Содержание
-
Хімічний склад об’єктів природного середовища
Лекція 3
-
Атмосфера
-
Будова атмосфери
Атмосфера - це шар повітря над планетою Земля висотою ~ 60 км.
-
Хімічний склад сухого атмосферного повітря у земній поверхні
* За даними вітчизняних видань.** За даними закордонних видань.*** Середня молярна маса сухого повітря дорівнює 28,9644. ppm – 1 см3речовини , щоміститься в 106 см3
-
Шкідливі речовини в атмосфері:
частки сажі, азбесту, свинцю, пилу, зважені рідкі краплі вуглеводнів, сірчана кислота, оксиди вуглецю, оксиди нітрогену, оксиди сірки і т.д.
-
Нормальний склад (компоненти чистого сухого повітря) атмосфери Землі в % (об'ємних)
-
Час перебування слідів газів в атмосфері
-
Атмосферні опади
дощ сніг град води мряки роси іній
-
Основнізабруднювачі атмосфери
оксиди сірки (SO2 і SO3); оксиди нітрогену (NxОy); оксиди вуглецю (CO і CO2); вуглеводні (CxНy); пил 200 млн. тонн оксиду сірки (IV) і пилу, ~ 60 млн. тонн оксидів нітрогену, 80 млн. тонн, оксидів вуглецю, ~ 80 млн. тонн різних вуглеводнів
-
Оксиди сірки (SO2 і SO3)
Оксиди сірки потрапляють в атмосферу в результаті : Спалювання палива (бурого вугілля, мазуту, сірковмісних нафтопродуктів), у процесі роботи теплових електростанцій (ТЕС), при переробці поліметалевих сірковмісних руд різних металів (PbS, ZnS, CuS, NiS, MnS і т.д.). ТЕС потужністю 1 млн. кВт при роботі на кам'яному вугіллі викидає 11 тис. тонн SO2 у рік, при роботі на газі - 20% від цієї кількості Переробка сірковмісних руд S окиснюється до SO2 і SO3. До SO3окиснюється менш 3% вихідної сірки.
-
Оксид вуглецю (II)(CO)
Джерела СО в атмосфері міст : (понад 90%) є автотранспорт, тютюновий дим, з яким зустрічаються не тільки курці, але і їх найближче оточення. Норма ГДК —3мг/м3 (СО)
-
Оксид вуглецю (IV)(CO2)
де 2820 кДж - кількість сонячної енергії, використаної в процесі фотосинтезу 700
-
Пил
Основний внесок вносять виробництва: будматеріалів, дроблення порід у гірничодобувній промисловості, виробництво цементу, будівництво.
-
Аерозолі (пил, дим, туман та ін.)
За розмірами поділяють: найдрібніші (частинки Айткена) з радіусом r=2∙10-5см великі (r = 2∙10-5см-1 - 1∙10-4 см) гігантські (r>1∙10-4см) В аерозолях міститься основна маса хімічних інгредієнтів, які випадають на поверхню Землі з атмосферними опадами Осередки конденсації атмосферної вологи.
-
Кисень (O2)
Вміст газів в атмосфері Землі, Венери й Марса, % Продуценти кисню на Землі: зелені водорості поверхневих вод світового океану (60%) тропічні ліси суши (30%).
-
Озон (O3)Цикл Чепмена
Озон утворюється у верхніх шарах стратосфери й нижніх шарах мезосфери за реакціями: M - різні складові атмосфери, наприклад, кисень або нітроген 2. Озон поглинає УФ-випромінювання, 3. Озон і атомарний кисень можуть реагувати в кисневій атмосфері за реакціями:
-
ХФВ
Наслідки зменшенняозонного шару від 30 до 90%.: а) рак шкіри прийме епідемічний характер, тому що очікується, що кожний відсоток зменшення товщини озонного шару спричинить збільшення числа випадків захворювання раком шкіри на 5-6%; б) різко скоротиться кількість планктонів у світовому океані; в) зникнуть багато видів тварин, (ракоподібні); г) УФ-випромінюваннянесприятно позначиться на сільськогосподарських культурах.
-
Фізико-хімічні методи очищення атмосфери від газоподібних забруднювачів
-
Основні методи очистки
Абсорбція - поглинання газів або пару з газових або парових сумішей рідкими поглиначами, абсорбентами. Адсорбція – селективне відділення компонентів за допомогою твердих матеріалів, адсорбентами, що й мають більшу питому поверхню. Каталітичне - очищення засноване на каталітичних реакціях, у результаті яких домішки перетворюються в нешкідливі, менш шкідливі або сполуки, що легко віддаляються. Санітарне очищення промислових викидів містить у собі очищення від оксидів вуглецю, оксидів нітрогену, оксидів сірки й пилу.
-
Очищення газів від CO2
Абсорбція водою. Цей спосіб простий і дешевий, однак ефективність очищення в цьому випадку мала, тому що максимальна поглинальна здатність води становить 8 кг CO2 на 100 кг води. Поглинання розчинами этанол-амінів: Очищення цеолітами типу CaА.
-
Цеоліти або молекулярні сита
Цеоліти- це синтетичні або природні мінерали (алюмосилікати) загальної формули: М2/n* Al2O3n *xSiO2* yH2O, де М - лужний або лужно-земельний метал; n - його ступінь окиснення Селективність адсорбції цеолітами обумовлена наявністю тонких пор певного розміру, тому їх часто називають молекулярними ситами.
-
Основні властивості синтетичних цеолітів Caa(5A) наведені в таблиці:
-
Очищення газів від СО
Довипалювання на (Pt/Pd) каталізаторі: Конверсія:
-
Очищення газів від оксидів нітрогену
Каталітичне окиснення 80% здійснюється за рахунок перетворень на каталізаторах. окиснення оксидів нітрогену з наступним поглинанням водою й утворенням нітратної кислоти. окиснення озоном у рідкій фазі: окиснення киснем при високій температурі: відновлювальтніметоди засновані на відновленні оксидів нітрогену до нейтральних продуктів у присутності каталізаторів або під дією високих температур: розкладання оксидів нітрогену до нейтральних складових атмосфери (N2 + O2) відбувається в потоці низькотемпературної плазми (10000°С). Сорбційніметоди: - адсорбція оксидів нітрогену водяними розчинами лугів і вапном, - адсорбція твердими сорбентами (буре вугілля, торф, силікагелі, цеоліти)
-
Очищення газів від SO2
Аміачні методи взаємодія SO2 з водяним розчином сульфіту амонію: гідросульфіт амонію легко розкладається кислотами (сірчаною, нітратною, фосфорною): Метод нейтралізації - поглинання SO2 розчином соди, вапна або суспензіями основних оксидів: а) содовий метод: б) вапняний метод: в) магнезитовий метод: г) цинковий метод: Каталітичні методи перетворення SO2 в H2SO4 у присутності каталізаторів (піролюзит).
-
Очищення газів від зважених часток
Гравітаційне осідання. Центрифугирование. Електростатичне осідання. Інерційний удар. Пряме захоплення. Дифузія.
-
Система державних і міжнародних стандартів з якості атмосферного повітря
ДСТУ ISO 4226:2004 Якість повітря. Загальні положення. Одиниці ISO 4226:1993 вимірювання. ДСТУ ISO 6879-2003 Якість повітря. Характеристики і настанови щодо ISO 6879:1995 вимірювання якості повітря. ДСТУ ISO 7168-1 -2003 Якість повітря. Обмін даними. Частина 1. ISO 7168-1:1999 Загальний формат даних ДСТУ ISO 7168-2-2003 Якість повітря. Обмін даними. Частина 2. ISO 7168-2-1999 Стислий формат даних. ДСТУ ISO 7708-2003 Визначення розміру фракцій під час відбирання ISO 7708:1995 проб частинок, які впливають на здоров'я людини. ISO 1000:1992 Одиниці СІ, рекомендації по використанню. ISO 3534-1:1993 Статистичні дані. Глосарій та символи. 4.1.Вірогідність та загальні статистичні терміни. Міждержавні і європейські ГОСТ 17.2.1.01
-
Хімічний склад, класифікація природних вод
-
Класифікація природних вод за величиною мінералізації
-
Якісний склад матриці природних вод
Матриця природних вод – сума сольових компонентів, мінералізація І[г/кг] Характеризується співвідношенням іонів: Na+, Mg2+,Ca2+, Cl-, SO42-,HCO3-, CO32-
-
Класифікація природних вод за вмістом іонів
За вмістом аніонів: - гідрокарбонатні і карбонатні (HCO3- і CO32-); - сульфатні (SO4-2); - хлоридні (Cl-) За вмістом катіонів: - кальцієві, - магнієві, - натрієві. Поверхневі води України є в основному гідрокарбонатно-кальцієвими, морські води – хлоридно-натрієві, колодязні води – сульфатно-магнієві (“гірка вода”)
-
Основні групи хімічних інгредієнтів природних вод
Головні іони (сольові компоненти) Na+, Mg+2, Ca+2, Cl-, SO4-2HCO3-, CO3-2 Розчинені гази О2, СO2, Н2S, СН4 тощо Біогенні елементи NH4+, NO, NO-, NO3-, азот органічний, фосфор органічний, орто-, поліфосфати, ортосилікати, Fe2+ і Fe3+ Мікроелементи Mn, Zn, Co, Cu, Мо біометали Ni, Cr, Cd, Pb, Hg, F та інші компоненти (неорганічні промислові забруднювачі). Органічні речовини Вуглець, білки, аміни, амінокислоти, карбонові кислоти, гумусові та фульвокислоти та інші.
-
Основні показники властивостей природних вод
прозорість, кольоровість, каламутність, смак, запах, кислотність рН, окисно-відновний потенціал (Еh), електропровідність п'ятидобове біохімічне споживання кисню (БСК5).
-
За фізико-географічними умовами формування хімічного складу природні води поділяють:
поверхневі води суші (річки, озера, водоймища, ставки) підземні води (артезіанські та мінеральні) морські та океанські води атмосферні опади
-
Поверхневі води суші
-
Склад поверхневих вод суші
-
ФК— аніони фульфокислот. ГК — гумінових кислот. L — лимонної та глутамінової кислот. У переважній більшості випадків n= 1, z = 1 або 2.
-
Середній ступінь зв'язування іонів деяких мікроелементів у комплекси з органічними сполуками природних вод, %
Розподіл іонів металів між комплексами з лігандами різної молекулярної маси неоднаковий. Так, наприклад, для іонів ртуті (II) характерним є утворення комплексів з молекулярною масою менше 10 тис, для іонів свинцю — понад 10 тис, а комплекси інших мікроелементів мають найбільш характерні молекулярні маси від 1 до 100 тис.
-
Органічна речовина природних вод
-
Підземніі води
-
При тісному контакті води з різноманітними породами та мінералами протягом тривалого часу На великих глибинах взаємодія води з породами відбувається при тиску в сотні тисяч атмосфер і часто при високих (понад 100°С) температурах, Наявність малопроникних порід, які роз'єднують окремі водоносні горизонти, створює умови для утворення досить різноманітних та інертних за хімічним складом вод.
-
Основні хімічні критерії класифікації лікувальних мінеральних вод
Загальна мінералізація: 2—5 г/л — води слабкої мінералізації, 5—10 г/л — середньої мінералізації, 15—35 г/л — високої мінералізації, 35—150 г/л води розсольні, понад 150 г/л — сильно-розсольні; За вмістом СО2 : 0,5—1,4 г/л —водислабковуглекислі, 1,4—2,5 мг/л — вуглекислі, понад 2,5 мг/л — сильно вуглекислі «газуючі», які спонтанно виділяють СО2; За вмістом H2S: 10—50 мг/л — води слабкосульфідні, 50— 100 мг/л — сульфідні середньої концентрації, 100—250 мг/л — сильносульфідні, понад 250 мг/л — дуже сильносульфідні, які при рН 7,5 — гідросульфід ними; За вмістом As: 0,7—5,0 мг/л — води арсенисті, 5,0—10 мг/л — сильноарсенисті, понад 10 мг/л —дужесильноарсенисті; За вмістом Fe(II, III): 20—40 мг/л —води залізисті, 40—100 мг/л — сильнозалізисті, понад 100 мг/л —дужесильнозалізисті);
-
Загальна мінералізація 2—5г/л — води слабкої мінералізації, 5—10 г/л — середньої мінералізації, 15—35 г/л високої мінералізації, 35—150 г/л — води розсольні, понад 150 г/л — сильно-розсольні; За вмістом СО2 : 0,5—1,4 г/л —водислабковуглекислі, 1,4—2,5 мг/л — вуглекислі, понад 2,5 мг/л — сильно вуглекислі «газуючі», які спонтанно виділяють СО2; За вмістом H2S: 10—50 мг/л — води слабкосульфідні, 50— 100 мг/л — сульфідні середньої концентрації, 100—250 мг/л — сильносульфідні, понад 250 мг/л — дуже сильносульфідні, які при рН 7,5 — гідросульфід- ними; За вмістом As : 0,7—5,0 мг/л — води арсенисті, 5,0—10 мг/л — сильноарсенисті, понад 10 мг/л —дужесильноарсенисті; За вмістом Fe(II, III): 20—40 мг/л —води залізисті, 40—100 мг/л — сильнозалізисті, понад 100 мг/л —дужесильнозалізисті); За вмістом Вг : > 25 мг/л — води бромні; За вмістом І- :> 5 мг/л — води йодні; За вмістом силікатів: > 50 мг/л — води силіцисті; За вмістом Rn: 200—1600 Бк/л — води слабкорадонові, 1600— 8000 Бк/л — радонові середньої концентрації, понад 8000 Бк/л —високорадонові; рН води: 3—3,5 —водисильнокислі, 3,5—5,5 —кислі, 5,5— 6,8 —слабкокислі, 6,8—7,2 —нейтральні, 7,2—8,5 —слабколужні, 8,5 —лужні; За температурою:
-
Морські та океанські води
-
Особливості хімічного складу води океанів є
Надзвичайно різноманітний якісний склад води. Загальна мінералізація морських та океанських вод досягає 35 г/кг.; Постійний в часі та однорідний у різних частинах океану основний хімічний склад води, стабільність сольової маси океану. Однорідність сольового складу океанів по акваторії та глибині
-
Середній хімічний склад морської води
-
Іонний склад річкової та морської води
-
Головні іони води океанів та їх концентрація
Сl- > SO2-4 > НСО3- > СО32-Na+> Mg2+> Ca2+> К+ . * концентрацію головних іонів у морських та океанських водах прийнято виражати в г/кг і позначати символом °/00 (проміле);
-
Зони глибини океанських вод, за концентрацією розчиненного кисню:
верхня (глибина 100—300 м) з максимальним вмістом кисню 95—100% насичення, проміжна (300—1400 м) з мінімальним насиченням киснем 5—30% , глибинна (глибше 1400—1600 м) з дещо більшим, до 70—80%, насиченням киснем. розподіл розчиненого кисню пояснюється тим, що у поверхневих шарах відносно теплої води відбувається інтенсивний фотосинтез, який згасає в міру збільшення глибини.
