Transcript Chimia atmosferei, partea 2

Formarea ploilor acide în rezultatul
circuitului global al sulfului
• În stratosferă are loc îngheţarea acidului sulfuric gazos
rezultat urmată de formarea unui sloi de particule de tipul
norilor de acid sulfuric din jurul lui Venus
• Mărirea treptată a particulelor, hidratarea lor, depunerea şi
interacţiunea
cu
umiditatea
din
atmosferă
apoi
reântoarcerea cu precipitaţiile la suprafaţa pământului (sub
formă de SO42-) reprezintă una din căile principale a
circuitului global al sulfului
• O cale mai importantă este doar depunerea SO2 troposferic
cu precipitaţiile
Smogul fotochimic
•
Provenienţa cuvântului: smoke (fum) + fog
(ceaţă)
•
Tipuri de smog:
1.
2.
Smog de tip londonez (arderea cărbunelui şi a
păcurii) – o negură densă cu impurităţi particulate
de funingine şi SO2
Smog de tip Los Angeles (smog fotochimic) –
determină o iritare intensă a căilor respiratorii şi a
ochilor, accelerează coroziunea metalelor,
distrugerea clădirilor.
Caracterul oxidant al smogului fotochimic se
datorează ozonului şi peroxinitraţilor
• Oxidarea CO la CO2 reprezintă stadiul final de oxidare a
hidrocarburilor şi a derivaţilor lor în troposferă:
OH. + CO  CO2 + H
• Hidrogenul atomic rezultat reacţionează repede cu O2
formând radicalul hidroperoxid, HO2:
H + O2  HO2.
• Acest radical joacă un rol însemnat în chimia atmosferei.
El se formează şi în urma altor reacţii, în special, prin
interacţiunea OH. cu O3 şi H2O2:
OH. + O3  HO2. + O2
OH. + H2O2  HO2. + H2O
 Concentraţia HO2. în troposferă variază în limitele a 10-710-8 molec.cm-3
 Recombinarea HO2. reprezintă sursa principală
formare a peroxidului de hidrogen atmosferic:
de
HO2. + HO2.  O2 + H2O2
 Una din cele mai cunoscute reacţii
participarea
OH.
este
reacţia
de
hidrocarburilor
ce implică
oxidare
a
 Poluantul organic tipic al atmosferei este CH4
Oxidarea CH4 sub acţiunea OH.
 Oxidarea CH4, sub acţiunea OH., decurge simultan cu oxidarea NO
 Mecanismul corespunzător radical-înlănţuit include un ciclu comun
pentru toate procesele troposferice de iniţiere cu OH. şi un ciclu de
reacţii exoterme, în continuarea lanţului, caracteristice pentru
reacţiile de oxidare a compuşilor organici:
OH. + CH4  H2O + CH3.
CH3. + O2  CH3O2.
CH3O2. + NO  CH3O. + NO2
CH3O. + O2  CH2O + HO2.
 Reacţia de oxidare a CH4 în prezenţa NO drept catalizator şi sub
acţiunea razelor solare cu lungimi de undă de 300 - 400 nm se va
reprezenta în felul următor:
CH4 + 4O2  CH2O + H2O + 2O3
 Prin urmare, oxidarea metanului (şi a altor substanţe organice) duce
la formarea ozonului troposferic
 Odată cu mărirea concentraţiei NO viteza acestui proces creşte
•
Calculele demonstrează că degajarea antropogenă de NO dublează
concentraţia O3 din straturile inferioare ale atmosferei iar
intensificarea emisiilor de CH4 (cu mult mai mari decât ale altor
produse poluante) contribuie şi mai accentuat la ridicarea
concentraţiei de O3
•
Creşterea concentraţiei O3 în straturile inferioare ale atmosferei
reprezintă un pericol real pentru plantele verzi şi pentru lumea
animală
•
Formaldehida rezultată prin oxidarea CH4 se oxidează în continuare cu
radicalul OH formând CO. Această cale de poluare secundară a
atmosferei cu oxid de carbon este comparabilă cu emisia CO în urma
arderii incomplete a combustibilului fosil:
OH. + CH2O  H2O + HCO.
HCO. + O2  HO2. + CO
• Formaldehida se poate descompune uşor sub acţiunea razelor UV:
CH2O + h (330nm)  CO + H2
sau
CH2O + h  HCO + H
cu formarea ulterioară a radicalului HO2.
• Procesele fotochimice din sistemul O3 - NOx - H2O - RH
constituie cauza principală a formării aşa zisului smog
fotochimic, ai căror componenţi - peroxiacetilnitraţii (PAN) sunt toxici pentru organismul uman. PAN - este denumirea
comună a unui grup de compuşi chimici de tipul:
R  CO  O  O  NO2
unde R - CH3, C6H5 etc.
Aceşti compuşi rezultă prin următorul lanţ de transformări :
OH
O2
NO
O2
OH
O2
NO2
RH  R  RO2  RO  RCHO  RCO  RCO3 

 h, NO3

ROOH
RCO2H
RCO3H
peroxizi
acizi
peroxiacizi
PAN
Formarea SO3
•
Oxidarea fotochimică a substanţelor organice care conţin sulf joacă un
rol de frunte la formarea SO2 în regiunile nesupuse poluării
antropogene
• Sub acţiunea OH. în atmosferă are loc oxidarea compuşilor simpli ai
sulfului, în special a H2S şi (CH3)2S
• În acelaşi timp, carbonil sulfura este rezistentă la transformări şi se
infiltrează în stratosferă
• În troposferă, bioxidul de sulf este supus transformărilor fotochimice
deoarece prin absorbţia luminii din regiunea 340 - 400 nm se formează
molecule excitate de SO2* cu durata vieţii de 8 ms
• Oxidarea în continuare a SO2* cu oxigenul din aer duce la formarea SO3:
SO2 + h (<400 nm)  SO2*
SO2* + O2  SO3 + O
La formarea SO3 contribuie şi oxidarea SO2 sub acţiunea radicalilor HO2:
HO2. + SO2  SO3 + OH.
sau reacţiile de fotooxidare cu participarea oxigenului singlet:
SO2 + O2(1D)  SO4
SO4 + O2  SO3 + O3
Apa în atmosferă
•
În afară de menţinerea bilanţului
termic al pământului, apa joacă
un rol deosebit în migrarea şi
transformarea diferitelor
substanţe în atmosferă
•
Circulaţia apei în natură are loc
după aşa numitul ciclu global
•
Aproximativ 10% din troposferă
este permanent ocupată de nori;
partea care revine apei este însă
mică, în total 10-7 - 10-6 mol/l
Circuitul apei în natură :
1 - oceanul mondial ;
2 - ape subterane ;
3 - ape de suprafaţă;
4 - zăpadă şi gheaţă ;
5 - transpiraţie ;
6 - scurgeri de suprafaţã;
7 - apa sub formă de vapori
şi umiditatea atmosferică
Apa în atmosferă
Formarea apei lichide este strâns legată de prezenţa în
atmosferă a aerosolilor - particule solide sau lichide care au o
viteză de depunere mică şi se găsesc în stare de suspensie
Fiecare picătură de apă din atmosferă, care se formează prin
condensarea vaporilor, reprezintă în felul său un minibazin cu
o anumită compoziţie chimică
In afară de gazele atmosferice solubile, picăturile de apă
conţin poluanţi atmosferici organici şi neorganici atât dizolvaţi
cât şi solizi
Timpul de viaţă a picăturilor variază de la câteva minute, în
cazul picăturilor mari de ploaie, până la o oră pentru picăturile
din nori
Timpul de viaţă a particulelor de smog cu dimensiuni mai mici
de 1 m ajunge la o săptămână
Mărimile caracteristice ale
picăturilor de apă
Mediul
apos
Mărimea
particule
i,
m
Conţinut
apă,
g/m3
pH
Val de
ceaţă
0,03-0,3
10-5-10-4
1-8
Ceaţă
10
0,02-0,2
2-6
Putere Concentraţia
ionică, metalelor, mol/l
mol/l
Fe
Mn
1
10-3-10- 10-6 -102
Nori
10
0,1-3
3-6
200-2000
0,1-1
4-5
10-4
10-7-10-5
4
10-3-10- 10-7 -102
Ploaie
10-4-10-3 10-7-10-4
4
10-8 -105
10-8-10-5 10-8-10-6
Coeficientul lui Henry
Multe procese se desfăşoară în atmosfera umedă
Aceasta se explică prin faptul că multe componente gazoase sunt foarte solubile
în apă
Solubilitatea în apă este strâns legată de mărimea coeficientului lui Henry (H)
care stabileşte legătura dintre fracţia molară a substanţei în fazele lichidă şi solidă
Molecula
H, mol/l.atm
Molecula
H, mol/l.atm
O3
9,4.10-3
H 2S
9,9.10-2
O2
1,6.10-3
SO2
1,23
NO
1,9.10-3
H 2O 2
105
NO2
7.10-3
HO2
105
HNO2
48,6
HCl
2,0
HNO3
2,1.105
CH2O
30
Creşterea solubilităţii a unor substanţe
