Разрушение озонового слоя - файл n1.doc

приобрести
Разрушение озонового слоя
скачать (471 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc471kb.24.08.2012 02:22скачать

n1.doc



Содержание


1. Разрушение озонового слоя 1

1.1. Причины ослабления озонового щита 2

1.3. Пути решения проблемы разрушения озонового слоя 10

2. Сернистый ангидрид: поступление в атмосферу, воздействие на человека и пути решения очистки воздуха 11

3. Шумовое загрязнение 20

Литература 25

1. Разрушение озонового слоя



Озо́новый слой — часть стратосферы на высоте от 12 до 50 км, в котором под воздействием ультрафиолетового излучения солнца кислород2) ионизируется, приобретая третий атом кислорода, и получается озон3). Относительно высокая концентрация озона (около 8 мл/мі) поглощает опасные ультрафиолетовые лучи и защищает всё живущее на суше от губительного излучения. Более того, если бы не озоновый слой, то жизнь не смогла бы вообще выбраться из океанов[1] и высокоразвитые формы жизни типа млекопитающих, включая человека, не возникли бы. Наибольшая плотность озона встречается на высоте 20 км, наибольшая часть в общем объёме — на высоте 40 км. Если бы можно было извлечь весь озон, находящийся в атмосфере, и сжать под нормальным давлением, то в результате вышел бы слой, покрывающий поверхность Земли толщиной всего 3 мм. Для сравнения, вся сжатая под нормальным давлением атмосфера составляла бы слой в 8 км.

Озон – активный газ и может неблагоприятно действовать на человека. Обычно его концентрация в нижней атмосфере незначительна и он не оказывает вредного влияния на человека. Большие количества озона образуются в крупных городах с интенсивным движением автотранспорта в результате фотохимических превращений выхлопных газов автомашин.

Озон, также, регулирует жесткость космического излучения. Если этот газ хотя бы частично уничтожается, то, естественно жесткость излучения резко возрастает, а, следовательно, происходят реальные изменения растительного и животного мира.

Уже доказано, что отсутствие или малая концентрация озона может или приводит к раковым заболеваниям, что самым наихудшим образом отражается на человечестве и его способностью к воспроизводству.

1.1. Причины ослабления озонового щита



Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения Солнца. Обнаружено, что в течение многих лет озоновый слой претерпевает небольшое, но постоянное ослабление над некоторыми районами Земного шара, включая густо населенные районы в средних широтах Северного полушария. Над Антарктикой обнаружена обширная "озоновая дыра".

Разрушение озона происходит из-за воздействия ультрафиолетовой радиации, космических лучей, некоторых газов: соединений азота, хлора и брома, фторхлоруглеродов (фреонов). Деятельность человека, приводящая к разрушению озонового слоя, вызывает наибольшую тревогу. Поэтому многие страны подписали международное соглашение, предусматривающее сокращение производства озоно-разрушающих веществ.

Предполагается множество причин ослабления озонового щита.

Во-первых, – это запуски космических ракет. Сгорающее топливо «выжигает» в озоновом слое большие дыры. Когда-то предполагалось, что эти «дыры» затягиваются. Оказалось, нет. Они существуют довольно долго.

Во-вторых, самолеты. Особенно, летящие на высотах в 12-15 км. Выбрасываемый ими пар и другие вещества разрушают озон. Но, в то же время самолеты, летающие ниже 12 км. Дают прибавку озона. В городах он – один из составляющих фотохимического смога. В – третьих, это хлор и его соединения с кислородом. Огромное количество (до 700 тысяч тонн) этого газа поступает в атмосферу, прежде всего от разложения фреонов. Фреоны – это не вступающие у поверхности Земли ни в какие химические реакции газы, кипящие при комнатной температуре, а потому резко увеличивающие свой объем, что делает их хорошими распылителями. Поскольку при их расширении снижается их температура, фреоны широко используют в холодильной промышленности.

Каждый год количество фреонов в земной атмосфере увеличивается на 8-9%. Они постепенно поднимаются наверх, в стратосферу и под воздействием солнечных лучей становятся активными – вступают в фотохимические реакции, выделяя атомарный хлор. Каждая частица хлора способна разрушить сотни и тысячи молекул озона.

9 февраля 2004 года на сайте Института Земли НАСА появилась новость о том, что учёные Гарвардского Университета нашли молекулу, разрушающую озон. Учёные назвали эту молекулу "димер одноокиси хлора", потому что она составлена из двух молекул одноокиси хлора. Димер существует только в особенно холодной стратосфере над полярными регионами, когда уровни одноокиси хлора относительно высоки. Эта молекула происходит из хлорфторуглеродов. Димер вызывает разрушение озона, поглощая солнечный свет и распадаясь на два атома хлора и молекулу кислорода. Свободные атомы хлора начинают взаимодействовать с молекулами озона, приводя к уменьшению его количества.