-
Мікроелементи в океанських водах
-
Хімічний склад ґрунтів та донних відкладень (сапропель)
-
Хімічний склад земної кори
-
Склад ґрунтів
Хімічний склад ґрунтів виражають через процентний вміст оксидів елементів, віднесений до повітряно-сухої проби. Мінеральна частина - силікати та алюмосилікати, (сумарний вміст, виражений в оксидах, становить понад 80—85%). До складу ґрунтів входять у значних кількостях сполуки магнію, кальцію, натрію, титану, мангану, фосфору (фосфати), сірки (сульфати) та неорганічного вуглецю (карбонати). З органічних компонентів до валового складу ґрунтів входять органічний вуглець (Сор,) таазот (Nорг). Вміст неорганічного фосфору (Р2О5) в ґрунтах є досить сталим. В той же час вміст сульфатної сірки (SO42-) та карбонатного вуглецю(СO2) може коливатися в широких межах; це саме стосується Сорг та Nорг. Найбільш важливими з мікроелементів для розвитку рослин є бор (його вміст змінюється в межах 1—200 мг/кг), манган (20—5000 мг/кг), мідь (1—150 мг/кг), цинк (5—100 мг/кг), кобальт (0,5—20 мг/кг) та молібден (0,2— 10 мг/кг).
-
Обмінна поглинальна здатність деяких типів ґрунтів
-
Забруднення літосфери
Загальна площа суши Землі - 148 млн. км2, для проживання людей придатні 133 млн. км2. Причини забруднення літосфери: стічних вод, нафтопродуктів, викид аерозолів, пилу, забруднення ґрунту пестицидами тверді побутові й промислові відходи. До складу твердих побутових відходів входять харчові відходи, папір, картон, скло, текстиль, метали, полімери і т.д. До складу твердих промислових відходів входять метали (чорні й кольорові), сміття, деревина, пластмаси, шлаки, окалина, зола і т.д. 1- мешканець міста - 1 тонна твердих відходів у рік
-
Тверді побутові відходи і їх утилізація
Основні методами знешкодження : сміттяспалювальні заводи, сміттяпереробні заводи санкціоновані смітники. Санкціоновані смітники – це складування ТПВ, яке передбачає довгочасну переробку відходів при участі кисню повітря й мікроорганізмів. Сміттяспалювальні заводи - більш ефективні за способом знешкодження ТПВ ніж санкціоновані смітники. Сміттяпереробні заводи - це найбільш перспективний метод знешкодження ТПВ, основний продукт переробки є компост.
-
Переробка побутових відходів
-
Тверді промислові відходи і їх переробка
Розрізняють нетоксичні й токсичні промислові відходи. Токсичні відходи підрозділяють на чотири класи токсичності: -надзвичайно токсичні, -високотоксичні, -помірковано токсичні -малотоксичні. Основними видами твердих промислових відходів є: -шлаки теплових електростанцій і металургійних заводів, -природні відвали гірничодобувних підприємств і горнозбагачувальних комбінатів, -будівельне сміття і т.д. Знешкодження, утилізація й розміщення відходів - це обов'язок підприємства, відповідальні за забруднення навколишнього середовища. Знешкодження відходів - це видалення з них шкідливих домішок. Утилізація відходів означає й знешкодження й одночасний витяг з них корисних продуктів. Токсичні відходи піддають знешкодженню й похованню на спеціально організованих полігонах. Навколо ділянок поховання токсичних відходів відводять санітарно-захисні зони з радіусом не менш 3 км.
-
Сучасна практика переробки токсичних відходів
Розміщення відходів - складування або поховання відходів. Складування - це розміщення відходів на поверхні землі. Поховання - це розміщення відходів на глибині, у контейнерах
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.