Защита окружающего воздуха от загрязнений способы

Защита атмосферы от загрязнений: семестровая по экологии

Содержание

1. Атмосфера
2. Основные загрязнители атмосферного воздуха
3. Основные загрязнители атмосферы
4. Загрязнение атмосферы и контроль ее качества
5. Контроль газовых смесей
6. Экологические последствия загрязнения атмосферы
7. Парниковый эффект
8. Киотский протокол
9. Средства защиты
10. Защита атмосферы
11. Средства защиты
12. Оборудование для очистки выбросов
13. Сухие пылеуловители
14. Мокрые пылеуловители
15. Фильтры
16. Электрофильтры
17. Способы очистки от газо- и парообразных примесей

Атмосфера

Атмосфера — газовая оболочка небесного тела, удерживаемая около него гравитацией.

Обычно атмосферой принято считать область вокруг небесного тела, в которой газовая среда вращается вместе с ним как единое целое.

Глубина атмосферы некоторых планет, состоящих в основном из газов (газовые планеты), может быть очень большой.

Атмосфера Земли содержит кислород, используемый большинством живых организмов для дыхания, и диоксид углерода потребляемый растениями, водорослями и цианобактериями в процессе фотосинтеза.

Атмосфера также является защитным слоем планеты, защищая её обитателей от солнечного ультрафиолетового излучения.

Основные загрязнители атмосферного воздуха

Основными загрязнителями атмосферного воздуха, образующимися как в процессе хозяйственной деятельности человека, так и в результате природных процессов, являются:

• диоксид серы SO2,
• диоксид углерода CO2,
• оксиды азота NOx,
• твердые частицы – аэрозоли.

Доля этих загрязнителей составляет 98% в общем объеме выбросов вредных веществ.

Помимо этих основных загрязнителей, в атмосфере наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ: формальдегид, фенол, бензол, соединения свинца и других тяжелых металлов, аммиак, сероуглерод и др.

Основные загрязнители атмосферы

Источники загрязнения атмосферы проявляются практически во всех видах хозяйственной деятельности человека. Их можно разделить на группы стационарных и подвижных объектов.

К первым относятся промышленные, сельскохозяйственные и другие предприятия, ко вторым — средства наземного, водного и воздушного транспорта.

Среди предприятий наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят:

• теплоэнергетические объекты (тепловые электрические станции, отопительные и производственные котельные агрегаты);
• металлургические, химические и нефтехимические заводы.

Загрязнение атмосферы и контроль ее качества

Контроль атмосферного воздуха осуществляется с целью установления соответствия его состава и содержания компонентов требованиям охраны окружающей среды и здоровья человека.

Контролю подлежат все источники образования загрязнений, поступающих в атмосферу, их рабочие зоны, а также зоны влияния этих источников на окружающую среду (воздух населенных пунктов, мест отдыха и др.)

Комплексный контроль качества включает следующие измерения:

• химический состав атмосферного воздуха по ряду наиболее важных и значимых компонентов;
• химический состав атмосферных осадков и снежного покрова
• химический состав пылевых загрязнений;
• химический состав жидкофазных загрязнений;
• содержание в приземном слое атмосферы отдельных компонентов газовых, жидкофазных и твердофазных загрязнений (в том числе токсических, биологических и радиоактивных);
• радиационный фон;
• температура, давление, влажность атмосферного воздуха;
• направление и скорость ветра в приземном слое и на уровне флюгера.

Данные этих измерений позволяют не только оперативно оценивать состояние атмосферы, но и прогнозировать неблагоприятные метеорологические условия.

Контроль газовых смесей

Контроль состава газовых смесей и содержания в них примесей основан на сочетании качественного и количественного анализа. При качественном анализе выявляют присутствие в атмосфере специфических особо опасных примесей без определения их содержания.

Применяют органолептический, индикаторный методы и метод тест-проб. Органолептическое определение основано на способности человека узнавать запах специфического вещества (хлор, аммиак, сера и др.), изменение окраски воздуха, чувствовать раздражающее действие примесей.

