Содержание в выбросах сернистых соединений зависит от применяемого топлива. Наибольшую сернистость имеют подмосковные и украинские бурые, донецкий, кизеловский, интинский каменный угли, эстонские горючие сланцы. Повышена сернистость мазутов, получаемых из нефти Волго-Уральского района. Сибирские угли, как правило, имеют небольшое содержание серы (десятые или сотые доли процента). Из нефти сибирских месторождений получают мазуты также умеренной сернистости. Природный газ большинства месторождений – бессернистое топливо.
Тепловая энергетика даёт примерно 50% выбросов оксидов азота в атмосферу. В количественном отношении они в 3-5 раз ниже, чем двуоксида серы, но более токсичны, способствуют образованию фотохимического смога, приводят к накоплению озона в приземном слое.
Для выбросов ТЭС наиболее опасным является эффект суммации (синергизма) сернистого газа и двуоксида азота.
Промышленность
Для получения полной версии работы перейдите по ссылке.
Рис. 1.1. Доля отраслей промышленности в выбросах загрязняющих веществ в атмосферу.
Наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят цветная металлургия, чёрная металлургия, нефтедобыча и нефтепереработка.
Добывающая промышленность – вносит вклад, в основном, в запыление атмосферы, связанное со взрывными работами при открытой добыче. К последствиям нефтегазодобычи относят загрязнение атмосферы выбросами попутного нефтяного газа, содержащего метан, углекислый газ.
Перерабатывающая промышленность – характерно большее воздействие на состояние атмосферы, чем для добывающей. Из общего объема промышленных выбросов в атмосферу на долю перерабатывающей промышленности приходится около 80%. Ежегодные годовые выбросы в крупнотоннажных отраслях (чёрная и цветная металлургия, нефтепереработка, промышленность строительных материалов) составляют миллионы тонн и 80% выбросов в атмосферу всей перерабатывающей промышленности.
Чёрная металлургия – каждая стадия металлургического производства обладает различным объёмом и составом выбросов.
Таблица 1.2
Долевой вклад металлургических производств в загрязнение воздушного бассейна, % [11]
| Производство | Пыль | Сернистый газ SO2 | Оксид углерода CO | Оксиды азота NOx | H2 | Кислота |
| Коксохимическое | 6,5 | 10,3 | 5,3 | 6,9 | 61,6 | 58,3 |
| Агломерационное | 28,4 | 63,3 | 55,9 | 16,9 | 6,6 | - |
| Доменное | 12,1 | 2,5 | 7,5 | 2,6 | 1,2 | 1,6 |
| Мартеновское | 11,9 | 3,8 | 3,8 | 30,1 | ||
| Конвертерное | 1,5 | 0,2 | 2,8 | 2,3 | ||
| Электросталеплавильное | 1,7 | 0,5 | 0,5 | 2,0 | 0,005 | |
| Прокатное | 0,8 | 2,7 | 1,9 | 7,1 | 0,3 | 11,6 |
| Огнеупорное | 7,8 | 2,7 | 0,9 | 3,6 | 3,3 | |
| ТЭЦ | 15,3 | 10,1 | 12,2 | 19,9 | 7,6 | |
| Добыча руды | 5,9 | 1,9 | 3,2 | 2,5 | ||
| Ферросплавильное | 4,2 | 0,9 | 2,1 | 0,2 | 6,1 | |
| Известковообжиговое | 1,2 | 0,02 | 0,3 | 3,9 |
Одним из основных источников загрязнения воздушного бассейна является агломерационное производство. Оно даёт наибольшую долю выбросов сернистого газа. Удельные выбросы SO2 на одну топку агломерата составляют 12-12,5 кг. Завод чёрной металлургии с суточным выбросом SO2 более 10 т приводит к гибели растительности в радиусе 500 м.
Мартеновские печи – основной источник выбросов оксидов азота (30%). Оксид азота образуется после сгорания топлива, когда уже нет горючих веществ.
Продукты сгорания коксовых печей представлены оксидами углерода, серы и азота.
Цветная металлургия. Основными отходами производства меди и никеля среди прочих являются сернистые газы с низкой концентрацией SO2. Концентрация SO2 в выбросах медеплавильного, свинцового, никелевого, цинкового производства значительно ниже того предела, при котором возможна эффективная переработка их на серную кислоту. Поэтому цветная металлургия даёт около 20% всех загрязнений атмосферы этим веществом.
Для получения полной версии работы перейдите по ссылке.
Автомобильный транспорт занимает сейчас ведущее место в загрязнении окружающей среды. В крупных агломерациях автотранспорт даёт 60-70% выбросов в атмосферу (в Москве более 80%). Выбросы содержат и кислотообразующие вещества – NO2, SO2.
Таблица 1.3
Выбросы вредных веществ в атмосферу [5]
| Годы | |||||
| 1993 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | |
| Предприятия Российской Федерации | |||||
| Всего выброшено вредных веществ, тыс. т | 22167,7 | 19528,3 | 18140,4 | 16661,03 | 15852,07 |
| В том числе: Диоксида серы (% от общего количества) | 6952,4 (31,4) | 6260,6 (32,1) | 6168,1 (34,0) | 5866,76 (35,2) | 5706,85 (36) |
| Оксидов азота (% от общего количества) | 2142,8 (9,7) | 1839,0 (9,4) | 1723,5 (9,5) | 1641,41 (9,8) | 1564,81 (9,9) |
| Предприятия энергетической отрасли | |||||
| Всего выброшено вредных веществ, тыс. т | 5898,2 | 5267,4 | 5017,7 | 4748,49 | 4427,67 |
| В том числе: Диоксида серы (% от общего количества) | 2489,4 (42,4) | 2254,9 (42,8) | 2134,0 (42,5) | 2005,51 (42,2) | 1838,02 (41,5) |
| Оксидов азота (% от общего количества) | 1384,2 (23,5) | 1200,0 (22,8) | 1136,8 (22,6) | 1108,87 (23,3) | 1054,72 (24,8) |
| Предприятия чёрной и цветной металлургии | |||||
| Всего выброшено вредных веществ, тыс. т | 7022,1 | 6232,2 | 6428,5 | 6133,6 | 6401,2 |
| В том числе: Диоксида серы (% от общего количества) | 3180,5 (45,3) | 2957,6 (47,5) | 3141,7 (48,9) | 3107,2 (50,7) | 3172,55 (49,6) |
| Оксидов азота (% от общего количества) | 243,6 (3,5) | 201,6 (3,2) | 214,7 (3,3) | 202,5 (3,3) | 187,88 (2,9) |
| Предприятия нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей, угольной и газовой отраслей | |||||
| Всего выброшено вредных веществ, тыс. т | 4317,5 | 4240,0 | 3651,9 | 3296,49 | 3231,49 |
| В том числе: Диоксида серы (% от общего количества) | 314,9 (7,3) | 297,6 (7,0) | 273,8 (7,5) | 253,7 (7,7) | 251,3 (7,8) |
| Оксидов азота (% от общего количества) | 116,9 (2,7) | 105,7 (2,5) | 81,0 (2,2) | 78,5 (2,4) | 80,6 (2,5) |
1.3. Химические реакции в атмосфере.
Атмосфера в силу наличия в ней свободного кислорода представляет собой систему, обладающую окислительными свойствами, поэтому практически все реакции соединений серы и азота идут в сторону образования сульфатов и нитратов как высших форм окисления.
Газофазное окисление может проводиться на молекулярном уровне такими окислителями, как собственно кислород, озон, перекись водорода. Однако оно намного эффективнее протекает со свободными радикалами. Важную роль в образовании радикалов играют фотохимические процессы. Отсюда следует, что скорость реакции газофазного окисления существенным образом будет зависеть от времени суток, сезона, географической широты, наличия облачного покрова. В реакции образования и поглощения радикалов кроме соединений серы и азота могут быть вовлечены такие реакционноспособные загрязняющие вещества, как непредельные углеводороды, альдегиды, кетоны и т. д. Для того чтобы представить картину химических трансформаций соединений серы и азота в атмосфере, необходимо, прежде всего знать поведение свободных радикалов в атмосфере.