В настоящее время для защиты атмосферы от материальных загрязнений широко применяют организационно-технические методы защиты и почти забывают о технологических методах. Последние радикально уменьшают загрязнения атмосферы, но для этого следует создавать экологически чистые технологии, топливо, производственные, энергетические и транспортные установки, а также безотходные производства. Процесс их создания и внедрения требует много времени, сил и средств (детально см. раздел 4).

Организационно-технические методы защиты атмосфер сокращают промвыбросы в атмосферу, но не так кардинально. Основными из них являются рассредоточение и локализация ИЗА, а также очистка выбросов этих источников.

Рассредоточение И3А осуществляется на стадии проектирования новых и реконструкции действующих территориальных производственных комплексов, промпредприятий, цехов и крупных производственных установок, а также новых и развития действующих городов и населенных пунктов. При размещении производственных объектов исходят из обеспечения соблюдения нормативов (ПДК, ОБУВ, ПДВ, ВСВ) вредных воздействий на атмосферный воздух, а при планировании размещения и развития городов и населенных пунктов учитывают состояние, прогноз изменения ближайшей зоны и задачи по охране атмосферного воздуха от 3В. Поэтому строительство новых и реконструкция действующих объектов промышленного и гражданского назначения согласовываются с местным органом Госкомэкологии РФ. Последний требует в соответствии с действующими НТД по ОН детальной экологической проработки в направлении атмосфероохранности этих объектов, т.е. выполнить экологическую госэкспертизу объекта (детально см. подраздел 6.2). При этом обязательно учитывается фон загрязнения района или региона, природно-климатические и атмосферные условия, рельеф местности и условия ее проветривания и т.д.

Чтобы концентрации 3В в приземном слое атмосферы не превышали МР ПДК, пылегазовые выбросы ИЗА чаще всего подвергают рассеиванию через высокие (от 40 до 520 м) трубы. В этом случае загрязнения достигнут приземного слоя на значительном расстоянии от трубы, когда они успевают рассеяться в атмосфере (ее верхних слоях) до ПДК. Конечно, это не лучший способ защиты атмосферы, так как он рассчитан на естественную самоочищающую способность биосферы. При этом уровень загрязнения воздуха вблизи предприятия и населенного пункта или города (как в г. Тверь от АО "Химволокно") снижается, т.е. в локальном, а не глобальном масштабе. Эти загрязнения аккумулируются в атмосфере, преобразуются под воздействием солнечной радиации и рано или поздно опускаются в приземный слой, на земную поверхность в виде смога и кислотного дождя. Более подробно о многих аспектах рассеивания выбросов в атмосфере см. в подразделе 5.1.6.

Преимущества высоких труб для рассеивания промвыбросов в атмосфере практически сводятся на нет при расположении площадки жилой застройки выше площадки предприятия. Большую роль в загрязнении приземного слоя играют низкие (до 10 м) выбросы вентиляции и ряда технологических установок. Чтобы этого избегать, прибегают к применению различных планировочных мероприятий, которые зависят от рельефа местности, господствующих ветров, мощности предприятия и т.п. Например, при спокойном рельефе местности предприятие следует располагать на ровном возвышенном месте, хорошо продуваемом ветрами. При этом его лучше размещать в промзоне (за чертой населенного пункта, города) и с подветренной стороны от жилых массивов, чтобы выбросы не объединялись и уносились в сторону от селитебной (жилой) зоны. При строительстве предприятия в долине не следует располагать его на одной линии (по господствующим ветрам) с населенным пунктом. Его надо располагать на более высоких отметках или на склонах долины. Взаимное расположение предприятий и населенных пунктов определяется по розе ветров теплого периода года.

Расстояние между зданиями и сооружениями регламентируется, чтобы не накапливались 3В между ними. При удалении 3В из зданий через аэрационные фонари расстояние должно быть больше восьми высот впереди стоящего здания, если оно широкое, и больше десяти высот, если оно узкое. Кроме того, цеха или объекты, выделявшие наибольшее количество 3В, следует размещать на краю промплощадки со стороны, противоположной жилому массиву.

Санитарные правила по охране атмосферного воздуха населенных пунктов требуют отделять предприятия от жилой застройки санитарно-защитной зоной (СЗЗ). Размеры СЗЗ устанавливаются в зависимости от мощности предприятия, условий осуществления технологического процесса, характера и количества выделяющих в ОПС вредных и пахнущих веществ, создаваемого шума, вибраций и других энергетических загрязнений. Все предприятия подразделены на пять классов вредности с соответствующей шириной СЗЗ: I класс - 1000 м; II - 500; III - 300; IV - 100 и V - 50 м. В частности, химические предприятия относят к I или II классу, а машиностроительные предприятия - к IV или V. В СЗЗ разрешается размещать пожарное депо, гаражи, склады, административные здания и т.п., имеющие более низкий класс вредности, чем основное производство.

Территории СЗЗ следует благоустроить и озеленить газоустойчивыми породами деревьев и кустарников, что увеличит ее защитные свойства. Со стороны селитебной зоны полоса древесно-кустарниковых насаждений должна быть шириной не менее 50 м, а при ширине СЗЗ до 100 м - не менее 20 м.

Локализации ИЗА применяют для изоляции и герметизации наиболее загрязняющих источников. Для этого их заключают в боксы, камеры, кожухи и т.п., из которых затем ведут отсос ЗВ. Чаще всего этот метод применяется в местах окраски изделий распылением, на участках гальванизации, в пневмотранспорте, на виброгрохотах, дробилках, конвейерах и т.д. Как изоляция, так и герметизация ИЗА-достаточно сложные и дорогостоящие инженерные решения, особенно на действующих источниках. Эти недостатки можно частично снизить, если методы изоляции и герметизации ИЗА решать в процессе изыскания и проектирования техники и технологии.

Очистка выбросов ИЗА и является наиболее распространенным атмосфероохранным методом защиты ОПС. Она представляет собой отделение от загрязненного воздуха пыли и газа. Часто их получают как вторичные отходы в чистом или концентрированном виде, токсичном, менее вредном или даже в безвредном состоянии. Накопление этих отходов создает проблемы хранения и утилизации их в стране. Поэтому следует еще решать вопрос использования отходов в сопутствующих технологических процессах, а не создавать загрязнители другого качества - твердые отходы.

Все процессы очистки выбросов энергоемки и требуют соответствующих устройств для очистки от того или иного загрязнителя. Современные промвыбросы состоят на 90% из газообразных веществ и на 10% - из аэрозолей. Они подвергаются очистке вначале от пыли, а затем от газов. В первом случае применяют пылеулавливающие устройства, а во втором - довольно сложные газоулавливающие установки, в которых использованы соответствующие методы очистки (см. подраздел 5.1.7).

Для защиты городской атмосферы от загрязнений автотранспорта также применяют градостроительные мероприятия, обеспечивающие снижение концентраций выхлопных газов в зоне пребывания человека. К ним относят: 1) специальные приемы застройки и озеленения автомагистралей; 2) размещение жилой застройки по принципу зонирования; 3) сооружение транспортных развязок на разных уровнях (эстакад и подземных тоннелей), магистралей-дублеров, кольцевых дорог и подземных автостоянок и гаражей; 4) внедрение АСУ дорожным движением в крупном городе, снижавшей до минимума задержки транспорта на перекрестках. Сейчас принцип зонирования реализуется так: в первом эшелоне (от магистрали) размещается здания пониженной этажности, затем - дома повышенной этажности и в глубине застройки - детские и лечебно-оздоровительные учреждения. Тротуары, жилые, торговые и общественные здания изолируются от проезжающей части улиц с напряженным движением многорядными (3-4 ряда и более) древесно-кустарниковыми посадками.

Более конкретная реализация технологических и организационно-технических методов защиты атмосферы рассматривается в дисциплинах "Строительная экология", "Инженерная экология" и др.

Главные маршрута снижения и полной ликвидации загрязнения атмосферы следующие: разработка и внедрение очистных фильтров, использование экологически надежных источников энергии, безотходной технологии производства, борьба с выхлопными газами автомобилей, озеленение.

Очистные фильтры являются главным путем борьбы с промышленным загрязнением атмосферы. Очистка выбросов в атмосферу осуществляется способом пропускания их посредством разнообразные фильтры (механические, электрические, магнитные, звуковые и др.), воду и химически активные жидкости. Все они предназначены для улавливания пыли, паров и газов.

Эффективность вакантной должности очистных сооружений различна и зависит как от физико-химических свойств загрязнителей, скажем и от совершенства применяемых путей и аппаратов. При грубой очистке выбросов устраняется от 70 до 84% загрязнителей, средней очистке -- до 95 -- 98% и тонкой -- 99% и ранее.

Очистка промышленных отходов не лишь предохраняет атмосферу от загрязнений, хотя и дает дополнительное сырье и при- были предприятиям. Улавливание серы из газовых отходов Магнитогорского комбината обеспечивает санитарную очистку и по- лучение дополнительно большинства тысяч тонн дешевой серной кислоты. На Ангарском цементном заводе очистными сооружения- ми улавливается до 98% выбросов цементной пыли, а фильтрами одного алюминиевого завода -- 98% выше терявшегося фтора, что дает 300 тыс. долларов выручки в год.

Решить проблему покровительства атмосферы лишь при помощи очистных сооружений невозможно. Нужно использование комплекса мероприятий, и прежде в целом внедрение безотходных технологий.

Безотходная технология эффективна в том случае, в случае если она строится по аналогии с процессами, происходящими в биосфере: отходы одного звена в экосистеме используются новыми звеньями. Цикличное безотходное производство, сопоставимое с циклическими процессами в биосфере, -- это будущее промышленности, отличный метод сохранения чистоты окружающей среды.

Всего на всего из средств предохранения атмосферы от загрязнения-- переход на употребление свежих экологически надежных источников энергии. Так например, строительство станций, использующих энергию приливов и отливов, употребление гелиоустановок и ветряных двигателей. В 1980-е гг. перспективным источником энергии считались атомные электростанции (АЭС). После Чернобыльской катастрофы объем сторонников более широкого употребления атомной энергии уменьшилось. Данная авария показала, что атомные источники энергии требуют повышенного внимания к системам их безопасности. Альтернативным источником энергии академик А.Л.Яншин, а именно, считает газ, которого в России в перспективе возможно добывать около 300 трлн мз/год.

В качестве частных решений охраны воздуха от выхлопных га- зов автомобилей возможно указать на установку фильтров и дожигающих устройств, замену добавок, содержащих свинец, организацию движения транспорта, которая уменьшит и исключит постоянную смену режимов вакантного места двигателей (дорожные развязки, расширение дорожного полотна, строительство переходов и т.д.). Кардинально проблема может быть решена при замене двигателей внутреннего сгорания на электрические. Для уменьшения токсических веществ в выхлопных газах автомобилей предлагается за- мена бензина свежими видами горючего, к примеру смесью разнообразных спиртов. Перспективны газобаллонные автомобили. Озеленение городов и промышленных центров: зеленые насаждения за счет фотосинтеза освобождают воздух от диоксида углерода и обогащают его кислородом. На листьях деревьев и кустарников оседает до 72% взвешенных частиц пыли и до 60% диоксида серы. Следовательно в парках, скверах и садах в воздухе содержится пыли в десятки раз менее, чем на открытых улицах и площадях. Многие виды деревьев и кустарников выделяют фитонциды, убивающие бактерии. Зеленые насаждения в немалой мере регулируют микроклимат города, «гасят» городской шум, приносящий огромный вред здоровью людей. Для поддержания чистоты воздуха огромное значение вмещает панировка города. Фабрики и заводы, транспортные магистрали должны отделяться от жилых кварталов буферной зоной, состоя- щей из зеленых насаждений. Нужно учитывать направление главных ветров (розу ветров), рельеф местности и наличие водоемов, располагать жилые кварталы с подветренной стороны и на возвышенных участках. Промышленные зоны лучше размещать вдали от жилых кварталов либо за пределами города.

Правовая защита атмосферы -- реализация конституционных прав населения и норм в экологической сфере привела к существенному расширению базы законодательного регулирования в места защиты атмосферного воздуха. Главными законодательными и другими нормативными правовыми актами, регламентирующими вопросы природоохранной деятельности, служат следующие.

Воздушный кодекс Российской Федерации (19 марта 1997 г.). 3 нем особые требования предъявляются к состоянию полетной техники, регулированию вакансии двигателей для снижения загрязнения атмосферы.

Федеральный закон «Об уничтожении химического оружия»» (2 мая 1997 г.) устанавливает правовые основы проведения комплекса работ по залогу покровительства окружающей среды.

Уголовный кодекс (январь 1997 г.) содержит ряд статей, касающихся атомной промышленности, имеет определение «экологические преступления».

Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» (9 января 1996г.). В целях его реализации Правительством РФ был принят ряд постановлений, которые касаются права размещения радиоактивных веществ и радиоактивных отходов, их хранения и перевозки.

Федеральный закон «Об употреблении атомной энергии» (21 ноября 1995 г.; в феврале 1997 г. были внесены изменения и дополнения).

В Госкомэкологии России рассмотрено и утверждено немного нормативно-правовых документов, касающихся покровительства атмосферы, в частности по методике расчета выбросов в атмосфера загрязняющих веществ.

ГОСТ (1986) «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и способы определения выбросов вредных веществ с отработавшими газами дизелей, тракторов и самоходных сельскохозяйственных машин».

1. Основные способы защиты атмосферы от промышленных загрязнений.
Защита окружающей среды - это комплексная проблема, требующая усилий учёных и инженеров многих специальностей. Наиболее активной формой защиты окружающей среды яв-ляется:
1. Создание безотходных и малоотходных технологий;
2. Совершенствование технологических процессов и разработка нового оборудования с меньшим уровнем выбросов примесей и отходов в окружающую среду;
3. Экологическая экспертиза всех видов производств и промышленной продукции;
4. Замена токсичных отходов на нетоксичные;
5. Замена неутилизируемых отходов на утилизированные;
6. Широкое применение дополнительных методов и средств защиты окружающей сре-ды.
В качестве дополнительных средств защиты окружающей среды применяют:
1) аппараты и системы для очистки газовых выбросов от примесей;
2) вынесение промышленных предприятий из крупных городов в малонаселённые рай-оны с непригодными и малопригодными для сельского хозяйства землями;
3) оптимальное расположение промышленных предприятий с учётом топографии мест-ности и розы ветров;
4) установление санитарно-защитных зон вокруг промышленных предприятий;
5) рациональную планировку городской застройки обеспечивающую оптимальные ус-ловия для человека и растений;
6) организацию движения транспорта с целью уменьшения выброса токсичных веществ в зонах жилой застройки;
7) организацию контроля за качеством окружающей среды.
Площадки для строительства промышленных предприятий и жилых массивов должны выбираться с учётом аэроклиматической характеристики и рельефа местности.
Промышленный объект должен быть расположен на ровном возвышенном месте, хоро-шо продуваемом ветрами.
Площадка жилой застройки не должна быть выше площадки предприятия, в противном случае преимущество высоких труб для рассеивания промышленных выбросов практически сводится на нет.
Взаимное расположение предприятий и населённых пунктов определяется по средней розе ветров тёплого периода года. Промышленные объекты, являющиеся источниками выбросов вредных веществ в атмосферу, располагаются за чертой населённых пунктов и с подветренной стороны от жилых массивов.......

^ Способы очистки газовых выбросов в атмосферу

Адсорбционный - вредные примеси улавливают с помощью поглотителей, в качестве которых используют активированный уголь (как в противогазе), известняк, а также поглощающие жидкости - щелочные растворы аммиака и извести. Недостатки - необходимость установки громоздкого оборудования и периодической очистки поглощающей жидкости.
Окислительный способ заключается в выжигании вредных горючих примесей до углекислого газа и воды; правда, здесь возникает проблема выбросов излишних объемов углекислого газа.
Каталитический - пропускание выбрасываемой газовой смеси через твердые катализаторы, в качестве которых чаще всего используют металлические сетки (например, из платины или ванадия) или оксиды металлов (цинка, алюминия, марганца и т.д.). Напомним, что катализаторы - это вещества, ускоряющие химические реакции, но сами в них не расходующиеся.
Иногда бывает целесообразно использовать сочетание перечисленных выше методов (например, применяют адсорбционноокислительный метод или каталитическое окисление).
Пока речь шла об очистке промышленных газовых выбросов. Основной вклад в такое загрязнение воздуха вносят предприятия черной и цветной металлургии, химии и нефтехимии, строительной индустрии, целлюлозно-бумажной промышленности и энергетики, а также бытовые котельные.
Однако в крупных городах главным источником загрязнения воздуха является все-таки не промышленность, а автотранспорт. Сейчас на Земле постоянно функционирует около миллиарда автомобилей. Отработанные автомобильные выбросы содержат соединения свинца, кадмия, цинка, марганца, меди, хрома, кобальта, олова. Даже у совершенно здоровых людей загрязненный воздух вызывает усталость, плохой сон, кашель, головную боль. По данным медиков, в домах, стоящих рядом с крупными автомагистралями (до 10 м), жители заболевают раком в 3-4 раза чаще, чем в домах, расположенных хотя бы в 50 м от дороги. Автотранспорт также отравляет водоемы, почву и растения. Как получить экологически чистый автомобиль? Еще более 20 лет назад возникла идея ликвидировать вредные выхлопы еще до выброса их в атмосферу, для чего на пути отработавших газов стали устанавливать каталитические нейтрализаторы, окисляющие несгоревшие углеводороды и угарный газ до углекислого газа и восстанавливающие оксиды азота до азота и кислорода. В качестве катализаторов используют благородные металлы: платину, палладий и родий. Катализатор наносят на инертную подложку из гофрированной фольги или керамики. Кроме катализаторов, выхлопные газы проходят через фильтры из пенокерамики и пенометалла.
Каталитические нейтрализаторы выпускают двух видов: окислительные и бифункциональные. Первые уменьшают выбросы оксидов углерода и углеводородов на 80-90%, в них осуществляется дожигание продуктов неполного сгорания с помощью нагнетателей, пульсаров или эжекторов. Вторые снижают количество выбрасываемых оксидов углерода, углеводородов и оксидов азота на 70-80%, в них происходит, с одной стороны, восстановление оксидов азота до азота и кислорода, с другой - окисление оксидов углерода и углеводородов до углекислого газа и воды. Чтобы эти процессы протекали эффективно и синхронно, состав горючей смеси необходимо поддерживать в очень узких пределах, для чего используют специальный датчик - зонд.
В выхлопных газах дизельных двигателей концентрация оксидов углерода и углеводородов значительно ниже, чем у двигателей с искровым зажиганием, но в больших количествах образуется сажа и оксиды азота. Поэтому на дизельных двигателях устанавливают не только окислительные нейтрализаторы, но и сажевые фильтры.
Описанные выше катализаторы и фильтры устанавливают на автомобилях иностранного производства. Разумеется, такие шаги значительно повышают стоимость машин, поэтому цена иномарок в несколько раз превышает стоимость отечественных. Но жесткие экологические требования, введенные в европейских странах, вынуждают производителей идти на эти затраты, поскольку в результате повышается эффективность сохранения чистоты атмосферного воздуха.
Однако любой катализатор не вечен: через определенное время (как правило, 7 лет) его эффективность снижается, и тогда хозяин автомобиля вынужден платить налог за загрязнение воздуха. Именно в этот момент европейский или японский владелец машины и стремится продать ее. Куда? Ну, конечно, в Россию, где присутствует автомобильный дефицит, а автовладельцы не платят налог за загрязнение! Наши отечественные машины пока не оснащают катализаторами и фильтрами, а многочисленные иномарки на наших дорогах, как правило, подержанные, выпущены 7 и более лет назад. Результатом этого является катастрофически грязный воздух в наших городах, что приводит, как мы уже говорили, к повышенному уровню заболеваемости населения.
Каковы же перспективы? Одна из ближайших и реальных - переход от бензинового топлива к газовому. Газ считается экологически более чистым видом топлива по сравнению с нефтяными фракциями, поскольку он лучше выгорает и не дает токсичных выбросов, а только углекислый газ и воду.
Другой выход - оснащение автомобилей дизельными двигателями, дающих экономию горючего в 20-30%; кроме того, в их выбросах практически отсутствует угарный газ и нет соединений свинца. Однако машины с дизельными двигателями необходимо оборудовать еще и сажевыми фильтрами.
В качестве возможного заменителя природного газа, бензина и дизельного топлива часто называют водород, получаемый из воды. При сжигании водород снова превращается в воду. Опытные образцы автомобилей дали хорошие результаты, однако об их повсеместном использовании говорить пока рано: водород очень взрывоопасен, еще не решены технические вопросы методики заправки водородного двигателя и хранения такого топлива внутри автомобиля.
Наконец, одной из реальных перспектив является электромобиль. Пока все варианты этого средства передвижения сильно проигрывают автомобилю: они дают существенно более низкие скорости, довольно тяжелы из-за массивных аккумуляторов, требуют частой подзарядки. Но эти проблемы - чисто технические и вполне решаемы в будущем.
Весьма перспективными для городов, особенно на окраинах, являются и другие транспортные средства на электрической тяге, в частности, скоростные трамваи, пересекающиеся с городскими магистралями на разных уровнях. Строительство для такого трамвая пути, протяженностью в километр, обходится примерно в 10 раз дешевле строительства аналогичного участка линии метрополитена.

Защита воздушного бассейна является одной из наиболее актуальных проблем защиты окружающей среды. Охрана атмосферы от загрязнений промышленными и транспортными выбросами является важнейшей социальной задачей, входящей в комплекс задач глобальной проблемы охраны природы и улучшения использования природных ресурсов. Загрязнение воздуха вредными веществами наносит значительный материальный ущерб народному хозяйству и приводит к увеличению заболеваемости населения.

Проблемы защиты атмосферы составляют широкую область на стыке наук. Она включает в себя как общие задачи химической технологии, энергетики, физики и машиностроения, так и вопросы, решением которых занимаются врачи, гигиенисты и др.

Наиболее эффективным методом защиты атмосферы от загрязнения вредными веществами является разработка новых малоотходных ресурсо- и энергосберегающих технологических процессов с замкнутыми производственными циклами. Однако, эти вопросы требуют больших финансовых затрат и разработки новых современных технологий и материалов. Поэтому, не откладывая решение данных вопросов на будущее, на современном этапе для большинства промышленных и транспортных предприятий очистка выбрасываемого в атмосферу воздуха остаётся основным мероприятием по защите воздушного бассейна от загрязнения.

Из общей массы загрязняющих атмосферу веществ,

поступающих от антропогенных источников, около 90% составляют различного рода газообразные, а 10% - твёрдые и жидкие вещества.

Находящиеся в воздухе взвешенные вещества называются аэрозолями, которые принято делить на три класса: пыли, дымы и туманы.

Пыли – полидисперсные системы твёрдых взвешенных частиц размером от 5 до 100 мкм.

Дымы – аэрозоли с размерами частиц от 0,1 до 5 мкм.

Туманы – жидкие аэрозоли, состоящие из капелек жидкости. В них могут содержаться растворенные вещества или твёрдые частицы. Они образуются в результате конденсации пара или распылении жидкостей. Размер частиц в первом случае близок к дымам, а во втором – к пыли.

Особое место занимают сажа и зола, образующиеся в процессе сгорания топлива.

Сажа – токсичный высокодисперсный порошок, на 95% состоящий из частиц углерода.

Зола – несгоревший остаток топлива, состоящий из минеральных примесей.

В технике пылеулавливания и очистки газов дисперсный состав пыли имеет решающее значение, так как в зависимости от этого выбирается соответствующее пылеулавливающее оборудование.

К наиболее характерным газообразным загрязнениям атмосферного воздуха можно отнести:

диоксид серы (SO 2 ),

оксид углерода (СО ),

оксиды и диоксиды азота (NO , NO 2 ),

углеводороды (пары бензина, метан и др.),

соединения тяжёлых металлов (свинца, ртути, кадмия и др.),

углекислый газ (CO 2).

Естественно в воздухе могут находиться и другие вредные газообразные вещества, обусловленные наличием поблизости того или иного производства. Выбросы в атмосферу подразделяются на:

1 – парогазовые и аэрозольные;

2 – технологические и вентиляционные;

3 – организованные и неорганизованные;

4 – нагретые и холодные.

Согласно 1-й классификации, парогазовые выбросы – смесь газов, не несущих в себе твёрдых или жидких частиц. Аэрозольные выбросы – смесь газов, несущих в себе твёрдые или жидкие частицы.

В зависимости от вредности газовых составляющих и содержащихся в них аэрозольных частиц необходимо проводить очистку или одной компоненты смеси, или же смесь в целом. В последнем случае требуется либо комбинированная очистка в одном аппарате, либо комбинация последовательного расположения аппаратов.

Технологические выбросы образуются в результате технологических процессов и представляют собой выбросы при продувке, выбросы от предохранительных клапанов, из труб котельных, транспортных средств и др. Как правило, они характеризуются высокой концентрацией загрязняющих веществ. Вентиляционные выбросы характеризуются большими объёмами газовоздушной смеси, но невысокими концентрациями загрязняющих веществ. В то же время за счёт больших объёмов газовоздушной смеси валовые выбросы с ними загрязняющих веществ могут быть значительными.

К организованным выбросам относятся выбросы, удаляемые трубами или газоходами, что позволяет использовать достаточно легко газо- и пылеулавливающие установки. К неорганизованным - можно отнести выбросы от разгерметизированного оборудования, выбросы от необорудованных мест загрузки или выгрузки материалов, от транспортных систем и др.

Нагретые или холодные выбросы различаются по перепаду температур между газом и окружающей средой. При разности температур до 30°С выбросы можно считать холодными.

Работа любого устройства, удаляющего взвешенные частицы, основана на использовании одного или нескольких механизмов осаждения. К основным из них, имеющим наибольшее применение, относятся: гравитационное осаждение, осаждение под действием центробежных сил, инерционное осаждение, зацепление (эффект касания), диффузионное осаждение, электроосаждение. К современным методам можно отнести термофорез и воздействие электромагнитного поля. Влияние того или иного механизма на осаждение частиц определяется целым рядом факторов, и в первую очередь их размером.

Гравитационное осаждение происходит в результате вертикального оседания частиц под действием силы тяжести. При падении частица пыли испытывает сопротивление среды, поэтому скорость падения или осаждения определяется условием равенства сил тяжести и гидравлического сопротивления. Поэтому частицы меньшего диаметра будут иметь меньшую скорость осаждения и для очистки воздуха от таких частиц потребуется большее время нахождения запылённого потока в пылеосадочной камере.

Центробежное осаждение пыли отмечается при криволинейном движении запылённого потока, когда под действием развиваемых центробежных сил частицы пыли отбрасываются на поверхность осаждения. В аппаратах, основанных на использовании центробежных сил, могут применяться два принципиальных конструктивных решения. В одном случае пылегазовый поток вращается в неподвижном корпусе аппарата цилиндрической или конической формы. А во втором случае пылегазовый поток движется во вращающемся роторе. Первое решение осуществляется в циклонах, а второе – в ротационных пылеуловителях.

Инерционное осаждение происходит в том случае, когда масса частицы пыли не может следовать вместе с газом по линии тока, огибающей плотное по сравнению с воздухом вещество, по инерции при повороте потока продолжает прямолинейное движение. При этом частица пыли сталкивается с препятствием и оседает на нём. Инерционное осаждение частиц пыли эффективно для частиц размером более 1 мкм.

Диффузионное осаждение будет наблюдаться в том случае, когда частицы, а это в основном небольшого размера, подвержены воздействию броуновского движения

молекул. В результате этого они имеют повышенную вероятность контакта с обтекаемым телом. Эффективность диффузионного осаждения обратно пропорциональна размерам частиц и скорости газового потока.

Осаждение частиц пыли под действием электрического тока заключается в зарядке частиц с последующим их отделением от воздушной среды под действием электрического поля. Электрозарядка частиц пыли может быть осуществлена при генерации аэрозоля, за счёт диффузии свободных токов и при коротком разряде. В последнем случае частицы пыли заряжаются одним знаком, что позволяет повысить эффективность их последующего удаления из воздушного потока.

Термофорез представляет собой отталкивание частиц нагретым телом, вызванное перемещением воздушной среды в результате возникновения свободной конвекции. При термофорезе концентрация частиц в областях с повышенной и пониженной температурой становится различной, что и приводит к термодиффузии частиц в сторону пониженных температур. На практике это можно наблюдать в виде осаждения пыли на наружных стенках против приборов центрального отопления.

