В перспективе возможно, хотя пока это относительно дорого, извлекать диоксид углерода непосредственно из атмосферы крупных промышленных городов. Интересно, что его запасы в атмосфере и гидросфере, накопленные за 100 лет промышленной цивилизацией, существенно превышают ( в пересчете на углеводороды, полученные по предлагаемой технологии) оставшиеся на планете залежи нефти, а это около 400 млрд.т.
Кислотные дожди могут оказывать как прямое, так и косвенное воздействие на живую и неживую природу. Из этого следует, что меры по частичному восполнению ущерба или предотвращению дальнейшего разрушения окружающей среды могут быть раз-личными.
Наиболее эффективным способом защиты следует считать значительное сокращение выбросов двуокиси серы и окиси азота. Этого можно достичь несколькими методами, в том числе путем сокращения использования энергии и создания электростанций, не использующих минеральное топливо. Другие возможности уменьшения выброса загрязнений в ат-мосферу -- удаление серы из топлива с помощью фильтров, регулирование процессов горения и другие технологические решения.
Снижение содержания серы в различных видах топлива. Лучше всего было бы использовать топливо с низким содер-жанием серы. Однако таких видов топлива очень мало. По приближенным оценкам из известных в настоящее время ми-ровых запасов нефти только 20% имеют содержание серы ме-нее 0, 5%. Среднее содержание серы в используе-мой нефти увеличивается, так как нефть с низким со-держанием серы добывается ускоренными темпами.
Так же обстоит дело и с углями. Угли с низким содержа-нием серы находятся практически только в Канаде и Австралии, но это только небольшая часть имеющихся залежей уг-ля. Содержание серы в углях колеблется от 0, 5 до 1, 0%.
Таким образом, энергоносители с низким содержанием се-ры у нас имеются в ограниченном количестве. Если мы не хотим, чтобы содержавшаяся в нефти и угле сера попала в окружающую среду, необходимо принимать меры для ее уда-ления.
Во время переработки (дистилляции) нефти остаток (ма-зут) содержит большое количество серы. Удаление серы из мазута -- процесс очень сложный, а в результате удается ос-вободиться всего от 1/3 или 2/3 серы. К тому же процесс очистки мазута от серы требует от производителя больших капиталь-ных вложений.
Сера в угле находится частично в неорганической, а час-тично в органической форме. Во время очистки, когда удаля-ют несгораемые части, удаляется также часть пирита. Однако таким способом даже при самых благоприятных условиях можно освободиться только от 50% общего содержания серы в угле. С помощью химических реакций могут быть удалены как органические, так и неорганические серосодержащие сое-динения. Но в связи с тем, что процесс идет при высоких температурах и давлениях, этот способ оказался гораздо до-роже предыдущего.
Очистка угля и нефти от серы, таким образом, представ-ляет собой достаточно сложный и малораспространенный про-цесс, причем затраты на него весьма высоки. Кроме того, да-же после очистки энергоносителей в них остается приблизи-тельно половина первичного содержания серы. Поэтому очи-стка от серы является не самым лучшим решением проблемы кислотных дождей.
Применение высоких труб. Это один из наиболее спорных способов. Сущность его заключается в следующем. Перемеши-вание загрязняющих веществ в значительной степени зави-сит от высоты дымовых труб. Если мы используем низкие трубы (здесь в первую очередь необходимо вспомнить трубы электростанции), то выбрасываемые соединения серы и азота перемешиваются в меньшей степени и быстрее выпадают в осадок, чем при наличии высоких труб. Поэтому в ближай-шем окружении (от нескольких километров до нескольких десятков километров) концентрация оксидов серы и азота бу-дет высокой и, естественно, эти соединения будут причинять больше вреда. Если труба высокая, то непосредственные воз-действия уменьшаются, но возрастает эффективность переме-шивания, что означает большую опасность для отдаленных районов (кислотные дожди) и для всей атмосферы в целом (изменение серы в газах, образующихся во время горения топлива химического состава атмосферы, изменение кли-мата). Таким образом, строительство высоких труб, несмотря на распространенное мнение, не решает проблемы загрязне-ния воздуха, зато в значительной степени увеличивает "экс-порт" кислотных веществ и опасность выпадения кислотных дождей в отдаленных местах. Следовательно, увеличение высоты трубы сопровождается тем, что непосредственные воз-действия загрязнений (гибель растений, коррозия зданий и т.п.) уменьшаются, однако косвенные воздействия (влияние на экологию удаленных районов) увеличиваются.
Технологические изменения. Известно, что в процессе го-рения топлива азот и кислород воздуха образуют окись азота NO, которая в значительной степени способствует повыше-нию кислотности осадков. Выше было указано, что в целом в мире горение топлива дает две трети всех антропогенных вы-бросов.
Количество оксида азота NO, который образуется при го-рении, зависит от температуры горения. Выявлено, что чем меньше температура горения, тем меньше возникает оксида азота, к тому же количество NO зависит от времени нахож-дения топлива в зоне горения и от избытка воздуха. Та-ким образом, соответствующим изменением технологии можно сократить количество выбрасываемого загрязняющего вещества.
