ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Химические загрязнения атмосферы из "Атмосферная коррозия металлов и методы их защиты " Разрушение материалов в атмосфере происходит в результате физико-химических процессов, развивающихся-на границе твердая фаза — газовая среда. При этом, нередко фронт реакции продвигается в глубь твердого-тела, что приводит к изменению объемных boh tbi материалов. Коррозия металлов, старение полимеров органических покрытий, деструкция неорганических материалов обусловлены наличием в атмосфере химических веществ с высокой термодинамической активностью. Взаимодействие этих веществ с материалами сопровождается уменьшением свободной энергии системы и протекает самопроизвольно. [c.7] Сложившийся в результате длительной эволюцик-Земли средний состав атмосферы по основным природным компонентам заметно изменяется только в течение отдельных геологических периодов. Химический состав атмосферного воздуха в нижней тропосфере приведе в табл. 1. [c.7] Не менее реакционноспособной составляющей атмосферы является водяной пар, концентрация которого быстро уменьшается с высотой вплоть до тропопаузы (граничного слоя между тропосферой и стратосферой), у поверхности земли (от 3% во влажных тропических районах до 2. 10- % в Антарктиде). [c.8] К загрязнениям антропогенного происхождения относятся вещества, которые попадают в атмосферу в результате химических или биологических процессов, используемых в производственной деятельности человека. Ниже перечислены основные пути образования загрязняющих частиц над поверхностью земли в глобальном масштабе [1, с. 260]. [c.9] Из приведенных выше ориентировочных данных следует, что оля антропогенных загрязнений составляет ( 5—45% от обще эмиссий аэрозолей в атмосферу. [c.9] П р о д у if т ы с г о р а и и я топлива. Основным носителем тепловой энергии, используемым в промышленности и для обогрева жилищ, является ископаемое топливо (уголь, нефть, природный газ, горючие сланцы). Содержание серы в угле и нефти составляет от долей до 5%. Природный газ обычно очищают от имеющегося в нем, иногда в больших количествах, сероводорода. [c.9] Сжигание топлива в стационарнык условиях (в топках ТЭЦ и других энергетических установок) сопровождается полным окислением компонентов углеводородного топлива, и основными загрязнениями, инжектируемыми в воздух, являются оксиды серы, азота и частицы дыма. [c.10] Другим источником загрязнения воздуха, особенно в городах, является автомобильный транспорт. На его долю приходится 92% выбросов СО, 63 7о углеводородов и 46% оксидов азота. Для обеспечения полного сгорания бензина в двигателях с искровым зажиганием необходимо стехиометрическое соотношение топлива и воздуха, равное 1 15 (в массовых долях) максимальная же мощность двигателя достигается только при избытке топлива. В этом случае при недостатке воздуха происходит неполное сгорание топлива, что приводит к образованию большого количества оксида углерода. В нормальном режиме работы двигателя наблюдается максимальный выброс оксида азота. Соотношение концентраций различных компонентов в выхлопных газах бензинового двигателя приведено на рис. 1 [1, с. 197]. [c.10] Предприятия черной металлургии (выплавка чугуна, стали) являются источниками поступления в атмосферу -большого количества пыли, содернощей нередко коррозионноактивные химические компоненты. При коксохимическом производстве как и при загрузке кокса в домны, в процессе металлургического цикла выделяется в воздух большое количество газообразньих веществ (сульфиды, меркаптаны и др.). [c.11] Высокие концентрации оксидов серы наблюдаются в районах расположения нефтеперерабатывающих предприятий. Сжигание низкосортного топлива (сернистой нефти и продуктов дистилляции) в печах и бойлерах иефтеперерабатывающих заводов сопровождается постоянным выбросом в атмосферу различных загрязнений. [c.11] Не представляется возможным точно оценить количественный и качественный состав выбросов в атмосферу предприятий химической промышленности. Так, заводы сернокислотного производства являются источниками загрязнения атмосферы оксидами серы производству неорганических удобрений (фосфорных, азотных) свойственно выделение фторидов и оксидов азота. Промышленность строительных материалов, целлюлозно-бумажные комбинаты, производство пластмасс и лакокрасочных материалов загрязняют атмосферу не только соединениями серы, азота, фтора, хлора, но и разнообразными углеводородами и элементоорганическими веществами. [c.11] В последние годы наблюдается повышение уровня загрязнений атмосферы соединениями органического происхождения [2]. Помимо углеводородов (метана, ацетилена, летучих углеводородов С2—С20), отмечается повышение содержания в воздухе кислород-, азот-, и серусодержащих соединений (спирты, альдегиды и кислоты, сульфиды , меркаптаны) и особенно хлор- и хлорфторпроизводных (фреоны). Все эти соединения поступают в атмосферу преимущественно из антропогенных источников (автомобильный транспорт, сгорание топлива, химическая промышленность). [c.11] Следует заметить, что основная масса загрязнений поступает из источников, расположенных в городах или промышленных районах, занимающих ограниченную территорию. Поэтому уровень загрязнений атмосферы больших городов несопоставимо выше, чем сельской местности. Нередко через химический состав атмосферы проявляется антропогенное воздействие на формирование климата города [3]. [c.12] Принимая во внимание данные табл. 2, можно считать, что доля сернистых соединений, инжектируемых ныне в воздухе антропогенными источниками, составляет не менее 50% от глобального содержания сульфатов в атмосфере. [c.13] Реакцию окисления SO2 могут катализировать различные примеси— (NO)j , органические вещества, однако в любом случае конечным продуктом является 50з который при взаимодействии с атмосферной влагой превращается в серную кислоту (H2SO4). [c.13] Обнаружено, что отношение [S0j ]/[S02] в атмосфере зависит от интенсивности солнечной радиации в области спектра от 290 до 500 нм (рис. 2). [c.13] Величина k зависит от интенсивности и спектрального состава солнечной радиации, влажности воздуха, природы и концентрации загрязняющих примесей. [c.13] Скорость окисления SO2 за один час составляет 0,1—10% от первоначального уровня загрязнения воздуха сернистым газом. [c.13] Окисление в жидкой фазе катализируется другими примесями (NH3, (N0), ионами тяжелых металлов). Эти превращения заканчиваются при достижении определенной концентрации водородных ионов (pH) и способствуют возникновению частиц тумана и капель с кислой реакцией (образование смога и выпадение кислотных дождей). [c.14] Вернуться к основной статье