Осаждение взвешенных частиц при контакте газового потока с жидкостью может осуществляться на каплях, пузырьках и на поверхности жидкости.

Улавливание взвешенных частиц каплями основано на кинематической коагуляции, возникающей в результате разности скоростей частиц и капель.

Это может происходить:

Когда аэрозоль движется с малой скоростью, а капли жидкости падают под действием силы тяжести;

Когда аэрозоль и капли движутся в одном или противоположном направлениях с различными скоростями.

При движении пузырьков загрязнённого воздуха через слой жидкости (барботаж) внутри пузырьков возникает пульсация газов. Взвешенные частицы при этом прилипают к поверхности воды, окружающей пузырёк газа.

При осаждении твёрдых частиц на поверхности жидкости, в случае, когда газовый поток движется вдоль жидкой поверхности, частицы осаждаются в воде в объёме тонкой плёнки, т.е. происходит поверхностное загрязнение воды.

Фильтрация газа через пористые материалы заключается в прохождении аэрозоля через фильтровальные перегородки, которые допускают прохождение воздуха, но задерживают аэрозольные частицы. Процесс фильтрации в наиболее распространённых фильтрах можно условно принять как процесс обтекания цилиндра, расположенного поперёк потока. Частицы пыли задерживаются на поверхности волокон силами молекулярного взаимодействия. Фильтрация запылённого потока через пористый материал значительно сложнее, так как включает в себя не только процесс прилипания к материалу в результате обтекания, но и за счёт столкновения с волокном или нитями. Необходимо учитывать, что на пути движения запылённого потока расположено обычно несколько рядов волокон, что повышает эффективность очистки.

При извлечении газообразных примесей используются методы абсорбции, адсорбции, катализа и термического окисления.

Абсорбционная очистка основана на способности жидкостей растворять газы или химически взаимодействовать с ними. При абсорбции происходит переход вещества из газовой фазы в жидкую. Вещество, в котором происходит растворение абсорбируемых газовых компонентов, называется абсорбентом. Остальная часть газового потока, которая не абсорбируется в жидкости, обычно называется инертным газом. При физической абсорбции происходит физическое растворение абсорбируемого компонента в растворителе (абсорбенте). При этом не происходят химические реакции. Этот процесс происходит в том случае, когда парциальное давление абсорбируемого компонента в газе больше равновесного парциального давления над поверхностью раствора.

При химической абсорбции (хемосорбции) абсорбируемый компонент вступает в химическую реакцию с поглотителем (жидкостью), образуя новые химические соединения в жидкой фазе. Хемосорбционные процессы обеспечивают более полное извлечение компонентов из газовых смесей. Количество газов, которое можно растворить в жидкости, зависит от свойств газа и жидкости, температуры и парциального давления газа над жидкостью.

Под процессом абсорбции понимается поглощение газового компонента твёрдым веществом. Явление адсорбции обусловлено наличием сил притяжения между молекулами адсорбента (твёрдого вещества) и поглощаемым газом на границе раздела соприкасающихся фаз. Процесс перехода молекул из газа на поверхностный слой адсорбента происходит в том случае, если силы притяжения адсорбента превосходят силы притяжения со стороны газа-носителя. Молекулы адсорбированного вещества, переходя на поверхность адсорбента, уменьшают его энергию, в результате чего происходит выделение теплоты.

При физической адсорбции молекулы газа не вступают с молекулами адсорбента в химическое взаимодействие. С повышением температуры количество физически адсорбированного вещества уменьшается, а увеличение давления приводит к возрастанию величины адсорбции. Преимуществом физической адсорбции является лёгкая обратимость процесса.

В основе химической адсорбции лежит химическое взаимодействие между адсорбентом и адсорбируемым веществом. Действующие при этом силы значительно больше, чем при физической адсорбции, и при этом выделяется больше теплоты. Молекулы газа, вступив в химическое взаимодействие с молекулами адсорбента, прочно удерживаются на поверхности и в порах адсорбента. Характерно то, что при низких температурах скорость химической адсорбции мала, но она возрастает с повышением температуры.

Каталитическая очистка газов служит для превращения примесей в безвредные соединения. Процесс протекает на поверхности твёрдых тел – катализаторов. Подбор катализаторов в основном решается эмпирическим путём.

На процесс катализа большое влияние оказывает температура. При относительно низких температурах, когда скорость реакции мала по сравнению со скоростью диффузии газов и процесс очистки сравнительно медленный. С повышением температуры скорость химической реакции возрастает, увеличивая при этом и скорость диффузии газов. Однако, скорость диффузии увеличивается медленнее и может наступить момент, когда процесс очистки газа будет определяться только скоростью подвода реагирующих веществ, а использование для этого, как на первоначальной стадии процесса, внутренней поверхности катализатора близким к нулю. В этом случае катализ переходит в область внешней диффузии. При этом мелкие поры катализатора уже не играют никакой роли, но возрастает роль внешней поверхности.

Важнейшей характеристикой катализаторов является температура «зажигания» - та минимальная температура, при которой катализатор начинает проявлять свои свойства.

Термическим окислением компонентов выбросов называется окисление при температурах до 1000°С. Окисление применяется, как в отношении газов, так и горючих компонентов дисперсной фазы аэрозолей. Этот способ находит применение для извлечения из газовых потоков смол, масел, летучих растворителей и других компонент. Решающее значение в организации процесса имеет подготовка газов к реакции, т.е. нагрев смеси до необходимой температуры и обеспечение смешения горючих газов с окислителем.

Источники загрязнения атмосферы	Очистные сооружения	Примечание
Котельная, работающая на жидком топливе	Циклон или батарея циклонов Рукавные фильтры	Расчет п.4.6 Расчет п.4.7
Котельная, работающая на газообразном топливе	Самостоятельные предложения	Описание метода
Котельная, работающая на твердом топливе	Батарея циклонов Рукавные фильтры	Расчет п.4.6 Расчет п.4.7
Окрасочно-сушильная камера	Адсорбер	Расчет п.4.8
Сварочный цех: сварочное производство	Скруббер Вентури (Газопромыватель КМП)	Расчет п. 4.3
Механический цех: станочное оборудование	Пылеосадочная камера Циклон ЦН	Расчет п. 4.2
Деревообрабатывающий цех	Пылеосадочная камера Циклон Гипродревпром	Расчет п. 4.2 Расчет п.4.6
Гальванический цех	Сетчатый тумано- брызгоуловитель	Расчет п.4.4

Цели:

• обобщать знания об источниках загрязнения атмосферы, последствиях, к которым они приводят и правилах охраны воздуха;
• сформулировать правила личной экологической безопасности;
• развивать память, логическое мышление, лексический запас;
• воспитывать бережное отношение к окружающей среде.

ХОД УРОКА

1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ (1 мин)

2. Введение в тему УРОКА (2 мин)

Рыжая ворона:

Не хватает свежего воздуха! Нечем дышать! Я даже цвет поменяла. Задыхаюсь! Помогите!

Предлагаю помочь ВОРОНЕ. Исходя из её просьбы, как сформулировать тему урока? (Как защититься от загрязнённого воздуха). "Приложение 1=слайд 1".

На какие вопросы мы должны дать ей ответ? / От чего загрязняется воздух и к чему это приводит? Что нужно делать для охраны воздуха от загрязнений? Как защитить себя от загрязнённого воздуха? /"Приложение 1=слайд 2".