1.2. Последствия разрушения озонового слоя

Возникновение “озоновых дыр” (сезонное уменьшение содержания озона вдвое и более) впервые наблюдали в конце 70-х годов над Антарктидой. В последующие годы длительность существования и площадь “озоновых дыр” росли, и к настоящему времени они уже захватили южные регионы Австралии, Чили и Аргентины. Параллельно, хотя и с некоторым запозданием, развился процесс истощения озона над Северным полушарием. Вначале 90-х годов наблюдали 20 – 25 % его уменьшения над Скандинавией, Прибалтикой и северо-западными областями России. В отличных от приполярных широтных зон истощение озона менее выражено однако и здесь оно является статистически достоверным (1,5–6,2% за последнее десятилетие).

Истощение озонового слоя может оказать значительное влияние на экологию Мирового океана. Многие из имеющихся в нем систем испытывают стресс уже при существующих уровнях естественной Ультрафиолетовой радиации, и увеличение ее интенсивности для некоторых из них может оказаться катастрофическим. В результате воздействия ультрафиолетового излучения у водных организмов нарушается адаптивное поведение (ориентация и миграция), подавляются фотосинтез и ферментативные реакции, а также процессы размножения и развития, особенно на ранних стадиях. Поскольку чувствительность к ультрафиолетовой радиации разных компонентов водных экосистем существенно различается, то в результате разрушения стратосферного озона следует ожидать не только уменьшения общей биомассы, но и изменение структуры водных экосистем. В этих условиях могут погибать и вытесняться полезные чувствительные формы и усиленно размножаться резистентные, токсичные для окружающей среды, например сине-зеленые водоросли.

Эффективность водных пищевых цепей в решающей степени определяется продуктивностью их начального звена – фитопланктона. Расчеты показывают, что в случае 25%-го разрушения стратосферного озона следует ожидать 35%-го снижения первичной продуктивности в поверхностных слоях океана и 10%-го снижения во всем слое фотосинтеза. Значимость прогнозируемых изменений становится очевидной, если принять во внимание, что фитопланктон утилизирует более половины углекислого газа в процессе глобального фотосинтеза, и лишь 10-го снижения интенсивности этого процесса эквивалентно удвоению выброса углекислого газа в атмосферу в результате сжигания полезных ископаемых. Кроме того, ультрафиолетовая радиация подавляет продукцию фитопланктоном диметилсульфида, играющего важную роль в формировании облачности. Последние два феномена могут вызвать долговременные изменения глобального климата и уровня Мирового океана.

Из биообъектов вторичных звеньев водных пищевых цепей ультрафиолетовое излучение способно непосредственно поражать икру и мальков рыб, личинки креветок, устриц и крабов, а также других мелких животных. В условиях истощения стратосферного озона прогнозируется рост и гибель мальков промысловых рыб и, кроме того, снижение улова в результате уменьшения первичной продуктивности Мирового океана.

В отличие от водных организмов, высшие растения могут частично адаптироваться к увеличению интенсивности естественной ультрафиолетовой радиации, однако в условиях 10-20%-й редукции озонового слоя у них наблюдается торможение роста, уменьшение продуктивности и изменения состава, снижающие пищевую ценность. Чувствительность к ультрафиолетовой радиации может существенно различаться как у растений разных видов, так и у разных линий одного вида. Культуры, районированные в южных регионах, более резистентные по сравнению с районированными в зонах умеренного климата.

Очень важную, хотя и посредственную, роль в формировании продуктивности сельскохозяйственных растений играют почвенные микроорганизмы, оказывающие значительное влияние на плодородие почв. В этом смысле особый интерес представляют фототрофные цианобактерии, обитающие в самых верхних слоях почв и способные утилизировать азот воздуха с последующим использованием его растениями в процессе фотосинтеза. Эти микроорганизмы (особенно на рисовых полях) подвергаются непосредственному воздействию ультрафиолетовой радиации. Радиация способна инактивировать ключевой фермент ассимиляции азота – нитрогеназу. Таким образом, в результате разрушения озонового слоя следует ожидать уменьшение плодородия почв. Весьма вероятным является также вытеснение и отмирания других полезных форм почвенных микроорганизмов, чувствительных к ультрафиолетовой радиации, и размножением устойчивых форм, часть которых может оказаться патогенными.

Для человека естественная ультрафиолетовая радиация фактором риска уже при существующем состоянии озонового слоя. Реакции на ее воздействие разнообразны и противоречивы. Некоторые из них (образование витаминами Д, увеличение общей неспецифической резистентности, лечебный эффект при некоторых кожных заболеваниях) улучшает состояние здоровья, другие (ожоги кожи и глаз, старение кожи, катаракто- и канцерогенез) ухудшают его.

Типичной реакцией на переоблучение глаз является возникновение фотокератоконьюнктивита – острого воспаления наружных оболочек глаза (роговицы и конъюнктивы). Он обычно развивается в условиях интенсивного отражения солнечного света от естественных поверхностей (снежное высокогорье, арктические и пустынных зоны) и сопровождается болевыми ощущениями или ощущением постороннего тела в глазу, слезотечением, светобоязнью и спазмом век. Ожог глаз можно получить за 2 часа в заснеженных зонах и за 6 – 8 часов в песчаной пустыне.

