bj

Рис. 10. Схема насадкового скрубера:

1–вхіднатруба,черезякузаходитьзабрудненеповітря;2–корпус насадкового скрубера; 3 – касета із дрібними частинками заповнювача; 4 – форсунки для розпилення краплин рідини; 5 – труба для виходу очищеного повітря; 6 – труба для виходу забрудненої води

фільтра,звідкиперіодичноїхзливаютьчерезтрубу6.Забрудненавода потрапляє у систему фільтрів, очищується та знову подається у форсунки.

Перевагами фільтрів такої конструкції є: по-перше, здатність працювати у широкому колі температур; по-друге, очищення повітря відкрупного,середньоготадрібногопилу;по-третє,очищенняповітря від деяких окремих токсичних газів. Недоліками є такі: 1) неповне очищенняповітрявідкомплексівтоксичнихмолекул,вірусівтабактерій; 2) прилипаннязабруднювачівдоповерхнінаповнювача;3) необхідність постійноїзаміникасет;4) збільшенняопорурухуповітря;5) появанових відходів – забруднених частинок наповнювача.

Недосконалість насадкового скрубера потребувала пошуку нових конструкційфільтрівдляефективногоочищенняповітря.Одинізтаких фільтрів–піннийскрубер–наведенийнарис. 11.

Він складається з вхідної труби 1, через яку заходить забруднене повітря.Далівонопотрапляєукорпусфільтра2,дерозташованарешітка для підтримки шару піни 3. Повітря проходить крізь шар піни 4, який

91

Рис. 11. Схема пінного скрубера:

1 – вхідна труба, через яку заходить забруднене повітря; 2 – корпус фільтра; 3 – решітка для підтримки шару піни; 4 – шар піни; 5 – труба для подання рідини з домішками піноутворюючих хімічних сполук; 6 – труба для виходу очищеного повітря; 7 – труба для виходу забруднювачів та рідини

утворюється за рахунок подання з труби 5 рідини з домішками піноутворюючиххімічнихсполук.

Великаплощавзаємодіїшарупінитаповітрязабезпечуєочищення повітря від усіх видів забруднювачів, крім комплексів токсичних молекул, вірусів та бактерій. Далі частково очищене повітря виходить через трубу 6, а забруднювачі та рідину зливають крізь трубу 7.

Перевагами фільтрів такої конструкції є: здатність працювати у широкомуколітемператур;ефективнеочищенняповітрявідкрупного, середньоготадрібного пилу,атакож деяких окремихтоксичнихгазів; зменшення опору руху повітря. Серед недоліків слід відзначити: поперше, неповне очищення повітря від комплексів токсичних молекул, вірусів та бактерій, а по-друге, появу у відходах піноутворюючих хімічнихсполук.

92

Крімпінногоскрубера,буврозробленийповітрянийфільтр,уякому забезпечення більшої площі взаємодії повітря та води відбувалося за рахунокїхефективногоперемішування.

Схематакогофільтразображенанарис. 12.Вінскладаєтьсязвхідної труби 1, через яку заходить забруднене повітря. Далі воно збільшує швидкість за рахунок зменшення діаметра вхідної труби. В найменшому перерізі 4 у повітря подають краплини води, які розпилюють за допомогоюфорсунки2.Даліповітряпотрапляєнаобтічник5,проходячи який,струменіповітряінтенсивнозмішуютьсязкраплинамиводи.Після цього забруднюючі частинки з водою осаджуються у корпусі фільтра 6,побудованогонаосновіциклона.Такийфільтрзабезпечуєочищення повітря від усіх видів забруднювачів, крім комплексів токсичних

Рис. 12. Схема скрубера Вентурі:

1 – вхідна труба, через яку потрапляє забруднене повітря; 2 – форсунка для подання рідини; 3 – конфузор; 4 – дифузор; 5 – обтічник; 6 – циклон; 7 – труба для виходу очищеного повітря

93

молекул, вірусів та бактерій. Далі частково очищене повітря виходить крізь трубу 7, а забруднювачі та рідину зливають через нижню трубу. Перевагамифільтрівтакоїконструкціїє:1) здатністьпрацюватиу широкому колі температур; 2) ефективне очищення повітря від крупного, середнього,дрібногопилу,атакожвіддеякихокремихтоксичнихгазів; 3) відсутністьпіноутворюючиххімічнихсполук. Недолікомєнеповне очищенняповітрявідкомплексівтоксичнихмолекул,вірусівтабактерій.

