Характеристика основных загрязнителей техносферы и методов их обезвреживания

Введение

Актуальность работы. На сегодняшний день жизнедеятельность человека неразрывно взаимодействует с окружающим миром. Сфера нашей планеты постоянно претерпевает модификации, связанные с внедрением новых технологий, которые влекут за собой вредоносное воздействие загрязняющих веществ на гармонию внутренней системы Земли, а также здоровье, живущих на ней людей.
Технические изобретения и практика внедрения технологических процессов полностью определяют направленность существования всех биологических систем. В настоящем времени биосферу нашей планеты можно интерпретировать как техносферу, которая таит в себе определенные опасности для жизни и здоровья людей, в том числе и самой Земле.
Первоначально данный фактор обусловлен наличием производственных комплексов, нарушение я деятельности которого, как правило, влечет за собой последствия, пагубно влияющие на окружающий бином. В том числе, в процессе будничной жизнедеятельности человека, происходят ситуации, влекущие негативные факторы, к ним относится возгорания бытовых приборов и проводки, а также ненадлежащее хранение отходов жизнедеятельности [1, с. 154].
Производство, само по себе, уже вредоносный фактор, от которого страдает и планета, и человек. Исследователями установлено, что каждый год происходит около 2 500 000 аварий техногенного типа примерно 200 чрезвычайных ситуаций, следствием чего является гибель 5 000 человек, урон, настенный планете колоссален.
В настоящее время инциденты и аварии происходят ежедневно и человек не научился бороться с ними должным образом, не нанося вред окружающему миру, а попытки минимизации аварий не увенчались успехом.
Основными причинами аварий и катастроф признаны несоблюдение правил промышленной безопасности, недостаточная квалификация работающего персонала, ненадлежащая организация работ [7, с. 316].
Аммиак на сегодняшний день классифицируется как один из вредоносных и опасных загрязнителей воздуха, выбросы которого необходимо обезвреживать с целью значительного сокращения его влияния на техносферу.

1 Аммиак – загрязнитель техносферы
1.1 Аммиак и его влияние на техносферу и живые организмы
Атмосферный воздух представляет собой один из главных и необходимых жизнеобеспечивающих компонентов на нашей Планете. Собственно, загрязнители атмосферного воздуха являются глобальным постоянно действующим аспектом влияния на все сферы жизни: растения, животных, человека, акватории. В процессе масштабной борьбы с загрязнителями атмосферного воздуха следует акцентировать внимание на непрерывном стремлении к его сокращению, а также важности сохранения производств, деятельность которых обеспечивает потребности человечества [2, с. 198].
На сегодняшний день структурная составляющая нашей промышленности претерпела существенные изменения, наряду с чем, модификации подвержены и климатические условия техносферы. Следовательно, появилась острая необходимость систематизации и совершенствования контроля содержания в воздухе аммиака. В том числе, абсолютно необходимым аспектом является прогнозирование содержания аммиака в неблагоприятных метеорологических обстоятельствах.
Аммиак (NH3) представляет собой бесцветный газ, который обладает резким запахом нашатырного спирта, он в 1,7 раза легче воздуха, и имеет свойство хорошо растворяться в воде. При попадании в атмосферу из сжиженного агрегатного состояния, может переходить в газообразное и дымить.
Образованное таким образом облако аммиака имеет особенность распространяется в верхнюю часть техносферы. Его пагубное влияние может сохраняться на поверхности облаков белее 1 часа.
В случае замены в аммиаке 1, 2 или всех 3 атомов водорода на органические радикалы, то его негативное свойство едкости сокращается в разы, а его главные свойства остаются такими же. Данные виды соединений осуществляют в живой природе назначение оснований.
В жизнедеятельности животных и человека применимы естественно приготовленные растительным миром азотсодержащие органические вещества, следовательно, аммиак для живого мира является произведённым растениями ядом. В случае нанесения этого вещества на кожу концентрированный раствор аммиака способствует образованию химических ожогов, в процессе вдоха при содержании в воздухе большой концентрации аммиака много вероятно образование отёка лёгких, это естественная реакция организма на попадание в лёгкие любых разновидностей едких веществ. Не стоит забывать, что небольшие концентрации аммиака могут оказывать благоприятное воздействие на человека и животных, например, 10%-й раствор аммиака в воде применяют в области медицины для стимуляции дыхательной деятельности, а также функционирования центральной нервной системы [8, с. 267].
В значительной концентрации содержания в атмосферном воздухе аммиак оказывает достаточно негативное воздействие и на растительных мир нашей планеты, а вот в малых количествах он благоприятно влияет на растения, поскольку без азота, являющегося основной составляющей аммиака нет возможности построить органические вещества, которые впоследствии синтезируются в растительные белки, а далее в белки животных. При попадании на растения больших концентраций аммиака, они способны различными естественными способами противостоять его влиянию, например, прекратить попадание аммиака внутрь, блокируя устьица на листьях, либо утилизируют его методом переработки посредством специальных ферментов в нитрат-ионы, которые не представляют угрозы для растений, а нитрат-ионы являются значимой составляющей для развития растений веществом.
Не стоит считать, что такие реакции человека, как чихание и дискомфорт образуют весь комплекс симптоматики, вызываемый действием аммиака

