Характеристика загрязняющих атмосферу веществ и классификация источников загрязнения.

Загрязнение атмосферы — изменение состава атмосферы в результате попадания в нее примесей.

Примесь в атмосфере — это рассеянное в атмосфере вещество, не содержащееся в ее постоянном составе.

Загрязняющее воздух вещество — это примесь в атмосфере, оказывающая неблагоприятное воздействие на окружающую среду и здоровье населения.

Поскольку примеси в атмосфере могут претерпевать различные превращения, они условно делятся на первичные и вторичные.

Первичная примесь в атмосфере — примесь, сохранившая за рассматриваемый интервал времени свои физические и. химические свойства.

Превращения примесей в атмосфере — процесс, при котором примеси в атмосфере подвергаются физическим и химическим изменениям под влиянием природных и антропогенных факторов, а также в результате взаимодействия между собой.

Вторичная примесь в атмосфере — это примесь в атмосфере, образовавшаяся в результате превращения первичных примесей.

По воздействию на организм человека загрязнение атмосферы подразделяют на физическое и химическое. К физическому относят: радиоактивное излучение, тепловое воздействие, шум, низкочастотные вибрации, электромагнитные поля. К химическому — наличие химических веществ и их соединений.

Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ характеризуются по 4 признакам: по агрегатному состоянию, химическому составу, размеру частиц и массовому расходу выброшенного вещества.

Загрязняющие вещества выбрасываются в атмосферу в виде смеси пыли, дыма, тумана, пара и газообразных веществ.

Источники выбросов в атмосферу подразделяют на естественные, обусловленные природными процессами, и антропогенные (техногенные), являющиеся результатом деятельности человека.

К числу естественных источников загрязнений атмосферного воздуха относят пыльные бури, массивы зеленых насаждений в период цветения, степные и лесные пожары, извержения вулканов. Примеси, выделяемые естественными источниками:

• пыль растительного, вулканического, космического происхождения, продукты эрозии почвы, частицы морской соли;

• туманы, дым и газы от лесных и степных пожаров;

• газы вулканического происхождения;

• продукты растительного, животного, бактериологического происхождения и др.

Антропогенные (техногенные) источники загрязнения атмосферного воздуха, представленные главным образом выбросами промышленных предприятий и автотранспорта, отличаются многочисленностью и многообразием видов.

Источники выбросов промышленных предприятий бывают стационарными, когда координата источника выброса не изменяется во времени, и передвижными (нестационарными), в основном это автотранспорт.

Источники выбросов в атмосферу подразделяют на точечные, линейные и площадные. Каждый из них может быть затененный и незатененный.

Точечные источники — это загрязнения, сосредоточенные в одном месте. К ним относится дымовые трубы, вентиляционные шахты, крышные вентиляторы.

Линейные источники имеют значительную протяженность. Это аэрационные фонари, ряды открытых окон, близко расположенные крышные вентиляторы. К ним могут быть также отнесены автотрассы.

Площадные источники характеризуются рассредоточением  загрязнения по большой территории. К ним относятся места складирования производственных и бытовых отходов, автостоянки, склады горюче-смазочных материалов.

Наиболее распространенными загрязняющими веществами, поступающими в атмосферный воздух из техногенных источников, являются: оксид углерода; диоксид серы; оксиды азота; углеводороды; пыль.

Оксид углерода (СО) — самая распространенная и наиболее значительная примесь атмосферы, называемая в быту угарным газом. Содержание СО в естественных условиях от 0, 01 до 0, 2 мг/м³. Основная масса выбросов СО образуется в процессе сжигания органического топлива, прежде всего в двигателях внутреннего сгорания. Содержание СО и воздухе крупных городов колеблется в пределах 1 — 250 мг/м³, при среднем значении 20 мг/м³. Наиболее высокая концентрация СО наблюдается на улицах и площадях городов с интенсивным движением, особенно у перекрестков. Высокая концентрация СО в воздухе приводит к физиологическим изменениям в организме человека, а концентрация более 750 мг/м³ — к смерти. СО — исключительно агрессивный газ, легко соединяющийся с гемоглобином крови, образуя карбоксигемоглобин. Состояние организма при дыхании воздухом, содержащим угарный газ, характеризуется данными, приведенными в табл. 8.2.

 

Таблица 8.2

Действие угарного газа на организм человека

Содержание карбоксигемоглобина, %	Симптомы
0, 4 — 2	Ухудшение остроты зрения и способности оценивать длительность интервалов времени
2 — 5	Нарушение психомоторных функций головного мозга
5 — 10	Изменение деятельности сердца и легких
10 — 80	Головные боли, сонливость, спазмы, нарушение дыхания, смертельные исходы

 

Степень воздействия СО на организм человека зависит также от длительности воздействия (экспозиции) и вида деятельности человека. Например, при содержании СО в воздухе 10—50 мг/м³, которое наблюдается на перекрестках улиц больших городов, при экспозиции — 60 мин отмечаются слабые нарушения. При тяжелой физической работе отравление наступает в 2 — 3 раза быстрее. Образование карбоксигемоглобина — процесс обратимый, через 3 — 4 ч содержание его в крови уменьшается в 2 раза. Время нахождения СО в атмосфере составляет 2 — 4 месяца.