Одним із засобів очищення повітря є пропускання його крізь шар води.Схематакогопристрою,якийназиваєтьсябарботажнийфільтр, наведена на рис. 13. Він складається з вхідної труби 1, через яку заходитьзабрудненеповітря.Даліповітряпотрапляєурозширеннятруби 2, проходитькрізьотвори5ушарводи,яказалитаукорпус3,очищується та виходить із фільтра через трубу 4.

Перевагами фільтрів такої конструкції є: 1) здатність працювати у широкому колі температур; 2) ефективне очищення повітря від крупного,середньоготадрібногопилу,деякихокремихтоксичнихгазів;

Рис. 13. Схема барботажного фільтра:

1 – вхідна труба, через яку входить забруднене повітря; 2 – конус з отворами для виходу бульбашок повітря; 3 – корпус фільтра; 4 – труба для виходу очищеного повітря; 5 – отвори для виходу забрудненого повітря

94

3) відсутністьпіноутворюючиххімічнихсполук.Недолікамиє:по-перше, неповне очищення повітря від комплексів токсичних молекул, вірусів табактерій; по-друге,збільшенняопорурухуповітря.

Одним з важливих екологічних завдань сучасності є створення ефективнихсистемзахистуатмосферитаочищенняповітряусховищах длянаселення.Уцихсистемахзабруднювачіабопоглинаютьсязавдяки адсорбції різними речовинами, або руйнуються завдяки хімічним реакціямініційованимикаталізаторами.

Явищепоглинанняоднієюречовиноюіншої речовининазивається сорбцією. Цей процес відіграє велику роль у системах із дуже розвиненоюповерхнеюподілу.Наприклад,деревневугілляпоглинаєхімічні речовинизрозчинів.

Поглинанняоднієїречовиниіншою(поглиначем)можевідбуватися тількинаповерхніпоглиначаабопоширюватисяповсьомуйогооб’єму. Процес поглинання речовини тільки на поверхневому шарі поглинача називається адсорбцією або поверхневим поглинанням. Сорбція, що відбувається в усьому об’ємі поглинача, називається абсорбцією, або об’ємнимпоглинанням.

Адсорбційназдатністьречовинпов’язаназтим,щоїхповерхневий шармаєнадлишоквільноїенергіївнаслідокневрівноваженостісил,що діютьнамолекулиповерхневогошару.Адсорбуючаречовинапоглинає інші речовини з розчину або газового середовища, молекули яких вступаютьуфізико-хімічнізв’язкизповерхнеюпоглинача.

При адсорбції речовина, що поглинається, називається адсорбтивом, а що поглинає – адсорбентом. Адсорбенти можуть поглинати газоподібні речовини і речовини з розчинів. Чим більша поверхня адсорбенту, тим більша кількість речовини, яку він поглинає. Як адсорбент застосовують речовини із сильно розвиненою поверхнею: активоване вугілля, деякі високомолекулярні смоли, силікагель, алюмосилікатитощо.

Активоване вугілля – дрібнопористий порошкоподібний продукт обвуглювання деревини, шкаралупи фруктових кісточок. Характеризуєтьсявисокимиадсорбційнимивластивостями.Застосовуєтьсяяк адсорбент у протигазах, але не затримує чадний газ. У лабораторних умовах активоване вугілля отримують, змішуючи тирсу з деревини з 50% розчиномZnCl2 абоконцентрованоюфосфорноюкислотою.Далі

95

сумішуфарфоровомутиглізкришкоюпрожарюютьнавогніпротягом 60 хв.Післяохолодженнявугілляпромиваютьспочатку10%розчином соляноїкислоти,апотімдистилятом.Зновнагріваютьтаохолоджують. ДомішкиZnCl2 абоконцентрованоїфосфорноїкислотивикористовують длязниженнятемпературипрожарювання.

