Министерство образования и науки Украины.
ОНПУ
Кафедра ТНРЭ
Реферат на тему:
“Мониторинг атмосферы”.
Подготовила_______ ст.гр.ХЭ-002 Рымша Е.В.
Руководитель_______Андрианов А.М.
Содержание.
Введение________________________________________________стр.3
1. Классификация источников загрязнения.___________________стр.6
2. Нормирование качества атмосферного воздуха_____________стр.10
3. Характеристика загрязняющих атмосферу веществ__________стр.15
4.Биомониторинг загрязняющих веществ_____________________стр.18
4.1. Биомониторинг двуокиси серы_________________________стр.18
4.2.Аммиак_____________________________________________стр.18
4.3.Бор_________________________________________________стр.19
4.4.Хлористый водород и соляная кислота___________________стр.19
4.5.Твердые частицы и тяжелые металлы____________________стр.20
4.6.Смеси загрязняющих веществ__________________________стр.22
Вывод__________________________________________________стр.24
Список литературы_______________________________________стр.26
Введение
Атмосфера — внешняя газовая оболочка Земли, механическая смесь разных
газов, водяных паров и твердых (аэрозольных) частиц.
Атмосферный воздух необходим для дыхания живых организмов (существ),
используется в технологических процессах горения и плавки как сырье для
получения кислорода, азота, инертных газов, оксида углерода. Атмосфера
является средой для размещения газообразных отходов производства. Под
действием атмосферных осадков, солнечной радиации и в результате леса
воздушных масс атмосферный воздух избавляется от посторонних примесей. Этот
процесс называется самоочищением атмосферы.
Атмосфера выполняет следующие функции:
1.содержит кислород, необходимый для дыхания живых организмов;
2.является источником углекислого газа для фотосинтеза растений;
3.защищает живые организмы от космических излучений;
4.сохраняет тепло Земли и регулирует климат;
5.трансформирует газообразные продукты обмена веществ;
6.переносит водяные пары по планете;
7.является средой обитания летающих форм организмов;
8.служит источником химического сырья и энергии;
9.принимает и трансформирует газообразные и пылевидные отходы.
Состав атмосферы находится в состоянии динамического равновесия,
поддерживаемого такими климатическими факторами, как перемещение воздушных
масс (ветер и конвекция) и атмосферные осадки, жизнедеятельность животного
и растительного миров, особенно лесов и планктона мирового океана, а также
в результате космических процессов, геохимических явлений хозяйственной
деятельности человека.
Общая масса атмосферы составляет 5,14-1015 т. Около 50% массы
атмосферы приходится на нижний слой толщиной около 5 км. Масса слоя
толщиной 30 км составляет 99% всей массы атмосферы.
По вертикали атмосфера имеет слоистое строение. Выделение отдельных
слоев (табл..1) основано на изменении температуры с высотой.
Таблица.1. Характеристика основных зон, выделяемых в атмосфере
| | |Температура, °С |
|Зона |Верхняя и нижняя | |
|атмосферы |границы зоны от уровня| |
|.. |моря, км | |
| | |нижняя граница|верхняя граница|
| | |зоны |зоны |
|тропосфера |0-11 |+ 15 |-56 |
|стратосфера |11 — 50 |-56 |-2 |
|мезосфера |50-85 |-2 |-92 |
|термосфера |85 — 500 |-92 |+ 1200 |
Верхняя граница атмосферы четко не выделяется. Она переходит
постепенно в космическое пространство.
Осредненная температура атмосферы на средних широтах уменьшается
линейно с высотой до отметки 11 км. При этом средняя температура уровне
моря принимается равной 288 К, а на высоте 11 км — 216,7 К.
Различия в нагревании воздуха приводят к горизонтальным градиентам
давления, которые, в свою очередь, являются причиною конвекций
горизонтальных перемещений воздушных масс.
На перемещение воздушных масс воздействует также сила Кориолиса,
возникающая в следствии вращения Земли; центробежное ускорение,
возникающее районах, прилегающих к областям высокого и низкого давления;
силы трения, замедляющие движение воздуха вблизи земной поверхности. В
северном полушарии движение воздушных потоков вокруг центров высокого
давления осуществляется по часовой стрелке с отклонением наружу и вниз от
кругового движения. Этот поток получил название нисходящего и является
одним из возможных препятствий для рассеивания загрязняющих веществ в
атмосфере.
При движении воздушных потоков вокруг центров низкого давления вектор
скорости направлен внутрь и вверх от кругового движения против часовой
стрелки. В этом случае загрязняющие вещества из нижних слоев атмосферы
переносятся вверх и рассеиваются в больших объемах воздуха.
При движении воздуха в северном полушарии против часовой стрелки
вокруг центра низкого давления формируется циклон, при движении в
направлении часовой стрелки вокруг центра низкого давления формируется
антициклон.
1. классификация источников загрязнения.
Загрязнение атмосферы — изменение состава атмосферы в результате
попадания в нее примесей.
Примесь в атмосфере — это рассеянное в атмосфере вещество, не
содержащееся в ее постоянном составе.
Загрязняющее воздух вещество — это примесь в атмосфере, оказывающая
неблагоприятное воздействие на окружающую среду и здоровье населения.
Поскольку примеси в атмосфере могут претерпевать различные
превращения, их можно условно разделить на первичные и вторичные.
Первичная примесь в атмосфере — примесь, сохранившая за
рассматриваемый интервал времени свои физические и химические свойства.
Превращения примесей в атмосфере — процесс, при котором примеси в
атмосфере подвергаются физическим и химическим изменениям под влиянием
природных и антропогенных факторов, а также в результате взаимодействия
между собой.
Вторичная примесь в атмосфере — это примесь в атмосфере,
образовавшаяся в результате превращения первичных примесей.
По воздействию на организм человека загрязнение атмосферы подразделяют
на физическое и химическое. К физическому относят: радиоактивное излучение,
тепловое воздействие, шум, низкочастотные вибрации, электромагнитные поля.
К химическому — наличие химических веществ и их соединений.
Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ характеризуются по 4
признакам: по агрегатному состоянию, химическому составу, размеру частиц и
массовому расходу выброшенного вещества.
Загрязняющие вещества выбрасываются в атмосферу в виде смеси пыли,
дыма, тумана, пара и газообразных веществ.
Источники выбросов в атмосферу подразделяют на естественные,
обусловленные природными процессами, и антропогенные (техногенные),
являющиеся результатом деятельности человека.
К числу естественных источников загрязнения атмосферного воздуха
относят пыльные бури, массивы зеленых насаждений в период цветения, степные
и лесные пожары, извержения вулканов. Примеси, выделяемые естественными
источниками:
1. пыль растительного, вулканического, космического происхождения,
продукты эрозии почвы, частицы морской соли;
1. туманы, дым и газы от лесных и степных пожаров;
Естественные источники обычно бывают площадными (распределенными) и
действуют сравнительно кратковременно. Уровень загрязнения атмосферы
естественными источниками является фоновым и мало изменяется с течением
времени.
Антропогенные (техногенные) источники загрязнения атмосферного
воздуха, представленные главным образом выбросами промышленных
предприятий и автотранспорта, отличаются многочисленностью видов.
[pic]
Рис. 1. Источники загрязнения атмосферы:
1 — высокая дымовая труба; 2 — низкая дымовая труба; 3 — аэрационный
фонарь цеха; 4 — испарения с поверхности бассейна; 5 — утечки через
неплотности оборудования; 6 — пыление при разгрузке сыпучих материалов; 7 —
выхлопная труба автомобиля; 8 — направление движения потоков воздуха.
Источники выбросов промышленных предприятий бывают стационарными
(источники 1—6), когда координата источника выброса не изменяется во
времени, и передвижными (нестационарными) (источник 7 — автотранспорт).
Источники выбросов в атмосферу подразделяют на: точечные, линейные и
площадные.
Каждый из них может быть затененный и незатененный.
Точечные источники (на рис. 1— 1, 2, 5, 7) — это загрязнения,
сосредоточенные в одном месте. К ним относятся дымовые трубы,
вентиляционные шахты, крышные вентиляторы.
Линейные источники (3) имеют значительную протяженность. Это
аэрационные фонари, ряды открытых окон, близко расположенные крышные
вентиляторы. К ним могут быть также отнесены автотрассы.
Площадные источники (4, 6). Здесь удаляемые загрязнения рассредоточены
по плоскости промышленной площадки предприятия. К площадным источникам
относятся места складирования производственных и бытовых отходов,
автостоянки, склады горюче-смазочных материалов.
Незатененные (1), или высокие, источники расположены в
недеформированном потоке ветра. Это дымовые трубы и другие источники,
выбрасывающие загрязнения на высоту, превышающую 2,5 высоты расположенных
по близости зданий и других препятствий.
Затененные источники (2—7) расположены в зоне подпора или
аэродинамической тени здания или другого препятствия.
Источники выбросов загрязняющих веществ в атмосферу подразделяют на
организованные и неорганизованные.
