химический каталог




Введение в химию окружающей среды

Автор J.E.Andrews P.Brimblecombe T.D.Jickells P.S.Liss

г — первичное загрязнение

Загрязнение воздуха городов происходит в основном в результате процессов сгорания. В древности такие города, как императорский Рим, испытывали затруднения из-за загрязнений, связанных с древесным дымом. Однако именно переход к сжиганию ископаемого топлива вызвал быстрое развитие проблем, обусловленных с загрязнением воздуха. Жители Лондона сжигали уголь с XIII века. Беспокойство и желание отрегулировать этот процесс возникли почти сразу же из-за ощутимого и весьма странного запаха. Жители средневекового Лондона считали, что с этим запахом могли быть связаны заболевания.

Топливо обычно состоит из углеводородов, за исключением в основном экзотических применений, таких, как ракетная промышленность, где иногда используются азот, алюминий (А1) и даже бериллий (Be). Опишем обычный процесс сгорания согласно уравнению

«4СН» + 50ад -» 4С02(Г) +2НаО(г). (2.16)

топливо + кислород -> диоксид углерода + вода

Этот процесс не производит впечатления особо опасной деятельности, поскольку ни С02, ни вода не являются слишком токсичными. Рассмотрим, однако, ситуацию, когда в процессе

4-1822

50

ГЛАВА2

АТМОСФЕРА

сжигания имеет место недостаток кислорода, что может случиться внутри двигателя или котла. Теперь уравнение можно записать так:

Таблица 2.4. Содержание серы в топливах

Топливо

(2.17)

«4СН» + ЗОад 4СО(г) + 2Н20(Г).

топливо + кислород -*• монокскд углерода + вода

? 4С(г, + 2НАг). «сажа» + вода

Здесь образуется оксид углерода (СО), ядовитый газ. Если кислорода еще меньше, можно получить углерод (т. е. сажу):

(2.18)

«4СН» + 02(г) -топливо + кислород Уголь

Горючие масла Кокс

Дизельное топливо Бензин Керосин Дерево

Природный газ

0,2-0,7

0,5-0,4

1,5-2,5

0,3-0,9

0,1

0,1

Очень мало Очень мало

При низких температурах и в случаях относительно небольшого количества 02 реакции пиролиза (т. е. реакции, когда разрушение происходит в результате нагревания) могут вызвать изменения в расположении атомов, приводящие к образованию полициклических ароматических углеводородов в процессе сжигания (см. вставку 2.7). Наиболее печально известен — бен-зо(ос)пирен, Б(а)П, соединение, вызывающее рак.

Таким образом, несмотря на то, что сжигание топлива первоначально кажется безвредным, оно может привести к образованию ряда загрязняющих соединений углерода. Когда были созданы первые паровые двигатели, инженеры полагали, что избыток кислорода поможет преобразовать весь углерод в С02. Поэтому они приняли философию «сжигания своего собственного дыма», что хотя и потребовало большого мастерства для осуществления, но в результате имело лишь ограниченный успех.

(2.19)

Кроме того, загрязнение воздуха могут вызвать вещества, входящие в состав топлива. Наиболее распространенной и причиняющей беспокойство примесью в ископаемом топливе является сера (S), частично представленная в виде минерала пирита, FeS2. В некоторых углях может содержаться до 6% серы, которая превращается при сжигании в SOj:

4FeS2„B) + 1Ю2М -> 8S02(t) + 2Fe203.

В топливе присутствуют и другие примеси, но сера всегда считалась наиболее типичным загрязнителем воздуха городов.

Если рассмотреть состав различных топлив (табл. 2.4), видно, что они содержат сильно варьирующие количества серы. Наибольшее содержание серы найдено в углях и горючих маслах. Это виды топлива, используемые в стационарных источниках, таких, как котлы, печи (и традиционные паровые двигатели), домовые трубы, паровые турбины и электростанции.

Серное загрязнение и, конечно, дым в атмосфере городов обусловлены прежде всего стационарными источниками. Сажу также связывают в основном со стационарными источниками. Паровозы и пароходы вызывали дополнительные затруднения, но именно стационарные источники были наиболее значительными.

Для многих людей S02 и сажа стали воплощением проблем, связанных с загрязнением воздуха городов. Сажа и S02 являются, очевидно, первичными загрязнителями, поскольку они образуются прямым путем из хорошо известного загрязняющего источника и проникают в атмосферу в этой форме.

52

ГЛАВА 2

КЛАССИЧЕСКИЕ СЛУЧАИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА В ЛОНДОНЕ ИМЕЛИ МЕСТО ЗИМОЙ В УСЛОВИЯХ СЫРОСТИ И ТУМАНА. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТОПЛИВА БЫЛО МАКСИМАЛЬНЫМ, И ВОЗДУХ БЫЛ ПРАКТИЧЕСКИ НЕПОДВИЖНЫМ. ОДНОВРЕМЕННОЕ ПРИСУТСТВИЕ ТУМАНА (АНГЛ. FOG) И ДЫМА (АНГЛ. SMOKE) ПРИВЕЛО К ВОЗНИКНОВЕНИЮ СЛОВА «СМОГ» (АНГЛ. SMOG = SM[OKE + F]OG), КОТОРОЕ СЕЙЧАС ЧАСТО ИСПОЛЬЗУЕТСЯ ДЛЯ ОПИСАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУХА ВООБЩЕ (РИС. 2.4). ДИОКСИД СЕРЫ ХОРОШО РАСТВОРИМ И ПОЭТОМУ МОЖЕТ РАСТВОРЯТЬСЯ В ВОДЕ, КОТОРАЯ КОНДЕНСИРУЕТСЯ ВОКРУГ ЧАСТИЦ ДЫМА:

S02(r) + НгО(Ж) <-» Н{ВОДН) + HSO^B^H).

(2.20)

ВСТАВКА 2.10. Шкапа рН

Кислотность водных растворов часто описывается с помощью шкалы рН. Кислоты (см. вставку 2.5) повышают концентрацию водородных ионов (Н>) в растворе и значение рН такого раствора определяется как pH = -lg(cH|„II„)).

(1)

Строго говоря, сИ1ю№1) должна означать активность ионов водорода (а Н^оди,), но в данном случае можно пред

страница 16
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

Скачать книгу "Введение в химию окружающей среды" (5.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
lg 43lj594v технические характеристики
светильник для вывески
концерт руки вверх в декабре 2017
колесоотбойники серия

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(14.12.2017)