Загрязнения атмосферы и меры защиты
19. Химические загрязнения атмосферы
Обозначения: Азот - N2, хлороводород – НСl, водород - H2, аммиак - NH3, хлор - Cl2, угарный газ – CO, сероводород - H2S, углекислый газ CO2, оксид азота (IV) NO2, кислород O2.
Моноокси́д углеро́да СО (уга́рный газ, о́кись углеро́да, оксид углерода (II)) - бесцветный ядовитый газ без вкуса и запаха, легче воздуха (при нормальных условиях). Диокси́д углеро́да CO2 (углеки́слый газ, двуо́кись углеро́да, окси́д углеро́да (IV), у́гольный ангидри́д) - бесцветныйгаз (в нормальных условиях), без запаха.
Быстрый рост промышленности и транспорта в XX в. привел к тому, что выброшенные в воздух вещества не успевают рассеяться к моменту поступления в атмосферу новой порции загрязнения. Они распространяются воздушными течениями, становятся причиной вредных и даже фатальных последствий для биосферы. Со временем концентрация химических загрязнений увеличивается. Наряду с локальным загрязнением атмосферы, все большую тревогу вызывает проблема глобального загрязнения.
Рис. 36. Источники загрязнения атмосферы
Среди источников загрязнения атмосферы значительное место занимает химическая промышленность и для нее характерна высокая концентрация предприятий, что создает повышенное загрязнение окружающей среды. Она поставляет диоксид серы (SO2), сероводород (Н2S), оксиды азота (N0, N02), углеводороды (СН), галогены (F2, Cl2) и др.
В настоящее время много загрязнений приземного слоя атмосферы приходится на нефте- и газодобывающую промышленность (избыточная добыча нефти и газа; потери при авариях, их добыче и транспортировке, а также продукты испарения, в т.ч. нефти, аммиака, ацетона, этилена, продукты горения).
Рис. 37. Разлив нефтепродуктов при транспортировке
Источниками загрязнения являются химическое оружие, вредные сильнодействующие ядовитые вещества (СДЯВ), которые применяются на ряде предприятий для технологических целей.
Рис. 38. Ликвидация химического оружия
С каждым годом возрастает роль автомобильного транспорта (АТ) в загрязнении атмосферы – это выхлопные газы. Особенно велик вклад АТ в загрязнение воздушного бассейна крупных городов. Из-за этого в последнее время отмечается значительное увеличение в атмосфере диоксида углерода и пыли. Также с выхлопными газами от автомобилей в воздух попадают оксиды азота, углеводороды и даже свинец и его соединения. Выброс газов от автомобильного транспорта увеличивается: от несовершенства автомобилей (не соответствуют нормам Евро-4-5 или старше 5 лет, так в России - Евро-2-3, что на Западе было 30 лет назад), низкого качества топлива, от плохой организации движения автотранспорта, плохих дорог и др.
Рис. 39. Выхлопная труба легкового автомобиля
Наибольшую опасность представляют оксиды азота (NOx), примерно в 10 раз более опасные, чем угарный газ (CO), Обнаруженные в газах полициклические ароматические углеводороды - сильные канцерогены. Среди них наиболее изучен бензпирен, кроме него, обнаружены производные антрацена. Кроме того, при использовании сернистых бензинов в отходящие газы могут входить оксиды серы, при применении этилированных бензинов - свинец (тетраэтилсвинец), бром, хлор, их соединения. Выбросы выхлопных газов - основная причина превышения ПДК токсичных веществ и канцерогенов в атмосфере крупных городов, образования смогов, являющихся частой причиной отравления в замкнутых пространствах.
Отмечено, что в США 60% загрязнение атмосферы связано больше с транспортом. Эта же тенденция наблюдается сейчас в России. В отдельных ее регионах на долю транспорта приходится более половины выбросов (так в Москве - более 75%, Батайске - 86%, Ростове-на-Дону - 88%, в Азове - 89%.
20. Последствия загрязнений атмосферы
В результате антропогенной деятельности за последние 100…150 лет в биосфере Земли произошли и продолжают происходить существенные изменения, как правило, негативного характера. Так, за счет поступления антропогенных примесей, увеличения в атмосфере тепла, пыли, диоксида углерода (СО2), метана, фреонов, оксидов азота, серы и др. возникают различные последствия, в т.ч. парниковый эффект, разрушение озонового слоя, кислотные дожди, смоги, уменьшение биологического разнообразия флоры и фауны и др. Поэтому в мировом сообществе нарастает тревога за будущее цивилизации, предпринимаются активные попытки ограничения вредных выбросов.