Из организованного источника (1, 2, 7) загрязняющие вещества поступают
в атмосферу через специально сооруженные газоходы, воздуховоды трубы.
Неорганизованный источник выделения загрязняющих веществ (5, 6)
образуется в результате нарушения герметичности оборудования, отсутствия
или неудовлетворительной работы оборудования по отсосу пыли и газов, в
места загрузки, выгрузки или хранения продукта. К неорганизованным
источникам относят автостоянки, склады горюче-смазочных или сыпучих
материалов другие площадные источники.
2. Нормирование качества атмосферного воздуха
Для количественной оценки содержания примеси в атмосфере используется
понятие концентрации — количества вещества, содержащегося в единице объема
воздуха, приведенного к нормальным условиям.
Качество атмосферного воздуха — это совокупность его свойств,
определяющая степень воздействия физических, химических и биологических
факторов на людей, растительный и животный мир, а также на материалы,
конструкции и окружающую среду в целом. Качество атмосферного воздуха может
считаться удовлетворительным, если содержание примесей в нем не превышает
предельно допустимых концентраций (ПДК). ПДК — это максимально концентрация
примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая
при периодическом воздействии или на протяжении все жизни человека не
оказывает на него и на окружающую среду в целом прямого или косвенного
воздействия, включая отдаленные последствия. Под прямым воздействием
понимается нанесение организму человека временного раздражающего действия,
вызывающего ощущение запаха, кашель, головную боль. При накоплении в
организме вредных веществ выше определенной доз могут возникать
патологические изменения отдельных органов или организма в целом. Под
косвенным воздействием понимаются такие изменения в окружающей среде,
которые, не оказывая вредного влияния на живые организмы, ухудшают, обычные
условия обитания: поражаются зеленые насаждения, увеличивают число туманных
дней и т.д.
Основным критерием установления нормативов ПДК для оценки качества
атмосферного воздуха является воздействие содержащихся в воздухе
загрязняющих примесей на организм человека.
Для оценки качества атмосферного воздуха установлены две категории
ПДК: максимально разовая (ПДКмр) и среднесуточная (ПДКСС).
ПДКМр — основная характеристика опасности вредного вещества.
Установлена для предупреждения рефлекторных реакций у человека (ощущение
запаха, световой чувствительности, биоэлектрической активности головного
мозга) при кратковременном воздействии атмосферных примесей. По этому
нормативу оцениваются вещества, обладающие запахом или воздействующие на
другие органы чувств человека.
ПДКСС — установлена для предупреждения общетоксического,
канцерогенного, мутагенного и другого влияния вещества на организм
человека. Вещества, оцениваемые по этому нормативу, обладают способностью
временно или постоянно накапливаться в организме человека.
К началу 1999 г. по нормативам ПДК оценивалось около 1000 веществ,
которые могут попадать в атмосферный воздух. ПДК наиболее распространенных
загрязняющих веществ приведены в табл. 4.3.
Таблица 1. ПДК наиболее распространенных веществ
|Наименование |ПДК м р , мг/м3|ПДК сс , мг/м3 |
|загрязняющего ввещества | | |
|Азота диоксид |0,085 |0,04 |
|Азота оксид |0,4 |0,06 |
|Ангидрид серный |0,5 |0,05 |
|Аммиак |0,2 |0,04 |
|Бенз(а)пирен |— |0,1 мкг/100м3 |
|Взвешенные вещества |0,5 |0,15 |
|Ртуть металлическая |— |0,0003 |
|Свинец и его соединения |— |0,0003 |
|Углерода оксид |5 |3 |
|Угольная зола ТЭС |0,05 |0,02 |
|Формальдегид |0,35 |0,003 |
|Хлор |0,1 |0,03 |
Перечень веществ, содержание которых в атмосферном воздухе
нормируется, постоянно пополняется. Установлены временные нормативы ПДК
загрязняющих веществ в воздухе для древесной растительности (ПДКЛ)
Таблица 2. Нормативы ПДК л, мг/м3
|Наименование примесей в атмосферном |ПДКлмг |ПДК л с.с. |
|воздухе | | |
|Азота оксид (в пересчете на NO2) |0,04 |0,02 |
|Аммиак |0,1 |0,04 |
|Бензол |0,1 |0,05 |
|Метанол |0,2 |0,1 |
|Пары серной кислоты (H2S04) |0,1 |0,03 |
|Сернистый ангидрид |0,3 |0,02 |
|Сероводород |0,008 |0,008 |
|Твердые частицы (пыль) |0,2 |0,05 |
|Циклогексан |0,2 |0,2 |
|Формальдегид |0,2 |0,003 |
|Фтористые соединения (в пересчете на |0,02 |0,005 |
|фтор) | | |
Если вещество оказывает на окружающую природную среду вредное
воздействие в меньших концентрациях, чем на человека, то при нормировании
ходят из порога действия этого вещества на окружающую природу. Воздействие
веществ, для которых не установлены ПДК, оценивается по ориентировочному
безопасному уровню воздействия загрязняющего атмосферу вещества (ОБУВ).
ОБУВ — временный гигиенический норматив для загрязняющего атмосферу
вещества, устанавливаемый расчетным методом для лей проектирования
промышленных объектов.
Нормативы ПДК для атмосферного воздуха являются едиными для всей
территории Украины. Установленные в других странах ПДК могут отличаться в
большую или меньшую сторону. Например, в США установлена ПДК для SO2 — 0,75
мг/м3, а в Украине — 0,5 мг/м3. Для зон санитарной охраны, курортов, мест
размещения крупных санаториев и домов отдыха, а также зон отдыха городов
ПДК установлена на 20% меньше, чем для жилых районов.
Некоторые вещества при одновременном присутствии в атмосфере воздухе
обладают однонаправленным действием, т.е. эффектом суммации этом случае при
оценке качества атмосферного воздуха должно выполняться следующее условие:
[pic]
где Ср С2, ..., Сп — концентрация каждого из веществ, обладающих
эффектом суммации, мг/м3;
ПДК,, ПДК,, ..., ПДК„ — предельно допустимые концентрации этих
веществ Перечень веществ, обладающих эффектом суммации, постоянно
дополняется и на сегодняшний день насчитывает 51 группу веществ
однонаправленого действия.
Для каждого проектируемого и действующего объекта, являющегося
стационарным источником загрязнения воздушного бассейна, устанавливают
нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в
атмосферный воздух. ПДВ устанавливают из условия, что выбросы вредных
веществ от данного источника в совокупности с другими источниками не
создают приземную концентрацию, превышающую ПДК за пределами санитарно-
защитной зоны:
[pic]
где С — концентрация вещества в приземном слое от расчетного источника при
сохранении норматива ПДВ, Сф - фоновая концентрация этого же вещества.
Если на данном предприятии или группе предприятий, расположенных в
одном районе, значения ПДВ по объективным причинам не могут быть немедленно
достигнуты, устанавливают временно согласованный выброс (ВСВ). Норматив ВСВ
устанавливают на период разработки и реализации воздухо-охранных
мероприятий, обеспечивающих достижение нормативов ПДВ. Срок действия
норматива ПДВ, как правило, не превышает 5 лет. При появлении новых
производств, реконструкции действующих, изменении технологического процесса
или вида используемого сырья и в других аналогичных случаях нормативы ПДВ
подлежат пересмотру.
Для каждого города на основании нормативов ПДВ предприятий и фонового
состава атмосферного воздуха разрабатывают общегородские нормативы ПДВ, в
соответствии с которыми индивидуальные ПДВ предприятий могут быть
пересмотрены в сторону уменьшения.
3.Характеристика загрязняющих атмосферу веществ.
Наиболее распространенными загрязняющими веществами, поступающими в
атмосферный воздух от техногенных источников, являются: оксид углерода СО;
диоксид серы SO2; оксиды азота NOx; углеводорода CmHn; пыль.
Оксид углерода (СО) — самая распространенная и наиболее значительная
примесь атмосферы, называемая в быту угарным газом. Содержание СО в
естественных условиях от 0,01 до 0,2 мг/м3. Основная масса выбросов СО
образуется в процессе сжигания органического топлива, прежде всего в
двигателях внутреннего сгорания. Содержание СО в воздухе крупных городе
колеблется в пределах 1— 250 мг/м3, при среднем значении 20 мг/м3. Наиболее
высокая концентрация СО наблюдается на улицах и площадях городов с
интенсивным движением, особенно у перекрестков. Высокая концентрация СО в
воздухе приводит к физиологическим изменениям в организма человека, а
концентрация более 750 мг/м3 — к смерти. СО — исключительно агрессивный
газ, легко соединяющийся с гемоглобином крови, образует карбоксигемоглобин.
Состояние организма при дыхании воздухом, содержащим угарный газ,
характеризуется данными в табл.
|Содержание |Симптомы |
|карбоксигемоглобина,% | |
|0.4-2 |Ухудшение остроты зрения и способности |
| |оценивать длительность интервала времени |
|2-5 |Нарушение психомоторных функций головного |
| |мозга
|
