Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром. Большое количество пылевых частиц образуется в ходе производственной деятельности людей
Основные источники аэрозолей:1Сжигание каменного угля 93,60 2Выплавка чугуна 20,21 3Выплавка меди (без очистки) 6,23 4Выплавка цинка 0,18 5Выплавка олова (без очистки) 0,004 6Выплавка свинца 0,13 7Производство цемента 53,37
Основными источниками искусственных аэрозольных загрязнений воздуха являются ТЭС, которые потребляют уголь высокой зольности, обогатительные фабрики, металлургические, цементные заводы. Аэрозольные частицы от этих источников загрязнения отличаются большим разнообразием химического состава. Чаще всего в их составе обнаруживаются соединения кремния, кальция и углерода, реже - оксиды металлов: железа, магния, марганца, цинка, меди, никеля, свинца, сурьмы, висмута, селена, мышьяка, бериллия, кадмия, хрома, кобальта, молибдена, а также асбест.
Устройства для очистки технологических выбросов в атмосферу от аэрозолей
- Сухие пылеуловители
- Циклоны относятся к простейшим из пылеуловителей. В них пыль осаждается на стенках корпуса за счет действия центробежной силы, после чего ссыпается по конической части корпуса циклона к бункеру.
- Пылеосадительные камеры. В осадительных камерах выпадение частиц пыли из газового потока происходит под действием сил гравитации. Эффективность осаждения в значительной мере определяется временем пребывания частиц вкамере, что вызывает необходимость увеличения размеров камеры. Основные достоинства осадительных камер заключаютсяв простоте конструкции, низкой стоимости, в небольших расходах энергии и в возможности улавливания абразивной пыли. Кроме того, работа камер не подвержена влиянию температуры и обеспечивает улавливание пыли в сухом виде. Восадительных камерах достаточно эффективно улавливаются частицы пыли размером 30-50 мкм. Эффективность же улавливания частиц высокодисперсной пыли размером менее 5 мкм даже в камерах больших размеров близка к нулю.
- Инерционные пылеуловители. Действие инерционного пылеуловителя основано на том, что при изменении направления движения потока запыленного воздуха (газа) частицы пыли под действием сил инерции отклоняются от линии тока и сепарируются из потока. Инерционные пылеуловители улавливают крупную пыль – размером 20 – 30 мкм и более, их эффективность обычно находится в пределах 60 – 95 %. По этой причине инерционные аппараты применяют обычно на первой ступени очистки с последующим обеспыливанием газа (воздуха) в более совершенных аппаратах. Преимуществом всех инерционных пылеуловителей является простота устройства и невысокая стоимость аппарата.
- Фильтрационные пылеуловители. В фильтрационных пылеуловителях очистка воздуха (газа) от пыли происходит при прохождении запыленного потока через слой пористого материала. В качестве фильтрующего слоя используют ткани, кокс, гравий и др.
- Мокрые пылеуловители. Процесс мокрого пылеулавливания основан на контакте запыленного газового потока с жидкостью, которая захватывает взвешенные частицы и уносит их из аппарата в виде шлама. Мокрый способ удаления аэрозолей из газовых потоков является одним из самых эффективных методов пылеулавливания. Мокрую очистку газов применяют в тех случаях, когда допустимы охлаждение и увлажнение очищаемых газов. В результате контакта запыленного газового потока с жидкостью в мокрых пылеуловителях образуется межфазная поверхность контакта. В различных аппаратах характер поверхности контакта фаз различный: она может состоять из газовых струек, пузырьков, жидкостных струй, капель, пленок жидкости. Поскольку в пылеуловителях наблюдаются различные виды поверхностей, то пыль улавливается в них по различным механизмам. По принципу действия мокрые пылеуловители можно разделить на следующие группы:
- Статические газопромыватели, полые и насадочные скрубберы. В полых и насадочных аппаратах запыленные газы пропускают через поток распыляемой, разбрызгиваемой или стекающей по насадке жидкости. При этом частицы пыли захватываются потоками промывной жидкости и осаждаются в аппарате, а очищенные газы выбрасываются в атмосферу.
- Барботажные и пенные аппараты. В барботажных аппаратах очищаемые газы в виде пузырьков проходят через слой жидкости; при этом вследствие большой поверхности соприкосновения газов с жидкостью протекает процесс очистки газов отвзвешенных частиц. Очищаемые газы барботируют в жидкость через трубки, опущенные в слой жидкости. Для дробления газов на мелкие пузырьки край барботажной трубки часто делают зубчатым. Эффективность подобных аппаратов достаточно велика, однако из-за сложности изготовления они имеют ограниченное применение в промышленности.
