Основные загрязняющие вещества

Человек загрязняет атмосферу уже тысячелетиями, однако последствия употребления огня, которым он пользовался весь этот период, были незначительны. Приходилось мириться с тем, что дым мешал дыханию и что сажа ложилась черным покровом на потолке и стенах жилища. Получаемое тепло бы­ло для человека важнее, чем чистый воздух и незакопченные стены пещеры. Это начальное загрязнение воздуха не пред­ставляло проблемы, ибо люди обитали тогда

Так было вплоть до начала девятнадцатого века. Лишь за последние сто лет развитие развитие промышленности "одари­ло" нас такими производственными процессами, последствия которых вначале человек еще не мог себе представить. Воз­никли города-миллионеры, рост которых остановить нельзя. Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.

Существуют три основных источника загрязнения атмосфе­ры: промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каж­дого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное произ­водство.

Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; ме­таллургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соедине­ния ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вред­ные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Ат­мосферные загрязнители разделяют на первичные, поступаю­щие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних. Так, поступающий в ат­мосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, кото­рый взаимодействует с парами воды и образует капельки сер­ной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с ам­миаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и ком­понентами атмосферы, образуются другие вторичные призна­ки. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и хими­ческие предприятия, котельные установки, потребляющие более 70% ежегодно добываемого твердого и жидкого топлива. Ос­новными вредными примесями пирогенного происхождения являются следующие:

- оксиды углерода С0 и СО2. СО получается при неполном сго­рании углеродистых веществ. В воздух он попадает в результа­те сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбро­сами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 1250 млн.т Диоксид углерода явля­ется соединением, активно реагирующим с составными частя­ми атмосферы и способствует повышению температуры на пла­нете, и созданию парникового эффекта (парниковый эффект и его воздействие будет рассмотрен ниже). Оксидов углерода больше всего дает черная и цветная металлургия, угольная про­мышленность;

- сернистый ангидрид SО₂. Выделяется в процессе сгорания серусодержащего топлива или переработки сернистых руд (до 1 70 млн.т. в год). Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков в горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65 процентов от общемирового выброса. Наибольшее количество SO₂ поступает в окружающую среду от работы энергетических установок (50%), предприятий черной и цветной металлургии;

- серный ангидрид SO3. Образуется при окислении серни­стого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыха­тельных путей человека. Выпадение аэрозоля серной ки­слоты из дымовых факелов химических предприятий отме­чается при низкой облачности и высокой влажности возду­ха. Листовые пластинки растений, произрастающих на рас­стоянии менее 11 км. от таких предприятий, обычно бы­вают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, обра­зовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной ме­таллургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосфе­ру десятки миллионов тонн серного ангидрида;

- сероводород H2S и сероуглерод CS2. Поступают в атмосфе­ру раздельно или вместе в другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара, коксохимиче­ские, нефтеперерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида;

- оксиды азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту и нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество оксидов азота,

поступающих в атмосферу, составляет 20 млн.т. в год. Больше всего оксидов азота поступает в атмосферу от теп­лоэлектростанций (ТЭС), предприятий черной металлургии;

- соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений. Фторосодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных со­единений - фтороводорода или пыли фторида натрия и кальция. Соединения характеризуются токсическим эффек­том. Производные фтора являются сильными инсектици­дами;

- соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлоросодер-жащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Ток­сичность хлора определяется видом соединений и их кон­центрацией. В металлургической промышленности при вы­плавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядови­тых газов. Так, в расчете на 11 т передельного чугуна выде­ляется кроме 1 2,7 кг сернистого газа и 1 4,5 кг пылевых частиц, определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смолистых веществ и цианистого водорода.