Экологические последствия загрязнения атмосферы

К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся:

• возможное потепление климата (парниковый эффект);
• нарушение озонового слоя;
• выпадение кислотных дождей;
• ухудшение здоровья.

Парниковый эффект

Парниковый эффект – это повышение температуры нижних слоев атмосферы Земли по сравнению с эффективной температурой,т.е. температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса.

Киотский протокол

В декабре 1997 г. на встрече в Киото (Япония), посвященной глобальному изменению климата, делегатами из более чем 160 стран была принята конвенция, обязывающая развитые страны сократить выбросы СО2. Киотский протокол обязывает 38 индустриально развитых стран сократить к 2008–2012 г.г. выбросы СО2 на 5 % от уровня 1990 г.:

• Европейский союз должен сократить выбросы СО2 и других тепличных газов на 8 %,
• США – на 7%,
• Япония – на 6 %.

Средства защиты

Основными путями снижения и полной ликвидации загрязнения атмосферы служат:

• разработка и внедрение очистных фильтров на предприятиях,
• использование экологически безопасных источников энергии,
• использование безотходной технологии производства,
• борьба с выхлопными газами автомобилей,
• озеленение городов и поселков.

Очистка промышленных отходов не только предохраняет атмосферу от загрязнений, но и дает дополнительное сырье и прибыли предприятиям.

Защита атмосферы

Один из способов предохранения атмосферы от загрязнения — переход на новые экологически безопасные источники энергии. Например, строительство электростанций, использующих энергию приливов и отливов, тепло недр, применение гелиоустановок и ветряных двигателей для получения электроэнергии.

В 1980-е годы перспективным источником энергии считались атомные электростанции (АЭС). После чернобыльской катастрофы число сторонников широкого использования атомной энергии уменьшилось. Эта авария показала, что атомные электростанции требуют повышенного внимания к системам их безопасности. Альтернативным источником энергии академик А. Л. Яншин, например, считает газ, которого в России в перспективе можно добывать около 300 трлн кубометров.

Средства защиты

• Очистка технологических газовых выбросов от вредных примесей.
• Рассеивание газовых выбросов в атмосфере. Рассеивание осуществляется с помощью высоких дымовых труб (высотой более 300 м). Это временное, вынужденное мероприятие, которое осуществляется вследствие того, что существующие очистные сооружения не обеспечивают полной очистки выбросов от вредных веществ.
• Устройство санитарно-защитных зон, архитектурно-планировочные решения.

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) – это полоса, отделяющая источники промышленного загрязнения от жилых или общественных зданий для защиты населения от влияния вредных факторов производства. Ширина СЗЗ устанавливается в зависимости от класса производства, степени вредности и количества выделенных в атмосферу веществ (50–1000 м).

Архитектурно-планировочные решения – правильное взаимное размещение источников выбросов и населенных мест с учетом направления ветров, сооружение автомобильных дорог в обход населенных пунктов и др.

Оборудование для очистки выбросов

• устройства для очистки газовых выбросов от аэрозолей (пыли, золы, сажи);
• устройства для очистки выбросов от газо- и парообразных примесей (NO, NO2, SO2, SO3 и др.)

Сухие пылеуловители

Сухие пылеуловители предназначены для грубой механической очистки от крупной и тяжелой пыли. Принцип работы – оседание частиц под действием центробежной силы и силы тяжести. Широкое распространение получили циклоны различных видов: одиночные, групповые, батарейные.

Мокрые пылеуловители

Мокрые пылеуловители характеризуются высокой эффективностью очистки от мелкодисперсной пыли размером до 2 мкм. Работают по принципу осаждения частиц пыли на поверхность капель под действием сил инерции или броуновского движения.

Запыленный газовый поток по патрубку 1 направляется на зеркало жидкости 2, на котором осаждаются наиболее крупные частицы пыли. Затем газ поднимается навстречу потоку капель жидкости, подаваемой через форсунки, где происходит очистка от мелких частиц пыли.