Диоксид серы (SО₂) — бесцветный газ с острым запахом. На его долю приходится до 95% от общего объема сернистых соединений, поступающих в атмосферу от антропогенных источников. До 70 % выбросов SO₂ образуется при сжигании угля, около 15 % — мазута.

При концентрации диоксида серы 20—30 мг/м³ раздражается слизистая оболочка рта и глаз, во рту возникает неприятный привкус. Весьма чувствительны к SO₂ хвойные леса. При концентрации SO₂ в воздухе 0, 23—0, 32 мг/м³ в результате нарушения фотосинтеза происходит усыхание хвои в течение 2—3 лет. Аналогичные изменения у лиственных деревьев происходят при концентрациях SO₂ 0, 5—1 мг/м³.

Основной техногенный источник выбросов углеводородов (C_mH_n — пары бензина, метан, пентан, гексан) — автотранспорт. Его удельный вес составляет более 50% от общего объема выбросов. При неполном сгорании топлива происходит также выброс циклических углеводородов, обладающих канцерогенными свойствами. Особенно много канцерогенных веществ содержится в саже, выбрасываемой дизельными двигателями. Из углеводородов в атмосферном воздухе наиболее часто встречается метан, что является следствием его низкой реакционной способности. Углеводороды обладают наркотическим действием, вызывают головную боль, головокружение. При вдыхании в течение 8 часов паров бензина с концентрацией более 600 мг/м³ возникают головные боли, кашель, неприятные ощущения в горле.

Оксиды азота (NO_х) образуются в процессе горения при высокой температуре путем окисления части азота, находящегося в атмосферном воздухе. Под общей формулой NO_x обычно подразумевают сумму NO и NO₂. Основные источники выбросов NO_х: двигатели внутреннего сгорания, топки промышленных котлов, печи.

NO₂ — газ желтого цвета, придающий воздуху в городах коричневатый оттенок. Отравляющее действие NO_х начинается с легкого кашля. При повышении концентрации кашель усиливается, начинается головная боль, возникает рвота. При контакте NO_х с водяным паром, поверхностью слизистой оболочки образуются кислоты HNO₃ и HNO₂, что может привести к отеку легких. Продолжительность нахождения NО₂ в атмосфере — около 3 суток.

Размер выбрасываемых в атмосферу пылинок колеблется от сотых долей до нескольких десятков мкм. Средний размер частиц пыли в атмосферном воздухе — 7—8 мкм. Пыль оказывает вредное воздействие на человека, растительный и животный мир, поглощает солнечную радиацию и тем самым влияет на термический режим атмосферы и земной поверхности. Частицы пыли служат ядрами конденсации при образовании облаков иг туманов. Основные источники образования пыли: производство строительных материалов, черная и цветная металлургия (оксиды железа, частицы AI, Сu, Zn), автотранспорт, пылящие и тлеющие места складирования бытовых и производственных отходов. Основная масса пыли вымывается из атмосферы осадками.

Выбросы, содержащие примеси в виде частиц пыли, дыма, тумана или пара, называются аэрозолями. Общее число разновидностей загрязняющих атмосферу аэрозолей составляет несколько сотен.

Пыль, содержащаяся в атмосфере, классифицируется по времени и форме ее образования:

· первичное пыление — пыль, образующаяся в результате какого-либо естественного или антропогенного процесса и выбрасываемая в атмосферу;

· вторичное пыление — пыль, образуемая в атмосфере из находящихся в ней жидких или газообразных веществ в результате химических или физических преобразований;

· поверхностное пыление — переход пыли, сформировавшейся на поверхности земли, а атмосферу.

Антропогенные источники первичного пылеобразования возникают в результате следующих процессов:

· механическая обработка различных веществ (дробление, шлифование, резание и др.);

· транспортировка сыпучих материалов (погрузка, просеивание, перемешивание);

· тепловые процессы и процессы горения (сжигание, сушка, плавление);

износ и разрушение веществ.

Жидкие загрязняющие вещества образуются при конденсации паров, распылении или разливе жидкостей, в результате химических или фотохимических реакций. Конденсация паров происходит в результате охлаждения их окружающим атмосферным воздухом. В зависимости от точки плавления сконденсированные пары при низких температурах могут переходить в твердые частицы.

Газообразные загрязняющие вещества образуются в результате химических реакций окисления, восстановления, замещения, разложения, а также в процессе электролиза, выпаривания, дистилляции.

Наибольшую часть газообразных выбросов составляют продукты окисления, образовавшиеся в процессе горения. При окислении углерода образуется СО и СО₂, при окислении серы — SO₂, азота — NO и NO₂.

При неполном сгорании в результате неполного окисления образуются альдегиды или органические кислоты.

 

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться: