Загрязнение атмосферы.Источники, трансформация, стоки.

Кузнецов Владимир Алексеевич.

Д.т.н., профессор кафедры

ЮНЕСКО «Зеленая химия для устойчивого развития»

Института химии и проблем устойчивого развития

Российского химико-технологического университета имени Д.И. Менделеева.

ФОТОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

На первом этапе фотохимической реакции поглощение фотона приводит квозбуждению молекулы:

А + hν = А*,

где А* - молекула в возбужденном состоянии.Следующий этап фотохимической реакции может протекать по одному из пяти

возможных направлений.Молекула возвращается в первоночальное состояние в результате процесса

флюоресценсии:

А*= А + hν .

Молекула диссоциирует:

А*= В + СМолекула вступает в химическую реакцию:

А* + В1 =D + FМолекула отдает избыточную энергию в результате столкновения и

дезактивации:

А* + М = А + М*

Молекула подвергается ионизации:А* = А+ + е-

Характеристика основных зон, выделяемых в атмосфере

Зона Зона атмосферыатмосферы

Температура, Температура, 00СС ТемпературТемператур-ный -ный

градиент, градиент, 00С/кмС/км

Верхняя и Верхняя и нижняя граница нижняя граница

от уровня моря, от уровня моря, кмкм

нижняя нижняя границграница зоныа зоны

верхняя верхняя граница граница зонызоны

ТропосфераТропосфера 1515 -56-56 -6,45-6,45 0-110-11

СтратосфераСтратосфера -56-56 -2-2 +1,38+1,38 11-5011-50

МезосфераМезосфера -2-2 -92-92 -2,56-2,56 50-8550-85

ТермосфераТермосфера -92-92 12001200 +3,11+3,11 85-50085-500

Изменение концентрации ионов в ионосфере Земли

Состав атмосферы вблизи земной поверхности

Концентрация квазипостоянных Концентрация квазипостоянных компонентов, % об.компонентов, % об.

Концентрация “активных” Концентрация “активных” примесей, % об.примесей, % об.

NN22 78,11 78,11 ±± 0,004 0,004 HH22OO 0 – 70 – 7

OO22 20,95 20,95 ±± 0,001 0,001 COCO22 0,01 – 0,1 0,01 – 0,1

(среднее 0,04)(среднее 0,04)

ArAr 0,934 0,934 ±± 0,001 0,001

NeNe (18,18(18,18±± 0,04) 0,04)⋅⋅1010-4-4 Общее Общее количество Oколичество O33

0 – 100 – 10-4 -4

(среднее 3(среднее 3⋅⋅1010-5-5))

HeHe (5,24 (5,24 ±± 0,04) 0,04)⋅⋅1010-4-4

KrKr (1,14 (1,14 ±± 0,01) 0,01)⋅⋅1010-4-4 SOSO22 0 – 100 – 10-4-4

XeXe (0,087 (0,087 ±± 0,01) 0,01)⋅⋅1010--

44

CHCH44 1,61,6⋅⋅1010-4-4

HH22 0,50,5⋅⋅1010-4-4 NONO22 22⋅⋅1010-6-6

Способы выражения концентрации примесей в воздухе

Объемная доля – aa = v / V,

где v – объем примеси, V – объем газа, в котором она находится.

% об. = a * 100ppm = млн -1 = a * 106

ppb = млрд-1 = a * 109

Количество молекул в кубическом сантиметре воздуха – молекул/ см3.Слово молекул опускают и остается см-3.

При стандартных условиях

(Т =273 К; Р =1 атм = 101,3 кПа = 760 мм.рт.ст.) в каждом см-3 воздуха содержится:

N0 = N (Авагадро)/ Vм (мольный объем) = 6,02 * 1023/ 22,4* 103 = 2,69 *1019 молекул/cм3(число Лошмита),

Для не стандартных условий число Лошмита надо умножить на дробь T0 *Pi /Ti * P0.

Ni = 2,69 *1019 * T0 *Pi /Ti * P0

Для определения количества молекул примеси в куб. сантиметре необходимо общее число молекул умножить на объемную долю примеси:

n = Ni*a

Содержание примесей можно измерять в парциальным давлением примеси:Рi = Pобщее *a

Массовая концентрация примесеймг/м3

В стандартных условиях:

С (мг/м3) =С(ppm) * М.М. / 22,4

Для не стандартных условий полученное число надо умножить на дробьT0 *Pi /Ti * P0.

С (мг/м3) =С(ppm) * М.М. * T0 * Pi / 22,4 * Ti * P0.

ТропосфераТропосфера

Тропосфера – нижний, непосредственно Тропосфера – нижний, непосредственно соприкасающийся с земной поверхностью, соприкасающийся с земной поверхностью, слой атмосферы. Именно воздухом слой атмосферы. Именно воздухом тропосферы дышат живые организмы, тропосферы дышат живые организмы, влага, конденсирующаяся в тропосфере и влага, конденсирующаяся в тропосфере и выпадающая с атмосферными осадками, выпадающая с атмосферными осадками, обеспечивает человека питьевой водой, а обеспечивает человека питьевой водой, а проникающее через тропосферу проникающее через тропосферу солнечное излучение используется солнечное излучение используется автотрофными организмами в процессе автотрофными организмами в процессе фотосинтеза.фотосинтеза.

Процессы окисления примесей Процессы окисления примесей в тропосферев тропосфере

Протекают по различным направлениям:Протекают по различным направлениям: 1)1) Окисление непосредственно в газовой Окисление непосредственно в газовой

фазе;фазе; 2) Окислению предшествует абсорбция 2) Окислению предшествует абсорбция

частицами воды, и в дальнейшем процесс частицами воды, и в дальнейшем процесс окисления протекает в растворе;окисления протекает в растворе;

3) Окислению предшествует адсорбция 3) Окислению предшествует адсорбция примесей на поверхности твердых частиц, примесей на поверхности твердых частиц, взвешенных в воздухе.взвешенных в воздухе.

Концентрация примесей в Концентрация примесей в тропосферетропосфере

Образование гидроксидного Образование гидроксидного радикала в тропосферерадикала в тропосфере

O(1D)+Н2О = O(1D)+ 2ОНO(1D)+Н2О = O(1D)+ 2ОН

O(1D)+СН4 = СН3+ОНO(1D)+СН4 = СН3+ОН

O(1D) + Н2 = Н+ОНO(1D) + Н2 = Н+ОН НNO2 —→NO+ОН , λ<340 нм НNO2 —→NO+ОН , λ<340 нм

НNO3—→NO2+ОН, λ<335 нм НNO3—→NO2+ОН, λ<335 нм

Н2O2—→2ОН, λ<300 нмН2O2—→2ОН, λ<300 нм

Гидропероксидный радикалГидропероксидный радикал

Н+ОН+О22—→НО—→НО22

ОО33+ОН—→НО+ОН—→НО22+О+О22

НН22ОО22+ОН—→НО+ОН—→НО22+Н+Н22ОО

Схема трансформации Схема трансформации соединений серы в тропосфересоединений серы в тропосфере

Схема трансформации Схема трансформации соединений азота в тропосфересоединений азота в тропосфере

NO + О3 = NO2 + О2

NO2 + hν = NO + О2

NO + О3 = NO2 + О2

NO2 + hν = NO + О

O + O2 + M = O3 + M*

Доля метана, выделяющегося из Доля метана, выделяющегося из различных источников, %различных источников, %

CH4 + OH → CH3 +H2 O CH3 + O2 → CH3 OO

CH3 OO + NO → CH3 O + NO2 CH3 O + O2 → CH2 O + HO2

HO2 + NO → NO2 + OH

CH4 + 2O2 → CH2 O + H2O + 2O3

CH2 O +OH → H2 O + HCO HCO + O2 → HO2 + CO HO2 + NO → NO2 + OH

CH2 O + 2O2 →CO +H2O +O3

CO +OH → CO2 + H H + O2 → HO2

CO + 2O2 → CO2 +O3

HO2 + NO → NO2 + OH 4(NO2 + hν ) → 4(NO+O)

4(O + O2 + M) → 4 O3 + 4М* --------------------------------------------------

Суммируя все реакции, получим:CH4 + 8 O2 + 4 М = CO2 + 2Н2О + 4М* + 4 O3

Градиент температуры и Градиент температуры и устойчивость атмосферы.устойчивость атмосферы.

..

____ градиент температуры в окружающем воздухе;------ адиабатический вертикальный градиент температуры

Смог в городской атмосфереСмог в городской атмосфере

Понятие "смог"* впервые было употреблено около 100 Понятие "смог"* впервые было употреблено около 100 лет назад применительно к смеси дыма и тумана, лет назад применительно к смеси дыма и тумана, обычно имевшей жёлтый цвет и образовывавшейся над обычно имевшей жёлтый цвет и образовывавшейся над Лондоном в периоды температурных инверсийЛондоном в периоды температурных инверсий

Позже *(Позже *(smog smog →→ smokesmoke + + fogfog (англ.), дым + туман) его (англ.), дым + туман) его стали применять для характеристики задымленных или стали применять для характеристики задымленных или туманных условий, наблюдаемых в атмосфере и других туманных условий, наблюдаемых в атмосфере и других регионов. В настоящее время различают два основных регионов. В настоящее время различают два основных вида смога: смог, связанный с загрязнением атмосферы вида смога: смог, связанный с загрязнением атмосферы копотью или дымом, содержащим диоксид серы копотью или дымом, содержащим диоксид серы (лондонский смог), и смог, вызванный загрязнением (лондонский смог), и смог, вызванный загрязнением воздуха выхлопными газами транспорта, содержащими воздуха выхлопными газами транспорта, содержащими оксиды азота (смог Лос-Анджелеса). оксиды азота (смог Лос-Анджелеса).

Изменение концентрации примесей во Изменение концентрации примесей во времени при облучении разбавленных времени при облучении разбавленных

выхлопных газов автомобилейвыхлопных газов автомобилей

С присутствием органических соединений в воздухе городов связаны и процессы образования высокотоксичных пероксидных соединений:

R-С(О)-О-О-NO2

Наиболее распространенным пероксидным соединением, синтезирующимся в атмосфере, является пероксиацетилнитрат - первый

член гомологического ряда, часто сокращенно называемый ПAH, СН3-С(О)-О-О-NO2.

В случае присутствия в воздухе ароматических углеводородов возможно образование ароматических производных. Так, например, пepoксибензоилнитрат, являющийся сильным слезоточивым газом, был идентифицирован в атмосфере Лос-Анджелеса наряду с пероксиацетилнитратом и его гомологами.

Высокотоксичные соединения в Высокотоксичные соединения в

атмосфереатмосфере В последние десятилетия внимание В последние десятилетия внимание

специалистов в области охраны окружающей специалистов в области охраны окружающей среды направлено на изучение химических среды направлено на изучение химических превращений и мониторинг высокотоксичных превращений и мониторинг высокотоксичных соединений, часто называемых соединений, часто называемых суперэкотоксикантами.суперэкотоксикантами.

Среди суперэкотоксикантов следует особо Среди суперэкотоксикантов следует особо упомянуть группы наиболее распространенных упомянуть группы наиболее распространенных органических соединений – полиядерные органических соединений – полиядерные ароматические углеводороды (ПАУ) и ароматические углеводороды (ПАУ) и галогенсодержащие органические соединения, а галогенсодержащие органические соединения, а также, соединения, содержащие тяжелые также, соединения, содержащие тяжелые металлы. металлы.

Полиядерные ароматические углеводородыПолиядерные ароматические углеводороды

нафталин антрацен

хризен

4,5 - бензопирен 1,2 –бензопирен (бенз(а)пирен

Присутствующие в атмосфере в газовой фазе ПАУ интенсивно поглощают излучение длиной волны 320 – 400 нм и сравнительно быстро подвергаются трансформации с образованием хинонов и

карбонильных соединений.

Так экспериментально установлено, что в результате 20 - минутного облучения ультрафиолетом (А) происходит разложение

более 30% пирена, примерно 80% антрацена и около 50% бенз(а)пирена.

Процессы частичного окисления ПАУ приводят к появлению в отходящих газах разнообразных кислородсодержащих ПАУ

(хинонов, спиртов, альдегидов). В присутствии оксидов азота и озона ПАУ образуют нитро- и

кислород содержащие производные. Так, при взаимодействии с диоксидом азота в воздухе

появляются обладающие высокой мутагенной и канцерогенной активностью нитробензпирены, а в присутствии озона образуются

полиядерные хиноны и гидроксипроизводные бензпирена.

Галогенсодержащие Галогенсодержащие

суперэкотоксикантысуперэкотоксиканты Все наиболее опасные из этих соединений попадают Все наиболее опасные из этих соединений попадают в список так называемой «грязной дюжины», в в список так называемой «грязной дюжины», в который эксперты который эксперты UNEP UNEP выделили 12 наиболее выделили 12 наиболее опасных стойких органических загрязнителей (СОЗ). опасных стойких органических загрязнителей (СОЗ). В целом к СОЗ (в английском варианте – В целом к СОЗ (в английском варианте – Persistent Persistent organic pollutantsorganic pollutants ( (POPsPOPs) относятся вещества, ) относятся вещества, которые отвечают следующим требованиям:которые отвечают следующим требованиям:

Являются токсичными;Являются токсичными; Являются устойчивыми в окружающей среде;Являются устойчивыми в окружающей среде; Способны к биоаккумуляции;Способны к биоаккумуляции; Склонны к трансграничному переносу и к Склонны к трансграничному переносу и к

накоплению в окружающей среде;накоплению в окружающей среде; Являются причиной значительного вредного Являются причиной значительного вредного

воздействия на здоровье человека или на воздействия на здоровье человека или на окружающую среду вследствие его трансграничного окружающую среду вследствие его трансграничного распространения.распространения.

Диоксины и дибензофураныДиоксины и дибензофураны

. . К этимК этим хлорорганическим соединениям относится хлорорганическим соединениям относится большая группа гетероциклических полихлорированных большая группа гетероциклических полихлорированных соединений, основу которых составляют два соединений, основу которых составляют два ароматических кольца, соединенные, в случае ароматических кольца, соединенные, в случае диоксинов, или правильнее, дибензо-диоксинов, или правильнее, дибензо-пп-диоксинов -диоксинов (ПХДД), двумя кислородными мостиками, и, в случае (ПХДД), двумя кислородными мостиками, и, в случае дибензофуранов (ПХДФ), одним кислородным мостиком, дибензофуранов (ПХДФ), одним кислородным мостиком, содержащих от одного до 8 атомов хлора. содержащих от одного до 8 атомов хлора.

К этой группе хлорорганических соединений часто К этой группе хлорорганических соединений часто относят хотя и менее токсичные, но выпускаемые в относят хотя и менее токсичные, но выпускаемые в промышленных масштабах полихлорированные промышленных масштабах полихлорированные бифенилы (ПХБ), в которых два бензольных кольца бифенилы (ПХБ), в которых два бензольных кольца непосредственно связаны друг с другом непосредственно связаны друг с другом

дибензо-п-диоксин дибензофуран

полихлорированные бифенилы

Тяжелые металлы в атмосфереТяжелые металлы в атмосфере Поскольку одна из важнейших особенностей Поскольку одна из важнейших особенностей

элементов, объединяемых в группу «тяжелых элементов, объединяемых в группу «тяжелых металлов» связана с их опасностью для человека, металлов» связана с их опасностью для человека, представляется целесообразным учитывать не только представляется целесообразным учитывать не только плотность и атомную массу элемента, но и такие плотность и атомную массу элемента, но и такие характеристики, как - токсичность, стойкость, характеристики, как - токсичность, стойкость, способность накапливаться в окружающей среде и способность накапливаться в окружающей среде и масштабы использования металлов. По этим масштабы использования металлов. По этим

признакам в группу «тяжелых металлов» относятпризнакам в группу «тяжелых металлов» относят - -

свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут, свинец, ртуть, кадмий, цинк, висмут, кобальт, никель, медь, олово, сурьму, кобальт, никель, медь, олово, сурьму, ванадий, марганец, хром, молибден, ванадий, марганец, хром, молибден, мышьяк и, часто, сравнительно легкий мышьяк и, часто, сравнительно легкий алюминий. алюминий.

В целом эта группа суперэкотоксикантов имеет В целом эта группа суперэкотоксикантов имеет широкий спектр токсического действия, в широкий спектр токсического действия, в некоторых случаях они проявляют некоторых случаях они проявляют канцерогенные свойства. Хотя у различных канцерогенные свойства. Хотя у различных видов живых организмов нет единого порядка видов живых организмов нет единого порядка чувствительности по отношению к тяжелым чувствительности по отношению к тяжелым металлам, по этому показателю их часто металлам, по этому показателю их часто располагают в следующей располагают в следующей последовательности:последовательности:

Hg > Cu Hg > Cu > Zn > Ni > Pb > Cd > Cr > Sn > Fe > > Zn > Ni > Pb > Cd > Cr > Sn > Fe > Mn > Al.Mn > Al.

Необходимо помнить, что опасность Необходимо помнить, что опасность воздействия тяжелых металлов на организмы воздействия тяжелых металлов на организмы и их способность мигрировать в окружающей и их способность мигрировать в окружающей среде во многом зависит от вида соединений среде во многом зависит от вида соединений в состав, которого они входят. Поэтому при в состав, которого они входят. Поэтому при контроле качества тех или иных сред и контроле качества тех или иных сред и продуктов нельзя ограничиваться лишь продуктов нельзя ограничиваться лишь определением их валового содержания. определением их валового содержания. Следует определить и дифференцировать Следует определить и дифференцировать структуры соединений, в которые входят структуры соединений, в которые входят конкретные тяжелые металлы.конкретные тяжелые металлы.

Концентрации некоторых тяжелых металлов в природных Концентрации некоторых тяжелых металлов в природных районах и на урбанизированных территориях Северной районах и на урбанизированных территориях Северной

Америки и ЕвропыАмерики и Европы

Тяжелый металлТяжелый металл Воздух природных Воздух природных территорийтерриторий

нг/мнг/м33

Воздух на Воздух на урбанизированных урбанизированных

территорияхтерриториях

нг/мнг/м33

ПДКПДКСССС* *

мг/ммг/м33 / /

нг/мнг/м33

PbPb 00,,11 – 250 – 250 120 – 2700120 – 2700 0,00030,0003 //

300300

CuCu 0,0035 – 7,40,0035 – 7,4 100 – 340 100 – 340 0,0010,001 / /

10001000

ZnZn 0,038 – 25,0 0,038 – 25,0 500 – 1200 500 – 1200 0,0050,005 / /

50005000

HgHg 11,9 – 4 ,9 – 4 2,9 -34 2,9 -34 0,0003 /0,0003 /

300300

Загрязнение воздуха внутри некоторых, типовых Загрязнение воздуха внутри некоторых, типовых помещенийпомещений

ЗагрязняющиЗагрязняющие веществае вещества

Концентрация примесейКонцентрация примесей КоэффициенКоэффициент накопления*т накопления*

с наружи здания, с наружи здания, мг/ммг/м33

внутри внутри помещения помещения

мг/ммг/м33

Оксид углеродаОксид углерода 0,8-7,20,8-7,2 1-5,71-5,7 0,8-3,10,8-3,1

Оксиды азота Оксиды азота 0,04-0,080,04-0,08 0,14-0,090,14-0,09 0,8-1,570,8-1,57

СвинецСвинец 0-0,00160-0,0016 0-0,00220-0,0022 1.3-3.61.3-3.6

ХромХром 0-0,00160-0,0016 0-0,00220-0,0022 0,7-1,30,7-1,3

КадмийКадмий 0-0,00010-0,0001 0-0,00040-0,0004 1,2-4,01,2-4,0

МедьМедь 0-0,0090-0,009 0-0,00830-0,0083 0,7-4,00,7-4,0

ЖелезоЖелезо 0,035-0,1670,035-0,167 0,0015-0,1690,0015-0,169 0,4-1,10,4-1,1

ЦинкЦинк 0,002-0,1410,002-0,141 0,002-0,1080,002-0,108 0,5-0,760,5-0,76

ФормальдегидФормальдегид 0,004-0,010,004-0,01 0,004-0,0770,004-0,077 >4>4

ФенолФенол 0-0,0090-0,009 0,001-0,0360,001-0,036 >>22

БензолБензол 0,005-0,0350,005-0,035 0,017-0,120,017-0,12 >>44

КсилолКсилол 0,008-0,0820,008-0,082 0,04-0,470,04-0,47 >>44

ТолуолТолуол 0,002-0,060,002-0,06 0,04-0,20,04-0,2 >>55

Содержание оксидов азота и оксида углерода в Содержание оксидов азота и оксида углерода в воздухе помещений при работающей газовой воздухе помещений при работающей газовой

плитеплитеМесто Место отбора отбора проб проб

воздухавоздуха

Содержание примесейСодержание примесей

NONOхх** COCO

мкг/ммкг/м33 Доли Доли ПДКПДК

сссс

мг/ммг/м33 Доли Доли ПДКПДК

сссс

КухняКухня 140140 3,53,5 5,95,9 1,91,9ГостинаяГостиная 140140 3,53,5 5,95,9 1,91,9

СпальнСпальняя

8585 2,12,1 4,74,7 1,61,6

Снаружи Снаружи зданияздания

6666 1,71,7 0,50,5 0,20,2

Аэрозоли в атмосфереАэрозоли в атмосфереАэрозолями называют дисперсные системы, Аэрозолями называют дисперсные системы,

содержащие твердые или жидкие частицы, содержащие твердые или жидкие частицы, суспендированные в газовой фазе.суспендированные в газовой фазе.

Превращения примесей сопровождаются Превращения примесей сопровождаются постоянным взаимодействием между газовой, постоянным взаимодействием между газовой, жидкой и твердой фазами, присутствующими в жидкой и твердой фазами, присутствующими в

тропосфере. Твердая фаза представляет тропосфере. Твердая фаза представляет собой продукты конверсии примесей, либо собой продукты конверсии примесей, либо

частицы золы и минеральной пыли. Жидкая частицы золы и минеральной пыли. Жидкая фаза состоит из воды, продуктов превращения фаза состоит из воды, продуктов превращения

примесей и растворимых компонентов. примесей и растворимых компонентов. Химические реакции,Химические реакции, протекающие в этих протекающие в этих

сложных системах, часто называют сложных системах, часто называют гетерогенными химическими реакциями. гетерогенными химическими реакциями.

Поступление частиц из различных Поступление частиц из различных источников в атмосферу (10источников в атмосферу (1066 т/год) т/год)

Вид частицВид частиц Природные Природные источникиисточники

Смешанные Смешанные источникиисточники

АнтропогенныеАнтропогенные

источникиисточники

Прямые эмиссии частиц антропогенного Прямые эмиссии частиц антропогенного происхожденияпроисхождения

-- -- 10-9010-90

Частицы, образующиеся из углеводородов Частицы, образующиеся из углеводородов (антропог.)(антропог.)

-- -- 15-9015-90

Лесные пожары и подсечно-огневое Лесные пожары и подсечно-огневое земледелиеземледелие

-- 3-1503-150 --

ВулканыВулканы 25-15025-150 -- --

Углеводороды из растенийУглеводороды из растений 75-20075-200 -- --

Сульфаты из Сульфаты из SOSO22 -- -- 130-200130-200

Морская сольМорская соль 300300 -- --

Аммонийные солиАммонийные соли -- 80-27080-270 --

Нитраты из Нитраты из NONOxx 30-3530-35 -- --

Дезинтеграция почвы и Дезинтеграция почвы и ccкальных породкальных пород -- 100-500100-500 --

Критерии устойчивости аэрозольных Критерии устойчивости аэрозольных частицчастиц

Для существования устойчивого аэрозоля Для существования устойчивого аэрозоля (аэродисперсной сис-темы) необходимы (аэродисперсной сис-темы) необходимы следующие условия: следующие условия:

1) скорость седиментации частиц мала;1) скорость седиментации частиц мала; 2) силами инерции при перемещении частиц 2) силами инерции при перемещении частиц

можно пренебречь (отношение сил инерции к можно пренебречь (отношение сил инерции к силам вязкости мало);силам вязкости мало);

3) броуновское движение частиц весьма 3) броуновское движение частиц весьма эффективно;эффективно;

4) система характеризуется высокой удельной 4) система характеризуется высокой удельной поверхностью. поверхностью.

W = 2/9 x RW = 2/9 x R2 2 ρρ x g/ x g/μμ

где r и ρr – радиус и плотность частицы (в сферическом приближении);

μ - динамическая вязкость газа (1,81*10-4 Па∙с, 298 К);g - ускорение свободного падения.

В атмосфере Ws зависит от высоты над уровнем моря. Более того, в тропосфере восходящие потоки еще больше затрудняют

интерпретацию понятия Ws. Все же в слое воздуха можно в качестве верхнего предела Ws принять значение 0,1 м∙с-1, при ρr

=1 г∙см-3. Данная величина Ws определяет скорость падения частицы

радиуса 30 мкм.

По типу происхождения и по размерам По типу происхождения и по размерам аэрозоли обычно подразделяют на две аэрозоли обычно подразделяют на две большие группы: микро- и макрочастицы. большие группы: микро- и макрочастицы. Микрочастицы радиуса меньше 0,5Микрочастицы радиуса меньше 0,5 -1,0 -1,0 мкм образуются в процессах коагуляции и мкм образуются в процессах коагуляции и конден-сации, тогда как макрочастицы конден-сации, тогда как макрочастицы возникают в основном при дезинтеграции возникают в основном при дезинтеграции поверхности Земли.поверхности Земли.

Концентрация аэрозолей (смКонцентрация аэрозолей (см-3-3))

Антарктида 100 -1000Антарктида 100 -1000 Природные территории 1000 – 10000Природные территории 1000 – 10000 Городской воздух 10 млн.Городской воздух 10 млн. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Ядра Айткена Большие ГигантскиеЯдра Айткена Большие Гигантские N (N (смсм-3-3) 10) 105 5 100 100 1 1 N (N (мкгмкг//мм33) 40 ) 40 20 20 20 20

Зависимость эффективности улавливания от Зависимость эффективности улавливания от фракционного состава твёрдых частиц и аэрозолей в фракционного состава твёрдых частиц и аэрозолей в газовом потоке для различных типов оборудованиягазовом потоке для различных типов оборудования

Тип Тип оборудованияоборудования

Общая Общая эффектив-эффектив-

ность, %ность, %

Эффективность улавливания, %Эффективность улавливания, %

<<55мкммкм

5-10 мкм5-10 мкм 10-20 10-20 мкммкм

20-40 мкм20-40 мкм >40 >40 мкммкм

Пылеосади-Пылеосади-тельная камерательная камера

58,658,6 7,57,5 2222 4343 8080 9090

Обычный циклонОбычный циклон 65,365,3 1212 3333 5757 8282 9191

Циклон с Циклон с удлинённым удлинённым конусомконусом

84,284,2 4040 7979 9292 9595 9797

ЭлектрофильтрЭлектрофильтр 97,097,0 7272 94,594,5 9797 99,599,5 100100Полый скруббер, Полый скруббер, орошаемый орошаемый водойводой

98,598,5 9090 9696 9898 100100 100100

Скруббер Скруббер ВентуриВентури

99,599,5 9999 99,599,5 100100 100100 100100

Рукавный фильтрРукавный фильтр 99,799,7 99,599,5 100100 100100 100100 100100

Ниже представлен вклад (%) в загрязнение Ниже представлен вклад (%) в загрязнение атмосферного воздуха основных отраслей атмосферного воздуха основных отраслей

промышленности:промышленности:

ТранспортТранспорт 4040

ЭлектроэнергетикаЭлектроэнергетика 28,5 28,5

Цветная металлургия Цветная металлургия Черная металлургияЧерная металлургияНефтедобычаНефтедобыча

21,6 21,6 15,215,27,9 7,9

НефтепереработкаНефтепереработка 5,15,1

МашиностроениеМашиностроение 3,63,6

Угольная промышленностьУгольная промышленность 3,63,6

Газовая промышленностьГазовая промышленность 3,33,3

Производство Производство строительных материаловстроительных материалов

3,23,2

Химическая Химическая промышленностьпромышленность

2,72,7

ДеревообработкаДеревообработка 2,62,6

Пищевая промышленностьПищевая промышленность 1,51,5

Оборонная Оборонная промышленностьпромышленность

0,60,6

Легкая промышленностьЛегкая промышленность 0,40,4

Список литературыСписок литературы

1. Тарасова Н.П., Кузнецов В.А. Химия окружающей среды: 1. Тарасова Н.П., Кузнецов В.А. Химия окружающей среды: атмосфера:атмосфера:учебное пособие для вузов:-М.:ИКЦ «Академкнига, 2007.-учебное пособие для вузов:-М.:ИКЦ «Академкнига, 2007.-

228с.:ил.228с.:ил. 2. Зайцев В.А. Промышленная экология: учебное пособие для вузов:- 2. Зайцев В.А. Промышленная экология: учебное пособие для вузов:-

М. БИНОМ.Лаборатория знаний, 2012,-382 с.:ил.М. БИНОМ.Лаборатория знаний, 2012,-382 с.:ил.

3. Андруз Дж., Бримблкум П., Джикелз Т., Лисс П. Введение в химию 3. Андруз Дж., Бримблкум П., Джикелз Т., Лисс П. Введение в химию окружающей среды: пер. с англ – М.Мир, 1999.-271с.окружающей среды: пер. с англ – М.Мир, 1999.-271с.

4. Тарасова Н.П. Кузнецов В.А. Сметанников Ю.В. Малков А.В., 4. Тарасова Н.П. Кузнецов В.А. Сметанников Ю.В. Малков А.В., Додонова А.А. Задачи и вопросы по химии окружающей среды. –Додонова А.А. Задачи и вопросы по химии окружающей среды. –М.:Т19 Мир,2002.-368 с.ил.М.:Т19 Мир,2002.-368 с.ил.

5. Бримблкумб П. Состав и химия атмосферы. –М.: Мир 1988.-351с.5. Бримблкумб П. Состав и химия атмосферы. –М.: Мир 1988.-351с.