Сокращения выброса двуокиси серы можно также достичь очисткой конечных газов от серы. Наиболее распространен-ный метод -- мокрый процесс, когда конечные газы барботируют через раствор известняка, в результате чего образуются сульфит или сульфат кальция. Таким способом удаляется большая часть серы. Этот способ еще не получил широкого распространения.
Известкование. Для уменьшения закисления в озера и в почву добавляют щелочные вещества (например, карбонат кальция). Эта операция называется известкованием. Известь, попадая в воду, быстро растворяется, а образующаяся в результате гидролиза щелочь сразу же нейт-рализует кислоты. Известкование применяют для обработки кислых почв с целью их нейтрализации. Наряду с преимуществами известкование имеет ряд недостатков:
в проточной и быстро перемешивающейся воде озер нейт-рализация проходит недостаточно эффективно;
происходит грубое нарушение химического и биологиче-ского равновесия вод и почв;
не удается устранить все вредные последствия закис-ления;
С помощью известкования нельзя удалять тяжелые ме-таллы. Эти металлы во время уменьшения кислотности пере-ходят в труднорастворимые соединения и осаждаются, однако при добавлении новой дозы кислот снова растворяются, пред-ставляя таким образом постоянную потенциальную опасность для озер.
Кроме описанных выше известно еще множество способов защиты от загрязнений. Например, погибшие популяции животных и растений заменяют новыми, которые лучше пе-реносят закисление. Памятники культуры с целью предотв-ращения дальнейшего их разрушения обрабатывают специ-альной глазурью.
Рассмотренные здесь способы имеют одно общее свойство -- их использование до сих пор не привело к суще-ственному уменьшению выбросов оксидов серы и азота. Не достигнуты заметные успехи и в предотвращении вредных воздействий, вызываемых кислотными дождями.
Заключение
Увеличение масштабов загрязнения атмосферы требуют быстрых и эффективных способов защиты её от загрязнения, а также способов предупреждения вредного воздействия загрязнителей воздуха. Атмосфера может содержать определённое количество загрязнителя без проявления вредного воздействия, т.к. происходит естественный процесс её очистки. Первым шагом в установлении вредного воздействия, связанного с загрязнением воздуха, является разработка критерия качества воздуха, а также стандартов качества.
Стандарты качества определяют уровни качества воздуха и предельно допустимые выбросы (ПДВ), которые необходимо выдерживать для обеспечения безопасности жизни.
Контролирующие органы обязаны осуществлять количественный и качественный контроль.
Другим подходом к улучшению состояния атмосферы является требование применения передовых технологических процессов, замена вредных материалов безвредными, применение мокрых способов обработки сырья вместо сухих.
Один из главных источников загрязнения атмосферы углекислым газом - автомобильный транспорт. Есть несколько видов борьбы с этим видом загрязнений: техническое совершенствование двигателей, топливной аппаратуры, электронных систем подачи топлива; повышение качества топлива, снижение содержания токсичных веществ в выхлопных газах в результате применения дожигателей топлива, каталитических катализаторов; использование альтернативных видов топлива, например сжатого природного газа.
Кроме того, открыт способ утилизации углекислого газа с помощью новейших технологий. Диоксид углерода извлекают из дымовых газов. Операцию проводят высокоэкономичным методом газоразделения с помощью ионообменных мембран, при этом концентрацию углекислоты доводят до 98-99%. Очищенный диоксид углерода закачивают в хранилища (газгольдеры), откуда он поступает на дальнейшую переработку.
На следующей стадии углекислый газ смешивают с парами воды и подвергают электрохимическому разложению в процессе электролиза. В результате реакции при высокой (1100-1500°С) температуре на аноде выделяется сверхчистый кислород, а на катоде смесь окиси углерода и водорода, т.е. синтез-газ, служащий основным сырьем для производства углеводородных соединений, всего спектра современных искусственных материалов - от синтетического бензина и дизельного топлива до изделий из полимеров (пластмасс, лаков, красок, растворителей и т.д.). Синтез-газ может использоваться и в металлургии для бескоксового производства чугуна.
Введение новых технологий снизит накопление углекислого газа в атмосфере и поможет не только создать альтернативное сырье для синтеза многих органических соединений, основой для которых сегодня служит нефть, но и решить важные экологические проблемы.
Список литературы
1. Балацкий О.Ф., Л.Г.Мельник, А.Ф.Яковлев "Экономика и качество окружающей природной среды" Гидрометеоиздат,1984г
1. Болбас М.М. Основы промышленной экологии. Москва: Высшая школа, 1993.
2. Владимиров А.М. и др. Охрана окружающей среды. Санкт-Петербург: Гидрометеоиздат 1991.
3. Грушко Я.М."Вредные органические соединения в промышленных выбросах в атмосферу", "химия" Ленинград 1991г
4. Защита атмосферы от промышленных загрязнений. справочник под ред. С.Калверта и Г.Инглунда "Металлургия",Москва 1991
5. Меркулов П.И., А.А. Ямашкин, В.Н. Масляев "Антропогенное воздействие на географическую оболочку" Издательство Мордовского университета 1994г
Страницы: 1, 2, 3, 4
