Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Структура и состав атмосферы
Масса атмосферы составляет около 5, 9 х 1015 т. Она имеет слоистое строение (рис.2.1) и состоит из нескольких сфер, между которыми располагаются переходные слои - паузы. Прилегающий к земной поверхности наиболее плотный слой воздуха называется тропосферой. Протяженность ее по высоте в средних широтах 10 -12 км над уровнем моря, на полюсах 7 - 10, над экватором - 16-18 км. В тропосфере сосредоточено более 4/5 массы земной атмосферы. Температура воздуха в тропосфере по высоте уменьшается и колеблется от 40 до - 50°С. Выше тропосферы находится стратосфера протяженностью 40 км. Температура воздуха от границы тропосферы до высоты 30 км постоянная (около - 50°С), а затем повышается и на высоте 50 км достигает 10°С. В стратосфере под воздействием космического излучения и коротковолновой части УФ-излучения Солнца молекулы кислорода воздуха ионизируются с образованием озона. Стратопауза отделяет стратосферу от лежащей выше мезосферы. Выше мезосферы расположена термосфера (или ионосфера). Для нее характерно непрерывное повышение температуры с увеличением высоты. На высоте 150 км температура достигает 200 - 240°С, на уровне 200 км. - 500°С, а на высоте 500 - 600 км превышает 1500°С. В термосфере газы очень разряжены. Молекулы их движутся с большой скоростью, но редко сталкиваются между собой и поэтому не могут вызвать даже небольшого нагревания любого находящегося здесь тела. Атмосфера состоит в основном из азота и кислорода. На высоте 110 - 120 км кислород почти весь становится атомарным, Предполагается, что выше 400 - 500 км и азот находится в атомарном состоянии. Кислородно-азотный состав сохраняется примерно до высоты 400 - 600 км. Выше 600 км в атмосфере начинает преобладать гелий, а выше 2000 - 3000 км преобладает водород. Под действием солнечного излучения в атмосфере протекает множество реакций, в которых участвует азот, кислород, озон, оксид азота, диоксид углерода и пары воды. Ионизация происходит в основном на высоте 70 - 80 км. При этом образуются отрицательные (N¯, О¯, CO3¯, NО2¯, NО3¯ ) и положительные (N+, О+, О2+, Н+) ионы. Эти ионы соединяются в различные комплексы: NO+, N2; NO+.СО2; NO+.H2; О2+(Н2 О).
Источники загрязнения атмосферы
Существует два главных источника загрязнения атмосферы: естественный и антропогенный.Естественный источник загрязнения атмосферы связан с космическим и земным факторами.Из космоса атмосфера Земли загрязняется пылью. Космическая пыль образуется из остатков сгоревших метеоритов при их вхождении в атмосферу. Ежегодно на Землю падает от 2 до 5 млн. т.метеоритного вещества. Природная пыль является постоянной составной частью земной атмосферы. Она представляет собой мельчайшие твердые взвешенные в воздухе частицы с радиусом 104-10-3см. Частицы природной пыли имеют органическое и неорганическое происхождение и образуются в результате разрушения и выветривания горных пород и почвы, вулканических извержений, лесных и степных пожаров, испарения с поверхности морей. Одним из источников пыли в нижних соях атмосферы являются безводные пустыни и степи. Атмосферный воздух над океаном включает мельчайшие кристаллы солей магния, натрия, калия, кальция. Они образуются в результате высыхания в воздухе брызг воды. Как правило, естественное загрязнение не угрожает отрицательными последствиями для биогеоценозов и обитающих в них живых организмов, хотя кратковременные последствия возможны. Атмосферная пыль способствует конденсации водяных паров, а следовательно, и образованию осадков. Кроме того, она поглощает прямую солнечную радиацию и защищает организмы от солнечного излучения. Источниками поступления ватмосферу антропогенных примесей являются