Предлагаю провести урок в виде конференции, на которой вы будете учёными- экологами. Прежде чем наша экологическая конференция начнёт работу, хочу напомнить следующие сведения:

"Приложение 1=слайд 3" Атмосфера - слой воздуха, окружающий Землю. Толщина его достигает 1000 километров. Воздух не улетает от Земли, так как она притягивает его к себе, как любое тело. Атмосфера имеет большое значение для жизни на Земле: она защищает Землю от метеоритов, рассеивает солнечные лучи, которые иначе сожгли бы Землю и всё, что на ней находится.

3. Проверка знаний по д/з (12 мин).

Атмосферный воздух сильно загрязняется в результате увеличения в воздухе примесей, например углекислого газа. Его становится в воздухе всё больше и больше. Выражение " нечем дышать" всё чаще встречается в разговорах большинства граждан.

По мере работы экологической конференции вы будете заполнять лист эколога "Приложение 2 ", в который занесёте все этапы работы над данной темой.

Назовите источники загрязнения воздуха, для этого постройте цепи попадания вредных веществ в организм. Этот материал мы проходили на предыдущем уроке.

1. Автомобиль стал злейшим врагом природы и человека. Он занимает первое место по объёму выбросов вредных веществ в окружающую среду. Обратите внимание:1 автомобиль в год выбрасывает чуть больше тонны выхлопных газов, в которых 200 видов вредных веществ. Этот же автомобиль даёт 10 кг резиновой пыли. Кроме того, он поднимает целые клубы пыли, вдоль дорог растения заражены твёрдыми металлами. Таким образом, автомобиль является одним из главных источников загрязнения.

/ вариант:

• автомобиль - выхлопные газы - орг. дыхания
• автомобиль - пыль - почва или растения - орг. пищеварения/

2. Вокруг заводов и фабрик почти нет растительности, погибла трава, кустарники, стоят хилые деревья. Причина в том, что завод выбрасывает огромное количество загрязняющих веществ при сжигании топлива. При сжигании 10 т угля выделяется 1 т сернистого газа, при этом на 1 км за сутки выпадает 1 т пыли. Вывозятся в отвалы миллионы тонн золы.

/отвалы - смог - орг. дыхания/

3. Запах свежести после грозы - это запах озона. В него превращается кислород при разряде молнии. Кстати, тем же озоном пахнет возле работающего ксерокса: в аппарате под действием ультрафиолетового излучения кислород тоже превращается в озон.

Таким газовым одеялом покрыта Земля на высоте 18-25 метров. Именно оно задерживает солнечные лучи, губительные для всего живого.

Причина его разрушения - газы, содержащие в своей молекуле хлор. Также опасным для озона есть фреон. Это летучее вещество, которое закачивают в аэрозольные баллончики, чтобы создать необходимое давление. Более 20 лет назад учёные обнаружили первую озоновую дыру над Антарктидой. Здесь озоновый слой сошёл почти что на нет.

4. Дым - это очень мелкие твёрдые частички, которые появляются в воздухе, когда горят дрова, уголь, топливо. Частицы дыма такие лёгкие, что парят годами в атмосфере.

Дым вреден. Он раздражает органы дыхания, разъедает глаза. Тяжёлые металлы (свинец, ртуть) вызывают изменения крови.

• сигаретный дым - орг. дыхания
• дым от сжигания - туман или смог - растения - орг.пищеварения и орг. дыхания/

5. Аварии. Это случилось 26 апреля 1986 года на атомной электростанции в городе Припяти, которая находится вблизи Чернобыля. Однажды раздался взрыв и загорелся блок. При этом в воздух было выброшено такое количество радиоактивных веществ, что люди, находившиеся вблизи, и особенно пожарные, получили смертельную дозу облучения.

К счастью такие аварии случаются редко, но мелких аварий ежегодно происходит миллионы.

/ авария - выброс - кислотные дожди - растения или почва - орг. пищеварения/

/ по мере поступления ответов учащихся появляются записи:

1. Выхлопные газы

2. Выбросы заводов

3. Отвалы.

5. Летучие вещества.

ВЫВОД: Так какие источники загрязнения воздуха мы с вами назвали?/ "Приложение1=слайд 4"

РЕФЛЕКСИЯ:

3. ПОДГОТОВКА К АКТИВНОЙ УМСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ (3 мин).

"Приложение 1 = слайд 5"

Какое влияние оказывает загрязнённый воздух на растения и животных?

6. СМОГ происходит от сочетаний 2 английских слов - дым и туман. Это вредный туман, который образуется в городах.В 1959 году в Лондоне из-за тяжёлого смога, состоящего из частиц сажи, сернистого газа и капель тумана, погибли 4 тысячи человек.

7. У меня такие данные. В Голландии была поражена кислотными дождями 1/3 деревьев. В разгар лета вдруг опала листва, отмерли корни, деревья пожелтели, посохли, исчезла рыба в озёрах. На юге Норвегии в половине озёр рыбаки не могли поймать рыбу. Из-за кислотных дождей разрушаются памятники архитектуры. Но самое главное - страдает здоровье человека.

Как образуется кислотные дожди?

Высокие заводские трубы выбрасывают в воздух сернистый газ, он соединяется с атмосферной влагой, образуются капельки раствора серной кислоты. Эти ядовитые вещества пропитывают тучи, которые ветер проносит на тысячи километров. Так выпадает кислотный дождь.

(Нарисовать на добавочной доске)

ДИНАМИЧЕСКАЯ ПАУЗА (3 мин)

4. Изучение нового материала (12 мин)

Какие надо применять меры по охране воздуха?

Способов очень много. Давайте выясним основные способы.

Дифференцированная работа:

Сильные ученики решают проблемную ситуацию " Где построить завод ", в результате которой появляется схема в тетради. (Обсуждение правильного варианта)

Реши задачу и подчеркни способ охраны воздуха. Средние ученики решают экологические задачи:

1. Деревья способствуют очищению воздуха от пыли и других загрязнений . Лиственный лес, площадь которого равна площади квадрата со стороной 100 м, может в течение года задержать 68 т пыли. Зато еловый лес такой же площади способен за то же время " заглотать" 32 т пыли. На сколько т пыли больше задерживает лиственный лес, чем еловый?

2. В доме, в котором живёт Лена, отходы металла, бумаги, пластмассы, стекла, а также пищевые отходы выбрасывают в разные ёмкости. Благодаря этому большинство отходов , выбрасываемых жильцами этого дома, можно переработать и вторично использовать . Ёмкость, предназначенная для металла, содержит 12 кг отходов, для стекла- 6кг, для бумаги- 7 кг, но ёмкость для пластмассы вмещает на 3 кг мусора меньше, чем ёмкость для бумаги. Ёмкость для пищевых отходов содержит на 9 кг мусора больше, чем ёмкость для пластмассы. Сколько килограммов мусора содержится в каждой ёмкости?

3. В городе, где живут Валя и Таня, на трубах заводов нет очистных фильтров и уловителей пыли, поэтому обе девочки собирают подписи под письмом к властям с просьбой построить очистительные фильтры и поставить уловители пыли. Валюша собрала 7 подписей, а Танюша - в 4 раза больше. Сколько всего подписей собрали девочки?

4. В лесу нельзя разжигать костёр . Вася и Коля забыли об этом. От разожжённого ими костра загорелся лес. Сгорело 96 деревьев. Мальчикам было очень стыдно, и они решили, что исправят зло, которое причинили, посадив по 4 молодых деревца взамен каждого сгоревшего по их вине. Сколько деревьев собирались посадить мальчики?

Проверка. "Приложение 1=слайд 6"

Сформулировать правила личной экологической безопасности.

(Ученики, испытывающие трудности в обучении - читают стр. 31 учебника и отвечают на вопрос: " Как защититься от загрязнённого воздуха?")

Если ты идёшь по дороге, и воздух загазованный - перейди на соседнюю улицу.

Не останавливайся на улице возле автомобиля с работающим двигателем

Не задерживайся в тех местах, где накурено. Дым сигарет - опасный загрязнитель воздуха.

ПЕРВИЧНАЯ ПРОВЕРКА НОВОГО МАТЕРИАЛА

Добавьте свои правила. (Коллективное составление памятки для очистки воздуха)

1. По мере ответов на доске появляются следующие слайды:

Установка очистных фильтров на заводских трубах

Лесонасаждения

Устройства уловителей дыма

Запрет разведения костров в лесопарках

Переработка отходов

Подведение итогов.

"Приложение 1=слайд 7"

РЕФЛЕКСИЯ:

Обозначь светофорчиком правильность ответа.

5. Закрепление материала (до 4 мин)

Выполни тест и узнай, что нужно для всего живого на планете

/ тест/ (самооценка)

1. Какие вещества входят в состав воздуха?

А) водород, медь, цинк

В) кислород, азот, углекислый газ

Г) хлор, фтор, йод

2. Какой газ воздуха необходим для дыхания?

О) кислород

У) углекислый газ

3. Какой газ поглощают растения при дыхании

С) кислород

З) углекислый газ

4. Нужен ли человеку и другим живым существам для дыхания чистый воздух?

Т) Нет, не нужен.

Д) Да, нужен.

5. Как нужно охранять воздух от загрязнения?

Ы) остановить все фабрики и заводы, прекратить заготовку древесины. Запретить пользоваться автотранспортом, выделяющим в окружающую среду вредные вещества. Превратить Землю в один огромный заповедник.

У) Фабрики и заводы должны иметь уловители пыли и вредных веществ. Транспорт необходимо сделать экологически безопасным. В городах и вокруг них создавать пояса садов, парков и лесов. На месте вырубленных деревьев делать посадки молодняка

6.Кто из представителей живой природы может влиять на чистоту воздуха?

Л) животные

Х) растения

Ч) грибы и микробы

РЕФЛЕКСИЯ:

Обозначь светофорчиком правильность ответа.

6. Обобщение и систематизация (2 мин)

Давайте вспомним, чему была посвящена наша экологическая конференция.

"Приложение1=слайд 8"

7. ИТОГ УРОКА (2 мин)

Ребята, кто объяснит вороне причины загрязнения воздуха и расскажет, что нужно ей делать, чтобы не дышать загрязнённым воздухом? А чем мы можем помочь жителям нашего города в борьбе за чистый воздух, и какие правила должны соблюдать?

8. Д/З (2 мин)

Нарисовать экологические знаки защиты воздуха от загрязнения.

Придумать условные знаки к правилам личной экологической безопасности.

Мы выполнили программу конференции. Какие новые правила ты будешь соблюдать, чтобы сохранить чистоту воздуха (Оценивание)

Рефлексия (светофор красного и зелёного света) (1 мин)

• Определи степень значимости данной темы для человека.
• Укажи своё отношение к данной проблеме.
• Определи степень изученности тобой данной темы на уроке

Воздух – природная смесь газов

При слове «воздух» большинству из нас невольно приходит на ум, быть может, несколько наивное сопоставление: воздух – это то, чем дышат. Действительно, в этимологическом словаре русского языка указывается, что слово «воздух» заимствовано из церковно-славянского языка: «воздыхать». С точки зрения биологической, воздух, следовательно, является средой для поддержания жизни за счет кислорода. В составе воздуха могло бы и не быть кислорода – жизнь все равно развивалась бы в анаэробных формах. Но полное отсутствие воздуха, по-видимому, исключает, возможность существования каких бы то ни было организмов.

Для физиков воздух – прежде всего земная атмосфера и газовая оболочка, окружающая землю.

А что же представляет сам воздух с точки зрения химии?

Много сил, труда и терпения потребовалось ученым, чтобы раскрыть эту загадку природы, что воздух – не самостоятельное вещество, как считалось еще более 200 лет тому назад, а представляет сложную смесь газов. Впервые высказался о сложном составе воздуха ученый – художник Леонардо да Винчи (XV век).

Около 4 миллиардов лет назад атмосфера Земли состояла в основном из углекислого газа. Постепенно он растворялся в воде, реагировал с горными породами, образуя карбонаты и гидрокарбонаты кальция и магния. С появлением зеленых растений этот процесс стал протекать гораздо быстрее. К моменту появления человека углекислый газ, так необходимый растениям уже стал дефицитом. Его концентрация в воздухе до начала промышленной революции составляла всего 0,029%. В течение 1,5 млд лет содержание кислорода постепенно увеличивалось.

Химический состав воздуха

Составные части
	По объёму	По массе
Азот (N 2)	78,09	75,50
Кислород (О 2)	20,95	23,10
Благородные газы (He , Ne , Ar , Kr , Xe , Rn , в основном аргон)	0,94
Оксид углерода (IV ) – углекислый газ	0,03	0,046

Впервые установил количественный состав воздухафранцузский ученый Антуан Лоран Лавуазье. По результатам своего известного 12-дневного опыта он сделал вывод, что весь воздух в целом состоит из кислорода, пригодного для дыхания и горения, и азота, неживого газа, в пропорциях 1/5 и 4/5 объема соответственно. Он нагревал металлическую ртуть в реторте на жаровне в течение 12 суток. Конец реторты был подведён под колокол, поставленный в сосуд с ртутью. В результате уровень ртути в колоколе поднялся примерно на 1/5. На поверхности ртути в реторте образовалось вещество оранжевого цвета – оксид ртути. Оставшийся под колоколом газ был непригоден для дыхания. Ученый предложил «жизненный воздух» переименовать в «кислород», поскольку при сгорании в кислороде большинство веществ превращается в кислоты, а «удушливый воздух» – в «азот», т.к. он не поддерживает жизнь, вредит жизни.

