Экологический мониторинг
х концентрацией. В
металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке
его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и
ядовитых газов. Так, в расчете на 1 т. передельного чугуна выделяется кроме
12,7 кг. сернистого газа и 14,5 кг пылевых частиц, определяющих количество
соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких
металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.
Аэрозольное загрязнение атмосферы. Аэрозоли - это твердые или жидкие
частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые
компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у
людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные
загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки.
Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии
твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Средний размер
аэрозольных частиц составляет 1-5 мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает
около 1 куб.км. пылевидных частиц искусственного происхождения. Большое
количество пылевых частиц образуется также в ходе производственной
деятельности людей.
Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха
являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные
фабрики, металлургические, цементные, магнезитовые и сажевые заводы.
Аэрозольные частицы от этих источников отличаются большим разнообразием
химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения
кремния, кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа, магния,
марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка,
бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест. Еще
большее разнообразие свойственно органической пыли, включающей
алифатические и ароматические углеводороды, соли кислот. Она образуется
при сжигании остаточных нефтепродуктов, в процессе пиролиза на
нефтеперерабатывающих, нефтехимических и других подобных предприятиях.
Постоянными источниками аэрозольного загрязнения являются промышленные
отвалы - искусственные насыпи из переотложенного материала,
преимущественно вскрышных пород, образуемых при добыче полезных
ископаемых или же из отходов предприятий перерабатывающей промышленности,
ТЭС. Источником пыли и ядовитых газов служат массовые взрывные работы.
Так, в результате одного среднего по массе взрыва (250-300 тонн взрывчатых
веществ) в атмосферу выбрасывается около 2 тыс.куб.м. условного оксида
углерода и более 150 т. пыли. Производство цемента и других
строительных материалов также является источником загрязнения атмосферы
пылью. Основные технологические процессы этих производств - измельчение
и химическая обработка шихт, полуфабрикатов и получаемых продуктов в
потоках горячих газов всегда сопровождается выбросами пыли и других вредных
веществ в атмосферу. К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды -
насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 13 атомов углерода. Они
подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации,
взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения
солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные
соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с
оксидами азота и серы часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых
погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных
газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха.
Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха
непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия
- расположения слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует
воздушным массам и задерживает перенос примесей вверх. В результате
вредные выбросы сосредотачиваются под слоем инверсии, содержание их у
земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее
неизвестного в природе фотохимического тумана.
Фотохимический туман (смог). Фотохимический туман представляет собой
многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного
происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды
азота и серы, многочисленные органические соединения перекисной природы,
называемые в совокупности фотооксидантами. Фотохимический смог возникает в
результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в
атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других
загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень
слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее
суток повышенной инверсии. Устойчивая безветренная погода, обычно
сопровождающаяся инверсиями, необходима для создания высокой концентрации
реагирующих веществ.
Такие условия создаются чаще в июне-сентябре и реже зимой. При
продолжительной ясной погоде солнечная радиация вызывает расщепление
молекул диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода.
Атомарный кислород с молекулярным кислородом дают озон. Казалось бы,
последний, окисляя оксид азота, должен сновапревращаться в молекулярный
кислород, а оксид азота - в диоксид. Но этого не происходит. Оксид азота
вступает в реакции с олефинами выхлопных газов, которые при этом
расщепляются по двойной связи и образуют осколки молекул и избыток озона.
В результате продолжащейся диссоциации новые массы диоксида азота
расщеппляются и дают дополнительные количества озона. Возникает
циклическая реакция, в итоге которой в атмосфере постепенно накапливается
озон. Этот процесс в ночное время прекращается. В свою очередь озон
вступает в реакцию с олефинами. В атмосфере концентрируются различные
перекиси, которые в сумме и образуют характерные для фотохимического
тумана оксиданты. Последние являются источником так называемых свободных
радикалов, отличающихся особой реакционной спосбностью. Такие смоги -
нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анджелесом, Нью-Йорком и
другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию
на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной
системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с
ослабленным здоровьем.
Проблема контролирования выброса в атмосферу загрязняющих веществ
промышленными предприятиями (ПДК). Приоритет в области разработки
предельно допустимых концентраций в воздухе принадлежит СССР. ПДК -
такие концентрации, которые на человека и его потомство прямого или
косвенного воздействия, не ухудшают их работоспособности, самочувствия, а
также санитарно-бытовых условий жизни людей.
Обобщение всей информации по ПДК, получаемой всеми ведомствами,
осуществляется в ГГО (Главной Геофизической Обсерватории. Чтобы по
результатам наблюдений определить значения воздуха, измеренные значения
концентраций сравнивают с максимальной разовой предельно
допустимой концентрацией и определяют число случаев, когда были превышены
ПДК, а также во сколько раз наибольшее значение было выше ПДК. Среднее
значение концентрации за месяц или за год сравнивается с ПДК длительного
действия - среднеустойчивой ПДК. Состояние загрязнение воздуха несколькими
веществами, наблюдаемые в атмосфере города, оценивается с помощью
комплексного показателя - индекса загрязнения атмосферы (ИЗА). Для этого
нормированные на соответствующее значения ПДК и средние концентрации
различных веществ с помощью несложных расчетов приводят к величине
концентраций сернистого ангидрида, а затем суммируют. Максимальные разовые
концентрации основных загрязняющих веществ были наибольшими в Норильске
(оксилы азота и серы), Фрунзе (пыль), Омске (угарный газ). Степень
загрязнения воздуха основными загрязняющими веществами находится в прямой
зависимости от промышленного развития города. Наибольшие максимальные
концентрации характерны для городов с численностью населения более 500
тыс. жителей. Загрязнение воздуха специфическими веществами зависит от
вида промышленности, развитой в городе. Если в крупном городе размещены
предприятия нескольких отраслей промышленности, то создается очень высокий
уровень загрязнения воздуха, однако проблема снижения выбросов многих
специфических веществ до сих пор остается нерешенной.
Заключение.
Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной.
Снова и снова мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих
пор многие из нас считают их неприятным, но неизбежным порождением
цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися
затруднениями.
Однако воздействие человека на окружающую среду приняло угрожающие
масштабы. Чтобы в корне улучшить положение, понадобятся целенаправленные и
продуманные действия. Ответственная и действенная политика по отношению к
окружающей среде будет возможна лишь в том случае, если мы накопим
надёжные данные о современном состоянии среды, обоснованные знания о
взаимодействии важных экологических факторов, если разработает новые
методы уменьшения и предотвращения вреда, наносимого Природе Человеком.
| |  скачать работу |
Экологический мониторинг |