- Пылеуловители ударно-инерционного типа. Мокрые газоочистные аппараты ударно-инерционного типа работают по принципу инерционного осаждения частиц во время преодоления очищаемыми газами препятствия или при резком изменении направления движения газового потока над поверхностью жидкости. Мокрый ударно-инерционный пылеуловитель представляет собой вертикальную колонну, в нижней части которой находится слой жидкости. Запыленные газы со скоростью 20 м/с направляются сверху вниз на поверхность жидкости. При резком изменении направления движения газового потока (на 180°) взвешенные частицы, содержащиеся в газах, проникают в воду и осаждаются в ней, а очищенные газы натравляются ввыходной газопровод.
- Электрические фильтры. Одним из наиболее совершенных способов очистки промышленных газов от пыли и туманов является электрическая очистка в электрофильтрах. Эффективность установок электрической очистки газов достигает 99%, а в ряде случаев и 99,9%. Такие фильтры способны улавливать частицы различных размеров, в том числе и субмикронные, при концентрации частиц в газе до 50 г/м3 и выше. Улавливание пыли в электрофильтрах основано на известной способности разноименно заряженных тел притягиваться друг к другу. Пылевидным частицам сначала сообщается электрический заряд, после чего они осаждаются на противоположно заряженном электроде.
Защита атмосферного воздуха от вредных выбросов предприятий в значительной степени связана и с устройством санитарно-защитных зон и архитектурно-планировочными решениями.Санитарно-защитная зона (СЗЗ) – это полоса, отделяющая источники промышленного <wbr>загрязнения от жилых или общественных зданий для защиты населения от влияния вредных факторов производства. Ширина этих зон от 50 до 1000 м и зависит от класса производства, степени вредности и количества выделенных ватмосферу веществ.
Билет15.Экосистема. Блоковая модель экосистемы. Отличие категории "биогеоценоз" и " экосистема".
Экосистема
Под экосистемой понимается любая система, состоящая из живых существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое.
Основные свойства экосистем - способность осуществлять круговорот веществ, противосто¬ять внешним воздействиям, производить биологическую продукцию.
Выделяют обычно экосистемы различного ранга: от микроэкосистем (небольшой водоем, аквариум и даже лужица или капля воды, пока они существуют и в них присутствуют живые организмы, способные осуществлять круговорот веществ); мезоэкосистемы (лес, пруд, река и т.п.); макро-экосистемы (океан, континент, природная зона и т. п.) и глобальная экосистема - биосфера в целом.
Близкий по содержанию смысл вкладывается в термин «биогеоценоз», введенный в литературу академиком В. Н. Сукачевым несколько позднее, чем «экосистема» - в 1942 г.
Блоковая модель экосистемы.
Любая экосистема состоит из двух блоков. Один из них представлен комплексом взаимосвязанных живых организмов - биоценозом, а второй - факторами среды - биотопом или экотопом. В таком случае можно записать: экосистема = биоценоз + биотоп (экотоп). В. Н. Сукачев блоковую модель в ранге биогеоценоза в виде схемы изобразил на рис. 1.
Этот рисунок позволяет наглядно представить, чем отличаются понятия «экосистема» и «биогеоценоз». Биогеоценоз, по В. Н. Сукачеву, включает все названные блоки и звенья. Это понятие обычно используют применительно к сухопутным системам. В биогеоценозах обязательно наличие в качестве основного звена растительного сообщества (фитоценоза). Примеры биогеоценозов - однородные участки леса, луга, степи, болота и т. п.
Экосистемы могут и не иметь растительное звено. Таким примером являются системы, формирующиеся на базе разлагающихся органических остатков, гниющих в лесу деревьев, трупов животных и т. п. В них достаточно присутствие зооценоза и микробоценоза или только микробоценоза, способных осуществлять круговорот веществ.
Таким образом, каждый биогеоценоз может быть назван экосистемой, но не каждая экосистема относится к рангу биогеоценоза.Биогеоценозы и экосистемы могут различаться и по временному фактору (продолжительности существования). Любой биогеоценоз потенциально бессмертен, поскольку все время пополняется энергией за счет деятельности растительных фото- или хемосинтезирующих организмов. В то же время экосистемы без растительного звена заканчивают свое существование одновременно с высвобождением в процессе разложения субстрата всей содержащейся в нем энергии. Надо, однако, иметь в виду, что в настоящее время термины «экосистема» и «биогеоценоз» нередко рассматриваются как синонимы.