 După cum se vede din constantele lui Henry, multe gaze sunt puţin
solubile
 În acelaşi timp substanţele care participă la transformări acido-bazice
sau redox pot deveni foarte solubile prin trecerea în alte forme
chimice
 Astfel, în cazul SO2, solubilitatea se va mări în urma interacţiunii cu
apa şi a disocierii ulterioare a acidului sulfuros:
SO2 + H2O  H2SO3
H2SO3  HSO3- + H+
 Asemănător, creşterea solubilităţii NO2 este legată de desfăşurarea
următoarelor reacţii:
2NO2 + H2O  HNO2 + HNO3
HNO2  NO2- + H+
HNO3  NO3- + H+
iar mărirea solubilităţii formaldehidei se explică prin de reacţia:
CH2O + H2O  CH2(OH)2
 Cercetările efectuate arată că substanţele al căror coeficient Henry
este mai mare de 4.104 mol/l.atm se vor afla în atmosferă sub formã
dizolvată
Chimia norilor şi a picăturilor de ploaie
•
În chimia norilor şi a picăturilor de ploaie un rol important şl
joacă oxidanţii O3 şi H2O2, radicalii liberi OH şi HO2 (formaţi în
urma proceselor fotochimice) şi analogii lor organici RO2,
ROOH etc.
•
În ploaie, conţinutul de H2O2 este de circa 10-5 mol/l iar în
ploile cu descărcări electrice H2O2 poate ajunge până la o
concentraţie de 10-4 mol/l
•
În zăpadă conţinutul de H2O2 este ceva mai mic decât 10-5
mol/l
•
Întrucât peroxidul de hidrogen este un oxidant puternic, în
prezenţa ionilor de fier şi mangan el poate participa la
oxidarea SO2 în fazã lichidă:
Fe, Mn
SO2 + H2O2
•
H2SO4
Această reacţie reprezintă cauza principală a formării ploilor
“acide”
Chimia norilor şi a picăturilor de ploaie
 Conţinutul oxidanţilor organici în nori şi în apa precipitaţiilor ajunge la
4.10-5 mol/l, ceea ce este aproape de conţinutul H2O2 în apa de ploaie
 Oxidanţii organici şi H2O2 sunt responsabili de apariţia acizilor organici
în umiditatea atmosferică şi în apa de ploaie
 Conţinutul de OH. în picături depinde de altitudine; acest fapt arată că
formarea OH. decurge în urma proceselor fotochimice cu participarea
luminii ultraviolete
 Una din sursele de OH. o reprezintă reacţia dintre radicalul
hidroperoxid şi ozonul dizolvat în faza lichidă:
HO2. + O3  HO3. + O2
HO3.  OH. + O2
 Această reacţie duce la distrugerea O3 din troposferă (în prezenţa
norilor)
 În acelaşi timp, în lipsa norilor, radicalul HO2 în combinaţie cu NOx
contribuie la formarea O3
Probleme locale şi globale de
poluare a mediului aerian
În afară de O2, N2 şi gaze inerte, troposfera mai conţine:






CO2
CO
CH4
NO
O3
SO2
320 ppm (0,03%)
0,05 1-50 - pe magistralele urbane
1-2
0,01  0,2 - din reacţii fotochimice
0 - 0,01  0,5 -din transporturi aeriene
0 - 0,01  0,1-2 -în atmosfera urbană poluată
În atmosferă mai ajung o mulţime de substanţe
organice precum şi substanţe ce conţin azot şi sulf, de
provenienţă naturală sau antropogenă
Probleme locale şi globale de
poluare a mediului aerian
Poluarea naturală a aerului se produce în urma erupţiilor
vulcanice (sunt mai mult de 500 vulcani pe planetă) ca şi în
urma furtunilor de praf, mai cu seamă în zonele de stepă
Cel mai mare pericol de poluare globală a atmosferei este
astăzi reprezentat de folosirea pe scară largă a minereurilor
pentru necesităţile energetice şi ale industriei chimice
Datele cercetărilor aerocosmice demonstrează că, la direcţii
stabile ale vânturilor, în partea ferită de vânt a oraşelor se
formează o trenă unică în care se atenuează particularităţile
surselor individuale
Deşi în proporţii globale admisia în atmosferă a multor
substanţe provenind de la surse antropogene este mai mică
decât cea de la surse naturale, sursele antropogene exercită o
influenţă mai mare asupra aerului atmosferic al oraşelor şi a
