Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

• Введение
• 1. Смог: причины, типы, последствия, методы борьбы
• 1.1 Что такое смог и причины его возникновения
• 1.2 Типы смога
• 1.3 Последствия смога
• 1.4 Методы борьбы со смогом
• Заключение
• Список используемой литературы
• ВВЕДЕНИЕ
• Великий Смог (англ. Great Smog) охватил Лондон 5 декабря 1952 года и распался только к 9 декабря того же года. Произошла настоящая катастрофа, в результате которой погибли 12 000 человек, что считается отправной точкой современного природоохранного (экологического) движения.
• В начале декабря 1952 года холодный туман опустился на Лондон. Из-за холода горожане стали использовать уголь для отопления в Бомуле чаще, чем обычно. Примерно в то же время был завершен процесс замены городского электрического транспорта (трамваев) автобусами с дизельным двигателем. Запертые в более тяжелом слое холодного воздуха, продукты сгорания в воздухе за считанные дни достигли предельной концентрации. Туман был настолько густым, что мешал движению машин. Концерты были отменены, демонстрация фильмов была прекращена, потому что он мог легко попасть внутрь помещения. Зрители иногда просто не видели ни сцены, ни экрана из-за толстой вуали.
• Сначала реакция горожан была спокойной, поскольку в Лондоне нередки туманы. Однако в последующие недели статистические данные, собранные городскими службами здравоохранения, выявили смертельную природу катастрофы - число смертей среди младенцев, пожилых людей и лиц с респираторными заболеваниями достигло четырех тысяч человек. В следующие недели и месяцы погибло еще около восьми тысяч человек.
• Шок, вызванный этим жестоким уроком, заставил людей изменить свое отношение к загрязнению воздуха. Бедствие ясно продемонстрировало людям во всем мире, что эта проблема представляет собой непосредственную угрозу жизни людей. Были приняты новые экологические стандарты, направленные на ограничение использования грязного топлива в промышленности и запрещение сажосодержащих выхлопных газов. Среди принятых мер - принятие Закона о чистом воздухе (пересмотренного с 1956 по 1968 год) и аналогичного Акта лондонского Сити (1954).
• 1. СМОГ: ПРИЧИНЫ, ТИПЫ, ПОСЛЕДСТВИЯ, МЕТОДЫ БОРЬБЫ
• 1.1 Что могло и его причины
• Термин «смог» был впервые введен доктором Генри Антуаном де Во в 1905 году в статье «Туман и дым», написанной для Конгресса общественного здравоохранения. 26 июля 1905 года лондонская газета Daily Graphic цитировала его: «Он сказал, что науке не нужно понимать, что этот дымовой туман - смог - продукт города, которого нет в сельской местности». на следующий день газета написала, что де Во получил отличную государственную службу, введя новый термин для описания лондонского тумана.
• Смог - это аэрозоль, состоящий из дыма, тумана и пыли. Английское слово «смог» - происходит от «дым» - дым и «туман» - туман.
• Появлению смога способствуют такие погодные условия, когда создается застойное состояние воздуха, при котором улицы и площади города практически не вентилируются.
• Распределение загрязнения воздуха во многом зависит от погодных и климатических явлений. Ветры увеличивают скорость рассеивания и перемешивания, а воздушные потоки, направляемые из земли, переносят загрязнение в верхние слои атмосферы. Однако могут возникнуть условия, при которых атмосферные слои становятся очень стабильными. Это, в частности, происходит с антициклонами (областями с высоким атмосферным давлением), со спокойной погодой в целом и с охлаждением нижнего слоя воздуха, когда в верхних слоях на определенной высоте воздух теплее, чем в нижних (то есть наблюдается температурная инверсия). Тогда загрязнение, вместо того, чтобы перемещаться в верхние слои атмосферы, остается у поверхности земли. Это приводит к тому, что холодный воздух оказывается ниже теплого, и не может подниматься и рассеиваться в атмосфере. Под «крышей» теплого воздуха загрязнение накапливается в таких больших количествах, что они становятся опасными для здоровья.
• Города, расположенные в низинах, характеризуются повышенной частотой температурных инверсий и, следовательно, высоким уровнем промышленного загрязнения воздуха, они подвержены образованию смога.
• 1.2 Типы смога
• Есть три типа смога:
• · ледяной смог (аляскинский тип);
• · мокрый смог (лондонского типа);
• · сухой или фотохимический смог (типа Лос-Анджелеса).
• Ледяной смог (аляскинский тип) характерен для высоких широт зимой при температуре -30-35 ° С и полном отсутствии ветра. Пары воздуха в атмосфере замерзают, сажа, различные газы, парогазовые смеси, двуокись серы поглощается этими кристаллами. Такое облако нависает над деревней в течение нескольких дней.
• Наиболее изученный влажный смог представляет собой сочетание тумана с примесью дыма и отходов производства газа. Лондонский смог образуется при влажности воздуха около 100%, температуре 0 ° C, продолжительной спокойной погоде и высокой концентрации продуктов сгорания твердого и жидкого топлива. Чаще наблюдается в осенне-зимний период, характерный для умеренных широт с влажным морским климатом.
• Загрязнение воздуха в городах происходит в основном в результате процессов горения. Топливо обычно состоит из углеводородов, за исключением в основном экзотических примесей, таких как ракетная промышленность, где иногда используются азот, алюминий и даже бериллий. Сжигание топлива изначально кажется безвредным, но это может привести к образованию ряда загрязняющих углеродистых соединений.
• Топливо обычно состоит из углеводородов, и обычный процесс сгорания идет по уравнению:
• 4CH + 5O2 (г) 4CO2 (г) + 2H2O (г)
• Топливо + кислород, углекислый газ + вода.
• Этот процесс не особенно опасен, так как ни CO2, ни вода не являются токсичными веществами. Однако, когда в процессе сгорания не хватает кислорода, что может происходить внутри двигателя или котла, могут образовываться токсичные компоненты. Уравнение можно записать в виде:
• 4CH + 3O2 (г) 4CO2 (г) + 2H2O (г)
• Топливо + кислород, угарный газ + вода.
• Он производит окись углерода (CO2), ядовитый газ. Если кислорода меньше, вы можете получить углерод (т.е. сажу):
• 4CH + O2 (г) 4C (г) + 2H2O (г)
• Топливо + кислородная сажа + вода
• При низких температурах и в случаях относительно небольшого количества O2 реакции пиролиза (то есть реакции, когда разрушение происходит в результате нагревания) могут вызывать изменения в расположении атомов, что приводит к образованию полициклических ароматических углеводородов в процессе горения , Наиболее известным является бензо (а) пирен, соединение, вызывающее рак.
• Таким образом, несмотря на то, что сгорание топлива изначально кажется безвредным, оно может привести к образованию ряда загрязняющих углеродистых соединений.
• Кроме того, загрязнение воздуха может вызвать загрязнения, из которых состоит топливо. Наиболее распространенной примесью в ископаемом топливе является сера (S), частично представленная в виде пиритного минерала - FeS2. В некоторых углях может содержаться до 6% серы, которая превращается при сжигании в SO2:
• 4FeS2 (s) + 11O2 8O2 (г) + 2Fe2O3.
• В топливе присутствуют другие примеси, но сера всегда считалась наиболее типичным промышленным загрязнителем воздуха. Сажа, CO2 и SO2 являются основными загрязнителями.
• Диоксид серы хорошо растворяется и поэтому может растворяться в атмосферном воздухе, который конденсируется вокруг частиц, например дыма:
• SO2 (г) + H2O (г) H + (водн.) + HSO3- (водн.)
• Следы металлов - загрязнители железа (Fe) или марганца (Mn) катализируют переход растворенного SO2 в H2SO4:
• 2HSO3- (вод.) + O2 (вод.) 2H + (вод.) + 2SO22- (вод.)
• Серная кислота обладает высоким сродством к воде, поэтому образующаяся капля дополнительно адсорбирует воду. Капли постоянно растут, а «смертельный туман», влажный смог, конденсируется, достигая очень низких значений pH.