Фильтры

Предназначены для тонкой очистки газов за счет осаждения частиц пыли (до 0,05 мкм) на поверхности пористых фильтрующих перегородок.

По типу фильтрующей загрузки различают тканевые фильтры (ткань, войлок, губчатая резина) и зернистые.

Выбор фильтрующего материала определяется требованиями к очистке и условиями работы: степень очистки, температура, агрессивность газов, влажность, количество и размер пыли и т.д.

Электрофильтры

Электрофильтры – эффективный способ очистки от взвешенных частиц пыли (0,01 мкм), от масляного тумана.

Принцип действия основан на ионизации и осаждении частиц в электрическом поле. У поверхности коронирующего электрода происходит ионизация пылегазового потока. Приобретая отрицательный заряд, частицы пыли движутся к осадительному электроду, имеющему знак, противоположный заряду коронирующего электрода. По мере накопления на электродах частицы пыли падают под действием силы тяжести в сборник пыли или удаляются встряхиванием.

Способы очистки от газо- и парообразных примесей

Очистка от примесей путем каталитического превращения. С помощью этого метода превращают токсичные компоненты промышленных выбросов в безвредные или менее вредные вещества путем введения в систему катализаторов (Pt, Pd, Vd):

• каталитическое дожигание СО до СО2;
• восстановление NОx до N2.

Абсорбционный метод основан на поглощении вредных газообразных примесей жидким поглотителем (абсорбентом). В качестве абсорбента, например, используют воду для улавливания таких газов как NH3, HF, HCl.

Адсорбционный метод позволяет извлекать вредные компоненты из промышленных выбросов с помощью адсорбентов – твердых тел с ультрамикроскопической структурой (активированный уголь, цеолиты, Al2O3.

Источник

Загрязнение воздушной среды и его влияние на здоровье человека

Источники загрязнения воздушной среды вредными веществами

Загрязнители воздушной среды – это все вещества в форме газов, жидкостей или твердых частиц (пыли), которые не являются её естественными составляющими или присутствуют в концентрациях выше естественных. По большей части они невидимы для человеческого глаза, но тем не менее влияют на жизнь на Земле. Даже небольшое изменение их концентрации в атмосфере может вызвать ужасные последствия.

В прошлом единственным источником загрязнения были естественные процессы:

• извержения вулканов;
• лесные пожары;
• выбросы в атмосферы;
• разложение органических веществ.

Для справки! В результате этих явлений образуются оксид углерода (II), оксиды азота, метан, вулканическая пыль и газы, в том числе окись углерода (IV).

Но последние столетия деятельность человека существенно расширила источники загрязнения воздушной среды вредными веществами. Выбросы транспортных средств, мазут и природный газ для обогрева домов, побочные продукты производства и выработки электроэнергии, особенно угольных электростанций, и пары химического производства являются основными источниками антропогенного загрязнения воздуха.

Краткие характеристики этих источников:

1. Загрязнение воздуха, связанное с дорожным движением от выбросов автотранспортных средств – содержит большинство элементов антропогенного загрязнения воздуха: приземный озон, различные формы углерода, оксиды азота, оксиды серы, летучие органические соединения, полициклические ароматические углеводороды и мелкие твердые частицы;
2. Озон, атмосферный газ, на уровне земли часто называют смогом. Образуется, когда загрязняющие вещества, выбрасываемые автомобилями, электростанциями, промышленными котлами, нефтеперерабатывающими заводами и другими источниками, вступают в химическую реакцию в присутствии солнечного света;
3. Вредные газы, в том числе диоксид углерода, монооксид углерода, оксиды азота (NOx) и оксиды серы (SOx), являются компонентами выбросов автотранспортных средств и побочными продуктами промышленных процессов;
4. Твердые частицы (ТЧ) состоят из таких химических веществ, как сульфаты, нитраты, углерод или минеральная пыль. Автомобильные и промышленные выбросы от сжигания ископаемого топлива, сигаретного дыма и сжигания органических веществ, таких как лесные пожары, содержат ТЧ;
5. Летучие органические соединения (ЛОС) испаряются при комнатной температуре или около нее – отсюда и название летучие. Их называют органическими, потому что они содержат углерод. Летучие органические соединения выделяются красками, моющими средствами, пестицидами, некоторыми предметами интерьера и даже материалами для ремесел, такими как клей. Бензин и природный газ являются основными источниками ЛОС, которые выделяются при сгорании;
6. Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) – это органические соединения, содержащие углерод и водород. Помимо сжигания, многие промышленные процессы, такие как производство чугуна, стали и резиновых изделий, а также выработка электроэнергии, также производят ПАУ в качестве побочного продукта. ПАУ также обнаруживаются в твердых частицах.

