Забруднення атмосферного повітря

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Атмосфера надійно оберігає людство від численних небезпек, що загрожують йому з космосу. Без атмосфери життя на планеті була б неможливе. За останні роки забруднення атмосфери набуло загрозливий характер і, якщо людина не знайде виходу зі сформованої ситуації, то наслідки будуть катастрофічними.

Забруднення атмосферного повітря - це будь-яка зміна складу і властивостей повітря, що негативно впливає на здоров'я людей і тварин, стан рослинного покриву та екосистем.

Атмосфера завжди містить певну кількість домішок, котрі зумовлюються природними та антропогенними джерелами. Найбільш поширеними токсичними речовинами, котрі забруднюють атмосферу, є: оксид вуглецю СО, діоксид сірки в SO2, оксид азоту NO, вуглеводні СnНm та пил. Основні джерела викиду цих забруднюючих речовин : траспорт та різні промислові підприємства.

Дуже небезпечним для атмосфери є забруднення сполуками сульфуру - ось це і розглянемо у наступних розділах. Тобто метою даного курсового проекту є: детельно розглянути забруднення атмосферного повітря сполуками сульфуру та розлянути екологічні проблеми пов'язані з цим.

Завдання проекту: дати загальну характеристику сульфуру та його сполук; охарактеризувати забруднення атмосфери сполуками сульфуру; розглянути природні і антропогенні джерела емісії сульфуру в атмосферу , навести заходи для зменшення негативного впливу сполук сульфуру; розглянути способи очищення газоповітряного потоку від сполук сульфуру та провести розрахунки за даними свого варіанту.

Дана тема є дуже актуальною сьогодні, адже стан атмосферного повітря бажає кращого і з кожним роком все погіршується, а забруднення сполуками сульфуру є одне з найнебезпечніших і тому викиди цих речовин потрібно старатися зменшити, щоб запобігти глобальним проблемам.

Для виконання цього курсового проекту, в основному, будуть використані допоміжні джерела: Чурбанов М.Ф., Скрипачев И. В «Глобальный биогеохимический цикл серы и влияние на него деятельности человека», Бродський О.В. «Общая Экология», «Справочник сернокислотчика», под ред. К. М. Малина, Сборник методик по определению концентраций загрязняющих веществ в промышленных выбросах. Часть 1, Халікова І. В. Кислотні дощі та їх вплив на довкілля та інші.

антропогенний забруднення сульфур

Розділ 1. Забруднення атмосферного повітря: характеристика джерел природного і антропогенного походження

1.1 Загальна характеристика газової оболонки Землі

Атмосфера -- це газова оболонка Землі, яка обертається разом з нею. Саме тут проходить озоновий захист життя Землі від жорсткого для всього живого випромінювання Сонця. Енергія радіації, що абсорбується, перетворюється у теплову енергію газових молекул. Сонячна радіація, яка проходить до земної поверхні, має зовсім безпечні границі, а всі ультрафіолетові промені з меншою довжиною хвилі в'язнуть у цьому невидимому, легкому, але непроникному шарі повітряного океану.

З віддаленням від Землі змінюється не тільки густина повітря, а й його склад. Склад повітря залишається порівняно постійним на висотах до 100 км. До складу атмосфери входять азот -- 78,08%, кисень -- 20,95% і аргон -- 0,93%. На частку вуглекислого газу, неону, гелію і всіх інших газів, які присутні у повітрі в мікрокількості, припадає лише трохи більше 0,04%[1],

У придонних шарах атмосфери, особливо в містах, склад повітря змінюється. Важливою змінною складової атмосфери е вуглекислий газ. Ще 100 років тому вміст вуглекислого газу в повітрі був 0,0298%, а тепер -- 0,0318%, а в містах ще вищий. Цікаво, що акселерацію -- прискорений і посилений ріст дітей, особливо в містах, -- деякі вчені пояснюють підвищеним вмістом вуглекислого газу в повітрі. Навіть незначне збільшення вмісту вуглекислого газу в повітрі значно посилює дихальний процес, починається швидкий ріст грудної клітини і відповідно всього організму[6].

Приблизно до висоти 400--600 км зберігається переважно киснево-азотний склад атмосфери. Істотна зміна складу повітря спостерігається лише з висоти близько 600 км. Тут починає переважати гелій. «Гелієва корона Землі», як назвав гелієвий пояс В.І.Вернадський, простягається приблизно до висоти 1600 км від поверхні Землі, а далі вище 2--3 тис. км переважає водень. Так поступово газова оболонка Землі перетворюється у міжзоряний газ, який складається на 76% (за масою) з водню і на 23% з гелію.

* Атмосферне повітря -- один з найважливіших природних ресурсів, без якого життя на Землі було б абсолютно неможливим. Атмосферний кисень О2, необхідний для дихання людей, тварин, переважної більшості рослин і мікроорганізмів. Організму людини і тварин необхідний постійний приток кисню. Основне джерело утворення кисню -- це фотосинтез зелених рослин. Підраховано, що рослини за рік виділяють в атмосферу близько 70 млрд. т кисню. Близько 80% всього кисню в атмосферу постачає морський фітопланктон, 20% виробляє наземна рослинність.

* Вуглекислий газ -- обов'язковий компонент фотосинтезу рослин.

Він надходить в атмосферу внаслідок виверження вулканів, розпаду органічних речовин, дихання живих організмів, виділення з поверхні теплих океанів, а витрачається атмосферою на фотосинтез рослин, розчинення в холодній воді океанів, перетворення силікатів вивітрюваних гірських порід у карбонати. Рослини за рік поглинають близько 100млрд т оксиду вуглецю, тобто близько 6% усього наявного вмісту його в атмосфері. Важливим фактором стабілізації вмісту оксиду вуглецю є світовий океан, у водах якого розчинено принаймні в сто разів більше оксиду вуглецю, ніж його є у всій атмосфері.

З основних компонентів атмосфери найбільше змінюється вміст у повітрі водяної пари. Вміст водяної пари в атмосфері визначається співвідношенням процесів випарювання, конденсації і горизонтального перенесення.

* Водяна пара -- це джерело утворення хмар, туманів, опадів. Наявні в атмосфері водяна пара і діоксид вуглецю захищають земну поверхню від надмірного охолодження, створюючи так званий парниковий ефект: якби не було атмосфери, то середня температура поверхні земної кулі була б не+15, а -- 23 °С.

Атмосфера регулює теплообмін Землі з космічним простором, впливає на її радіаційний та водяний баланс. Одним з найважливіших факторів, що визначають стан атмосфери, є її взаємодія з океаном, процеси газообміну і теплообміну між ними суттєво впливають на клімат Землі [1].

1.2 Штучні та природні джерела забруднення атмосфери

Атмосферне повітря забруднюється різними газами, дрібними часточками і рідкими речовинами, які негативно впливають на живі істоти, погіршуючи умови їх існування. Джерела його забруднення можуть бути природними і штучними (антропогенними):

Природне забруднення атмосфери. У нормі природні джерела забруднення не спричинюють істотних змін повітря. Інтенсивне поширення певного природного джерела забруднення на певній території (викиди попелу і газів вулканами, лісові і степові пожежі) можуть стати серйозною причиною забруднення атмосфери. Так, під час виверження вулкана Кракатау у 1883 р. маса попелу та пилу становила 150 млрд. т, і вони поширилися майже по всій земній кулі. Внаслідок виверження вулкана на Алясці в 1912 р. в атмосферу надійшло понад 20 млрд. т пилу, який тривалий час утримувався в повітрі.

Такі катастрофічні явища зумовлюють іноді утворення світлонепроникного екрана навколо Землі, а також зміну її теплового балансу. Проте природні забруднення атмосфери здебільшого не завдають великої шкоди людині, бо відбуваються за певними біологічними законами і регулюються кругообігом речовин, виявляються періодично[2].

Штучне (антропогенне) забруднення атмосфери. відбувається внаслідок зміни її складу та властивостей під впливом діяльності людини. За будовою та характером впливу на атмосферу штучні джерела забруднення умовно поділяють на технічні (пил цементних заводів, дим і сажа від згоряння вугілля) та хімічні (пило - або газоподібні речовини, які можуть вступати в хімічні реакції).

1.3 Джерела забруднення атмосфери

За агрегатним станом усі забруднювальні речовини поділяють на тверді, рідкі та газоподібні. Саме газоподібні забрудники становлять 90 % загальної маси речовин, що надходять в атмосферу.

Забруднення атмосфери неоднакове по регіонах. В індустріально розвинених районах воно може бути в тисячу разів більшим за середньопланетарні значення. У світі щороку спалюють понад 10 млрд. т органічного палива, переробляють близько 2 млрд. рудних і нерудних матеріалів. Лише при спалюванні вугілля и атмосферу щороку потрапляє близько 120 млн. т попелу, а разом з іншими видами пилу -- до 300 мли т. За приблизними підрахунками, в атмосферу за останні 100 років надійшло 1,5 млн. т Арсену, 1 мли т нікелю, 900 тис. т чадного газу, 600 тис. т цинку, стільки ж міді.

Серйозної шкоди навколишньому середовищу завдає хімічна промисловість. Особливо небезпечними є сірчисті сполуки, оксиди азоту, хлор та ін. Майже всі забруднювальні речовини можуть вступати між собою в реакції, утворюючи високотоксичні сполуки. У поєднанні з туманом це явище дістало назву фотохімічного смогу.

Значним джерелом забруднення довкілля є підприємства чорної металургії. Вони викидають в атмосферу багато пилу, кіптяви, сажі, важких металів (свинець, кадмій, ртуть, мідь, нікель, цинк, хром). Ці речовини практично стали постійними компонентами повітря промислових центрів. Особливо гостро стоїть проблема забруднення повітря свинцем[3].

Повітря забруднюють практично всі види сучасного транспорту, кількість якого постійно збільшується у всьому світі. Майже всі складові вихлопних газів автомобілів шкідливі для людського організму, а оксиди азоту до того ж беруть активну участь у створенні фотохімічного смогу. Одна вантажівка або один легковик викидає в повітря відповідно 6 м4 З м3 чадного газу СО. Забруднюється повітря і пилом гуми з покришок автомобілів і літаків (один автомобіль утворює близько 10 кг гумового пилу).

Найбільшу загрозу для людства становить забруднення атмосфери радіоактивними речовинами. Ця проблема вперше виникла в 1945 р. після вибуху двох атомних бомб, скинутих з американських літаків на японські міста Хіросиму й Нагасакі. Природна радіоактивність існує незалежно від діяльності людини. Живі істоти певною мірою пристосувалися до неї, хоч шкідливість її для них є очевидною.

Атмосфера має здатність до самоочищення. Концентрація забруднювальних речовин через розпорошення їх у повітрі, осідання твердих часточок під впливом сили гравітації, випадання різних домішок з опадами (дощ інтенсивністю 1 мм/год за 45 хв. вимиває з повітря 28 % часточок пилу діаметром 10 мкм). Проте від величезної кількості забруднювальних речовин, що надходять в атмосферу сьогодні, вона не встигає самоочищуватись. Так, при спалюванні за рік 2,1 млрд. т кам'яного вугілля і 0,8 млрд. т бурого в навколишнє середовище потрапляє 225 тис. т Арсену, 225 тис. т германію, 153 тис. т кобальту і, крім того, мільйони тони пилу з металургійних заводів, майже 1/5 частина світового виробництва цементу.

За приблизними підрахунками, маса забруднювальних речовин в атмосфері становить 9-10 мли т. Порівняно з масою земної атмосфери це мізерна величина, однак на висоті 50-- 100 м від Землі, де саме концентруються забруднювальні речовини, частка їх є істотною відносно кількості чистого повітря[5].

Головними екологічними глобальними наслідками забруднення атмосфери є:

· парниковий ефект;

· озонова дірка;

· кислотні опади;

· смог.

Вплив транспорту на атмосферне повітря. В промислово розвитих країнах основним джерелом забруднення атмосфери є автотранспорт, парк якого безупинно росте. Якщо в 1900 р. на планеті нараховувалося біля 6 тис. автомобілів, то до 2000 р. чисельність світового парку автомашин досягла 500 млн. одиниць. Частка автотранспорту в забрудненні атмосфери продуктами згоряння показана в табл.1.1.

Таблиця 1.1 Обсяги викидів продуктів згоряння, млн. т. рік

Продукти згоряння	Джерела продуктів згоряння продуктів згоряння
	автомобілі	електростанції, промисловість і т.д.
Оксид вуглецю	59,7	5,2
Вуглеводні, інші органічні речовини	10,9	6,4
Оксиди азоту	5,5	6,5
Сполуки , що містять сірку	1,0	22,4
Макрочастинки	1,0	9,8

Викиди автомобільного транспорту істотно залежать від режиму роботи двигуна і якості використовуваного палива. До токсичних відносять такі компоненти вихлопних газів: оксид вуглецю, оксиди азоту, вуглеводні. Крім того, деякі види палива містять сірку; що обумовлює вміст у вихлопних газах діоксиду сульфуру[7].

Розділ 2. Екологічні проблеми забруднення атмосфери сполуками сульфуру

2.1 Загальна характеристика сульфуру та його сполук

Електронегативність сульфуру дорівнює 2,60, для неї характерні неметалічні властивості. У водневих і кисневих з'єднаннях знаходиться у складі різних аніонів, утворює, кисневовмісні кислоти та їх солі, бінарні сполуки.

З найдавніших часів сірку використовували для релігійно-містичних цілей, її запалювали при різних церемоніях і ритуалах. Але так само давно елемент № 16 придбав і цілком мирські призначення: сірої чорнили зброю, її вживали при виготовленні косметичних та лікарських мазей, її палили для відбілювання тканин та для боротьби з комахами. Видобуток сульфуру значно збільшився після того, як був винайдений чорний порох. Адже сульфур (разом з вугіллям і селітрою)неодмінний його компонент.

І зараз порохове виробництво споживає частина видобутого сульфуру, щоправда, досить незначну. У наш час сульфур - один з найважливіших видів сировини для багатьох хімічних виробництв

Походження сульфуру. Великі скупчення самородного сульфуру зустрічаються не так вже часто. Найчастіше він присутній в деяких рудах. Руда самородного сульфуру - це порода з вкрапленнями чистого сульфуру.

Зараз відомо, що елемент № 16 складається з суміші чотирьох стійких ізотопів з масовими числами 32, 33, 34 і 36. Це типовий неметал.

Лимонно-жовті кристали чистого сульфуру напівпрозорі. Форма кристалів не завжди однакова. Найчастіше зустрічається ромбічний сульфур (найбільш стійка модифікація) - кристали мають вигляд октаедрів зі зрізаними кутами. У цю модифікацію при кімнатній (або близькою до кімнатної) температурі перетворюються всі інші модифікації. Відомо, наприклад, що при кристалізації з розплаву (температура плавлення сульфуру 119,5 ° С) спочатку виходять голчасті кристали (моноклінна форма). Але ця модифікація нестійка, і при температурі нижче 95,6 ° С вона переходить в ромбічну. Подібний процес відбувається і з іншими модифікаціями сульфуру[3].

Коротко про з'єднаннях сульфуру. За поширеністю елемент, № 16 займає-15-е місце. Вміст сульфуру в земній корі становить 0,05% за вагою. Це немало.

До того ж сульфур хімічно активний і вступає в реакції з більшістю елементів. Тому в природі сульфур зустрічається не тільки у вільному стані, а й у вигляді різноманітних неорганічних сполук. Особливо поширені сульфати, (головним чином лужних і лужноземельних, металів) і сульфіди (заліза, міді, цинку, свинцю). Сульфур є і у вугіллі, сланцях, нафти, природних газах, в організмах тварин і рослин.

При взаємодії сульфуру з металами, як правило, виділяється досить багато тепла. У реакціях з киснем сульфур дає кілька оксидів, з них найважливіші SО2 і SО3 - ангідриди сірчистої Н2SО3 і сірчаної Н2SО4 кислот. З'єднання сульфуру з воднем - сірководень Н2Sє

Земна кора в місцях, розташованих поблизу родовищ сульфуру, часто містить досить значні кількості сірководню. У водному розчині цей газ володіє кислотними властивостями. Зберігати його розчини на повітрі не можна, він окислюється з виділенням сульфуру:

2H2S + О2 = 2Н2О + 2S.

Сірководень -- сильнодіюча нервово-токсична отрута. Поріг відчуття запаху у людини відповідає його концентрації у повітрі (1--3) х 10"6 мг/л.

Сірководень має неприємний запах, паралізує функцію органів дихання. При вдиханні Н2S з концентрацією 1 мг/л настає миттєве отруєння: судоми, втрата свідомості, зупинка дихання і смерть. Індикатором підвищення концентрації сірководню є органи зору: відчуття печіння, почервоніння та набряку очей, сльозотеча тощо.

Основними джерелами викидів сірководню в атмосферу є промислові підприємства з виробництва віскозного волокна, целюлози, деревоволокнистих плит. Сюди належать також підприємства хімічної, нафтохімічної, харчової, металургійної промисловостей.

Для чого потрібний сульфур. Серед речей, що оточують нас, мало таких, для виготовлення яких не потрібні були б сульфур та його сполуки. Папір і гума, ебоніт і сірники, тканини і ліки, косметика і пластмаси, вибухівка і фарба, добрива та отрутохімікати - ось далеко не повний перелік речей і речовин, для виробництва яких потрібен елемент № 16. Для того щоб виготовити, наприклад, автомобіль, потрібно витратити близько 14 кг сульфуру. Можна без перебільшення сказати, що промисловий потенціал країни досить точно визначається споживанням сульфуру.

Значну частину світового видобутку сульфуру поглинає паперова промисловість, (сполуки сульфуру допомагають виділити целюлозу). Для того щоб зробити одну тонну целюлози, потрібно затратити понад 100 кг сульфуру. Багато елементарного сульфуру споживає і гумова промисловість - для вулканізації каучуків.

У сільському господарстві сульфур застосовується як в елементарному вигляді, так і в різних сполуках. Він входить до складу мінеральних добрив і препаратів для боротьби з шкідниками. Поряд з фосфором, калієм та іншими елементами сульфур необхідний рослинам. Втім, більша частина вноситься в грунт сульфуру не засвоюється ними, але допомагає засвоювати фосфор. Сірку вводять у грунт разом з фосфоритного борошном. Наявні в грунті бактерії окислюють її, що утворюються сірчана і сірчиста кислоти, реагують з фосфоритами, і в результаті виходять фосфорні сполуки, добре засвоювані рослинами.

Однак основний споживач сульфуру - хімічна промисловість. Приблизно половина видобутої у світі сульфуру йде на виробництво сірчаної кислоти. Щоб отримати одну тонну H2SО4, потрібно спалити близько 300 кг сульфуру. А роль сірчаної кислоти: у хімічній промисловості порівняти з роллю хліба в нашому харчуванні[3].

Значна кількість сульфуру (і сірчаної кислоти) витрачається при виробництві вибухових речовин і сірників. Чистий - звільнена від домішок сульфур потрібна для виробництва барвників і світних складів.

Сполуки сульфуру знаходять застосування в нафтохімічній промисловості. Зокрема, вони необхідні при виробництві антидетонаторів, мастильних речовин для апаратури надвисоких тисків; в охолоджуючих маслах, що прискорюють обробку металу, міститься іноді до 18% сульфуру.

Наше століття вважається століттям «екзотичних» матеріалів - трансуранових елементів, титану, напівпровідників, і так далі. Але зовні невибагливий, давно відомий елемент № 16 продовжує залишатися абсолютно необхідним. Підраховано, що у виробництві 88 з 150 найважливіших хімічних продуктів використовують або саму сірку, або її сполуки.

Оксиди сульфуру

I. Оксид сульфуру IV - SO2 (сірчистий ангідрид; сірчистий газ).

Фізичні властивості. Безбарвний газ з різким запахом; добре розчинний у воді; t ° пл. = -75,5 ° C; t ° кип. = -10 ° С. Знебарвлює багато барвники, вбиває мікроорганізми.

Хімічні властивості. Сірчистий ангідрид - кислотний оксид. При розчиненні у воді утворюється слабка і нестійка сірчиста кислота H2SO3 (існує лише у водному розчині).

Отримання.

* При спалюванні сульфуру в кисні:

S + O2 = SO2

* Окисленням сульфідів:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

* Обробкою солей сірчистої кислоти мінеральними кислотами:

Na2SO3 + 2HCl = 2NaCl + SO2-+ H2O

* При окисленні металів концентрованої сірчаної кислотою:

Cu + 2H2SO4 (конц) = CuSO4 + SO2 + 2H2O

Сірчистий ангідрид. Виділяється в процесі згоряння сірковмісного палива або переробки сірчистих руд (до 70 млн. т. на рік). Частина сполук сульфуру виділяється при горінні органічних залишків у гірничорудних відвалах. Тільки в США загальну кількість викинутого в атмосферу сірчистого ангідриду склало 85 відсотків від загальносвітового викиду.

II. Оксид сульфуру VI - SO3 (сірчаний ангідрид).

Фізичні властивості. Безбарвна летка рідина, t ° пл. = 17 ° C; t ° кип. = 66 ° С; на повітрі "димить", сильно поглинає вологу (зберігають в запаяних судинах). Твердий сірчаний ангідрид існує в трьох модифікаціях. Він добре розчиняється в 100% сірчаної кислоті, цей розчин називається олеумом.

Хімічні властивості. Сірчаний ангідрид - сильний окислювач. При розчиненні у воді дає сильну двухосновну сірчану кислоту.

Отримання.

Оксид сульфуру VI отримують окисленням SO2 киснем лише у присутності каталізатора:

2SO2 + O2 - 2SO3 + Q

Необхідність використання каталізатора у цій оборотній реакції обумовлена тим, що хороший вихід SO3 можна отримати тільки при зниженні температури, однак при низьких температурах дуже сильно падає швидкість протікання реакції.

Сірчаний ангідрид. Утворюється при окисленні сірчистого ангідриду. Кінцевим продуктом реакції є аерозоль або розчин сірчаної кислоти в дощовій воді, що підкисляє грунт, загострює захворювання дихальних шляхів людини. Випадання аерозолю сірчаної кислоти з димових факелів хімічних підприємств відзначається при низької хмарності й високої вологості повітря. Підприємства кольорової і чорної металургії, а також ТЕС щорічно викидають в атмосферу десятки мільйонів тонн сірчаного ангідриду[11].

2.2 Забруднення атмосфери сполуками сульфуру

Вчені й інженери прийшли до висновку: головний шлях попередження забруднення атмосфери повинен полягати в поступовому скороченні шкідливих викидів, ліквідації їх джерел. Тому необхідна заборона на використання високо сірчистого вугілля, нафти і палива.

Необхідно відзначити, що у видаленні від джерел забруднення його хімічний склад досить стабільний. Проте в результаті господарської діяльності людини з'явилися осередки вираженого забруднення повітряного басейну в тих районах, де розміщені великі промислові центри. Тут в атмосфері відзначають наявність різних твердих і газоподібних речовин, що мають несприятливий вплив на умови життя і здоров'я населення [9].

До теперішнього часу накопичилося багато наукових даних про те, що забрудненість атмосфери, особливо у великих містах, досягло небезпечних для здоров'я людей розмірів. Відомо чимало випадків захворювань і навіть смерті жителів міст індустріальних центрів в результаті викидів сірчаного ангідриду промисловими підприємствами за певних метеорологічних умовах. Особливо згубно діє на людину забруднення атмосфери в тих випадках, коли метеорологічні умови сприяють застою повітря над містом.

Забруднене повітря подразнює здебільшого дихальні шляхи, викликаючи бронхіт, емфізему, астму. До подразників, що викликають ці хвороби, відносяться SO2 і SO3, азотисті пари, HCl, HNO3, H2SO4, H2S, фосфор і його сполуки.

Ознаки отруєння сірчистим ангідридом помічають по характерному присмаку і запаху. У концентрації 6-20 см3 / м він викликає подразнення слизових оболонок носа, горла, очей, подразнюються зволожені ділянки шкіри. [12].

ГДК - це такі концентрації, які на людину і її нащадків прямого або непрямого впливу, не погіршують їх працездатності, самопочуття, а також санітарно-побутових умов життя людей. Узагальнення всієї інформації з ГДК, одержуваної усіма відомствами, здійснюється в ГГО - Головною Геофізичною Обсерваторією. Щоб за результатами спостережень визначити значення повітря, виміряні значення концентрацій порівнюють з максимально разової гранично допустимою концентрацією і визначають число випадків, коли були перевищені ГДК, а також у скільки разів найбільше значення було вище ГДК. Стан забруднення повітря декількома речовинами, спостережувані в атмосфері міста, оцінюється за допомогою комплексного показника - індексу забруднення атмосфери (ІЗА). Для цього нормовані на відповідні значення ГДК і середні концентрації різних речовин за допомогою нескладних розрахунків приводять до величини концентрацій забруднюючих речовин, а потім підсумовують. Ступінь забруднення повітря основними забруднюючими речовинами, в тому числі і сірчаним ангідридом, знаходиться в прямій залежності від промислового розвитку міста. Найбільші максимальні концентрації характерні для міст з чисельністю населення понад 500 тис. жителів.

В атмосферу щорічно викидаються сотні мільйонів тонн різних речовин. Ось скільки їх: твердих речовин - 130млн. тонн, двоокису сульфуру - 180-200; окису вуглецю - 350-400; оксидів азоту - 60-65; вуглеводнів - 80-90 млн. тонн. Виходить, що вся наша атмосфера являє собою аерозоль, бо містить масу зважених часток. Масу аерозольних частинок постачають хімічні підприємства в процесі перетворення газів у тверді тіла. Так, при утворенні сульфатів з двоокису сульфуру в повітря за той же термін йдуть 150млн. тонн частинок[1].

Діоксид сульфуру (SO2) і сірчаний ангідрид (SO3) в комбінації із зваженими частинками і вологою надають найбільш шкідливою вплив на людину, живі організми і матеріальні цінності. SO2 - безбарвний і негорючий газ, запах якого починає відчуватися при його концентрації в повітрі 0,3-1,0 млн., а при концентрації понад 3 млн. SO2 має гострий дратівливий запах. Діоксид сульфуру в суміші з твердими частинками і сірчаною кислотою (подразник більш сильний, ніж SO2) вже при середньорічному змісті 9,04-0,09 млн. і концентрації диму 150-200 мкг/м3 призводить до збільшення симптомів утрудненого дихання і хвороб легенів, а при середньодобовому змісті SO2 0,2-0,5 млн. і концентрації диму 500-750 мкг/м3 спостерігається різке збільшення числа хворих і смертельних результатів. При концентрації SO2 0,3-0,5 млн. протягом декількох днів настає хронічне ураження листя рослин (особливо шпинату, салату, бавовни і люцерни), а також голок сосни.

Сполуки сульфуру частково потрапляють в атмосферу природним шляхом, а частково антропогенним. Поверхня суші, як і поверхня океанів і морів, грає роль природного джерела. Зазвичай діяльність людини обмежується сушею, тому ми можемо враховувати забруднення сіркою тільки на цій території[9].

2.3 Природні джерела емісії сульфуру в атмосферу

Існують три основні джерела природної емісії сульфуру.

1. Біологічне виділення. Майже всі без винятку традиційні моделі кругообігу сульфуру показували, що близько 50% сульфуру з'являється в атмосфері за рахунок її біологічних перетворень у грунтових та водних екосистемах. Передбачається, що в результаті відбуваються мікробіологічних процесів, в цих природних екосистемах сульфур випаровується у формі сірководню (H2S). Численні наукові дані свідчать, що мікроорганізми продукують сірководень в основному двома шляхами:

* відновлення сульфатів.

* розкладання органічної речовини[11].

Надзвичайно велика і різноманітна група мікроорганізмів, що включає аероби, термофіли, психрофіти, бактерії, актиноміцети і гриби, розкладає сірковмісні органічні сполуки і вивільняє сірководень. Поверхня моря та його глибинні шари також може містити значні кількості сірководню. В даний час не зовсім точно відомі джерела утворення диметилсульфіду, але передбачається, що в їх виникненні беруть участь морські водорості. Виділення сульфуру біологічним шляхом не перевищують 30 - 40 млн. т. на рік, що становить приблизно 1/3 від всього виділяється кількості сульфуру.

2. Вулканічна діяльність. При виверженні вулкана в атмосферу Землі поряд з великою кількістю двоокису сульфуру потрапляють сірководень, сульфати і елементарний сульфур. Ці сполуки надходять головним чином у нижній шар - тропосферу, а при окремих, великої сили виверженнях, спостерігається збільшення концентрації сполук сульфуру і в більш високих шарах - в стратосфері. З виверженням вулканів в атмосферу щорічно в середньому потрапляє близько 2 млн. т. сірковмісних сполук. Для тропосфери дана кількість сульфуру незначна в порівнянні з біологічним виділенням, для стратосфери ж виверження вулканів є найважливішими джерелами появи сульфуру.

3. Поверхня океанів. Після випаровування крапель води, що надходять в атмосферу з поверхні океанів, залишається морська сіль, що містить поряд з іонами натрію і хлору сполуки, сульфуру - сульфати.

Разом з частинками морської солі щорічно в атмосферу Землі потрапляє від 50 до 200 млн. т. сульфуру, що набагато більше, ніж емісія сульфуру в атмосферу природним шляхом. У теж час частинки солі з-за своїх великих розмірів швидко випадають з атмосфери і, таким чином, тільки незначна частина сульфуру потрапляє у верхні шари і розпорошується над сушею. Однак слід враховувати той факт, що з сульфатів морського походження не може утворюватися сірчана кислота, тому з точки зору освіти кислотних дощів вони не мають істотного значення. Їх вплив позначається лише на регулюванні утворення хмар та опадів[9].

2.4 Антропогенні джерела емісії сульфуру в атмосферу

В результаті діяльності людини в атмосферу потрапляють значні кількості сполук сульфуру, головним чином у вигляді її двоокису. Серед джерел цих сполук на першому місці стоїть вугілля, спалюється в будівлях і на електростанціях, який дає 70% антропогенних викидів. Вміст сульфуру (кілька відсотків) у вугіллі досить великий (особливо в бурому вугіллі). У процесі горіння сульфур перетворюється на сірчистий газ, а частка сульфуру залишається в золі у твердому стані.

Вміст сульфуру в неочищеній нафті також досить великий в залежності від місця походження (0, 1-2%). При згорянні нафтових продуктів сірчистого газу утворюється значно менше, ніж при згорянні вугілля [11].

Джерелами утворення двоокису сульфуру можуть бути також окремі галузі промисловості, головним чином металургійна, а також підприємства з виробництва сірчаної кислоти та переробки нафти. На транспорті забруднення сполуками сульфуру щодо незначно там, в першу чергу необхідно рахуватися з оксидами азоту.

Таким чином, щорічно в результаті діяльності людини в атмосферу потрапляє 60-70 млн. т. сульфуру у вигляді двоокису сульфуру. Порівняння природних і антропогенних викидів сполук сульфуру показує, що людина забруднює атмосферу газоподібними сполуками сульфуру в 3-4 рази більше, ніж це відбувається в природі. До того ж ці сполуки концентруються в районах з розвинутою промисловістю, де антропогенні викиди в кілька разів перевищують природні, тобто головним чином у Європі та Північній Америці. Приблизно половина викидів, пов'язаних з діяльністю людини (30-40 млн. т.), припадає на Європу.

2.5 Хімічні перетворення сполук сульфуру і поширення їх

Хімічні перетворення сполук сульфуру. Як правило, сульфур входить до складу викидів не в повністю окисленої формі. Якщо з'єднання сульфуру знаходяться в повітрі протягом досить тривалого часу, то під дією містяться в повітрі окислювачів вони перетворюються на сірчану кислоту або сульфати. В процесі окислення киснем (О2) сірчистого газу (SO2), сульфур підвищує свій ступінь окислення і переходить в триокис сульфуру (SO3), яка в свою чергу, будучи дуже гігроскопічною речовиною і, взаємодіючи з атмосферним водою, дуже швидко перетворюється на H2SO4. Саме з цієї причини в звичайних атмосферних умовах триокис сульфуру не міститься в повітрі у великих кількостях. У результаті реакції утворюються молекули сірчаної кислоти, які в повітрі або на поверхні аерозольних часток швидко конденсуються[12].

Крім двоокису сульфуру в атмосфері знаходиться також значна кількість інших природних сполук сульфуру, які, в кінцевому рахунку, окислюються до сірчаної кислоти (або сульфатів).

Поширення оксидів сульфуру. Кислотні забруднюючі речовини поширюються як в горизонтальному, так і у вертикальному напрямку. Цей процес відбувається під впливом так званої адвекції в напрямку швидкості вітру при упорядкованому русі повітря або ж в результаті турбулентного (неупорядкованого) руху. Відстань, яку може в середньому пройти одна молекула забруднюючої речовини, залежить крім швидкості вітру і від часу її перебування в атмосфері. Все що знаходяться в атмосфері речовини, в тому числі і її основні компоненти, через певний час вступають у хімічну реакцію або випадають з атмосфери на поверхню у вигляді осаду. Це виділення речовин на поверхню являє собою седиментацію. Час, протягом якого в середньому молекули з'єднань проводять в атмосфері, називається часом перебування. Звичайно чим коротший час перебування заданої речовини в атмосфері, тим вища її здатність змінюватися в просторі і в часі. Час перебування в атмосфері сульфуру-близько 2 діб. Це, природно, не означає, що кожна молекула двоокису сульфуру точно через 2 доби зникає з атмосфери, так як час життя кожної молекули статистично коливається навколо середнього значення.

Що означають для двоокису сульфуру ці дві доби часу перебування? На яку відстань в середньому вона може поширитися за допомогою вітру? Візьмемо швидкість вітру 10 м / с, яка досить часто буває на висоті 1 км від поверхні Землі. Легко можна підрахувати, що одна «середня» молекула двоокису сульфуру на «крилах вітру» може віддалитися приблизно на 2000 км від місця викиду. Якщо ж ми візьмемо до уваги середнє значення швидкості вітру біля поверхні грунту, то середнє пройдене молекулою відстань складе близько 500 км. Таким чином, молекула двоокису сульфуру в середньому може покрити відстань 1000 км[12].

Поширення забруднюючих речовин в таких масштабах створило багато міжнародних проблем. Оскільки забруднення повітря не знає кордонів, викид забруднюючих речовин в одній державі може забруднити повітря іншої. Наприклад, існує тісний зв'язок між освітою кислотних дощів в Скандинавських країнах і емісією двоокису сульфуру та азоту в Середній і Західній Європі. Європейська економічна комісія ООН в рамках «Спільної програми спостереження й оцінки поширення забруднюючих повітря речовин на великі відстані в Європі» підрахувала, в якій мірі те чи інше європейська держава несе відповідальність, наприклад, за випадання кислотних дощів в Скандинавських країнах. Необхідно взяти до уваги також кількості забруднюючих речовин, які видаляються з певної країни і чинять туди з інших країн. Це можна обчислити виходячи з кругообігу речовин на даній території. Якщо в якій-небудь країні викид забруднюючої на її території перевищує його випадання в незмінній або перетвореної формі, то баланс цієї країни негативний, тобто вона більше забруднює, ніж забруднюється сама. Угорщина, наприклад, має негативний баланс по сірці, тобто може вважатися забруднюючою країною[12].

2.5.1 Кислотні опади - основна екологічна проблема, спричинена викидами в атмосферу сполук сульфуру

Терміном "кислотні опади" називають всі види метеорологічних опадів - дощ, сніг, град, туман, дощ зі снігом, - рН яких менший, ніж середнє значення рН дощової води (середній рН для дощової води дорівнює 5.6). Виділяються в процесі людської діяльності двоокис сульфуру (SO2) і оксиди азоту (NОx) трансформуються в атмосфері землі в кислотоутворюючі частинки. Ці частинки вступають в реакцію з водою атмосфери, перетворюючи її в розчини кислот, які і знижують рН дощової води. Вперше термін «кислотний дощ» був введений в 1872 році англійським дослідником Ангусом Смітом.І хоча вчені того часу відкинули теорію про існування кислотних дощів, сьогодні вже ніхто не сумнівається, що кислотні опади є однією з причин загибелі життя у водоймах, лісів, врожаїв, і рослинності.

Кислотний дощ утворюється в результаті реакції між водою і такими забруднюючими речовинами, як оксид сульфуру (SO 2) і різними оксидами азоту (NO х). Ці речовини викидаються в атмосферу автомобільним транспортом, у результаті діяльності металургійних підприємств і електростанцій, а також при спалюванні вугілля і деревини. Вступаючи в реакцію з водою атмосфери, вони перетворюються в розчини кислот - сірчаної, сірчистої, азотистої і азотної. Потім, разом із снігом чи дощем, вони випадають на землю.

Кислотні опади шкідливо впливають не тільки на окремі предмет або живі істоти, але й на їх сукупність. У природі і в навколишньому середовищі утворилися спільноти рослин і тварин, між якими, як і між живими і неживими організмами, існує постійний обмін речовин. Ці спільноти, які можна також називати екологічною системою, зазвичай складаються з чотирьох груп: неживі об'єкти, живі організми, споживачі і руйнівники [4].

Вплив кислотності в першу чергу позначається на стані прісних вод і лісів. Зазвичай вплив на спільноти буває непрямим, тобто небезпеку представляють не самі кислотні опади, а що протікають під їх впливом процеси (наприклад, вивільнення алюмінію). У певних об'єктах (грунт, вода, мул і т. д.) залежно від кислотності можуть зрости концентрації важких металів, так як в результаті зміни рН змінюється їх розчинність. Через питну воду і тваринну їжу, наприклад, через рибу в організм людини також можуть потрапити токсичні метали. Якщо під дією кислотності змінюються будова грунту, її біологія і хімія, то це може призвести до загибелі рослин (наприклад, окремих дерев). Зазвичай ці непрямі дії не є місцевими і можуть впливати на відстані декількох сотень кілометрів від джерела забруднення.

Вплив на ліси і ріллі. Кислотні опади впливають або непрямим шляхом; через грунт і кореневу систему, або безпосередньо (головним чином на листя). Підкислення грунту визначається різними чинниками. На відміну від вод грунт має здатність до вирівнювання кислотності середовища, тобто до певної міри вона чинить опір посиленню кислотності. Потрапивши у грунт кислоти нейтралізуються, що веде до збереження істотного закислення. Однак поряд з природними процесами на грунту в лісах і на ріллі впливають антропогенні фактори[8].

Під час випадання опадів вода, що стікає з листя, містить більше сульфуру, калію, магнію, кальцію і менше нітрату і аміаку, ніж вода опадів, що призводить до збільшення кислотності грунту. У результаті цього зростають втрати необхідних для рослин кальцію, магнію, калію, що веде до пошкодження дерев.

Подальшу заклопотаність викликає те, що в результаті загибелі найбільш чутливих до закислення істот (мікроорганізми грунту, гриби, дуби) у структурі матеріального та енергетичного балансу живих спільнот можуть відбутися несприятливі зміни, і в кінцевому підсумку сама людина також .

Безпосередня загибель рослин найбільшою мірою відчувається поблизу від викидів забруднень, в радіусі кількох десятків кілометрів від їхнього джерела. Головною причиною є висока концентрація двоокису сульфуру. Це з'єднання адсорбується на поверхні рослини, в основному на його листі, і завдає шкідливий вплив. Двоокис сульфуру, проникаючи в організм рослини, бере участь у різних окислювальних процесах. Ці процеси протікають за участю вільних радикалів, утворених з двоокису сульфуру в результаті хімічних реакцій. Вони окислюють жирні ненасичені кислоти мембран, тим самим, змінюючи їх проникність, що надалі негативно впливає на багато процесів (дихання, фотосинтез та ін.)

У першу чергу гинуть найбільш чутливі види, наприклад, окремі лишайники, які можуть зберегтися тільки в самій чистому середовищі, тому їх вважають «індикаторами» чистого повітря.». У сучасному місті вони існують вже при середній концентрації двоокису сульфуру 100 мкг / м. У внутрішніх його районах лишайники взагалі відсутні, а на околицях його можна зустріти дуже рідко. Втім, існують також види лишайника, що добре переносять навантаження двоокису сульфуру, тому окремі опірні види іноді займають місце загиблих видів лишайника.

Однак кислотні атмосферні з'єднання, природно, можуть також надавати прямий шкідливий вплив і на рослини більш високого класу. Безпосередня шкода, принесена двоокисом сульфуру, залежить від багатьох чинників - місцевого клімату, виду дерев, стану грунту, способів обробки лісу, рН вологих опадів і ін. Небезпечний рівень атмосферного двоокису сульфуру виявився набагато нижче, ніж вважалося раніше, так як певні фізіологічні та біохімічні зміни можуть відбуватися без будь-яких ознак загибелі. Однак ця небезпечна межа стає ще нижче при дії двоокису азоту, озону, кислотного дощу і т. д[8].

Роль двоокису сульфуру в загибелі лісів, таким чином, можна вважати доведеною.Також доведено шкідливий вплив вологих кислотних опадів на зростання дерев. Однак ці опади в першу чергу впливають побічно - через грунт і кореневу систему.Найбільшою мірою безпосередня загибель рослин спостерігається в районах з сильно забрудненим повітрям, наприклад, в Середній Європі. Масштаби загибелі рослин і підвищені концентрації двоокису сульфуру в Європі поширені приблизно однаково. Сухі опади, що містять двоокис сульфуру, вже атакували лісу Чехословаччини, Польщі та НДР. Можливо, найбільш значний збиток заподіяно ФРН, де третина всіх лісів наполовину загинула.

Кислотний дощ може також заподіювати шкоду металам, різним будівлям та пам'ятників. У першу чергу схильні до небезпеки пам'ятники, побудовані з пісковика і вапняку, а також розташовані під відкритим небом скульптури.

Рятувати природу від закислення необхідно. Для цього доведеться різко знизити викиди в атмосферу оксидів сульфуру та азоту, але в першу чергу сірчистого газу, оскільки саме сірчана кислота і її солі на 70-80% обумовлюють кислотність дощів, що випадають на великих відстанях від місця промислового скидання [12].

Таким чином, проблема "кислотних дощів" також є актуальною.

Розділ 3. Очищення повітря від сполук сульфуру

3.1 Очищення газоповітряного потоку від сірководню

Очищення газу від сірководню та сіркоорганічних сполук здійснюється у двох напрямах:

-- санітарне очищення викидних виробничих і вентиляційних газів;

-- очищення природних, коксових та інших промислових газів, що використовуються як сировина для синтезу, а також газів, що утворюються на різних ступенях технологічних процесів хімічних і нафтохімічних виробництв. У цьому випадку одночасно вирішуються два завдання. З одного боку, отрута для каталітичних процесів -- сірководень -- виводиться із схеми і переробляється в товарні продукти: сірку, сірчистий ангідрид, сірчану кислоту тощо. З іншого боку, вилучення сірководню та сірчаноорганічних сполук знижує або навіть усуває ймовірність викидання в атмосферу діоксиду сірки, що утворюється на окислювальних стадіях хімічного процесу[10].

Усі горючі гази з вмістом сірководню повинні очищуватись. До таких газів, крім природного і коксового, відносять всі гази нафтопереробки (крекінгу, реформінгу, гідроочищення тощо), генераторний, сланцевої переробки.

При виборі методу очищення від сірководню завжди необхідна наявність у газі другого "кислого" компонента -- діоксиду вуглецю. З технологічно-економічного погляду вилучати діоксид вуглецю не завжди доцільно. Але тоді поглинач сірководню повинен володіти високою здатністю сорбції основного цільового компонента Н2S за наявності діоксиду вуглецю.

Вимоги до ступеня очищення газу від сірководню різні, залежно від призначення. Для природного та інших газів, призначених для транспортування магістральними газопроводами і для побутових потреб, гранично допустимий вміст Н2S становить 0,02 г/м3, в газі для виробництва звичайної металургійної сталі допускається 2--3 г/м3, а для хімічного синтезу -- 1 до 60 г/м3. Гранично допустима концентрація в робочій зоні становить 10 г/м3, а за наявності вуглеводнів -- 3 г/м3. Максимальна разова та середня разова гранично допустима концентрації в атмосферному повітрі становлять 0,008 г/м3.

Сірководень, вилучений з газів, залежно від методу очищення виділяється у вигляді елементної сірки або концентрованого газу, які каталітично переробляються у сірчану кислоту та елементну сірку.

Розглянемо основні методи очищення газів від сірководню.

Окислювальні методи очищення газів від сірководню.

Велику групу методів очищення газів від домішок сірководню становлять окислювальні методи, за допомогою яких вловлюють його тим або іншим абсорбентом, а потім поглинутий Н2S окислюють киснем повітря з отриманням елементної сірки.

Однак окислення Н2S у звичайних умовах у чистому вигляді практично не відбувається. Тому основним завданням є підбір переносників кисню, які каналізують, прискорюють окислення Н2S При цьому каталізатор або реагент, який застосовується у вигляді розчиненої основи або суспензії, повинен практично повністю регенеруватися.

Найбільш поширеними окислювальними методами очищення газів від сірководню є: миш'яково-содовий, лужно-гідрохіноновий, залізосодовий.

Технологічні схеми та апаратура, що застосовуються для очищення газів від Н2S , переважно однотипні. Тому одна й та сама установка без суттєвих конструктивних змін може використовуватися для будь-якого окислювального процесу очищення газів від сірководню.

Основними елементами технологічних схем цих очисних установок є скрубери звичайного типу, що зрошуються поглиненим розчином. Із скруберів розчин, що поглинає Н2S , вводиться в регенератори, куди подається стиснуте повітря. Елементна сірка, що виділяється в процесі регенерації, утворює піну, яка підіймається у верхню частину регенератора. Відокремлена від розчину сіркова піна подається на подальше перероблення.

Розглянемо суть кожного із наведених методів очищення газів від Н2S .

Миш'яково-содовий метод використовується давно, однак і в наш час не втратив актуальності, надалі широко застосовується у промисловості для очищення газів від Н2S .

У процесі очищення як поглиначі використовують нейтральні або слабколужні розчини тіоарсенату натрію або амонію, тобто солі п'ятивалентного миш'яку. Механізм реакцій, що відбуваються на різних етапах процесу, досить складний, оскільки в розчині наявні різні сполуки. Основні реакції тут зводяться до заміщення одного атома кисню в молекулі тіоарсенату атомом сірки під час абсорбції та зворотного заміщення при регенерації [10]

Абсорбцію та регенерацію Н2S проводять при температурі 40--45 °С: абсорбцію -- в скруберах з хордовою насадкою, регенерацію в порожнинних скруберах, заповнених розчином, через який продувається повітря. Сірка, що виділяється під час регенерації, флотується повітрям і стікає у вигляді піни у збірники. Піна фільтрується на барабанних вакуум-фільтрах і у вигляді сіркової пасти надходить у плавильники для виробництва кускової сірки або використовується для отримання колоїдної сірки.

На графічній частині проекту зображена технологічна схема очищення повітря від сірководню миш'яково-содовим методом.

Опишемо принцип роботи установки. Очищуваний газ потрапляє в нижню частину скрубера 2, проходить через нього протитечією у розчин і видаляється зверху. Скрубери -- це звичайні абсорбери, заповнені дерев'яною хордовою насадкою. Відпрацьований розчин підігрівають до 40 °С у теплообміннику 2 і регенерують у колоні З у прямотічному режимі з повітрям. Регенероване повітря повертається в абсорбер, а сіркова піна надходить до збірника 4, де ущільнюється і за допомогою мішалок підтримується у стані суспензії. Після цього суспензія подається до вакуум-фільтра 5, де теплою водою відмивається від миш'яку. Сіркову пасту, що містить 40 % вологи, через бункер 6 скеровують в апарат для плавлення сірки 7, а промивні води повертають знову в процес очищення.

За лужно-гідрохіноновим методом окислення сірководню елементна сірка починається вже на стадії поглинання, причому передавач кисню сконцентрований у самому реагенті [10].

За допомогою цього методу вдається вирішити завдання знешкодження вентиляційного повітря, що видаляється в атмосферу з робочих приміщень підприємств з виробництва хімічного волокна. Специфіка газових викидів у цій галузі промисловості пов'язана з необхідністю очищення дуже великих об'ємів газу (до 1 млн. м3 за годину і більше на одному підприємстві) за відносно невисокої концентрації сірководню (від 0,1 до 1,5 г/м3) при наявності другого забруднювача -- сірковуглеводню, який повинен вилучатись і повернутись у процес наступного ступеня. При цьому має забезпечуватися дуже глибоке очищення: кінцевий вміст сірководню не повинен перевищувати 20 мг/м3.

Залізосодовий процес очищення здійснюється на підприємствах з виробництва хімічних волокон в аналогічних апаратах.

Він передбачає застосування суспензії гідрату окису заліза в розчині соди з 8,5--9,0 рН.

Крім окислювальних методів очищення газів від Н2S , у наш час часто застосовують фосфатний метод, методи очищення гідратом заліза, активованим вугіллям, цеолітами та ін.[10].

3.3 Очищення газів від діоксиду сірки

Діоксид сірки, або сірчаний ангідрид, утворюється під час згоряння сірки, сірководню, а також під час нагрівання різних сульфітів у потоці повітря або кисню. За звичайних умов 802 є безбарвним газом з різким запахом горючої сірки. Він майже в 2,3 рази важчий за повітря, горить і не підтримує горіння.

Діоксид сірки в атмосфері здатний окислюватися до триоксиду, який у вологому повітрі може перетворюватися у сірчану кислоту. Цій реакції сприяє сонячне світло, різні каталізатори, а також озон. Навіть за дуже малих концентрацій діоксиду сірки в атмосфері може знаходитись невелика кількість парів або аерозолей сірчаної кислоти, що посилюють забруднення.

Діоксид сірки шкідливо діє на здоров'я людей.

Виявлено також зв'язок між інтенсивністю корозії металевих конструкцій та концентрацією в атмосфері діоксиду сірки. У країнах СНД встановлені такі гранично допустимі концентрації діоксиду сірки: у робочій зоні -- 10 мг/м3; максимальна разова -- 0,03 мг/м3; середньодобова -- 0,005 мг/м3.

Викиди окремих галузей промисловості діоксиду сірки в атмосферу різні: теплові електростанції -- 50,3 %, автотранспорт -- 20, кольорова металургія -- 18,4, чорна металургія -- 7,4, нафтопереробна промисловість -- 2,3, хімічна промисловість -- 1,2, будівельна індустрія -- 0,4 %.

Для усунення діоксиду сірки у викидних газах запроваджено ряд методів, серед яких найчастіше застосовують аміачний, вапняковий, магнезитовий, марганцевий та адсорбційний.

Аміачні методи очищення газів від SО2 зводяться до реакції з водним розчином сульфіту амонію.

Відповідно до подальшої методики розпаду бісульфіту розглядають дві модифікації методу: аміачно-сірчанокислий та аміачно-автоклавний.

Аміачно-сірчанокислий варіант полягає в тому, що сульфіт амонію обробляють сірчаною кислотою.

Половину виділеного SО2 спрямовують на виробництво сірчаної кислоти, що безпосередньо використовується у процесі, а друга половина може застосовуватись як товарний продукт.

При аміачно-автоклавному методі абсорбцію діоксиду сірки також проводять розчином сульфіт-бісульфіту амонію. Але в цьому випадку розчин розкладається в автоклаві за температури 150--160°С і тиску 0,5--0,6 МПа з отриманням елементної сірки і сульфіту амонію.

У процесі термічного розкладання отримують сульфат амонію та сірку, які є товарними продуктами.

Вапняковий метод.

Як реагент при цьому методі застосовують дешеві й широко розповсюджені речовини: вапняк, вапно та крейду. Поглинання здійснюється суспензіями.

Сульфід кальцію погано розчиняється у воді (0,136 г/л), у процесі очищення швидко перенасичує розчин і випадає у вигляді дрібних кристалів. У країнах СНД працюють очисні установки загальною продуктивністю 2,5 млн. м3/год.

Магнезитовий метод ґрунтується на поглинанні SО2 суспензією оксиду магнію.

...