teritoriilor învecinate cu ele
Cele mai importante
urmări negative ale
poluărilor locale şi globale
ale atmosferei
Efectul de seră
•
Cel mai important gaz de “seră“ se consideră a fi vaporii de apă; după ei
urmează:
–
–
–
–
–
bioxidul de carbon, care a determinat creşterea efectului de “seră“ prin anii 1980 cu
circa cu 49% comparativ cu sfârşitul secolului trecut,
metanul (18%),
freonii (14%),
oxizii de azot (6%)
celorlalte gaze le revin 13%
•
Conţinutul atmosferei suferă schimbări esenţiale în cea ce priveşte compoziţia
gazelor de “seră“ datorită activităţilor antropogene
•
In ultimii 100 de ani temperatura medie anuală a crescut cu 0,5 0C. Ca urmare,
nivelul Oceanului Mondial a crescut cu 10-15 cm
•
Schimbarea climei este cauzată de schimbarea conţinutului gazelor de “seră“ din
atmosferă
•
Date care demonstrează cum s-a schimbat compoziţia chimică a atmosferei în
ultimii 160 mii anii au fost obţinute în urma analizei bulelor de aer din gheaţa
extrasă de la o adâncime de 2 km
•
S-a constatat că în perioadele calde concentraţiile de CO2 şi CH4 erau cu 1,5%
mai mari ca în perioadele glaciare; aceste rezultate confirmă presupunerile lui D.
Tindal, exprimate în 1861, conform cărora schimbarea climei Pământului este
cauzată de modificarea concentraţiei CO2 atmosferic
In Mexico City este o poluare imensa. Aici, peste 20
de milioane de oameni se straduiesc sa supravietuiasca
in aceste conditii.
Gazele de sera,
rezultate din
procesele
industriale şi din
agricultura
deregleaza
echilibrul
atmosferic.
Reţin gazele
infraroşii si le
reflecta pe
suprafaţa
Pamăntului.
În consecinţă
creşte temperatura
medie globală
Bioxidul de carbon
Surse principale
Arderea diverselor
tipuri de combustibil
0,7% din cantitatea totală
sau circa 10% din cantitatea
folosită la sinteza biomasei
plantelor
Degajarea
industrială totală
se măreşte anual cu 3,5 %
şi în prezent atinge cifra
de 30 miliarde t/an
Mărirea
conţinutului
de CO2
Respiraţia
populaţia planetei degajă
anual 6 miliarde t CO2,
luând în consideraţie
animalele domestice
această cifră se dublează
Micşorarea
masei vegetale
viteza de distrugere
a pădurilor creşte continuu
Metanul
• Concentraţia metanului atmosferic a început să crească
cu aproximativ 300 ani în urmă şi conţinutul lui s-a
dublat de la sfârşitul secolului XVII
• Acest proces este strâns legat de creşterea populaţiei
Terrei: emisiile cele mai importante de CH4 sunt urmările
directe ale activităţii umane
• Principalele surse sunt:
– câmpurile de orez,
– vitele cornute mari,
– obţinerea şi prelucrarea combustibilului fosil (cărbuni,
petrol, gaze naturale)
• Dublarea concentraţiei metanului va duce la ridicarea
temperaturii scoarţei pământului cu 0,2 - 0,3 oC
Freonii
•
Freonii sunt gaze de provenienţă antropogenă
•
Freonii au fost sintetizaţi în anii '30
•
de la sfârşitul anilor '50 sunt larg utilizaţi în producţia
industrială
•
Într-un timp scurt, concentraţia freonilor în atmosferă a atins
0,3 ppb
•
In momentul de faţă conţinutul freonilor în atmosferă se
măreşte anual cu 5 -10 %
•
Mărirea de 20 ori a concentraţiei freonilor în troposferă va
duce la creşterea temperaturii la suprafaţă cu 0,4 - 0,5 oC
Oxizii de azot
• Concentraţia N2O de la sfârşitul
secolului trecut a crescut cu peste 20%
• Cauza
principală
este
creşterea
producţiei şi utilizarea îngrăşămintelor
Poluarea mediului aerian cu compuşi
ai sulfului
•
•
Cei mai răspândiţi compuşi ai sulfului , evacuaţi în atmosferă,
sunt: bioxidul de sulf - SO2, carbonilsulfura - COS, sulfura de
carbon - CS2, sulfura de hidrogen - H2S şi dimetilsulfura(CH3)2S.
