Токсичність продуктів горіння

Атмосфера – газова оболонка Землі. Її маса складає 5,9 ž10¹⁵ т. Основними компонентами нижчих шарів атмосфери є азот (78,1 об.%), кисень (20,9 %). З інших складових атмосфери можна відмітити аргон (0,9 %) і вуглекислий газ (0,033%). Крім того, в повітрі можуть знаходитися: вода в вигляді пари або в конденсованому стані, пил.

Існують два головних види забруднення атмосфери: природний і штучний (антропогенний). Основними джерелами штучного забруднення атмосфери є теплоенергетика, нафто-газова промисловість, чорна та кольорова металургія, хімічна промисловість та транспорт. Найбільше забруднюють атмосферу викиди теплових електричних станцій (ТЕС). За один рік в атмосферу ТЕС викидають десятки тон СO₂, сотні мільйонів тон CO, SO₂ та оксидів нітрогену. Вуглекислий газ утворюється при спалюванні майже всіх видів палив (вугілля, мазуту, газу). Продукти горіння, що потрапляють до атмосфери, беруть участь у вторинних реакціях:

2NO + O₂ = 2NO₂, 2 SO₂. + O₂ = 2SO₃, NO₂+ O₂ = NO + O₃,

4NO₂ + O₂ + 2Н₂О = 4НNO₃, SO₂. + Н₂О = Н₂SO₃, SO₃. + Н₂О = Н₂SO₄.

Небезпечними є наслідки збільшення в атмосфері вмісту вуглекислого газу. Щорічно кількість вуглекислого газу збільшується на 0,4%. Завдяки поглинанню вуглекислим газом теплового випромінювання з поверхні землі, підвищується середня температура навколишнього середовища (парниковий ефект). Це явище може привести до суттєвих змін клімату (глобальне потепління).

Гострою є проблема забруднення повітря “кислими газами” (SO₂ , NO, NO₂, SO₃). В атмосфері з цих газів і води поступово утворюються сульфатна та нітратна кислоти. Це, в свою чергу, приводить до випадання “кислих дощів”. За останні роки рН дощової води знизилось з 5,6 до 4,0.

В наш час особливо гостро стоїть проблема захисту озонового шару Землі. Хоча кількість озону в атмосфері дуже мала (2×10^-6 % за об’ємом), він відіграє дуже важливу роль у збереженні тваринного і рослинного світу від дії жорсткого ультрафіолетового випромінювання Сонця. Руйнування озону відбувається внаслідок його взаємодії з багатьма речовинами. Найбільшу небезпеку в цьому плані представляють галогенпохідні вуглеводнів – фреони. Згідно з міжнародними домовленостями, припинено виробництво і поступово припиняється застосування фреонів.

Приклад 58.

Запропонуйте методику очищення газів від сірководню. Наведіть рівняння відповідних реакцій.

Розв’язання.

Сірководень (Н₂S) – токсичний газ. Ця речовина прявляє кислотні властивості, тому для її поглинання можна використовувати речовини основної природи. Наприклад для поглинання Н₂S можна використати розчини лугів:

Н₂S + 2КОН = К₂S + 2Н₂О.

В разі наявності в газах інших кислих компонентів, сірководень можна окислити за реакцією:

2Н₂S + SО₂ = 3S + 2Н₂О.

Сірку, що утворюється під час реакції, можна відділити за допомогою фільтрів.

Захист водного басейну від забруднення

Потреби людства у прісній воді величезні. В промисловості, сільському господарстві і побуті витрачається за рік більше 3000 км³ прісної води. З ростом промисловості, сільського господарства та сфери побуту збільшуєтся забруднення водного басейну. Основними джерелами забруднення природних вод є промислові та побутові стічні води. В багатьох розвинутих країнах суттєво знижують якість води так звані, “кислі дощі”. Вони утворюються внаслідок взаємодії “кислих газів”(SO₂ , NO, NO₂, SO₃) з парою води та киснем. При цьому відбуваються такі процеси:

SO₂ + Н₂O = Н₂SO₃ , 2Н₂SO₃ +О₂ =2Н₂SO₄ ,

2NO + О₂ = 2NO₂ , 4NO₂ + 2Н₂O + О₂ = 4НNO₃ .

Водні розчини кислот, що утворилися таким чином, попадають в грунт, ріки та озера. Це приводить до збільшення кислотності поверхневих вод, і в свою чергу, негативно впливає на розвиток рослин і тварин.

Основними методами боротьби з забрудненням є вдосконалення виробництв таким чином, щоб вони зменшували викиди токсичних речовин (безвідходні та маловідходні технології), заміна деяких токсичних речовин на нетоксичні або малотоксичні.

Для вже існуючих виробництв, у випадках неможливості їх модернізації згідно з екологічними вимогами, треба застосовувати методи для очищення викидів від небезпечних речовин.

Існує багато методів очищення стічних вод. Основними з них є механічні, хімічні, фізико-хімічні, біологічні та термічні методи.

Механічні методи очищення застосовуються для виділення твердих нерозчинних домішок. Для цього використовуються методи відстоювання і фільтрації.

Хімічні методи очищення застосовуються для видалення зі стічних вод розчинених домішок. Ці методи пов’язані з використанням реагентів, які вступають в хімічні реакції зі шкідливими компонентами, внаслідок чого ці речовини окислюються або відновлюються з одержанням малотоксичних речовин або перетворюються в нерозчинні сполуки, які виділяються у вигляді осаду.

Біохімічні методи очищення стічних вод вважаються основними при кінцевому очищенні побутових стічних вод від органічних домішок, які легко окислюються мікроорганізмами.

Приклад 59.

Як очистити промислові стічні води від сполук ніколю? Наведіть рівняння відповідних реакцій.

Розв’язання.

Розчинені сполуки ніколю є токсичними речовинами тому їх викиди в воду або грунт неприйнятні з екологічних міркувань.

При великому вмісті сполук ніколю у воді іх можна виділяти електролізом:

(К) Ni²⁺ +2e = Ni, 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^– (побічний процес).

Ніколь також можна відновити за допомогою більш активного металу:

Ni²⁺ + Fe = Ni + Fe²⁺

При цьому требу взяти до уваги, що розчин забруднюється іонами більш активного металу (Fe²⁺).

Крім того, ніколь можна виділити в вигляді нерозчиненої речовини:

Ni²⁺+ 2OH^– = Ni(OH)₂¯

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Роль хімії в розв'язанні екологічних проблем	\|	Літосфера та її забруднення

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.021 сек.