. На самом деле пагубное влияние больших концентраций аммиака на внутреннюю поверхность лёгких и кожные покровы гораздо значительней, и выражается оно различными тяжёлыми осложнениями, в том числе, задевая и психической состояние человека. А кожные и слизистые покровы подвержены получению ожогов, которые выражаются чувством зуда и образованием волдырей.
В случае возникновения острого отравления парами аммиака может начаться насморк, в горле проявляется першение и болевые ощущения, в части органов зрения возможна гиперемия слизистых оболочек глаз. Стадии тяжёлых отравлений ведут к чувству оттеснения в груди, непрекращающемуся кашлю, появлению признаков удушья, болей в области головы или желудка, а также приступов рвоты. Такое воздействие способно вызвать резкое расстройство дыхания и кровообращения.
Таким образом, содержание высоких концентраций аммиака в воздухе способно оказать значительный вред живым организмам, в то числе, привести отравлению и достаточно пагубным последствиям [3, с. 124].

1.2 Выбросы аммиака в атмосферный воздух
Техносфера нашей планеты подвержена загрязнению различными вредоносными веществами, одним из них является аммиак. Источником таких загрязнений служат промышленные предприятия, бытовые котельные, транспорт. Процентное содержание аммиака и его соединений различно исходя из места расположения и сферы деятельности производственного объекта.
Источники загрязнений - теплоэлектростанции, химические и цементные заводы, металлургические предприятия, которые выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак. От предприятий нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности в воздух в больших количествах поступают углеводороды, диоксид серы, оксиды азота, сероводород, аммиак, хлор, фенол, ацетон, бензол и другие вещества. Большие количества аммиака и его производных, попадающие в атмосферный воздух, являются основополагающим фактором разработки и введения в действие комплексов мероприятий по сокращению их выбросов. Вредоносные газы поступают в атмосферный воздух в ходе сжигания топлива для работы предприятия, отопления помещений, движения транспорта, утилизации мусора [4, с. 215].
Источники загрязнения окружающей среды бывают первичные, которые попадают в воздух, и вторичные, которые образуются в результате взаимодействия отравляющих веществ. Например, сернистый газ, поступающий в атмосферу подвергается процессу окисления до серного ангидрида, который имеет способность при контакте с парами воды синтезировать капельки серной кислоты, которая в свою очередь вступает в реакцию с аммиаком, в результате чего синтезируются кристаллы сульфата аммония. Аналогично, в процессе химических, фотохимических, физико-химических реакций между вредоносными элементами и компонентами атмосферы, появляются вторичные признаки.
На сегодняшний день суммарное количество выбросов загрязняющих компонентов в атмосферный воздух объектами промышленного производства свыше 240 тысяч тонн, в процентном соотношении эта цифра составляет 1,29% от общего количества выбросов в нашей стране [6, с. 53].
Оксиды азота промышленных объектов хлорной промышленности и органического синтеза попадают в атмосферу, не подвергаясь предварительно процессу очистки, том числе и производные аммиака, находящиеся в составе летучих органических соединений. Особое вредоносное воздействие промышленных газов, содержащих аммиака, оказывается в радиусе 5 – 6 километров от промышленного предприятия. Особую опасность вызывают выбросы веществ, которые происходят из-за аварий или в результате обычной утечки, например, аммиака при производстве удобрений, хлора и ртути при производстве хлора и каустической соды, хрома при производстве неорганических красителей, свинца при органическом синтезе, и сероводорода при производстве технического углерода. Однако эти выбросы существенно уменьшились в результате сокращения потребности в этих соединениях, производство которых в ближайшем будущем будет полностью остановлено.
Одна из главных проблем химической отрасли, как и других отраслей российской промышленности - проблема неорганизованных выбросов, которые не учитывают ни предприятия, ни природоохранные органы.
Утечки летучих соединений не включают в отчеты о выбросах, что ведет к недооценке общего количества выбросов на предприятиях. Оборудование, контролирующее выбросы, не соответствует международным нормам из-за своей конструкции или отсутствия ухода за ним. Значительное загрязнение атмосферного воздуха связано не только с промышленными выбросами, но и с влиянием испарений полигонов промышленных отходов и отстойников [5, с. 61].
Главным образом это относится к предприятиям хлорной промышленности и предприятиям промышленности тяжелого органического синтеза. Причина отсутствия контроля за неорганизованными источниками загрязнения – его дороговизна. Сокращение рассеянных выбросов почти всегда подразумевает внедрение новых технологий (например, установки низкого давления), использование более дорогого оборудования (лучшие трубопроводы, герметичные клапаны, дополнительная очистка), или более частую замену запасных частей, которые и сейчас уже в дефиците. Поступивший в атмосферу аммиак образует ион аммония, который в свою очередь взаимодействует с кислотами и способствует уменьшению кислотности дождевых капель. Реакции аммиака в атмосфере представлены ниже:
NH3 + H2S04 = NH4HSO4
(аммиак + серная кислота = гидросульфат аммония);
NH3 + NH4HS04 = (NH4)2S04
(аммиак + гидросульфат аммония = сульфат аммония);
NH3 + HN03 = NH4N03
(аммиак + азотная кислота = нитрат аммония).

2 Методы и оборудование для обезвреживания выбросов аммиака
Нитрид водорода NH3 – несмотря на то, что он относится к важным технологическим газам – при всех других условиях является нежелательным и опасным компонентом отходящих газов промышленных производств [10, с