Există trei surse naturale principale de emisie a sulfului
Cantitatea de sulf degajată pe an
Surse naturale
procese
de
distrugere a
biosferei
activitatea
vulcanică
 suprafaţa
oceanelor
Surse
antropogene
Milioane t.
%
30 - 40
29 - 39
2
50 - 100
2
-
60 - 70
59 - 69
Surse antropogene de SO2
•
•
Printre sursele de emisie a compuşilor cu sulf pe primul loc se situează
cărbunele ars în clădiri şi la centralele electrice, emisiile antropogene
ajungând la 70%
Conţinutul de sulf în diferite tipuri de combustibil fosil este următorul:
Combustibilul
Lignină
Cărbunele nordic brun
Cărbuni de pământ
Petrol, produse petroliere
•
•
Conţinutul de sulf, %
1,1 - 1,6
2,8 - 3,3
1,4
0,1 - 3,7
Unul din procesele industriale care generează un nivel ridicat de SO2
este calcinarea minereurilor cu sulf însoţit de degajare de SO2
2ZnS (s) + 3O2(g)
2ZnO(s) + 2SO2 (g)
S-a stabilit o dependenţă liniară între concentraţia SO2 în aer şi
numărul de îmbolnăviri de bronşită cronică a populaţiei:
y = 14,5x - 1,3
unde y - procentul de îmbolnăviri de bronşită, x - concentraţia SO2 în
aer, mg/m3
Ploile acide
• Procesul de oxidare SO2 în SO3 are loc, sub acţiunea O2,
pe suprafaţa particulelor de oxizi metalici care servesc
drept catalizatori, în prezenţa umidităţii atmosferice sau
sub acţiunea razelor solare:
SO3 (g) + H2O (l)
H2SO4 (aq)
• Formarea acidului sulfuric în umiditatea atmosferică
duce la aşa numitele ploi acide
• Consecinţele negative a ploilor acide:
–
–
–
–
Micşorarea pH-ului bazinelor cu apă dulce
Corodarea intensă a construcţiilor metalice
Distrugerea suprafeţelor vopsite, clădirilor, monumentelor
Creşterea solubilităţii Al(OH)3 (la concentraţii în apă > 0,2
mg/m3, Al+3 este toxic pentru peşti)
– Acidularea solului şi distrugerea plantelor
Poluarea atmosferei cu compuşi
ai azotului
Compuşii azotului şi concentraţiile lor deasupra scoarţei
terestre
Compuşi
Monoxid
de
azot
Bioxid de azot
Acidul azotic
Amoniac
Ionul nitrat
Ionul amoniu
Formula
chimică
NO
NO2
HNO3
NH4
NO3NH4+
Concentraţie N , μg/m3
Zonă
poluată
Zonă
depărtată
ocean
5 - 50
5 - 50
2
2
-
0,05 - 0,5
0,2 - 2
0,2 - 2
0,1 - 10,0
0,1 - 0,4
1,0 - 2,0
0,05
0,2
0,2
0,3
0,02
0,4
Monoxidul de azot N2O
•
In condiţii de laborator poate fi obţinut prin încălzirea atentă a
nitratului de amoniu până la 200oC:
200 C
NH4NO3 (s)
N2O + 2H2O (g)
•
Se formează NO şi prin oxidarea amoniacului în prezenţa platinei
drept catalizator:
4NH3 + 5O2 Pt 1000
4NO + 6H2O
•
Acest proces de oxidare catalitică a NH3 la NO stă la baza metodei
industriale de obţinere a compuşilor oxigenaţi ai azotului şi este o
etapă a procesului de obţinere a acidului azotic din amoniac
•
Una din proprietăţile NO este capacitatea lui de a reacţiona cu O2 ,
formând NO2:
2NO + O2
2NO2
•
Ca urmare a acestei reacţii, în gazele de eşapament ale motoarelor cu
ardere internă există şi o cantitate oarecare de NO2
Bioxidul de azot
•
•
Bioxidul de azot este un gaz brun roşcat, toxic şi cu un miros specific
La temperaturi joase bioxidul de azot se transformă de la sine îţntr-un
gaz incolor, N2O4 :
2NO2  N2O4
•
La dizolvarea NO2 în apă se formează acid azotic HNO3 :
3NO2 + H2O
2NO3- + 2H+ + NO
•
