Реферат зміг, його причини та наслідки

ЩО ТАКЕ СМОГ І ПРИЧИНИ ЙОГО ВИНИКНЕННЯ

МЕТОДИ БОРОТЬБИ ЗІ зміг

Спочатку реакція городян була спокійною, оскільки в Лондоні тумани не рідкість. У наступні тижні, однак, статистичні дані, зібрані медичними службами міста, виявили смертоносний характер лиха - кількість смертей серед немовлят, старих і страждають респіраторними захворюваннями досягла чотирьох тисяч людей. Ще близько восьми тисяч людей померли в наступні тижні і місяці.

ЩО ТАКЕ СМОГ І ПРИЧИНИ ЙОГО ВИНИКНЕННЯ

Смог - аерозоль, що складається з диму, туману і пилу. Англійське слово «smog» - похідне від «smoke» - дим і «fog» - туман.

Виникненню смогу сприяють такі умови погоди, коли створюється застійне стан повітря, при якому вулиці і площі міста практично не вентилюються.

Розподіл забруднень в повітрі у великій мірі залежить від погодних і кліматичних явищ. Вітри збільшують швидкість розсіювання і перемішування, а повітряні потоки, спрямовані від землі, виносять забруднення в верхні шари атмосфери. Однак можуть виникнути умови, при яких атмосферні шари стають дуже стабільними. Це, зокрема, буває при антициклонах (областях з високим атмосферним тиском), при штильової погоді взагалі і при Вихолажіваніе самого нижнього шару повітря, коли в верхніх шарах на деякій висоті повітря виявляється тепліше, ніж в нижніх (тобто спостерігається температурна інверсія). Тоді забруднення, замість того щоб переміщатися в верхні шари атмосфери, залишаються поблизу поверхні землі. Це призводить до того, що більш холодне повітря розташовується нижче теплішого, і не може піднятися вгору і розсіятися в атмосфері. Під «дахом» з теплого повітря забруднення накопичуються в таких великих кількостях, що стають небезпечними для здоров'я.

Міста, розташовані в зниженнях місцевості, відрізняються підвищеною повторюваністю температурних інверсій, і, отже, при високому рівні індустріального забруднення повітря вони схильні до утворення смогу.

Виділяють три типи смогу:

крижаний зміг (аляскинского типу);

вологий зміг (лондонського типу);

сухий, або фотохімічний зміг (лос-анджелеського типу).

Крижаний зміг (аляскинского типу) - характерний для високих широт в зимовий час при температурі -30-35 ° С і повній тиші. Повітряна пара, яка перебуває в атмосфері замерзає, на ці кристали абсорбується сажа. різні гази, паро-газові суміші, сірчистий ангідрид. Таке хмара висить над населеним пунктом кілька днів.

Найбільш вивчений вологий зміг - поєднання туману з домішкою диму і газових відходів виробництва. Лондонський зміг формується при вологості повітря близько 100%, температурі 0С, тривалої штильової погоді і високій концентрації продуктів згоряння твердого і рідкого палива. Спостерігається частіше в осінньо-зимовий період, характерний для помірних широт з вологим морським кліматом.

Забруднення повітря міст відбувається в основному в результаті процесів згоряння. Паливо зазвичай складається з вуглеводнів, за винятком в основному екзотичних домішок, таких, як ракетна промисловість, де іноді використовуються азот, алюміній і навіть берилій. Спалювання палива спочатку здається нешкідливим, але воно може привести до утворення ряду забруднюючих сполук вуглецю.

Паливо зазвичай складається з вуглеводнів і звичайний процес згоряння його йде відповідно до рівняння:

Паливо + кисень діоксид вуглецю + вода.

Цей процес не є особливо небезпечним, оскільки ні CO2, ні вода не є токсичними речовинами. Однак, коли в процесі спалювання має місце недолік кисню, що може трапитися всередині двигуна або котла, тоді можуть утворитися токсичні компоненти. Рівняння можна записати в вигляді:

Паливо + кисень монооксид вуглецю + вода.

Тут утворюється оксид вуглецю (CO2), отруйний газ. Якщо кисню менше, можна отримати вуглець (тобто сажу):

Паливо + кисень сажа + вода

При низьких температурах і в випадках відносно невеликої кількості О2 реакції піролізу (тобто реакції, коли руйнування відбувається в результаті нагрівання) можуть викликати зміни в розташуванні атомів, що призводять до утворення поліциклічних ароматичних вуглеводнів в процесі спалювання. Найбільш сумно відомий - бенз (а) пірен, сполука, що викликає рак.

Таким чином, не дивлячись на те, що спалювання палива спочатку здається нешкідливим, воно може привести до утворення ряду забруднюючих сполук вуглецю.

Крім того, забруднення повітря можуть викликати домішки, що входять до складу палива. Найбільш поширеною домішкою в викопному паливі є сірка (S), частково представлена ​​у вигляді мінералу піриту - FeS2. В деякому вугіллі може містяться до 6% сірки, яка перетворюється при спалюванні в SО2:

У паливі присутні і інші домішки, але сірка завжди сНовомосковсклась найбільш типовим промисловим забруднювачем повітря. Сажа, СO2 і SO2 є первинними забруднювачами.

Діоксид сірки добре розчинний і тому може розчиняться в атмосферному повітрі, яке конденсує навколо частинок, наприклад, диму:

Сліди металів - забруднювачів заліза (Fe) або марганцю (Mn) каталізують перехід розчиненого SO2 в H2SO4:

2HSO3 - (водн) + O2 (водн) 2H + (водн) + 2SO2 2- (водн)

Сірчана кислота має більшу спорідненість до води, тому що утворилася крапелька додатково адсорбує воду. Крапельки постійно ростуть і «туман-вбивця», вологий смог, згущується, досягаючи дуже низьких значень pH.

Перехід від вугілля до вуглеводневим палив зменшив небезпеку забруднення повітря частинками сажі. Однак з'явилися нові види забруднення, як первинного, так і вторинного, що виникає в результаті реакцій первинних забруднювачів з несгоревшим паливом і киснем повітря. Хімічні реакції, що призводять до утворення вторинних забруднювачів, найбільш ефективно протікають при сонячному світлі, тому що виникає забруднення повітря отримало назву фотохімічного смогу. Він був вперше відзначений в Лос-Анджелесі (США) в роки Другої світової війни. Поява фотохімічного смогу пов'язують з бурхливим розвитком автомобільного транспорту. Вихідні речовини, з яких формується фотохімічний зміг, входять до складу автомобільних вихлопних газів, присутніх в повітрі у великих кількостях

У двигунах внутрішнього згоряння через безпосереднього сполуки азоту з киснем утворюється монооксид азоту.

Далі NO частково окислюється киснем з утворенням діоксиду азоту

Це ж перетворення відчуває і NO, що потрапив в повітря.

На сонячному світлі NO2 піддається фотодиссоциации:

Утворений атомарний кисень дуже активний і може вступати в різноманітні реакції, зокрема, утворювати озон О3 з молекулярним киснем

Де М - молекули повітря, які поглинають виділилася енергію

Присутність озону - найбільш характерна ознака фотохімічного смогу. Він не утворюється при згоранні палива, а є вторинним забруднювачем.

У денні години озон повільно реагує з NO2, утворюючи радикал NO3, який в свою чергу вступає в подальші реакції з NO і NO2. Однією з кінцевих продуктів цих реакцій є N2O5. Якщо в атмосфері є водяна пара, то N2O5 може вступити в реакцію з водяною парою і продуктом цієї реакції є азотна кислота - HNO3.

Розглядаючи всі ці перетворення, ми не врахували вплив вуглеводнів, а адже саме їх присутність в тропосфері викликає погіршення видимості і в результаті їх часткового руйнування утворюються багато шкідливих речовин, серед яких: ПАН (пероксіацетілнітрат), альдегіди, окис вуглецю (чадний газ), вуглекислий газ, карбонові кислоти, кетони, оксиди олефина, парафіни та ін.

З графіка добового ходу забруднюючих речовин, представленого на рис. 3, видно, що максимум концентрації альдегідів і озону припадає відразу ж після максимуму концентрації вуглеводнів і NO2 (через 4 - 5 годин). Звідси можна зробити висновок, що збільшення викидів в атмосферу незгорілого палива веде до погіршення екологічної ситуації і тим самим є причиною додаткового накопичення тропосферного озону.

Від фотохімічного смогу страждають і люди, і рослини, і споруди, і різні матеріали. Гинуть домашні тварини, головним чином собаки і птиці.

Фотохімічний зміг негативно впливає і на рослинність. Особливо погано фотохімічний зміг впливає на боби, буряк, злаки, виноград, а також декоративні рослини. Ознакою того, що рослина піддалося шкідливому впливу фотохімічного туману, є набухання листя, яке потім переходить в появу на верхніх листках плям і білого нальоту, а на нижніх веде до появи бронзового або сріблястого відтінку. Потім рослина починає швидко чахнути.

Крім усього іншого, фотохімічний туман веде за собою прискорену корозію матеріалів і елементів будівель, розтріскування фарб, гумових і синтетичних виробів, і навіть псування одягу.

МЕТОДИ БОРОТЬБИ ЗІ зміг

Смог несе велику небезпеку для всієї біосфери. Боротьба з ним - одне з найголовніших завдань у вирішенні екологічного питання.

На міському рівні, боротьба зі смогом полягає в прийнятті різних законодавчих заходів, які зобов'язують промислові підприємства строго контролювати викидаються ними речовини в атмосферу, зменшити сумарні викиди від автомобілів, шляхом обмеження їх знаходження в місті, закликами відмовитися від особистого автотранспорту. Основними на сьогоднішній день методами зниження забруднення атмосфери, в тому числі кислотообразующими викидами, є розробка та впровадження різноманітних очисних споруд і правовий захист атмосфери.

Ведуться дослідження по зниженню забруднень від вихлопних газів автомобілів. Перспективна заміна бензину в автомобілях іншими видами палива (наприклад, сумішшю спиртів), застосування газобалонних автомобілів, що використовують природний газ, і електромобілів;

Зменшити частку смогу, створювану промисловістю, можна за допомогою пиловловлювачів, якщо обладнати ними підприємства. Ефективно використання спеціальних фільтрів. Переваги фільтрів: висока ефективність по вилученими компонентів (90-98%); простота і компактність; мінімальний рівень енерговитрат на очистку (від 1,5 до 4,5 кВт / добу); надійність в експлуатації, висока ступінь ремонтопридатності; мала чутливість до концентраційних коливань.

Для середніх і малих підприємств енергетики використовувати метод спалювання палива в киплячому шарі, при якому видаляється до 95% діоксиду сірки і від 50 до 75% оксидів азоту. Добре розроблена технологія зменшення вмісту оксидів азоту (на 50-60%) шляхом зниження температури горіння. Використання на електростанціях як паливо природного газу. Реально замінити горючі копалини можуть відновлювані екологічно чисті енергетичні ресурси, такі, як сонячна енергія, вітер, морські припливи, термальні джерела надр Землі.

Локальна захист від смогу - особистий внесок людини в очищення повітря і, відповідно, у власне здоров'я. Це досягається принциповим користуванням екологічно чистої технікою та пальним, купівлею безпечних для навколишнього середовища і свого здоров'я господарських засобів. Певну роль може зіграти і зниження споживання енергії.

Методів боротьби є досить багато, але майже кожен з них має свої недоліки, а деякі методи неефективні зовсім.

Повністю позбавитися від смогу нам не вдасться, адже для цього потрібно перевести весь транспорт на екологічно чисте паливо, встановити очисні споруди на всіх заводах і фабриках, значно зменшити кількість випаровування шкідливих газів, однак прийняти менш радикальні заходи з очищення біосфери від його шкідливого впливу цілком реально .

Найбільші труднощі в дослідженнях щодо зниження забруднення від вихлопних газів викликає зменшення викидів оксидів азоту, які крім освіти кислотних опадів відповідальні за появу фотохімічних забруднювачів (фотохімічний зміг) і руйнування озонового шару в стратосфері. Для вирішення цієї проблеми ведуться роботи зі створення різних каталітичних конвертерів, що перетворюють оксиди азоту в молекулярний азот.

Створення безвідходного виробництва у всіх галузях промисловості потребує вирішення ряду складних інженерно-технологічних задач, величезних капіталовкладень.

зміг забруднення фотохімічний

Виявляється, жити у великих містах була смертельно небезпечно вже в 13 столітті, коли для обігріву осель використовувався вугілля. Неважко собі уявити, що твориться в наш час потужностей і швидкостей.

Забруднення атмосфери викидами автомобільних вихлопів збільшується зі зростанням числа самих автомобілів. І найближчим часом не передбачається повна заміна бензину на інші види палива. А значить, фотохімічного смогу влітку нам не уникнути.

Хотілося б вірити, що з настанням осені і зими повітря буде чистішим, але немає, настає опалювальний сезон. І хоча в нинішні часи вугілля не використовується повсюдно, але йому на зміну прийшли вуглеводні, спалювання яких, теж стає причиною смогу.

А страждають від смогу люди, найчастіше самі беззахисні - діти і люди похилого віку. При підготовці матеріалу до реферату мною були виявлені дані, що безпричинні капризи дітей і напади агресії у домашніх тварин - це теж наслідки смогу.

Щоб зменшити наслідки смогу потрібно, намагатися не виходити під час нього на вулицю, пити зелений чай або трав'яні збори, вживати в їжу більше свіжих овочів і фруктів.

Якщо є можливість краще покинути на час смогу місто.