Материал: Вредные факторы и их воздействие на окружающую среду и человека

При горении протекают следующие основные реакции.

Углерод до диоксида углерода С+О2®СО2 + тепло

Углерод до оксида углерода 2С+О2®2СО+ тепло

Оксид углерода до диоксида 2СО + О2®2СО2+ тепло

Водород до водяного пара 2Н2+О2®2Н2О+ тепло

Сера до диоксида серы S+О2®SО2+ тепло

Теплота сгорания - количество тепла, выделяющегося при сгорании единицы топлива, зависит от соединения, которое сжигается.

Существует три вида топлива: твердое, жидкое, газообразное.

Основное твердое топливо - уголь. Характеристики угля меняются от месторождения к месторождению. Уголь подразделяется на классы и группы по установленному содержанию углерода и теплоте сгорания, отнесенной к массе без минеральных примесей. К твердым топливам относятся горючие сланцы, антрацитовый штыб, древесина, продукты ее переработки, твердые отходы.

К жидким топливам относят продукты переработки нефти, угольный деготь, сланцевые масла и промышленные отходы различного состава. Жидкие топлива распыляют на мелкие капли для увеличения поверхности, доступной для взаимодействия с кислородом. Эти капели легко испаряются при температуре топки и находятся в газообразном состоянии в процессе горения.

Газообразное топливо легко смешиваются с воздухом, не требует подготовки. Природный газ, в основном метан - преобладающее газообразным топливом, использующееся в настоящее время.

Другие газообразные топлива - нефтяные газы, доменный газ, ацетилен, водород и спутниковые газы, состав которых зависит от типа производства.

На машиностроительных заводах агрегатами, где сжигается топливо являются: промышленные котлы для производства пара, горячей воды, электроэнергии; технологическое оборудование - плавильные и термические печи, печи для сушки и переработки дисперсных материалов.

.2 Загрязнения от подвижных источников выбросов

Состав выбросов при сжигании твердого топлива: пыль (зола), газообразные составляющие. Пыль состоит в основном из сажи (углерода), диоксида кремния, оксида алюминия, оксидов железа, серы и органических загрязнителей. В виде следов присутствуют другие элементы. Газообразные выбросы включают SO2, СО, углеводороды, NOx .

При сжигании жидкого топлива применяют: мазут, сланцевое масло, дизельное топливо.

Выбросы: аэрозоли, SO2 , SO3, CO, углеводороды CH, NO2. В состав золы мазута входит оксид ванадия (V2O5), MgO, соединения свинца.

При сжигании газообразного топлива отходящие газы содержат SO2, СО, углеводороды, NOx, в значительно меньшем количестве, чем при сжигании твердых м жидких топлив, исключая NOх.

Природный газ рассматривается как относительно чистое топливо, но при плохом сжигании, недостатке воздуха и т.д. могут возникнуть большое количество дыма, СО и углеводородов т.к. для обнаружения утечки газа к нему добавляют небольшое количество оксидов серы.

При горении природного газа в основном образуются оксиды азота. Их выход зависит от температуры в камере сгорания и скорости охлаждения продуктов реакции. вредный выброс топливо загрязнение

Факторы, влияющие на выход загрязнения. Условия эксплуатации, которые влияют на процесс горения, влияют на образование загрязняющих веществ. Например, количество избытка воздуха. Если воздух подается в количестве, меньшем оптимального, то топливо сгорает не полностью и увеличивают выход дисперсных загрязнений, так как возрастает количество (процентное) несгоревшего углерода.

Нетрадиционные виды топлива

Сюда относят все горючие материалы (топлива), за исключением угля и нефти: некоторые плохо воспламеняющиеся виды ископаемых топлив (торф, бурый уголь, промышленные и сельскохозяйственные отходы и ряд синтетических топлив (спирты), которые могут быть изготовлены из различных видов традиционного и нетрадиционного вида сырья).

Значение нетрадиционного сырья - возможность в будущем заменять нефть и газ и эффективно избавляться от отходов.

Источники нетрадиционных видов топлива.

Твердые городские отходы - необработанный мусор для массового сжигания или мусор обработанный - после извлечения из него полезных материалов (металлов и стекла).

Отходы коммерческих и медицинских предприятий. Состоят из целлюлозных материалов (бумага, картон), пластики.

Сельхозпродукты и отходы. Лес, отходы обработки древесины, отходы лесного хозяйства, отходы целлюлозно-бумажной промышленности.

Водоросли и отходы морепродуктов. К ним относятся отходы рыбообрабатывающей промышленности.

Водоочистные сооружения. Их отходами являются масла, шламы и твердые отходы.

Горючие промышленные отходы и отходы добывающей промышленности. Это твердые вещества, жидкости, газы вредные и безвредные, отработанные горючесмазочные материалы и растворители.

Естественные минеральные источники углеродистых соединений (торф, бурый уголь, гудрон и т.д.).

Синтетика. Топлива, полученные путем химических превращений различного сырья из указанных выше источников.

. В последние десятилетия в связи с быстрым развитием автотранспорта и авиации существенно увеличилась доля выбросов, поступающих в атмосферу от подвижных источников: грузовых и легковых автомобилей, тракторов, тепловозов и самолетов. В городах на долю автотранспорта приходится (в зависимости от развития промышленности и числа автомобилей) от 30 до 70% общей массы выбросов.

Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят автомобили, работающие на бензине, затем самолеты, автомобили с дизельными двигателями, трактора и другая сельскохозяйственная техника, железнодорожный и водный транспорт.

Основные загрязняющие атмосферу вещества, которые выбрасывают подвижные источники (общее число около 40): оксид углерода - 70% в общей массе, углеводорода - 19%, оксиды азота (NOx) - около 9%.

Неполностью сгоревшие углеводороды (СН) поступают в атмосферу с выхлопными газами - 60%, из картера - 20%, топливного бака - 10% (пары) и карбюратора; твердые примеси (сажа) поступают в основном с выхлопными газами (90%) и из картера. СО и NOх поступают в атмосферу только с выхлопными газами.

Наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывается при разгоне автомобиля, при движении с малой скоростью. Доля СН и СО более высока при торможении и на холостом ходу, доля NOx - при разгоне. Следовательно, автомобили особенно загрязняют воздушную среду при частых остановках и при движении с малой скоростью.

Большое влияние на количество и качество выбросов оказывает режимы работы двигателя, в частности соотношение между массами топлива и воздуха, количество топлива. При увеличении относительной массы воздуха и топлива, поступающих в камеру сгорания, сокращаются выбросы СО, но возрастает выброс NOx. Примерный состав отработанных газов автомобилей приведен в таблице 2.1.

Таблиц 2.1 - Состав отработанных газов автомобилей

Анализ данных приведен в таблице показывает, что наибольшей токсичностью обладает выхлоп карбюраторных ДВС за счет выброса СО, NOx, СН. Дизельные ДВС выбрасывают в больших количествах сажу которая в чистом виде нетоксична. Однако частицы сажи, обладают высокой адсорбционной способностью, несут на своей поверхности частицы токсичных веществ, в том числе и канцерогенных. Сажа может длительное время находится во взвешенном состоянии в воздухе, увеличивая время воздействия токсических веществ на человека.

Бенз(а)пирен - С20Н12 - полициклический углеводород, образованный в дымовых газах при недостатке количества кислорода, подаваемого в зону горения при t=973-1073 К.

Литература

1. Акимова Т.В. Экология. Человек-Экономика-Биота-Среда: Учебник для студентов вузов/ Т.А.Акимова, В.В.Хаскин; 2-е изд., перераб. и дополн.- М.:ЮНИТИ, 2009.- 556 с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для студентов вузов.

. Бродский А.К. Общая экология: Учебник для студентов вузов. М.: Изд. Центр «Академия», 2006. - 256 с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для бакалавров, магистров и студентов вузов.

. Воронков Н.А. Экология: общая, социальная, прикладная. Учебник для студентов вузов. М.: Агар, 2006. - 424 с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для студентов вузов.

. Коробкин В.И. Экология: Учебник для студентов вузов/ В.И. Коробкин, Л.В.Передельский. -6-е изд., доп. И перераб.- Ростон н/Д: Феникс, 2007.- 575с. Лауреат Всеросс. конкурса по созд. новых учебников по общим естественнонауч. дисципл. для студ. вузов. Рекомендовано Минобр. РФ в качестве учебника для студентов вузов.

. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П. Экорлогия. 2-е изд.Учебник для вузов. М.: Дрофа, 2008. - 624 с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для студентов технич. вузов.

. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология: Уч. пособие для стут. химико-технол. и техн. сп. вузов./ Под ред. В.А.Соловьева, Ю.А.Кротова.- 4-е изд., испр. - СПб.: Химия, 2007. -238с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для студентов вузов.

. Одум Ю. Экология т.т. 1,2. Мир,2006.

. Чернова Н.М. Общая экология: Учебник для студентов педагогических вузов/ Н.М.Чернова, А.М.Былова. - М.: Дрофа, 2008.-416 с. Допущено Минобр. РФ в качестве учебника для студентов высших педагогических учебных заведений.

. Экология: Учебник для студентов высш. и сред. учеб. заведений, обуч. по техн. спец. и направлениям/Л.И.Цветкова, М.И.Алексеев, Ф.В.Карамзинов и др.; под общ. ред. Л.И.Цветковой. М.: АСБВ; СПб.: Химиздат, 2007.- 550 с.

. Экология. Под ред. проф.В.В.Денисова. Ростов-н/Д.: ИКЦ «МарТ», 2006. - 768 с.