In această reacţie azotul este atât oxidant cît şi reducător
•
De regulă, oxizii de azot sunt oxidanţi puternici:
0,96
NO3
- 0,79
NO2
1,12
HNO2 1,00
1,25
NO
1,59
NO2 1,77 N2
0,27
NH3
Surse naturale şi antropogene de poluare a
atmosferei cu compuşi ai azotului
Cantităţile de azot evacuate pe an
Surse
Naturale
degajări din sol
descărcări electrice
arderea biomasei
altele
Antropogene
arderea combustibilului
transportul
industria
Total
Milioane tone
%
8
8
12
2 - 12
14
14
21
4 - 21
12
8
1
51 - 61
21
14
1
100
Procesele atmosferice cu participarea
amoniacului
•
•
In procesele atmosferice cu participarea compuşilor azotului
un rol important îl joacă amoniacul
Datorită caracterului său bazic în soluţii apoase el este capabil
să neutralizeze componenţii acizi din atmosferă:
NH3 + H2SO4
NH3 + NH4HSO4
NH3 + HNO3
NH4HSO4
(NH4)2SO4
NH4NO3
Aceste reacţii duc la formarea sulfatului şi nitratului de amoniu
Surse principale de amoniac:
 solul; substanţele organice din sol sunt supuse destrucţiei
microbiologice care generează şi amoniac
 urina animalelor domestice; în Europa, această sursă este mai
însemnată decât degajările de amoniac din sol
 fabricarea şi utilizarea îngrăşămintelor cu azot
Oxidul de carbon
• Luat după masa totală, oxidul de carbon este unul din
principalii poluanţi ai mediului aerian
• Acţiunea toxică a CO este legată de proprietatea lui de a
se combina cu ionii de fier în molecula de hemoglobină,
fiind de 210 ori mai activ ca oxigenul
• Surse principale:
–
–
–
–
–
transportul auto
întreprinderile industriale
CTE
gospodăria comunală
agricultura
Hidrocarburile şi produşii lor de oxidare
•
Principalul impurificator cu substanţe organice al oraşelor este
transportul auto, el elimină în atmosferă până la 50% din cantitatea
de hidrocarburi
–
–
–
•
In total, în gazele de eşapament au fost identificaţi peste 500 compuşi
organici
Principalii compuşi de acest tip sunt aldehidele, cetonele, alcoolii, fenolii,
nitrometanul, concentraţia lor ajungând până la 5 - 10 ppm
Gazele de eşapament ale motoarelor cu benzină şi diesel mai conţin
hidrocarburi aromatice policiclice (HAPC) şi derivaţi ai acestora pe bază de
oxigen şi azot
A doua sursă antropogenă de poluanţi organici, după transportul auto,
o reprezintă întreprinderile industriale
–
–
–
O mare parte din hidrocarburile volatile sunt degajate în atmosferă
împreună cu gazele de evacuare de la CTE
Cantitatea cea mai mică de hidrocarburi (0,48 kg/mln.m3) se elimină la
folosirea gazului natural
Întreprinderile cocso-chimice, petroliere şi metalurgice servesc drept surse
de emisie în atmosferă a HAPC, în special a benzopirenului care este una
dintre cele mai cancerigene substanţe
Metalele grele
•
Metalele ajung în aer sub formă de aerosoli solizi care rezultă
– la arderea cărbunelui, petrolului, turbei şi unor minereuri
– din fumul cuptoarelor de topire la producerea oţelului şi a aliajelor
metalice
•
In cazul mercurului, aportul antropogen reprezintă
aproximativ 1/3 din toate emisiile acestui metal în atmosferă
•
Până la 72,3% din emisia totală de Pb este datorată produşilor
obţinuţi în urma arderii benzinei cu adaos de Pb
•
Emisiile antropogene de Cd în atmosferă (7 mii t pe an)