Длительное воздействие ультрафиолетовой радиации на глаз может вызвать возникновение катаракты, дегенерацию роговицы и сетчатки, птеригий (разрастание ткани конъюнктивы) и меланому сосудистой оболочки глаза. Хотя все эти заболевания очень опасны, чаще других встречается катаракта, обычно развивающаяся без видимых изменений роговицы. Увеличение частоты катаракт считают основным следствием разрушения стратосферного озона по отношению к глазу .

В результате переоблучения кожи развивается асептическое воспаление, или эритема, сопровождающаяся помимо болевых ощущений изменениями тепловой и сенсорной чувствительности кожи, угнетением потоотделения и ухудшением общего состояния. В умеренных широтах эритему можно получить за полчаса на открытом солнце в середине летнего дня. Обычно эритема развивается с латентным периодом 1 – 8 часов и сохраняется около суток. Величина минимальной эритемной дозы растет с увеличением степени пигментации кожи.

Важный вклад в канцерогенный эффект ультрафиолетовой радиации вносит ее иммуносупрессивное действие. Из 2-х существующих типов иммунитета – гуморального и клеточного лишь последний подавляется в результате воздействия ультрафиолетовой радиации. Факторы гуморального иммунитета либо остаются индифферентными, либо в случае хронического облучения в малых дозах активируются, способствуя повышению общей неспецифической резистентности. Помимо снижения способности отторгать раковые клетки кожи (агрессивность против других типов раковых клеток не изменяется) индуцированная ультрафиолетовой радиацией иммуносупрессия может подавлять кожные аллергические реакции, снижать резистентность к инфекционным агентам, а также изменять характер протекания и исход некоторых инфекционных заболеваний.

В результате разрушения стратосферного озона следует ожидать снижения сопротивляемости населения ряду инфекционных заболеваний. Как минимум, в их число необходимо включить болезни с кожной фазой развития или зависящие от клеточного иммунитета: корь, ветряная оспа, герпес и другие вирусные заболевания с кожной сыпью, индуцируемые через кожу паразитарные болезни типа малярии и лейшманиоза, а также зависящие от клеточного иммунитета туберкулез и некоторые грибковые заболевания.

Естественная ультрафиолетовая радиация ответственна за основную часть опухолей кожи, частота которых у белого населения близка к суммарной частоте опухолей всех других типов, вместе взятых. Существующие опухоли подразделяются на два вида: немеланомные (базальноклеточный и плоскоклеточный раки) и злокачественную меланому. Опухоли первого вида преобладают количественно, Слабо метастазируют и легко излечиваются. Частота меланом относительно не велика, однако они быстро растут, рано метастазируют и дают высокую смертность. Так же как и для эритемы, для рака кожи характерна четкая обратная корреляция между эффективностью облучения и степенью пигментатированности кожи. Частота опухолей кожи у негритянского населения более чем в 60 раз, у латиноамериканского – в 7 – 10 раз ниже, чем у белого населения в той же широтной зоне при практически одинаковой частоте опухолей, отличных от рака кожи. Помимо степени пигментатированности, факторами риска для возникновения рака кожи являются наличие родинок, пигментных пятен и веснушек, слабая способность к загару, голубой цвет глаз и рыжий цвет волос.

Ультрафиолетовая радиация играет важную роль в обеспечении организма витамина Д, регулирующим процесс фосфорно-кальциевого обмена. Дефицит витамина Д вызывает рахит и кариес, а также играет важную роль в патогенезе представительной железы, дающей высокую смертность.

Роль ультрафиолетового излучения в обеспечении организма витамином Д нельзя компенсировать лишь за счет потребления его с пищей, поскольку процесс биосинтеза витамина Д в коже является саморегулирующимся и исключает возможность возникновения гипервитаминоза. Это заболевание вызывает отложения кальция в различных тканях организма с их последующим некротическим перерождением.

При возникновении дефицита витамина Д необходима доза ультрафиолетовой радиации, составляющая примерно 60 минимальных эритемных доз в год на открытые участки тела. Для белого населения в умеренных широтах это соответствует ежедневному пребыванию на открытом солнце по полчаса в середине дня с мая по август. Интенсивность синтеза витамина Д убывает с увеличением степени пигментативности, у представителей различных этнических групп может различаться более чем на порядок. Вследствие этого пигментация кожи может быть причиной недостаточности витамина Д у цветных иммигрантов в умеренных и северных широтах.

Наблюдающиеся в настоящее время увеличение степени истощения озонового слоя свидетельствует о недостаточности предпринимаемых усилий по его защите.

1.3. Пути решения проблемы разрушения озонового слоя


Осознание опасности приводит к тому, что международной общественностью предпринимаются все новые и новые шаги в защиту озонового слоя. Рассмотрим некоторые из них.

1) Создание различных организаций по охране озонового слоя (ЮНЕП, КОСПАР, МАГА)

2) Проведение конференций.

а) Венская конференция (сентябрь 1987г.). На ней был обсужден и подписан Монреальский протокол:

– необходимость постоянного контроля за изготовлением, продажей, и применением наиболее опасных для озона веществ (фреоны, бромсодержащие соединения и др.)

– использование хлорфторуглеводородов по сравнению с уровнем 1986 г. должно быть уменьшено на 20% к 1993 г. и в два раза к 1998г.

б) В начале 1990г. ученые пришли к выводу, что ограничения Монреальского протокола недостаточны и были внесены предложения о полном прекращении производства и выбросов в атмосферу уже в 1991–1992гг. тех фреонов, которые ограничиваются Монреальским протоколом.

Проблема сохранения озонового слоя относится к глобальным проблемам человечества. Поэтому она обсуждается на многих форумах самого разного уровня вплоть до российско-американских встреч на высшем уровне.

Остается лишь верить в то, что глубокое осознание грозящей человечеству опасности подвигнет правительство всех стран на принятие необходимых мер по уменьшению выбросов вредных для озона веществ.

2. Сернистый ангидрид: поступление в атмосферу, воздействие на человека и пути решения очистки воздуха



Сернистый ангидрид, серы двуокись, оксид серы (IV) SO2, бесцветный газ с характерным резким запахом. В природе встречается в вулканических газах. При — 10,5°С сгущается в бесцветную жидкость, затвердевающую при — 75°С в кристаллическую массу. Критическая температура 157,3°С, критическое давление 77,8 атм.

  SO2 хорошо растворим в воде с образованием сернистой кислоты H2SO3. Кислород окисляет SO2 при высоких температурах в присутствии катализаторов; может окисляться до SO3 и H2SO4 и восстанавливаться до S; с водными растворами щелочей SO2 образует соли сернистой кислоты. Термически SO2 очень устойчив; заметная диссоциация его на S и O2 или SO и О происходит лишь около 2800 °С.

 SO2 используется в производстве серной кислоты, серного ангидрида, солей сернистой (сульфитов, гидросульфитов) и серноватистой (тиосульфатов) кислот. Непосредственное применение находит в бумажном и текстильном производствах, при консервировании фруктов, ягод, для предохранения вин от скисания, для дезинфекции помещений. Жидкий сернистый ангидрид применяется как хладагент и растворитель.

Перевозят его в сжиженном состоянии под давлением. При выходе в атмосферу он дымит, скапливается в низких участках местности, подвалах, тоннелях, заражает водоемы.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) сернистого ангидрида в атмосферном воздухе населенных мест (среднесуточная) 0.05 мг/м3, в рабочем помещении промышленного предприятия — 10 мг/м3.

Он опасен при вдыхании. Даже очень малая концентрация его создает неприятный вкус во рту и раздражает слизистые оболочки. Пары сернистого антидрида во влажном воздухе сильно раздражают слизистые оболочки и кожу. Появляются саднение в горле, кашель, резкая боль в глазах, жжение, слезотечение, дыхание и глотание затрудненные, кожа краснеет. Возможны ожоги кожи и глаз. Вдыхание воздуха , содержащего более 0,2% сернистого ангидрида, вызывает хрипоту, одышку и быструю потерю сознания. Возможен смертельный исход.

Вредное воздействие оказывет SO2 и на растительность при концентрациях более 0,1 мг/м3. Наибольшая чувствительность у ели и сосны, наименьшая — у березы и дуба.

Защиту органов дыхания и глаз от сернистого ангидрида обеспечивают промышленные фильтрующие противогазы марки В (коробка окрашена в желтый цвет), Е (черный), БКФ и МКФ (защитный), респираторы противогазовые РПГ-67-В и универсальные РУ-60М-В, РУ-60МУ-В, а также гражданские противогазы ГП-5, ГП-7 и детские.

Если концентрация SO, выше максимально допустимой, должны ис- пользоваться только изолирующие противогазы. Это же требование относится и к ликвидации аварий на химически опасных объектах, когда концентрация сернистого ангидрида неизвестна. В зоне аварии для предохранения кожи человека от попадания СДЯВ работы следует проводить в защитных прорезиненных костюмах, резиновых сапогах и перчатках.

Наличие сернистого ангидрида в воздухе и его концентрацию можно определить универсальным газоанализатором УГ-2, приборами ВПХР, ПХР-МВ, УПГК и Колион-1.

SO2 может заразить воздух с поражающими концентрациями в случае производственной аварии на химически опасном объекте или его утечки при хранении, транспортировке. Опасную зону следует изолировать, удалить посторонних людей. Входить в нее можно только в средствах защиты органов дыхания и кожи. Надо избегать низких мест, держаться с наветренной стороны.

При утечке и разливе нельзя прикасаться к пролитому сернистому ангидриду. При интенсивной утечке сернистого ангидрида, чтобы осадить газ, используются известковое молоко, растворы соды или каустика.

Сернистый ангидрид токсичен. Он может поступать в организм через дыхательные пути во время обжига серных руд (при получении серной кислоты) на медеплавильных заводах, при сжигании содержащего серу топлива в кузницах, котельных, на суперфосфатных заводах, тепловых электростанциях и т. п. В лёгких случаях отравления сернистым ангидридом появляются кашель, насморк, слезотечение, чувство сухости в горле, осиплость, боль в груди; при острых отравлениях средней тяжести, кроме того, головная боль, головокружение, общая слабость, боль в подложечной области; при осмотре — признаки химического ожога слизистых оболочек дыхательных путей. Длительное воздействие сернистого ангидрида может вызвать хроническое отравление. Оно проявляется атрофическим ринитом, поражением зубов, часто обостряющимся токсическим бронхитом с приступами удушья. Возможны поражение печени, системы крови, развитие пневмосклероза. Профилактика: герметизация производственного оборудования, эффективная вентиляция, улавливание сернистого ангидрида из хвостовых и дымовых газов, индивидуальная защита органов дыхания (противогаз). Максимально допустимая концентрация сернистого ангидрида в воздухе производственных помещений 1,0 мг/м3. Среднесуточная концентрация в населённых пунктах не должна превышать 0,15 мг/м3. Ежегодно в атмосферу выбрасываются десятки миллионов тонн сернистого ангидрида, образующегося при промышленном сжигании углей и нефти, содержащих соединения серы. Очистка отбросных газов от сернистого ангидрида — важная научно-техническая задача.

Существующие методы очистки газов от SO2 можно разделить на три группы: методы, основанные на окислении и нейтрализации SO2 без последующего ее выделения; циклические и комбинирован­ные методы.

К первой группе относятся методы очистки газов от SO2 с переработкой ее в серную кислоту или сернистокислые соли. К цик­лическим относятся методы, позволяющие извлекать SO2 из раз­бавленных газов при низкой температуре и выделять поглощен­ную SO2 при последующем нагреве поглотителя. При использо­вании комбинированных методов поглощение двуокиси серы про­изводится различными основаниями с последующим действием на них сильных кислот, в результате чего выделяется концентрирован­ная двуокись серы и соответствующие соли.

Выбор метода извлечения двуокиси серы зависит от концент­рации SO2, температуры, влажности, наличия в газе других при­месей, а также от специфических местных условий. При выборе метода необходимо учитывать масштабы производства, наличие местного сырья для приготовления поглотительных растворов, воз­можность реализации получаемых при очистке продуктов и т. д.

Методы, основанные на окислении и нейтрализации SO2. В по­следние годы разработан и испытывается метод получения серной кислоты из малоконцентрированных газов. Этот метод позволяет достичь санитарной нормы очистки отходящих газов с одновре­менным получением ценного химического продукта. Отходящие газы предварительно очищают от пыли в электрофильтрах / (рис. 4) и от каталитических ядов (Аs2O3 и SeO2) в промывных башнях 2 и 3, орошаемых серной кислотой.



Рис. 4. Схема получения серной кислоты из малоконцентрированных газов (схема СГ — слабые газы).

Улавливание серно­кислотного тумана, образовавшегося в промывных башнях, произ­водится в волокнистых электрофильтрах 4. Очищенный от приме­сей сернистый газ с помощью газодувки 5 направляется в контакт­ный аппарат 7. Однако перед этим он должен быть подогрет до 420—440°С. В существующих сернокислотных системах, работаю­щих на концентрированных газах, подогрев газа осуществляется за счет тепла реакции окисления SO2 в SO3. Если содержание SO2 в газе низкое, тепло реакции окисления недостаточно и подогрев газа до температуры контактирования осуществляется путем до­бавления к нему топочных газов, получаемых в результате сжига­ния газообразного или жидкого топлива в топке 6. В связи с этим в контактном отделении не устанавливаются теплообменники, а понижение температуры газа между слоями контактной массы осуществляется путем добавления к газу атмосферного воздуха. Получаемая в контактном аппарате трехокись серы абсорбируется в башне 8.

При больших количествах холодной воды целесообразно применять для поглощения SO2 из отходящих газов водный метод очистки. Благодаря низкому парциальному давлению SO2 над водой можно достичь практически полного поглощения двуокиси cеры водой. Однако на практике водная очистка газов от SO2 не нашла широкого применения из-за большого расхода воды и за­грязненности сточных вод.

При промывке сернистых газов водными растворами щелочей происходит поглощение SO2 водой с образованием сернистой кис­лоты, которая нейтрализуется щелочью с образованием солей сернистой кислоты.

Из щелочных методов наиболее перспективны те, которые обес­печивают простоту и надежность работы установки, а также полу­чение товарных продуктов, используемых в народном хозяйстве.




Рис. 5. Схема очистки выхлопных газов от SO2 известковым способом.
Известковый метод. Принципиальная схема установки по очист­ке отходящих газов от SO2 известковым способом представлена на рис. 5. По этому способу отходящие газы подвергаются пред­варительной очистке от механических примесей (пыли, сажи) в ба­тарейных циклонах 1, после чего с помощью газодувки 2 направ­ляются в скруббер 3, орошаемый известковым молоком.

По мере циркуляции раствора в нем накапливается соль СаSО3. Когда концентрация ее в растворе достигнет 18—20%, раствор периодически заменяется свежим. Образовавшийся сернистокислый кальций плохо растворим в воде (0,138 г/л), поэтому в систе­ме орошения скрубберов последовательно устанавливается крис­таллизатор 5, служащий для выделения кристаллов сульфита каль­ция. Дальнейшее выделение CaSO3 происходит на вакуумфильтре 6. Шлам, состоящий из СаSО3 и CaSO4, образующийся за счет реакции

2СаSO3+O2=2СаSO4,

выводится в отвал транспортером 7 и может быть использован для производства строительных материалов. Известковый метод обеспечивает практи­чески полную очистку газов от SO2, но требует значительного рас­хода извести.

Содовый метод. Сущность этого метода заключается в промыв­ке отходящих газов водными растворами кальцинированной соды.

Процесс поглощения SO2 содовым раствором осуществляется в аппаратах насадочного или барботажного типов. Газ проходит последовательно две башни, первая из которых орошается раство­ром NaHSO3, вторая — раствором Na2SO3. Содовый способ обеспечивает хорошую очистку отхо­дящих газов от SO2 с одновременным получением товарной соли NaHSO3 и Na2SO­3. Однако он не нашел широкого применения ввиду ограниченного сбыта этих солей.

Аммиачный метод. Процесс очистки выхлопных газов от SO2 аммиачным методом заключается в промывке газа аммиачной во­дой.

Так как при взаимодействии сернистого газа с аммиачной водой получаются аммиачные соли, используемые как удобрение в сель­ском хозяйстве, аммиачный метод очистки газов от SO2 перспек­тивен.

Циклические методы. В основе циклических методов лежит спо­собность двуокиси серы поглощаться при низких температурах, а затем при повышении температуры выделяться в чистом виде. В некоторых случаях для абсорбции SO2 используются твердые сорбенты. Циклические методы извлечения двуокиси серы являют­ся наиболее эффективными и нашли применение в промышлен­ности.

Принципиальная схема извлечения и концентрирования SO2 циклическим методом показана на рис. 6. Охлажденный и очи­щенный от механических примесей газ поступает в абсорберы /, орошаемые поглотителем. Очищенный газ выбрасывается в атмос­феру, а поглотительный раствор нагревается в теплообменнике 3



Рис. 6. Схема очистки газов от двуокиси серы циклическим методом.

и направляется в отгонную колонну 4, снабженную кипятильни­ком 5. Смесь водяных паров с SO2 поступает в конденсатор 6, а затем в холодильную башню 8, орошаемую циркуляционной хо­лодной водой (насыщенной SO2). Водяные пары конденсируются, а чистая двуокись серы извлекается из системы. Раствор охлаж­дают в холодильниках 7 и 9 и собирают в емкости 2.

Водный метод. Недостаток этого способа в том, что на регене­рацию воды расходуется большое количество электроэнергии. Вви­ду малой растворимости SO2 в воде поглотительная установка яв­ляется громоздкой.

Аммиачный метод. Капитальные затраты на сооружение очист­ных сооружений могут быть снижены, если в качестве поглотителя использовать более абсорбционноемкие поглотители (водный раст­вор аммиака и др.).

Магнезитовый метод. Сущность процесса состоит в поглощении водной суспензии окиси магния.

Магнезитовый способ прост и обеспечивает полную очистку газов от 50г. При этом расходуется незначительное количество сырья-магнезита. Однако из-за больших энергетических затрат и громоздкости технологического оборудования он не получил ши­рокого применения.

Цинковый метод. Этот способ очистки газов от SО2 аналогичен магнезитовому, но в качестве поглотителя используется суспензия окиси цинка. Отличительной особенностью цинкового способа является то, что на очистку можно подавать газы при высокой температуре (200—250°С). Газ должен быть предварительно очищен от пыли.

Комбинированные методы. Комбинированные методы не позво­ляют возвращать в систему поглотительный раствор для повтор­ного использования. Выделение двуокиси серы здесь происходит с попутным получением других побочных продуктов.

Аммиачно-сернокислотный метод. При поглощении двуокиси се­ры аммиачной водой образуются сернистокислые соли, которые под действием серной кислоты разлагаются с получением 100%-ного SO2 и сульфата аммония.

Из перечисленных методов наиболее простыми и выгодными являются методы прямой нейтрализации и окисления. На вто­ром месте стоят комбинированные методы. Из циклических ме­тодов наиболее перспективными являются аммиачный и ксилидиновый.

Недостаток всех перечисленных методов — их громоздкость и большие капитальные затраты. Стоимость очистки выхлопных га­зов с малой концентрацией SO2 может быть значительно снижена, если применить эффективное оборудование и получать продукт, пользующийся большим спросом в народном хозяйстве. Полые распылительные абсорберы при меньшей стоимости и меньшем гидравлическом сопротивлении в 3—4 раза превосходят по эффективности аппараты насадочного типа; полые башни проще в изготовлении, имеют меньший вес и не засоряются в процессе эксплуатации. Применяемый для поглощения двуокиси серы вод­ный раствор сульфита аммония отличается большой химической емкостью. При очистке газов от SO2 указанным методом получает­ся ценное удобрение для сельского хозяйства — сульфат ам­мония.

3. Шумовое загрязнение


По официальному признанию ученых, «шумовое загрязнение» - это третий по степени вредного воздействия на наше с вами здоровье фактор окружающей среды. С ростом урбанизации шум стал постоянной частью человеческой жизни, одним из существенных загрязнителей городской Среды. Усиление шумового фона свыше предельно допустимых величин (80 дБ), характерное для соверменной жизни, опасно не только с позиций профессиональной вредности: оно представляет собой опасность для физического и психического здоровья населения. Потенциальный материальный ущерб от потери слуха. вызываемый шумом, в промышленности больше. чем от любого другого профессионального заболевания.

Шум измеряется в БЕЛАХ (Бл), но удобнее пользоваться кратными БЕЛУ единицами ДЕЦИБЕЛАМИ (дБ): 1 дБ=0,1 Бл.

Источники шума могут быть как производственные, так и не производственные (табл. 1).

Основным источником шума в городе является транспорт (60-80%).

В свободном поле интенсивность распространения звука уменьшается, пропорционально квадрату расстояния от источника. На распространение шума могут оказывать влияние также погодные и климатические факторы, определяющие поглощение звука воздухом и распространие звука: температура и влажность, сила ветра, температурные градиенты, атмосферная турбулентность, туман и снег. Зеленый пояс деревье или кустарников вокруг источников помогает изолировать от шума окружающую местность: высокочастотный характер звука понижается при его прохождении через зеленую изгородь. Кроме того, движение кустарников и деревье, вызванное ветром, создает приемлимый маскировочный шум.

Шум свыше 110 дБ ведет к так называемому "шумовому опьянению". Шумовое опьянение - одна из причин успеха рокмузыки (уровень шума иногда достигает 130 дБ).

Таблица 1- Источники шума

Непроизводственные (коммунальные) шумы

дБ

Производственные шумы

дБ

 

 

Типографии **)

74

Нижний предел чувствительности уха *)

0

Машинописное бюро*)

80

Шепот,шорох листьев *)

10

Машиностроительные заводы **)

80

Тиканье часов на расстоянии 1м *)

30

Токарный станок *)

90

Речь, шум в магазине *)

60

Строительные предприятия **)

95

Уличные шумы *)

55

Металлургические заводы **)

99

Легковые автомобили **)

77

Листоштамповочный пресс*)

100

Автобусы **)

80

Компрессорные станции **)

100

Железнодорожный транспорт **)

100

Газотурбинные энергоустановки **)

105

Воздушный транспорт **)

100

Дисковая пила *)

105

Гром *)

120

Пескоструйный аппарат *)

118

Болевой порог *)

130

Реактивный двигатель *)

120

 

 

Клепка/рубка стали *)

130

*) М.С.Вонский "Учет экологических параметров при оценке качества среды обитания",

**) по Карадогиной И.Л.
Реакция на шум сильно зависит от особенностей личности, возраста, пола, состояния здоровья, профессии. Воздействие шума высокой интенсивности на организм уже довольно хорошо изучено. А вот о том, как влияет на человека шум средней интенсивности - а именно ему подвергается большинство населения, - известно еще мало. Ученые различают несколько градаций действия шума.

Мешающее действие растет с увеличением громкости, не зависит от индивидуальной чувствительности и от конкретной ситуации. Мешающее действие шума может быть связано и с информацией, которую он несет. Как помеха, шум может восприниматься с уровня 25 дБ.

Активация, то есть возбуждение центральной и вегетативной нервной системы, нарушение сна, способности расслабляться. Но в то же время в Японии продаются подушки, в которые вмонтирован аппарат, имитирующий звуки дождевых капель, падающих в ритме человеческого пульса. Такой шум быстро навевает сон.

Влияние на работоспособность. Как правило, шум ухудшает ее, но ученые из лаборатории Кембриджского университета (Англия) обнаружили, что звуки определенной силы и частоты стимулируют процесс мышления и в особенности процесс счета.

Помехи для передачи информации и нарушение общей ориентации в звуковой среде.

Возникновение заболеваний. Постоянное воздействие шума может вызвать глухоту из-за повреждения чувствительных к звуку клеток внутреннего уха.

В зависимости от времени воздействия шум может приводить к более или менее сильному стрессу, который нарушает наши внутренние "часы".

Вспомним, как воспринимается звук слуховым анализатором человека. В основе возникновения шума (звука) лежат механические колебания упругих тел. В слое воздуха, непосредственно примыкающем к поверхности колеблющегося тела, возникают сгущения (сжатия) и разрежения. Эти сжатия и разрежения чередуются во времени и распространяются в стороны в виде упругой продольной волны. Последняя достигает нашего уха и вызывает периодические колебания акустического давления, которое воздействует на слуховой анализатор.

Ухо человека воспринимает в виде звука колебания, частота которых лежит в пределах от 16 Гц до 20 кГц. С физиологической точки зрения, различают низкие, средние и высокие звуки. Колебания охватывают большой диапазон частот: от 1 до 16 Гц - инфразвуковые, от 16 Гц до 16-20 кГц - звуковые и выше 16-20 кГц - ультразвуковые колебания. Область слышимых звуков, заключенная между порогом слышимости и болевым порогом, составляет от 0 до 130 дБ.