Атмосфера Земли

Земля – единственная из известных современной науке планет, на которой существует жизнь, что стало возможным благодаря атмосфере. Она и обеспечивает наше существование. Атмосфера – это в первую очередь воздух, который должен быть пригодным для дыхания людей и животных, не содержащим вредные примеси и вещества. Как защитить воздух от загрязнения? Это очень важный вопрос, который предстоит решить в ближайшем будущем.

Последствия загрязнения воздушной среды

Загрязнение воздуха негативно сказывается на окружающей среде. Наиболее опасными их последствиями являются кислотные осадки, усиление парникового эффекта, озоновая дыра, смог, пыль, загрязнение почвы и воды.

Кислотные осадки происходят, когда воздух, загрязненный оксидами серы и азота, в сочетании с водой или водяным паром в воздухе, падает на землю с дождем или снегом. Осадки наносят вред окружающей среде, ускоряют коррозию металлов и разрушение конструкций.

Парниковый эффект возникает из-за накопления окиси углерода (IV) и водяного пара (а также метана, оксидов азота, фреонов и озона). Они удерживают тепло в атмосфере. Результатом является глобальное потепление, которое может привести к таянию ледников, повышению уровня моря и океана и изменению климата.

Влияние загрязнения воздуха на здоровье людей:

1. Респираторное заболевание. Загрязнение воздуха может повлиять на развитие легких и способствует развитию эмфиземы, астмы, хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). ТЧ и оксид азота связаны с хроническим бронхитом;
2. Сердечно-сосудистые заболевания. Мелкие твердые частицы могут нарушить функцию кровеносных сосудов и ускоряют кальцификацию артерий;
3. Исследователи установили связь между краткосрочным ежедневным воздействием оксидов азота на женщин в постменопаузе и повышенным риском геморрагического инсульта..
4. Рак. Крупное исследование, в котором приняли участие более 57000 женщин, показало, что проживание рядом с крупными дорогами может увеличить риск рака груди у женщин.

Токсичные вещества, переносимые по воздуху, особенно хлористый метилен, который используется в аэрозольных продуктах и ​​средствах для удаления краски, также связаны с повышенным риском рака груди.

Воздействие бензола, промышленного химического вещества и компонента бензина на рабочем месте, может вызвать лейкемию.

Для пожилых людей выхлопные газы автомобилей приводят к снижению уровня липопротеинов высокой плотности. Увеличивается риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Деятельность человека

В последние столетия мы нередко ведем себя крайне неразумно. Полезные ископаемые бездарно транжирятся. Леса вырубаются. Реки осушаются. В результате нарушается природный баланс, планета постепенно становится непригодной для жизни. То же происходит и с воздухом. Он постоянно загрязняется всяческими отходами производств, попадающими в атмосферу. Химические соединения, содержащиеся в аэрозолях и антифризах, разрушают озоновый слой Земли, грозя глобальным потеплением и катастрофами, связанными с этим. Как защитить воздух от загрязнения, чтобы жизнь на планете продолжалась?

Защита от загрязнения воздушной среды

Основные источники загрязнения воздуха – промышленность и транспорт. Когда газы транспортируются на большие расстояния, могут быть загрязнены районы, удаленные от источника их выбросов. Таким образом, охрана атмосферного воздуха является глобальной проблемой и регулируется правовыми нормами.