depăşesc cu mult emisiile din surse naturale (850 t pe an)
•
Chelirea copiilor din oraşul Cernăuţi, la sfârşitul anilor '80, a
fost legată de deşeurile industriale care conţineau compuşi
organici ai taliului
Metode de epurare a
emisiilor gazoase
Epurarea gazelor de particule
solide
• Conţinutul de praf în gazele rezultate din unele procese
industriale
Sursa de emisii gazoase
Cuptoare de ardere a piritei
Concentratoare de acid sulfuric
Cuptoare pentru negru de fum
Mori de ciment
Uscătorii de ciment
Uscătorii de calcar şi gips
Uscătorii de clorură de calciu
Concentraţia
prafului, g/m3
2,5 - 5,0
6 - 20
20 - 30
20 - 50
20 - 80
5 - 50
5 - 20
Camera de sedimentare a pulberilor
•
In cameră, gazul conţinând
pulberi este despărţit în
curenţi paraleli orizontali cu
ajutorul unor rafturi
•
In timpul trecerii gazului prin
instalaţie, praful se depune pe
poliţe
•
Productivitatea
echipamentului depinde de
secţiunea transversală şi de
viteza de sedimentare a
particulelor de praf
1 - perete;
2 - polite orizontale
Separatorul de praf cu jaluzele
• In captatorii inerţiali
sedimentarea prafului
este asigurată de
modificarea bruscă a
direcţiei fluxului gazos
•
Din echipamentul de
acest tip o utilizare
frecventă au
separatoarele cu jaluzele
1 - jaluzele;
2 - unirea fluxului gazos epurat in
ciclon cu fluxul principal
Ciclon si multiciclon
•
Principiul funcţionării
desprăfuitorilor centrifugali
constă în turbulentizarea
jetului de gaze în partea
superioară, mai largă, a
instalaţiei.
•
Sub acţiunea puterii
centrifuge, particulele de
praf sunt aruncate spre
pereţii instalaţiei şi cad
într-o pâlnie conică.
•
Gazul epurat este evacuat
din instalaţie prin conducta
centrală
Ciclon (a) si multiciclon (b):
1 - administrarea gazului
(fumului);
2 - evacuare;
3 - particule solide (cenusa)
Scruberul Venturi
•
In scruberul Venturi jetul de
gaz se îngustează în difuzor
şi trece cu o viteză mare (60
-150 m/s) printr-un gât
îngust.
•
Jetul rapid de gaz se
utilizează pentru
fragmentarea soluţiei care
se administrează în jetul de
gaz în direcţia curentului
Scruberul Venturi: a- schema; b aspectul:
1 - admisia gazului (fumului);
2 - admisia apei;
3 - ingustare reglabila;
4 - eliminarea gazului epurat
Energia din straturile
atmosferice
 Partea principală a energiei trece prin straturile superioare ale
atmosferei, este absorbită parţial în troposferă de către vaporii de
apă, oxidul de carbon, oxigen, aerosoli şi particule de praf
 Cea mai mare parte de energie este absorbită de suprafaţa terestră
 Energia absorbită de suprafaţa terestră se întoarce în atmosferă sub
formă de radiaţii infraroşii cu lungimi de undă cuprinse între 16,7-7,6
m, cu un maxim larg la 12 m, sau este folosită la evaporarea apei şi
la formarea curenţilor turbulenţi de aer
 O mică parte din energia termică emisă de suprafaţa terstră trece prin
atmosferă şi se reflectă în cosmos
 Cea mai mare parte din ea este absorbită de moleculele de apă şi de
bioxidul de carbon, ce determină încălzirea suplimentară a aerului
 Energia absorbită de atmosferă este dirijată din nou spre suprafaţa
terestră, fapt în urma căruia apare efect de seră