• Переход с угля на углеводородное топливо снизил риск загрязнения воздуха частицами сажи. Однако существуют новые виды загрязнения, как первичные, так и вторичные, в результате реакций первичных загрязнителей с несгоревшим топливом и кислородом. Химические реакции, приводящие к образованию вторичных загрязняющих веществ, наиболее эффективно протекают при солнечном свете, поэтому возникающее загрязнение воздуха называется фотохимическим смогом. Впервые он был отмечен в Лос-Анджелесе (США) во время Второй мировой войны. Появление фотохимического смога связано с бурным развитием автомобильного транспорта. Исходные вещества, из которых образуется фотохимический смог, входят в состав выхлопных газов автомобилей, присутствующих в большом количестве в воздухе.
• В двигателях внутреннего сгорания окись азота образуется за счет прямого соединения азота с кислородом.
• Кроме того, NO частично окисляется кислородом с образованием диоксида азота.
• Такая же трансформация испытана и НЕТ, попавшая в ловушку в воздухе.
• В солнечном свете NO2 подвергается фотодиссоциации:
• Образующийся атомарный кислород очень активен и может вступать в различные реакции, в частности, с образованием озона О3 с молекулярным кислородом.
• Где М - молекулы воздуха поглощают выделяемую энергию.
• Присутствие озона является наиболее характерным признаком фотохимического смога. Он не образуется при сгорании топлива, но является вторичным загрязнителем.
• В дневное время озон медленно реагирует с NO2, образуя радикал NO3, который, в свою очередь, вступает в дальнейшие реакции с NO и NO2. Одним из конечных продуктов этих реакций является N2O5. Если в атмосфере есть пары воды, то N2O5 может вступать в реакцию с парами воды, и продуктом этой реакции является азотная кислота - HNO3.
• Учитывая все эти преобразования, мы не приняли во внимание влияние углеводородов, и именно их присутствие в тропосфере приводит к ухудшению видимости и в результате их частичного разрушения образуются многие вредные вещества, в том числе: ПАН (пероксиацетилнитрат). ), альдегиды, окись углерода (угарный газ), газообразный углекислый газ, карбоновые кислоты, кетоны, оксиды олефинов, парафины и др.
• Из графика суточного хода загрязняющих веществ, представленного на рис. 3 видно, что максимальная концентрация альдегидов и озона возникает сразу после максимальной концентрации углеводородов и NO2 (через 4 - 5 часов). Из этого можно сделать вывод, что увеличение выбросов несгоревшего топлива в атмосферу приводит к ухудшению экологической ситуации и, следовательно, к дополнительному накоплению тропосферного озона.
• 1.3 Эффекты смога
• И люди, растения, здания и различные материалы страдают от фотохимического смога. Умирают домашние животные, в основном собаки и птицы.
• Высокие концентрации окислителей - озона, ПАН, оксидов азота, содержащихся в фотохимическом смоге, придают ему крайне неприятные свойства. Люди, которые страдают от смога, испытывают сильное раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей из-за присутствия в нем таких веществ, как ПАН. Они вызывают разрыв при концентрации 0,1 ч / млн. Если содержание таких окислителей превышает 0,25 частей на миллион, наблюдаются приступы астмы, кашель, дискомфорт в груди, головная боль. Концентрации озона, достигнутые в фотохимическом смоге, также очень вредны для здоровья. Таким образом, уже 0,1 ppm озона в воздухе вызывает сухость в горле, раздражение дыхательных путей и снижение устойчивости к бактериям. Концентрации озона в 0,3 промилле вызывают респираторные заболевания, спазм в груди и головокружение. Длительный контакт с таким воздухом приводит к увеличению заболеваемости и смертности людей. Дети и пожилые люди особенно страдают от смога.
• Фотохимический смог негативно влияет на растительность. Особенно плохо фотохимический смог поражает фасоль, свеклу, крупы, виноград и декоративные растения. Признаком того, что фотохимический туман отрицательно влияет на растение, является отек листьев, который затем превращается в пятна и белые пятна на верхних листьях, а бронзовый или серебряный оттенок на нижних листьях. Тогда растение начинает быстро томиться.
• Кроме того, фотохимический туман приводит к ускоренной коррозии материалов и элементов зданий, растрескиванию красок, резиновых и синтетических изделий и даже повреждению одежды.
• Сравнение смогов в Лос-Анджелесе и Лондоне

