1.2 Що таке кислотний дощ?

Кисло́тний дощ — усі види метеорологічних опадів: дощ, сніг, град, туман, дощ зі снігом, — кислотність яких вища від нормальної. Мірою кислотності є значення рН (водневий показник). Нормальне pH у чистих дощах — 5,6.

У нове тисячоріччя людство вступає в умовах екологічної кризи. В останній чверті XX століття три глобальні екологічні проблеми: руйнування озонового шару Землі, що прогресує; потепління її клімату та кислотні дощі — зробили цілком реальною погрозу самознищення людства. Ще наприкінці минулого століття Фрідріх Енгельс попереджав: «Не будемо, однак, занадто зваблюватися нашими перемогами над природою. За кожну таку перемогу вона нам мстить. Кожна з цих перемог має, щоправда, у першу чергу ті наслідки, на які ми розраховували, але в другу і третю чергу зовсім інші, непередбачені наслідки, що дуже часто знищують наслідки перших».Знайомство з проблемою кислотних дощів підтвердить нам правоту цих слів.

Для успішного вирішення планетарних екологічних криз і подальшого розвитку людської цивілізації необхідні розуміння й усвідомлення цих кризових проблем, щоб направити свою діяльність на зміну структури суспільного і господарського пристрою, формування екологічного світогляду, відповідального за стан будинку, у якому ми усі живемо, — нашої планети Землі.

Кислотний дощ утворюється в результаті реакції між водою і такими забруднюючими речовинами, як діоксид сірки (SO₂) і різних оксидів азоту (NO_x). Ці речовини викидаються в атмосферу автомобільним транспортом, у результаті діяльності металургійних підприємств і електростанцій, а також при спалюванні вугілля і деревини. Вступаючи в реакцію з водою атмосфери, вони перетворюються в розчини кислот: сірчаної, сірчистої, азотистої й азотної. Потім, разом із снігом чи дощем, вони випадають на землю.

Природними джерелами надходження діоксиду сірки в атмосферу є головним чином вулкани і лісові пожежі. Тим часом природні надходження в атмосферу оксидів азоту зв'язані головним чином з електричними розрядами, при яких утвориться NО, згодом — NO₂. Значна частина оксидів азоту природного походження переробляється в ґрунті мікроорганізмами, тобто включена в біохімічний круговорот.

2. Розрахункова частина

2.1 Охорона атмосфери

Таблиця 1 – Вихідні дані

Джерело викиду	Низька труба
Речовина	NO2,пил,CO,
Маса викиду, М	32,420,1950 (г/с·п.м.)
Фонова концентрація речовини, сф	0,005; 0,03;0,8 (мг/м3)
Заходи для зниження концентрації	Ступінь очищення
Висота труби, Н	30
Об’єм газоповітряної суміші	6
Висота будинку, Нбуд.	10м
Довжина будинку, l	60м
Діаметр труби, D	2
Температура, Т повітря викиду	31 0С 58 0С
Об’ємна теплоємкість повітря, Сп	-
Об’єм повітря, L	-

Розраховуємо концентрацію домішок у приземному шарі повітря:

Визначення концентрації викинутих речовин.

1. Викидається речовина NO2:

Визначаємо концентрацію :

2. Викидається речовина пил:

Визначаємо концентрацію :

Виконуємо ступінь очистки при ефективності очистки η = 0,8

С_m1 = C_m - η C_m = 2,095 – 0,8 · 2,095 = 0,419 < 0,47кг/м³

Потрібно одна ступeнь очистки.

3) Викидається речовина CO:

Визначаємо концентрацію :

Виконуємо ступінь очистки при ефективності очистки η = 0,8

С_m1 = C_m - η C_m = 9.73 – 0,8 · 9.73 = 1.45 < 4.2кг/м³

Потрібно одна ступeнь очистки.

Розрахунок гранично допустимого викиду – ГДВ

ГДВ=

1. ГДВ_(NO2)=

2) ГДВ_(пил)=

3) ГДВ_(CO)=

Розрахунок розміру плати за забруднення атмосфери.

Розмір плати за викиди стаціонарними джерелами забруднення П_в.с розраховується за формулою, грн,

П_в.с. = [М_л · К_н · К_ф ∙Н_б+М_п.л · К_н · К_ф · К_п.∙Н_б] · 3600 · Т · 10^-6

де М_л – обсяг викиду забрудненої речовини в межах ліміту, т, М_л = ГДВ,

М_п.л – обсяг понадлімітного скиду, т, М_п.л = М – ГДВ,

К_н – коригувальний коефіцієнт, який враховує чисельність жителів населеного пункта, для Харкова = 1,8,

К_ф – коригувальний коефіцієнт, який враховує народногосподарське значення населеного пункту, для Харкова = 1,25,

К_п – коефіцієнт кратності збору за понадлімітні скиди забруднюючих речовин – 5.

Т – термін роботи підприємства,

Т = η_зм · η_год · η_дн,

де η_зм – кількість змін роботи підприємства у добу,

η_год – кількість годин у зміні,

η_дн – кількість днів роботи підприємства,

3600 секунд у добі

10^-6 – переведення грамів у тони

1) П_в.с(NO2) = 10.68*1.8*1.25*21.32*1.8*1.25*5*3600*8700*10*10^-6 = 1817607.47 грн.

2. П_{в.с. (СО)} = 22.7*1.8*1.25*397.3*1.8*1.25*5 · 3600 · 8760 · 10^-6 = 71992303.51грн.

3) П_{в.с. (бензопірен)} = [560.97*1.8*1.25*1389*1.8*1.25*5 ] · 3600 ·8760 ·10^-6=

= 6220036160.22 грн.

Таблиця 5.1

Речо-вина	Фонова конце-нтрація Сф, мг/м3	Розрахо-вана кон-центрація См, мг/м3	См≤≥(ГДК-Сф)	ГДК мг/м3	ГДВ г/с	М г/с	М-ГДВ г/с	Заходи щодо охорони атмосфе-ри
1	2	3	4	5	6	7	8	9
NO2	0,05	0,16	0,0076	0,085	10,68	32	21,32	Сухий гозоочи-щувач (циклон)
CO	0,03	2,095	1,76	0,2	22,7	420	397,3
Бензо- пірен	0,8	9,73	0,000008	5	560,97	1950	1389,3

Для очищення газоповітряних викидів ми вибираємо сухий газоочищувач (циклон), схема якого приведена на рисунку 1.