теплоэнергетика, промышленность, нефте- и газопереработка, транспорт. Каждый из этих источников связан с выделением специфических примесей. Их состав насчитывает десятки тысяч веществ. Но загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу в большом количестве сравнительно немногочисленны. Наиболее распространенными выбросами промышленности в атмосферу являются следующие: зола, , диоксид серы, оксид цинка, силикаты, хлорид свинца; сероводород, меркаптан; альдегиды, углеводороды, смолы; оксид и диоксид азота, аммиак, озон, оксид и диоксид углерода; фтороводород, хлороводород, кремнефторид натрия, аэрозоли. Главными источниками загрязнения атмосферного воздуха в Украине являются энергетика, промышленность и автотранспорт, при этом наибольшие по объему выбросы (в %) распределяются между ними следующим образом: • оксид углерода: автотранспорт – 90%, промышленность – 10%; • окислы азота: энергетика – 60%, автотранспорт – 35%, промышленность – 5%; • углеводороды: промышленность – 73%, автотранспорт – 27%. Наибольшее количество загрязняющих атмосферу веществ выбрасывается с выхлопными газами автомобилей, В настоящее время в мире насчитывается свыше 600 млн. автомобилей, выхлопные газы которых содержат примерно 200 токсичных веществ, в том числе канцерогенные углеводороды и тетраэтилсвинец.
Таблица 3.1. Содержание загрязняющих веществ в выхлопных газах двигателей
Бензиновые двигатели выбрасывают больше углеводородов и продуктов их неполного окисления (оксида углерода и альдегидов), чем дизели. Каждая машина с бензиновым двигателем за пройденные 15 тыс. км потребляет 4350 кг кислорода, и выбрасывает 3250 кг диоксида углерода, 530 кг оксида углерода, 93 кг углеводородов, 27 кг оксидов азота, 0, 5 кг свинца, 0, 2 г бензпирена. Тепловые электростанции выделяют в атмосферу газы, содержащие оксиды серы и азота, золу и оксиды металлов. Предприятия черной металлургии выбрасывают газы, включающие пыль, оксиды серы и металлов На 1 т передельного чугуна приходится 4, 5 кг пыли, 2, 7 кг SO2, 0, 1 - 0, 5 кг соединений марганца и мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, ртути, редких металлов, смолистых веществ.При производстве 1 т мартеновской стали выделяется 3000 - 4000 м3 газов с концентрацией пыли в среднем 0, 5 г/'м3 и 60 кг углекислого газа. Агломерационные фабрики выбрасывают пыль и диоксид серы. Их количество составляет 190 кг пыли и 3 кг SO2 на каждую тонну перерабатываемого сырья. Коксохимические предприятия загрязняют атмосферу пылью и смесью летучих соединений, среди которых фенол, бензпирен, сероводород. Предприятия цветной металлургии выбрасывают в атмосферу запыленные газы, содержащие диоксид серы, фтористые соединения и оксиды металлов. Из тонны пыли, выделяемой в атмосферу при плавке медных руд, можно извлечь до 100 кг меди и десятки килограммов свинца и цинка. Выбросы в атмосферу предприятий нефтеперерабатывающей и нефтедобывающей промышленностей содержат углеводороды (в том числе стирол, дивинил, толуол, изопрен), сероводород и другие газы. Заводы промышленности и строительных материалов выбрасывают в атмосферу пыль, фториды, диоксиды серы и азота. Наибольшее загрязнение атмосферного воздуха приходится на долю оксидов углерода, соединений серы и азота, углеводородов и промышленной пыли. За год в атмосферу Земли выбрасывается 300 млн. т оксида углерода, более 20 млрд. т диоксида углерода, 190 млн. т диоксида серы, 65 млн. т оксидов азота, свыше 300 млн. т пыли, 120 млн. т золы, более 50 млн. т различных углеводородов, фреонов - 1, 4 млн. т.
Таблица 3.2. Наиболее характерные выбросы в атмосферу основных производств химической промышленности
Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-09; Просмотров: 746; Нарушение авторского права страницы