Характеристика	Лос-Анджелес	Лондон
Температура воздуха	От 24 до 32 ° С	От -1 до 4 ° C
Относительная влажность	<70%	85% (+ туман)
Температурная инверсия	На высоте 1000 м	На высоте нескольких сотен метров
Скорость ветра	<3 м / с	штиль
видимость	<0.8- 1,6 км	< 30 м
Месяцы наиболее частого появления	Август сентябрь	Декабрь - январь
Первичное топливо	Бензин	Уголь (и бензин)
Основные компоненты	O3, NO, NO2, CO, органическое вещество	Мелкие частицы, СО, соединения серы
Тип химических реакций	оксидирование	восстановление
Максимальное время концентрации	Полдень	Раннее утро
Основные последствия для здоровья	Раздражение, нарушение дыхания	Раздражение дыхательных путей
Самые поврежденные материалы	Резинка	Железобетон

• 1.4 Методы контроля смога
• Смог несет огромную опасность для всей биосферы. Борьба с ним является одной из главных задач в решении экологических проблем.
• На городском уровне борьба с смогом заключается в принятии различных законодательных мер, обязывающих промышленные предприятия строго контролировать вещества, которые они выбрасывают в атмосферу, сокращать общие выбросы от автомобилей, ограничивая их присутствие в городе, призывая их отказаться от своих личный транспорт. В настоящее время основными методами снижения загрязнения воздуха, в том числе кислотообразующими выбросами, являются разработка и внедрение различных очистных сооружений и правовая защита атмосферы.
• Ведутся исследования по снижению загрязнения от выхлопных газов автомобилей. Существует многообещающая замена бензина в автомобилях другими видами топлива (например, смесью спиртов), использование газовых автомобилей с использованием природного газа и электромобилей;
• Чтобы уменьшить долю смога, создаваемого промышленностью, вы можете использовать пылесборники, если они оснащены компанией. Эффективное использование специальных фильтров. Преимущества фильтров: высокая эффективность с точки зрения извлекаемых компонентов (90-98%); простота и компактность; минимальный уровень энергозатрат на уборку (от 1,5 до 4,5 кВт / сут); надежность в эксплуатации, высокая степень ремонтопригодности; низкая чувствительность к колебаниям концентрации.
• Для средних и малых предприятий энергетики используют метод сжигания топлива в кипящем слое, который удаляет до 95% диоксида серы и от 50 до 75% оксидов азота. Хорошо разработана технология снижения содержания оксидов азота (50-60%) за счет снижения температуры горения. Использование на электростанциях в качестве природного газа. Возобновляемые экологически чистые энергетические ресурсы, такие как солнечная энергия, ветер, приливы и тепловые источники недр Земли, могут фактически заменить ископаемое топливо.
• Локальная защита от смога - это личный вклад человека в очистку воздуха и, соответственно, в его собственное здоровье. Это достигается за счет принципа использования экологически чистых приборов и топлива, покупки безопасных для окружающей среды и оздоровительных экономических средств. Сокращение потребления энергии может сыграть свою роль.
• Существует довольно много методов борьбы, но почти у каждого из них есть свои недостатки, а некоторые методы вообще не эффективны.
• Мы не сможем полностью избавиться от смога, потому что для этого нам нужно перевести все автомобили на экологически чистое топливо, установить очистные сооружения на всех заводах и фабриках, значительно снизить количество испарения вредных газов, однако это вполне возможно принять менее решительные меры для очистки биосферы.
• Наибольшие трудности в исследованиях по снижению загрязнения от выхлопных газов вызваны сокращением выбросов оксида азота, которые, помимо образования кислотных осадков, ответственны за появление фотохимических загрязнителей (фотохимического смога) и разрушение озона. слой в стратосфере. Чтобы решить эту проблему, ведутся работы по созданию различных каталитических нейтрализаторов, которые превращают оксиды азота в молекулярный азот.
• Создание безотходного производства во всех отраслях требует решения ряда сложных инженерно-технологических проблем, огромных инвестиций.
• Содержание серы в выбросах можно снизить с помощью угля с низким содержанием серы, а также путем его физической или химической очистки. Но физические методы очистки не очень выгодны. Метод химической очистки: в различных фильтрах и очистителях газообразные продукты сгорания пропускаются через водный раствор извести, в результате чего получается нерастворимый сульфат кальция CaSO4. Этот метод позволяет удалять до 95% SO2, но является дорогостоящим (понижение температуры дымовых газов и снижение тяги требует дополнительной энергии для их нагрева; кроме того, возникает проблема утилизации CaSO4) и является только экономически эффективным при строительстве новых крупных предприятий.
• смог воздух загрязнение
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• Оказывается, жизнь в крупных городах была смертельно опасна еще в 13 веке, когда уголь использовался для отопления жилищ. Нетрудно представить, что происходит в наше время силы и скорости.
• Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от выбросов автомобилей возрастают с увеличением количества автомобилей. И в ближайшее время не ожидается полной замены бензина на другие виды топлива. Итак, фотохимического смога летом нам не избежать.
• Хотелось бы верить, что с наступлением осени и зимы воздух станет чище, но нет, наступает отопительный сезон. И хотя в наше время уголь не используется повсеместно, его заменили углеводороды, сжигание которого также становится причиной смога.
• А люди страдают от смога, чаще всего самые беззащитные - дети и старики. При подготовке материала для эссе я обнаружил данные о том, что необоснованные прихоти детей и нападения агрессии на домашних животных также являются последствиями смога.
• Чтобы уменьшить влияние смога, нужно стараться не выходить на улицу во время него, пить зеленый чай или растительные препараты, есть больше свежих овощей и фруктов.
• Если есть возможность покинуть город на время смога.
• Размещено на Allbest.ru

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1) Опаловский А.А. Планета Земля глазами химика. М., Наука, 1990

2) Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания. В четырех книгах (перевод с англ.). М., Мир, 1995

3) Химия и общество (перевод с англ.). М., Мир, 1995

4) Добровольский В.В. Основы биогеохимии. Учеб. пособие для геогр., биол., геол., с.-х. спец. вузов. М., Высш. шк., 1998

5) Андруз Дж., Бримблекумб П., Джикелз Т., Лисс П. Введение в химию окружающей среды (перевод с англ.) М., Мир, 1999

Размещено на Allbest.ru

...