Опыт Лавуазье

Качественный состав воздуха можно доказать следующим опытом

Основным из составляющих воздуха для нас является кислород, его в воздухе 21% по объему. Разбавлен кислород большим количеством азота – 78% от объема воздуха и сравнительно маленьким объёмом благородных инертных газов – их около 1%. Входят в состав воздуха также переменные составляющие – оксид углерода (IV) или углекислый газ и водяной пар, количество которых зависит от различных причин. Эти вещества попадают в атмосферу естественным путем. При извержении вулканов в атмосферу попадают сернистый газ, сероводород и элементарная сера. Пылевые бури способствуют появлению в воздухе пыли. Оксиды азота попадают в атмосферу и при грозовых электрических разрядах, во время которых азот и кислород воздуха реагируют друг с другом, или в результате деятельности почвенных бактерий, способных высвобождать оксиды азота из нитратов; способствуют этому и лесные пожары и горение торфяников. Процессы разрушения органических веществ сопровождаются образованием различных газообразных соединений серы. Вода в составе воздуха определяет его влажность. У остальных веществ роль отрицательная: они загрязняют атмосферу. Например, углекислого газа много в воздухе городов, лишенных зелени, водяного пара – над поверхностью океанов и морей. В воздухе содержится небольшое количество оксида серы (IV) или сернистого газа, аммиака, метана, оксида азота (I) или закиси азота, водорода. Особенно насыщен ими воздух вблизи промышленных предприятий, газо-нефтяных месторождений или вулканов. В верхних слоях атмосферы существует еще один газ – озон. Летает в воздухе и разнообразная пыль, которую мы можем легко заметить, глядя сбоку на тонкий луч света, попадающий из-за шторы в затемненную комнату.

Постоянные составляющие газы воздуха:

· Кислород

· Азот

· Инертные газы

Переменные составляющие газы воздуха:

· Оксид углерода (IV)

· Озон

· Другие

Вывод.

1. Воздух – природная смесь газообразных веществ, в которой каждое вещество имеет и сохраняет свои физические и химические свойства, поэтому воздух можно разделить.

2. Воздух – это бесцветный газообразный раствор, плотность – 1,293г/л, при температур -190 0 С он переходит в жидкое состояние. Жидкий воздух представляет голубоватую жидкость.

3. Живые организмы тесно связаны с веществами воздуха, которые оказывают определенное воздействие на них. И в то же время живые организмы влияют на него, так как выполняют определенные функции: окислительно-восстановительную – окисляют, например углеводы до углекислого газа и восстанавливают его до углеводов; газовую – поглощают и выделяют газы.

Таким образом, живые организмы создали в прошлом и поддерживают миллионы лет атмосферу нашей планеты.

Загрязнение атмосферы - привнесение в атмосферный воздух новых нехарактерных для него физических, химических и биологических веществ или изменение естественной среднемноголетней концентрации этих веществ в нём.

В процессе фотосинтеза из атмосферы удаляется углекислый газ, а в процессах дыхания и гниения возвращается. Установившееся в ходе эволюции планеты равновесие между этими двумя газами стало нарушаться, особенно во второй половине XX в., когда стало усиливаться влияние человека на природу. Пока природа справляется с нарушениями этого равновесия благодаря воде океана и его водорослям. Но надолго ли хватит сил у природы?

Схема. Загрязнение атмосферы

Основные загрязнители атмосферного воздуха в России

Количество машин непрерывно растет, особенно в крупных городах, соответственно, растет выброс в воздух вредных веществ. «На совести» автомобилей 60% выбросов вредных веществ в городе!
Предприятия теплоэнергетики России выбрасывают в атмосферу до 30% загрязнителей, а еще 30% – вклад промышленности (черная и цветная металлургия, нефтедобыча и нефтепереработка, химическая промышленность и производство строительных материалов). Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым (31–41% ), он мало изменяется с течением времени (59–69% ). В настоящее время глобальный характер приобрела проблема антропогенного загрязненияатмосферы. Какие же вещества-загрязнители, опасные для всего живого, попадают в атмосферу? Это кадмий, свинец, ртуть, мышьяк, медь, сажа, меркаптаны, фенол, хлор, серная и азотная кислоты и другие вещества. Некоторые из названных веществ мы будем изучать в дальнейшем, узнаем их физические и химические свойства и поговорим о таящейся в них разрушительной силе для нашего здоровья.

Масштабы экологического загрязнения планеты, России

В каких странах мира воздух наиболее загрязнен выхлопными газами транспорта?
Наибольшая опасность загрязнения атмосферы выхлопными газами угрожает странам с мощным автопарком. Например, в США на автотранспорт приходится примерно 1/2 всех вредных выбросов в атмосферу (до 50 млн т ежегодно). Автопарк Западной Европы ежегодно выбрасывает в воздух до 70 млн т вредных веществ, причем в Германии, например, 30 млн автомобилей дают 70% общего объема вредных выбросов. В России положение усугубляется тем, что автомашины, находящиеся в эксплуатации, соответствуют экологическим нормам только на 14,5%.
Загрязняет атмосферу и воздушный транспорт шлейфами выхлопов от многих тысяч самолетов. Согласно экспертным оценкам, в результате деятельности мирового автопарка (а это около 500 млн двигателей) в атмосферу ежегодно поступает одного только углекислого газа 4,5 млрд т.
Чем же опасны эти загрязнители? Тяжелые металлы – свинец, кадмий, ртуть – оказывают вредное влияние на нервную систему человека, угарный газ – на состав крови; сернистый газ, взаимодействуя с водой дождей и снегов, превращается в кислоту и вызывает кислотные дожди. Каковы же масштабы этих загрязнений? Главные регионы распространения кислотных дождей – США, Западная Европа, Россия. В последнее время к ним следует отнести и промышленные районы Японии, Китая, Бразилии, Индии. С распространением кислотных осадков связано понятие трансграничности – расстояние между районами их образования и районами выпадения может составлять сотни и даже тысячи километров. Например, главный «виновник» кислотных дождей на юге Скандинавии – промышленные районы Великобритании, Бельгии, Нидерландов и Германии. В канадские провинции Онтарио и Квебек кислотные дожди переносятся из соседних районов США. На территорию России эти осадки переносятся из Европы западными ветрами.
Неблагополучная экологическая ситуация сложилась на северо-востоке Китая, в тихоокеанском поясе Японии, в городах Мехико, Сан-Паулу, Буэнос-Айрес. В России в 1993 г. в 231 городе с общим населением 64 млн.человек содержание вредных веществ в воздухе превышало нормы. В 86 городах 40 млн. человек проживают в условиях, когда загрязнения превышают нормы в 10 раз. Среди этих городов Брянск, Череповец, Саратов, Уфа, Челябинск, Омск, Новосибирск, Кемерово, Новокузнецк, Норильск, Ростов. По количеству вредных выбросов первое место в России занимает Уральский регион. Так, в Свердловской области состояние атмосферы не отвечает нормам на 20 территориях, где проживает 60% населения. В г. Карабаше Челябинской области медеплавильный завод ежегодно выбрасывает в атмосферу по 9 т вредных соединений на каждого жителя. Частота заболеваний раком здесь составляет 338 случаев на 10 тыс. жителей.
Тревожная ситуация сложилась также в Поволжье, на юге Западной Сибири, в Центральной России. В Ульяновске больше, чем в среднем по России, люди страдают заболеваниями верхних дыхательных путей. Заболеваемость раком легких с 1970 г. выросла в 20 раз, в городе зарегистрирован один из самых высоких уровней детской смертности в России.
В г. Дзержинске на ограниченной территории сосредоточено большое количество химических предприятий. За последние 8 лет здесь произошло 60 выбросов сильнодействующих ядовитых веществ в атмосферу, приводивших к чрезвычайным ситуациям, в ряде случаев повлекших за собой гибель людей. В Поволжье до 300 тыс. т сажи, золы, копоти, оксидов углерода обрушиваются на жителей городов ежегодно. Москва занимает 15-е место среди городов России по суммарному уровню загрязнения атмосферного воздуха.