ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Охрана воздушного бассейна из "Общая химия Изд2" Выбросы вредных веществ в атмосферу. Основные антропогенные атмосферные выбросы вредных веществ вызваны сжиганием органического топлива на электростанциях, в котельных, промышленных печах и двигателях внутреннего сгорания, а также переработкой руд и получением различных химических продуктов. [c.479] Суммарные антропогенные выбросы на нашей планёте в 80-х годах составляли (т/год) пыль и сажа — (8—16) 10, оксид углерода — (2—3) 10, оксиды серы — (8—15) Ю , оксиды азота — (4—8,5) 10 . [c.479] Кроме того, в атмосферу поступают углеводороды, свинец, ртуть, мышьяк, летучие химические реагенты и продукты, радиоактивные изотопы (см. гл. 17). Например, анализ показал, что воздух Санкт-Петербурга содержит 33 углеводорода и их производных. Основная часть выбросов поступает от тепловых электростанций (до 21%), предприятий металлургии, нефтедобычи и нефтепереработки, абто-транспорта (рис. 15.3). Значительная часть вредных атмосферных выбросов обусловлена горением топлива. [c.479] Атомарный и молекулярный кислород образуют токсичный озон (см. 7.4). [c.480] Химические процессы ускоряются под действием солнечных лучшей (см. 7.4). [c.480] Продукты горения топлива содержат также углеводороды, в частности бенз(а)пирен С20Н12, обладающий канцерогенными свойствами. В продуктах горения твердого топлива и мазута имеется значительная доля твердых веществ золы, сажи и др. [c.480] Как видно из табл. 15.1 при сжигании мазута и угля основными вредными выбросами являются оксиды серы и азота, при сжигании газа — оксиды азота. Кроме того, среди вредных выбросов электростанций, работающих на угле, могут быть ртуть, бериллий, свинец, кадмий, уран, хром, сурьма, ванадий, марганец и другие экологически опасные элементы. [c.481] На долю энергетики приходится более 70% всех выбросов оксидов серы и более 40% выбросов оксидов азота. Заметный вклад в загрязнение атмосферы вносит транспорт. В среднем автомобиль выбрасывает в атмосферу (кг/год) монооксида углерода — 135, оксидов азота — 25, углеводородов — 20, оксидов серы — 4, твердых частиц — 1,2. [c.481] В настоящее время в мире эксплуатируется около 500 млн. автомобилей и число их непрерывно возрастает, соответственно растут и вредные выбросы в атмосферу. [c.481] Особенно опасен автотранспорт в крупных городах. Например, выброс вредных соединений от автомобилей в 1988 г. составил (тыс. т/год) в Москве — 840, С.-Петербурге — 370, Ташкенте — 310. В последние годы число автомобилей и соответственно масса выбросов в городах значительно возросли. В крупных городах возникает особое явление, называемое смогом (см. 7.4). [c.481] В настоящее время антропогенные выбросы в атмосферу оказывают влияние не только на окружающую среду, но и на целые континенты и даже на климат на Земле. К числу таких глобальных последствий относятся разрушение озонового слоя (см. 7.4), парниковый эффект и кислотные дожди. [c.481] Кислоты в виде мелких капель (0,1—1,0 мкм) переносятся на большие расстояния, иногда на сотни километров, и выпадают в виде кислотных дождей (pH 5,6, иногда до рН4). Попадая в почву, вода нейтрализуется за счет ионного обмена. Однако, вода с низким значением pH может растворять соединения токсичных тяжелых металлов, а при недостаточной обменной емкости почвы подкисляет ее, что снижает урожай и вредит лесам. [c.481] Происходит заметное подкисление озер и прудов, которые становятся мертвыми. Кислотные дожди также вызывают коррозию металлов и разрушение мраморных и известковых конструкций и произведений искусства. [c.482] Защита воздушного бассейна от загрязнения. Защита воздушного бассейна от загрязнений стала одной из важных и сложных задач, стоящих перед человечеством. Решение этой задачи осуществляется по трем направлениям обезвреживание выбросов, изменение состава топлива и разработка новых методов преобразования энергии и новых технологий. На первом этапе использовался и пока еще используется первый путь. Тепловые электростанции оборудуются высокими трубами для рассеивания выбросов в более высокие слои атмосферы. Электростанции и металлургические заводы имеют золоуловители для удаления золы из продуктов горЬния, фильтры и адсорберы для сорбции некоторых газов и твердых частиц. [c.483] Для окисления монооксида углерода и восстановления оксидов азота в автомобилях предложены катализаторы, которые могут устанавливаться в выхлопных трубах и представляют собой пористую насадку с катализатором, например, платиной или палладием и родием. Газовые выбросы можно также очищать методом адсорбции (см. 6.3) на активированном угле, силикагелях и цеолитах (см. 12.4) и других адсорбентах. [c.484] Однако обезвреживание продуктов горения и выбросов металлургических заводов весьма дорого, и в будущем, по-видимому, будут применяться другие методы защиты воздушного бассейна. [c.484] В настоящее время ученые разрабатывают энергохимические методы использования топлива. Сущность этих методов заключается в предварительной химической переработке топлива, очистке от серы и разделения его на фракции. Некоторые фракции могут служить ценным сырьем для химической промышленности, а др)тие фракции — топливом для электростанций. Очищенное топливо при горении будет давать значительно меньше вредных выбросов. [c.484] Наиболее кардинальным решением проблемы защиты воздушного бассейна является разработка новых методов преобразования энергии и новых машин, обеспечивающих безвредные выбросы, а также применение менее вредных веществ. Так, например, происходит замена галогеносодержащих хладонов на новые соединения, не разрушающие озонового слоя в верхних слоях атмосферы. Существенного уменьшения загрязнение воздушного бассейна можно достичь, если осуществить идеи водородной энергетики. [c.484] Природные запасы соединений водорода огромны. Водород легко вступает в химические реакции, при его окислении выделяется большое количество теплоты. Поэтому водород может найти широкое применение в промышленности и быту, для синтеза различных соединений, освещения, отопления и охлаждения, приготовлении пищи и для получения электроэнергии с помощью электрохимических генераторов. [c.485] При этом водород необходимо отделить от диоксида углерода и других продуктов конверсии. Эту проблему еще нельзя считать разрешенной. Одним из основных методов получения водорода в недалеком будущем рассматривается электролиз на атомных электростанциях. Кроме водорода выделяется и кислород, который также может быть использован в промышленности и быту. Кроме электролитического, рассматриваются и фотохимические методы получения водорода. Термохимический метод получения может быть особенно перспективен при разработке термоядерных энергоустановок. Однако для применения этого метода необходимо решить задачу разделения водорода и кислорода. Большой интерес вызывает фотохимический способ разложения воды с использованием биологических катализаторов. [c.486] Вернуться к основной статье