Адсорбціяєвосновідіїпротигазу,вонавикористовуєтьсядляуловлювання парів летких фракцій нафти, оксидів нітрогену, поглинання забарвленихречовинізрозчинів,дляхроматографічногоподілусумішей тощо.

В ефективних системах захисту повітря забруднювачі або поглинаються завдяки адсорбції різними речовинами, або руйнуються завдякихімічнимреакціям,щоініціюютьсякаталізаторами.

Протіканняхімічнихреакційможнаприскоритивведеннямуреакційну систему каталізаторів. Каталізаторами називають речовини, щовпливаютьнашвидкістьхімічноїреакції,незмінюючивходіреакції свого складу і кількості.

Явище зміни швидкості хімічної реакції під дією каталізаторів називаєтьсякаталізом,ареакції,щопротікаютьпіддієюкаталізаторів,

називаються каталітичними.

Розрізняють гомогенний і гетерогенний каталіз. При гомоген-

ному каталізі каталізатор і реагуючі речовини складають одну фазу. При гетерогенному каталізі реагуючі речовини і каталізатор перебувають у різних фазах.

Найрозповсюдженішими каталізаторами є деякі метали в дуже роздрібненому стані, наприклад, Ni, Pt, Pd, W; оксиди металів – V2O5, Al2O3, Cr2O3; іони перехідних металів та їх комплекси, особливо міді, заліза, кобальту, ванадію; біологічні каталізатори; кислоти. Широке застосування у виробництві полімерів набув каталізатор, що складається з триетилалюмініюAl(C2H5)3 і суміші TiCl3 та TiCl4.

Якувипадкугомогенногокаталізу,такіпригетерогенномукаталізі реакціївідбуваютьсячерезактивніпроміжнісполуки.Сполукицінестійкі та існують дуже короткий час, потім вони розпадаються з утворенням продуктівреакції,акаталізаторвідновлюєтьсяізновувходитьуреакцію. Наприклад,реакціяА ВкаталізуєтьсяречовиноюХ.Тоді А+Х АХ (АХ – проміжна нестійка сполука); АХ В +Х, що в сумі дає А В, Х залишається незмінним.

96

Здебільшого дія каталізаторів полягає у тому, що вони знижують енергію активації реакції. Зниження енергії активації зумовлене тим, щопроміжністадіїкаталітичноїреакціївідрізняютьсявідстадій,через якіпроходитьпроцеспідчасвідсутностікаталізатора,іхарактеризується меншоюенергієюактивації.

При розробці інженерних систем захисту атмосфери адсорбція із застосуванням каталізаторів дозволяє затримати бойові отруйні речовини.

В особливих випадках застосування каталізаторів та хімічних домішок дозволяє регенерувати повітря у сховищах для населення. Регенерування повітря – оновлення повітря за рахунок поглинання вуглекислого газу спеціальними речовинами, які перетворюють його на кисень.

Регенеративною сумішшю можуть бути надперекиси металів, які поглинають двоокис карбону та замість нього виділяють оксиген (кисень).Прикладомтакоїхімічноїреакціїприрегенераціїповітряможе бути така

2Na2 O4 + 2CO2 2Na2СO3 + 3О2 + Q.

Оскільки людина крім двоокису карбону видихає також воду, регенеруюча суміш реагує з нею з виділенням оксигену (кисню)

2Na2O4 + 2Н2O 4NaOН + 3О2 + Q.

Далі,внаслідоквиділенняенергіїNa2O4розпадаєтьсязвиділенням оксигену(кисню)

Na2O4 t Na2O2 + О2.

При гетерогенномукаталізі важливуроль відіграєплоща поверхні каталізатора, оскільки зниження енергії активації процесу в цьому випадку відбувається при адсорбції реагуючої речовини на поверхні каталізатора.

Кожен каталізатор здатний каталізувати тільки цілком визначені хімічні процеси, тобто дія каталізаторів специфічна. Є речовини, що зменшують дію каталізатора. Вони називаються каталітичними отрутами (As, HgCl2 та ін.). Речовини, що підсилюють дію каталізатора, називаються промоторами або активаторами.

97

Длязабезпеченнявимог доякостіповітряможна комбінуватирізні фізичні, хімічні способи очищення повітря, створюючи з них сучасні системи екологічного захисту людини та довкілля.

ГАММА-ВИПРОМІНЮВАННЯ – фотонне випромінювання з високою енергією і великою проникною здатністю, що виникає під часзміниенергетичногостануатомнихядерабоприанігіляціїчастинок.

ГАММА-ПОСТІЙНА (К ) – характеристика гамма-випроміню- ванняізотопу,щостановитьпотужністьдозиурентгенахзагодину,яка створюється нефільтрованим гамма-випромінюванням точкового джерела активністю в 1 мілікюрі (1 мКі) на відстані 1 см.

ГАММА-ПРОМЕНІ(див.гамма-випромінювання)–потікгамма- квантів(електромагнітневипромінювання)здужекороткоюдовжиною хвилі (від 0,1 нм і менше). У процесі гамма-випромінювання ядро самовільно переходить із збудженого стану у менш збуджений або основний.Енергіягамма-квантів,випромінюванихпісляальфа-розпаду, зазвичайнеперевищує0,5 МеВ.Енергіягамма-квантів,випромінюваних після бета-розпаду, досягає 2,0–2,5 МеВ.

ГЕЛІОТРОФ – організм, який синтезує органічну речовину із неорганічної,використовуючиенергіюСонця.

ГЕМОГЛОБІН– дихальнийпігмент,щоміститься веритроцитах крові людини та хребетних тварин. Переносить кисень у тканини та бере участь у перенесенні вуглекислого газу із тканин у легені. При потраплянніулегенічадногогазу(СО)цейпроцеспорушується,ілюдина може загинути через нестачу кисню.

ГЕН – дискретна одиниця спадковості, за допомогою якої відбуваєтьсязапис,передаваннягенетичноїінформаціїунизціпоколінь.Ген – цевідрізокдезоксирибонуклеїновоїкислотиаборибонуклеїновоїкислоти (удеякихвірусів),щоскладаєтьсязнуклеотидів.Унайвищихорганізмах гени знаходяться у хромосомах, їх сукупність становить генотип. Кожний ген відповідає за синтез певного білка. Гени визначають послідовний перебіг процесів морфобіохімічного диференціювання організмів.

ГЕНЕТИЧНА ДІЯ ВИПРОМІНЮВАНЬ – виникнення спад-

кових змін (мутацій) в організмах і вірусах під впливом іонізуючого випромінювання та ультрафіолетових променів, що руйнують та змінюютьхімічнуструктуругенів.

98

ГЕНЕТИЧНА ІНЖЕНЕРІЯ – напрям молекулярної біології та молекулярної генетики, метою якого є створення організмів з новими комбінаціямиспадкоємнихознак.

ГЕНОМ – набір спадкових якостей у даній клітині. ГЕНОТИП – сукупність усіх спадкових ознак організму. ГЕНОФОНД – сукупність особин одного виду.

ГЕОСИНКЛІНАЛЬ – лінійно витягнута ділянка земної кори, у межах якої інтенсивно відбуваються вертикальні та горизонтальні рухи, магнетизм і сейсмічність.

ГЕОФІЗИЧНІ АНОМАЛІЇ – відхиленнявід нормального характерурозподілуфізичнихполівЗемлі,яке зумовлененеоднорідністю її будови та різноманітністю мінеральних речовин, з яких вона складається.Розрізняютьгравітаційні,сейсмічні,магнітні,електричні, геофізичніаномалії.

ГЕРЦ(Гц)–одиницячастотиперіодичногопроцесууМіжнародній системі одиниць та СГС системи одиниць. 1 Гц – частота, під час якої за1 с проходитьодинцикл періодичногопроцесу.

ГЕТЕРОТРОФИ – організми, які, на відміну від автотрофів, синтезуютьнеобхіднідляжиттяречовинизарахунокготовихорганічних сполук.Догетеротрофівналежатьмікроорганізми,гриби,деякірослини, людствотаінші живіорганізми.

ГІГІЄНА ПРАЦІ – галузь профілактичної медицини, що вивчає умови та характер праці, їх вплив на здоров’я, функціональний стан людини, розробляє наукові основи гігієнічної регламентації факторів виробничогосередовищаі трудовогопроцесу,практичнізаходи,спрямованінапрофілактикушкідливоїтанебезпечноїїхдіїнапрацівників.

ГІДРОБІОНТИ – організми, що живуть у водному середовищі. ГІДРОГЕНЦІАНІСТИЙ(НСN)–одинізбагатьохвидівхімічної зброї. У чистому вигляді є безбарвною рухливою рідиною з температурою кипіння 299 °К (26 °С). При сильному розведенні має характерний запах гіркого мигдалю. Пари Г. ц. легші за повітря, а суміш парів Г. ц. з повітрям, яка досягає концентрацій 5,6–46%, є вибухонебезпечною.Г. ц.гарноадсорбуєтьсянапористихматеріалах, таких як шлак, цегла тощо. Г. ц. шкідливо діє на людей і тварин. Г. ц. використовують як хімічну зброю, напівпродукт у хімічній промисловості, окрім того, як складову частину препаратів для боротьби

99

з комахами і гризунами. Г. ц. з металами утворює дуже небезпечні ціаніди.

ГІДРОСФЕРА–сукупністьвод(океани,моря,озера,річкиі т. ін.), що утворюють водну оболонку земної кулі. Усі форми водних мас взаємодіють у процесі кругообігу води на Землі.

ГІДРОЦИКЛОН – апарат для розподілу у водному середовищі частинокзрізноюмасою,атакождляочищеннястічнихвод.Їхподають по дотичній усередину циліндричного корпусу гідроциклона. Рідина, зайшовшиуциліндричнучастину,набуваєобертальногорухуівідкидає твердічастинкидостінокгідроциклонатапереміщуєтьсяпогвинтовій спіралівниздозливу,черезякийвидаляєтьсячастинарідинизвеликими частинками.Частковоочищенаводавидаляєтьсяізкорпусувгоручерез вертикальний трубопровід, розташований у центрі гідроциклона. Гідроциклони прості за конструкцією, компактні, відзначаються невисокою вартістю та високою продуктивністю.

ГІПОКСІЯ – нестача кисню в клітинах організму. ГОМЕОСТАЗ – відносно динамічна постійність фізико-хімічних

і біологічнихвластивостейвнутрішньогостану(крові,лімфитаін.)та стійкістьосновнихфізіологічнихвластивостейорганізму.

ГРАДИРНЯ – споруда для охолодження води висхідним потоком атмосферногоповітря.

ГРАНИЧНО ДОПУСТИМА КОНЦЕНТРАЦІЯ ШКІДЛИВОЇ РЕЧОВИНИ У ПОВІТРІ РОБОЧОЇ ЗОНИ (ГДК Р.4.) –

концентрація речовини, яка за умов регламентованої тривалості її щоденноїдіїпри8-годиннійроботі(аленебільше,ніж40 годинпротягом тижня) не повинна спричиняти в експонованих осіб захворювань або відхилень у стані здоров’я, які можуть бути діагностовані сучасними методамидослідженьпротягомтрудовогостажуабоувіддаленіперіоди їхжиттячижиттянаступнихпоколінь.

ГДК р. з. встановлюються для речовин, що здатні завдавати шкідливоговпливунаорганізмпрацівниківприінгаляційномунадходженні.

Залежно від особливостей дії на організм шкідливих речовин, для них встановлюються ГДК р. з. двох типів: максимальна разова – ГДК р. з. м. р. та середньозмінна – ГДК р. з. с. з.

ГДК р. з. м. р. – найвище регламентоване значення концентрації речовиниуповітріробочоїзонидлябудь-якого15-хвилинногопроміжку

100