Шумы принято делить на низкочастотные (ниже 350 Гц), среднечастотные (от 350 до 800 Гц) и высокочастотные (выше 800 Гц). При малой частоте колебаний звук воспринимается как низкий, при большой частоте - как высокий. Высокие звуки оказывают более неблагоприятное действие на слух и на весь организм человека, чем низкие, поэтому и шум, в спектре которого преобладают высокие частоты, более вреден, чем шум с низкочастотным спектром.

Ущерб, который причиняет слуху сильный шум, зависит от спектра звуковых колебаний и характера их изменения. В первую очередь человек начинает хуже слышать высокие звуки, а затем постепенно - и низкие.

Воздействие сильного шума может не только отрицательно повлиять на слух, но и вызвать другие вредные последствия - звон в ушах, головокружение, головную боль, повышение усталости.

Шум в больших городах сокращает продолжительность жизни человека; например, по данным австрийских ученых, это со-
кращение колеблется в пределах 8-12 лет. Чрезмерный шум может стать причиной нервного истощения, психической угнетенности, вегетативного невроза, язвенной болезни, расстройства эндокринной и сердечно-сосудистой систем.

Наиболее чувствительны к действию шума лица старших возрастов; так, в возрасте до 27 лет на шум реагируют ~ 46% людей, в возрасте 28-37 лет 57%, в возрасте 38-57 лет ~ 62%, а в возрасте 58 лет и старше 72%. Данное обстоятельство должны учитывать молодые люди, когда слушают дома популярную музыку, смотрят телепередачи, видеофильмы и др.

Шум и вибрация заметно воздействуют на центральную нервную систему, желудочно-кишечный тракт, кровяное давление, вызывают головокружение, онемение конечностей, заболевания суставов и сосудов.

Для измерения уровня шума используют приборы-шумомеры различных марок: ИШВ-1, ШЗ-М, ВШВ-003 и др.

Решение проблем по снижению уровней шума возложено на ГосСанЭпидСлужбу РФ, проводящую постоянную работу с Администрациями муниципальных образований, строительными Заказчиками. На борьбу с шумовым загрязнением направлен целый ряд мероприятий.

1) Административно-организационные мероприятия:

­- Составление шумовых карт городов;

- Ограничение движения грузового автотранспорта на внутригородских автомагистралях;
- Дифференциация улиц и дорог по их назначению, скорости движения и составу транспортных потоков;

- Своевременный ремонт и содержание в надлежащем порядке дорожного полотна. Ужесточение контроля за техническим состоянием общественного и личного транспорта (технические осмотры с проверкой шумовых характеристик транспортных средств);

- Вынос автотрасс для транзитного транспорта за пределы городов;

2) Архитектурно-планировочные (градостроительные) мероприятия:

- Функциональное зонирование (выделение селитебной, рекреационной, лечебной зон) и отделением их от коммуникационных (шумных) территорий;
- Размещение в первом эшелоне, зданий с низким требованием по шуму. Использование рельефа местности. Прокладывание дорог в тоннелях, закрытых эстакадах. Строительство объездных дорог. Устройство системы парковки и гаражей за пределами жилых районов;
* Снижение количества перекрестков;

- Сооружение шумозащитных экранов (конструкций);

3) Инженерно-технические мероприятия:

- Строительство домов со специальной архитектурно-планировочной структурой и объемно-пространственным решением, предусматривающими ориентацию в сторону источника шума. Строительство домов с окнами и балконами, обладающими более высокой звукоизоляцией и специальными вентиляционными устройствами с глушителями шума;

- Своевременный ремонт и содержание в надлежащем порядке дорожного полотна;

Большинство из перечисленных мероприятий находятся в ведении государственных органов и их реализация требует централизованного подхода и многомиллионных капиталовложений. Однако проблему шумового загрязнения можно решать и на уровне отдельных компаний и объектов, сооружая специальные шумозащитные акустические экраны.
Конструкция таких экранов представляет собой специально разработанные акустические панели, позволяющие поглощать (гасить) или отражать звуковые волны (колебания), т.е. шум. По мере их сборки (монтажа) между собой и пошаговой установки между несущих металлических стоек, они формируют шумозащитное ограждение (забор) определённой высоты и длины. Шумозащитные конструкции могут быть установлены вдоль автомобильных дорог, железнодорожных магистралей, промышленных объектов (силовых энергетических установок, трансформаторных подстанций и т.п.) и позволяют защищать сопредельные с ними жилые, детские, парковые и другие территории от вредного влияния шумов.

Литература




  1. Болбас М.М. Основы промышленной экологии. Москва : Высшая школа , 1993.

  2. Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат 1991.

  3. Основы экологического права. Учебное пособие (Под. Ред. Кандидата юридических наук, доцента И.А. Еремичева. – М.: Центр юридической литературы «Щит», 2005. – 118с.

  4. Ерофеев Б.В. Экологическое право: Учебник для вузов. – М.: Новый Юрист, 2003. – 668с.

5. И.К. Ларин Химия озонового слоя и жизнь на Земле // Химия и жизнь - XXI век. — 2000.

6. http://ru.wikipedia.org/wiki/

7. http://study.online.ks.ua/

8. http://www.ixpintel.nntu.nnov.ru/

9. http://www.uznature.uz/?id=05&lang=ru




Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации