Кислотные дожди пагубно влияют на растительность, на урожайность сельскохозяйственных культур. Выпадая на землю, кислотные дожди вызывают эрозию почвы и приводят к ее закисанию. Также кислотные дожди влияют на материалы, вызывая сильную коррозию металлов.
3. Химические превращения вещества в атмосфере Загрязняющие вещества в атмосфере могут вступать в химические реакции и образовывать вторичные загрязнения.
Фотохимические реакции являются причиной появления смога.
NO2 hν NO + O.
O + O2 = O3.
O3 + NO2 = NO3 + O2.
NO3 + NO2 = N2O5.
N2O5 + H2O = HNO3.
RHC=CHR1 + O3 = RCHO + RO· + HCO;
RCHO hν R· + HCO;
R· + O2 = RO2·.
RO2· + O2 = RO· + O3.
RO2· + NO = NO2 + RO·.
RCO· + O2 = RCO3·.
RCO3· + NO2 = RCO3NO2.
ПАН (пироксиацетилнитрат).
ПБН (пироксибензоилнитрат) ПАН и ПБН сильно раздражают слизистую оболочку и приводят к образованию фотохимического смога. [3].
4. Очистка выбросов в атмосферу от загрязняющих веществ.
4.
1. Очистка от Н2S.
Этаноламинный метод. Поглотитель — моно-, ди-, триэтаноламин.
Н-О-СН2-СН2-NH2 — моноэтаноламин. Используется 15% водный раствор.
R-NH2 + H2O = R-NH3+ + OH;
OH- + H2S = H2O + HS;
HS- + R-NH3+ = (RNH3)HS.
Общая реакция:
R-NH2 + H2O + H2S = (RNH3)HS.
Сиборд-процесс. Используется 3% раствор соды.
H2S + Na2CO3 = NaHCO3 + NaHS.
Регенерация:
NaHS + ½ O2 = NaOH + S.
Отделяют серу и.
NaOH + NaHCO3 = Na2CO3 + H2O.
Мышьяково-содовый метод.
Na4As2S5O2 + H2S = Na4As2S6O + H2O.
Na4As2S6O + ½ O2 = Na4As2S5O2 + S.
Железо-содовый метод. Используется суспензия гидроксида железа III в растворе карбоната натрия.
Na2CO3 + H2S = NaHCO3 + NaHS.
3NaHS + 2Fe (OH)3 = 2FeS + S + 3NaOH + 3H2O.
4FeS + 3O2 + 6H2O = 4Fe (OH)3 + 4S.
Фосфатный метод.
H2S + K3PO4 = K2HPO4 + KHS.
Реакция на «болотной руде».
Fe2O3 + H2S = FeS + H2O + S.
Регенерация сжиганием:
FeS + O2 = Fe2O3 + S (SO2).
Содержание SO2 зависит от расхода О2.
Реакция на активированном угле.
H2S + O2 = S + H2O ∆H = -220 кДж.
Метод Клауса.
I. Термическая стадия.
H2S + O2 = SO2 + S + H2O.
Пламенное окисление H2S со стехиометрическим количеством О2. t=900−13000C.
II. Каталитическая стадия.
H2S + SO2 = H2O + S.
t=220−2500C, kat — боксит или активированный Al2O3.
4.
2. Очистка от SO2.
Аммиачный метод.
(NH4)2SO3 + SO2 + H2O = 2NH4HSO3.
NH4HSO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 + H2O + SO2.
SO2 и (NH4)2SO4 являются товарными продуктами.
Известковый метод.
CaO + SO2 = CaSO3.
Содовый метод.
SO2 + Na2CO3 = NaHCO3 + NaHSO3.
SO2 + NaHCO3 = CO2 + H2O + Na2SO3.
Магнезитовый метод.
SO2 + MgO + 6H2O = MgSO3*6H2O.
Кристаллогидраты отделяют от воды, центрифугируют и обжигают.
MgSO3 t. MgO + SO2.
Цинковый метод.
ZnO + SO2 + 2,5H2O = ZnSO3*2,5H2O.
Кристаллогидраты отделяют центрифугированием или фильтрацией и разлагают при t~300−3500C.
ZnSO3 = SO2 + ZnO.
Марганцовый метод.
MnO2 + SO2 = MnSO4.
Твердый аэрозоль MnSO4 и избыток не прореагировавшего MnO2 выделяют в циклонах и электрофильтрах. Изловленные твердые вещества подвергают превращению:
MnSO4 + NH3 + H2O + O2 = MnO2 + (NH4)2SO4.
Диоксид возвращается в реакцию, сульфат — товарный продукт, используется для получения гипса:
(NH4)2SO4 + Ca (OH)2 = CaSO4 + NH3 + H2O.
Пиролюзитный метод.
Окисление в жидкой фазе кислородом, катализатор — пиролюзит — минерал на основе MnO.
MnO + O2 = Mn2O3.
Mn2O3 + SO2 = MnO + SO3.
SO3 + H2O = H2SO4.
4.
3. Очистка от СО2.
Этаноламинный метод. Поглотитель — моно-, ди-, триэтаноламин.
Н-О-СН2-СН2-NH2 — моноэтаноламин. Используется 15% водный раствор.
R-NH2 + H2O = R-NH3+ + OH;
OH- + СO2 = H2O + HCO3;
HCO3- + R-NH3+ = (RNH3)HCO3.
Общая реакция:
R-NH2 + H2O + CO2 = (RNH3)HCO3.
Карбонатный метод.
K2CO3 + CO2 + H2O = KHCO3.
K2CO3 активируют Na2CO3 и активирующими добавками (оксиды поливалентных металлов). Для увеличения растворимости карбоната в воде и увеличения скорости реакции используют горячие растворы (110−1200С) и 25% раствор карбоната.
Реакция метанирования.
CO2 + H2 = H2O + CH4.
Р~32 МПа, в зависимости от катализатора, процесс проводят при разных температурах: на железном катализаторе — 3500С, на никель-хромовом — 2000С.
4.
4. Очистка от СО.
Реакция метанирования.
CO + H2 = H2O + CH4.
Р~32 МПа, в зависимости от катализатора, процесс проводят при разных температурах: на железном катализаторе — 3500С, на никель-хромовом — 2000С.
Реакция с водяным паром.
CO + H2O = CO2 + H2 + 37 кДж Катализатор — Fe2O3 c добавками Cr2O7. Катализатор устойчив до 6000С.
Реакция с медно-амиачным раствором.
Условия реакции: Cu (I), P=32 МПа, t=00C, pH>7.
[Cu (NH3)2]+ + CO + NH3 = [Cu (NH3)3CO]+.
2NH4OH + CO2 = (NH4)2CO3 + H2O.
NH4OH + CO2 = NH4HCO3.
4.
5. Очистка от оксидов азота Жидкофазное окисление.
NO + O3 + H2O = HNO3.
Для получения концентрированной азотной кислоты используют рециркуляцию.
Термическое разложение.
NxOy = N2 + O2.
t~6−10тыс. 0С.
Каталитическое восстановление.
Катализаторы — металлы платиновой группы, могут содержать Ni, Cr, Va, носитель — Al2O3, SiO2.
NxOy + H2 = N2 + H2O.
NO + CH4 = N2 + CO2 + H2O.
NO + CO = N2 + CO2.
Для H2 t=1500C, CH4 — 3400С, СО — чуть выше 3400С.
Селективное восстановление с помощью NH3.
6NO + 4NH3 = 5N2 + 6H2O.
Катализатор — Va2O5 на различных носителях. Высокая активность у TiO2.
[4].
Заключение
Химические вещества неизменно присутствуют в нашей жизни. В окружающую среду они поступают как их природных, так и из антропогенных источников.
На окружающую среду и здоровье человека они действуют по-разному. Одни не наносят практически никакого вреда, а другие могут привести к серьезным отравлениям, вплоть до летального исхода.
В окружающей среде химические вещества способны вступать в реакции друг с другом. При этом их действие на организм человека и окружающую среду может быть усиленно в несколько раз.
В целях уменьшения поступления загрязняющих химических веществ в окружающую среду из антропогенных источников применяют очистку промышленных выбросов в окружающую среду. Такая очистка очистка основана на химических свойствах поллютантов и осуществляется при помощи различных химических реакций, в результате которых загрязняющие вещества переходят в связанное состояние.
Таким образом химический фактор является одним из главных в окружающем нас мире.
Список используемой литературы Лыков О. П., Голубев Ю. Д., Мещеряков С. В. «Охрана окружающей среды при переработке и очистке нефти, нефтепродуктов и газа». М.: Ноосфера, 2000 г.
Белов П.С., Голубева И. А., Низова С. А. «Экология производства химических продуктов из углеводородов нефти и газа». М.: Химия, 1991 г.
Ревель П., Ревель Ч. Среда нашего обитания: В 4-х книгах. Кн. 2. Загрязнения воды и воздуха: Пер с англ. — М.: Мир, 1995. — с.
Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать?: Учебное пособие / Под ред. Проф. В. И. Данилова — Даниляна. — М.: Изд-во МНЭПУ, 1997. — 332 с.
Ф. Корте «Экологическая химия» пер. с нем. к.х.н. В. В. Соболя, под ред. д.б.н. Н. Б. Градовой. М, Мир, 1996 г.
Небел Б. Наука об окружающей среде: Как устроен мир: В 2-х т. Т. 1,2. Пер. с англ.
М.: Мир, 1993. — с.
Гигиена и экология человека: Учебник для студ. Сред. Проф. Учеб. Заведений / Н. А. Матвеева, А. В. Леонов, М. П. Грачева и др.; Под ред. Н. А. Матвеевой. — М.: Издательский центр «Академия», 2005. — 304 с.
Протасов В. Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: Учебное и справочное пособие. — 3-е изд. — М.: Финансы и статистика, 2001. — 672 с.
Степановских А. С. Прикладная экология: охрана окружающей среды: Учебник для вузов. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. — 751 с.
Агаджанян Н. Экология, здоровье и перспективы выживания// Зеленый мир. — 2004. — № 13−14. — С. 10−14.
Акимова Т.А., Кузьмин А. П., Хаскин В. В. Экология. Природа-Человек-Техника. — М.: ЮНИТИ-ДАНА. 2001. 343с Байдаков Л. А., Блинов Л. Н., Курников Б. Д., Чувиляев Р. Г. Курс лекций по общей и экологической химии — СПб.: СПбГУ, 1993, 246с Блинов Л. Н. Химические основы экологии и экологических проблем. — СПб.: СПбГТУ, 2001, 101с.
Богдановский Г. А. Химическая экология. М., 1994. 237с Кротов Ю. А., Карелин А. О., Лойт А. О. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде (по редакций Ю.А. Кротова): Справочник. — СПб.: Мир и семья, 2000. 360с Мазур И. И., Молдаванов О. И. Курс инженерной экологии.
М.: Высшая школа, 1999. 447с Франсуа Рамад. Основы прикладной экологии. Л., 1981. 543с Химия окружающей среды. Пер. с англ. /.
Под ред. А. П. Цыганкова. М.: Химия, 1982. 672с Ягодин Г. А., Раков Э. Г., Третьякова Л. Г. Химия и химическая технология в решении глобальных проблем. — М.:
1988. 175с Ягодин Г. А., Третьякова Л. Г. Химическая технология и охрана окружающей среды. — М.:
1984. 64с.