Современные методы борьбы от загрязнений воздушной среды, направленные на снижение выбросов вредных пыли и газов в атмосферу:

1. Снижение выбросов загрязняющих веществ от горнодобывающих, металлургических и энергетических предприятий;
2. Снижение использования природных ресурсов, сокращение потребления электроэнергии и использования альтернативных источников энергии;
3. Снижение вредных выбросов выхлопных газов путем ограничения транспорта, покупки автомобилей с меньшим выбросом выхлопных газов, использования общественного транспорта или велосипедов;
4. Использование современных технологий для снижения выбросов пыли в промышленности;
5. Посадка зеленых поясов в защитных целях.

Другие методы защиты воздушной среды:

1. Использование высокоэффективной фильтрации воздуха для твердых частиц;
2. Создание буферов землепользования и растительных барьеров;
3. Улучшение городского дизайна с помощью садов, парков и уличных деревьев;
4. Создание вариантов активного путешествия, например, велосипедных и пешеходных дорожек.

Загрязнение воздуха – чем опасно для нас и как с этим бороться?

Классификация систем очистки воздуха

Загрязнители воздуха могут находиться в разном агрегатном состоянии – это может быть состояние пыли, тумана, газопарообразных примесей. Их можно разделить на первичные – эти загрязнители непосредственно поступают в атмосферу и вторичные, являющиеся результатом их превращений.
Замечание 1

Например, сернистый газ, поступающий в атмосферу, окисляется до серного ангидрида. Взаимодействуя с водяным паром серный ангидрид, образует капли серной кислоты, образуя кислотные дожди.

В выбросах промышленных предприятий содержатся твердые взвешенные или жидкие частицы. Они представляют собой двухфазные системы. Газы в этой системе являются сплошной фазой, а твердые или жидкие частицы относятся к дисперсной фазе. Исходя из этого, системы очистки воздуха должны быть разные.

Ты эксперт в этой предметной области? Предлагаем стать автором Справочника Условия работы

Очистка от пыли состоит из 4-х основных групп:

1. Сухие пылеуловителя;
2. Мокрые пылеуловители;
3. Электрофильтры;
4. Фильтры.

Пылеуловители и электрофильтры используются тогда, когда содержание пыли в воздухе повышенно. Тонкая очистка воздуха при концентрации примесей меньше $100$ мг/куб. м осуществляется с помощью фильтров. Присутствующие в воздухе примеси в виде жидкостей – кислот, щелочей, масел, создающих туман, убирают с помощью туманоуловителей и используют для этого волокнистые фильтры. От выбранного метода очистки воздуха зависят средства защиты от газообразных примесей.

В связи с этим выделяют:

1. Метод промывки вредных веществ их растворителями или метод абсорбции;
2. Метод адсорбции. Газообразные примеси поглощаются за счет катализаторов;
3. Метод хемосорбции, с помощью которого происходит промывка выбросов растворами реагентов. Реагенты связывают примеси химически;
4. Сжигание или метод термической нейтрализации;
5. Каталитический метод.

Весь процесс по очистке воздуха можно охарактеризовать основными параметрами:

Готовые работы на аналогичную тему

Курсовая работа Средства защиты атмосферы 470 ₽ Реферат Средства защиты атмосферы 270 ₽ Контрольная работа Средства защиты атмосферы 200 ₽

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

Насколько эффективна общая очистка воздуха, показывающая степень снижения вредных веществ в применяемом средстве. Эффективность характеризуется коэффициентом $h= \frac – C_<вых>>>.$ Cвх и Cвых, представляют концентрацию вредных веществ до и после очистки воздуха.

Оказываемое гидравлическое сопротивление. Это разность давления на входе и выходе из системы очистки $DP=\frac<2>$, $X$ – гидравлическое сопротивление, $r$– плотность воздуха (кг/ куб. м), $V$ – скорость воздуха (м/с). Производительность процесса показывает, какой объем воздуха проходит через систему за единицу времени (куб.м/час).

Источник