Загрязнители окружающей природной среды (ОПС). Их классификация
Окружающая природная среда (ОПС) - это вся земная природа, окружающая человека, где естественные факторы функционируют в органическом единстве с продуктами человеческого труда. Загрязнители (загрязняющие вещества - ЗВ, поллютанты, токсичные, опасные или вредные вещества) - это неутилизированные материальные и энергетические отходы производства, а также естественные компоненты, нехарактерные для данной среды, оказывающие нежелательное действие на человека и ценные для него ресурсы живой (биотической) и неживой (абиотической) природы. К основным ЗВ обычно относят: взвешенные частицы, диоксид серы, оксид углерода, диоксид углерода, углеводороды и др. Предельно допустимая концентрация (ПДК) - это экологический норматив, максимальная концентрация 3В в элементах ландшафта, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени не вызывает негативных воздействий на организм человека или другого рецептора (определенный вид животных, растениЗагрязнение - неблагоприятное изменение окружения, являющегося побочным результатом деятельности человека. Привнесение в среду новых, не характерных для нее физических, химических или биологических компонентов или превышение естественного многолетнего содержания этих компонентов. Воздух, вода, почва - объекты загрязнения. Растения, животные микроорганизмы, человек. Классификация загрязнений: 1. Индигриентное (химическое) ? неорганические и органические вещества. 2. Параметрическое (физическое) ? тепловое, световое ЭМ, шумовое, радиационное. 3. Биотическое (на популяции). 4. Стационарное деструкционное изменение ландшафта. Главные загрязнители биосферы: 1. CO2 - парниковый эффект. 2. CO - баланс верхних слоев. 3. NxOy (N20, NO, N2O3, NO2, N2O5) - смог, респираторные заболевания. 4. SO2. 5. Фосфаты (гидросфера). 6. Тяжелые металлы Hg, Pb. 7. Нефть и нефтепродукты. 8. Пестициды. 9. Радиация. Технологические причины глобального загрязнения: 1. Осваивание невозобновимых и возобновимых природных ресурсов. 2. Строительные и горные работы. 3. Сжигание топлива. 4. Производство минеральных удобрений. 5. Развитие химической промышленности. 6. Несовершенство технологий. Загрязняющее вещество - вещество или смесь веществ, количество и/или концентрация которых - превышают нормативы, установленные для химических и иных веществ, а также для микроорганизмов; - оказывают негативное воздействие на окружающую среду. Все виды загрязнителей можно разделить по их природе на: - Физические (тепловое, шумовое, электромагнитно, световое, радиоактивное) - Химические (тяжелые металлы, пестициды, пластмассы и др. химические вещества) - тяжелые металлы, пестициды, нефть и нефтепродукты; - Биологические (биогенное, микробиологическое, генетическое) - Информационные (информационный шум, ложная информация, факторы беспокой-ства) По происхождению загрязняющие вещества делятся на: - загрязняющие вещества природного происхождения - попадающие в природную среду в результате естественных, обычно катастрофических процессов (пример - загрязнение прилегающих территорий пеплом при извержении вулкана) - загрязняющие вещества антропогенного происхождения. По характеру загрязняющие вещества делятся на: - первичные (поступившие в окружающую среду непосредственно из источников за-грязнения) - вторичные, образующиеся из первичных в объектах окружающей среды в результа-те биогенных и абиогенных трансформаций. Наиболее распространёнными антропогенными загрязняющими веществами являются: - в атмосфере - кислые газы (диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота), взвешен-ные частицы (сажа, аэрозоли кислот и соединений тяжёлых металлов), органические соединения, в том числе формирующие фотохимический смог и разрушающие озоно-вый слой атмосферы, пары нефтепродуктов. - в гидросфере - растворимые соли тяжёлых металлов, органические соединения, неф-тепродукты.
Среди представленных модификаторов горения наибольший интерес представляет новый класс присадок, а именно - катализаторы горения.
Катализаторы горения – это вещества, изменяющие процесс горения (окисления) топлив, которые могут быть отнесены к отдельному, самостоятельному классу присадок, изменяющих скорость и механизм горения топлив. Введение их в исходные топлива позволяет получить новые топлива с улучшенными свойствами.
Катализаторы горения предназначены для снижения энергии активации реакций окисления, происходящих в камере сгорания ДВС. Следствием снижения энергии активации является возможность проведения процесса окисления горючего и обеспечение полноты его сгорания при более низких температурах. Понижение температуры в камере сгорания приводит к уменьшению максимального давления в ней и, следовательно, к снижению жесткости работы двигателя, а также к уменьшению выбросов вредных веществ с отработавшими газами.
Известно, чем выше температура воспламенения горючего, тем меньше скорость его горения, катализаторы горения увеличивают скорость горения таких топлив. При прочих равных условиях ускоряющее действие катализатора будет тем больше, чем медленнее протекает некатализируемый процесс горения. Следовательно, наибольшее действие катализаторы будут оказывать на горение высококипящих углеводородов топлива, т.е. процесс догорания топлив. При повышении давления влияние катализатора на скорость горения будет уменьшаться в соответствии с принципом Ле-Шателье.
Катализаторы горения применяются в концентрации от 0,001 до 0,01%, фактически не изменяют физико-химические свойства базового топлива, но обеспечивают изменение процесса его горения, переводя топливо в новый класс, соответствующий выполнению норм выбросов ЕВРО-2, ЕВРО-3, ЕВРО-4, при работе на исправном двигателе.
К катализаторам горения относятся органические соединения металлов первой, второй и переходной групп, применяемые в рабочей концентрации порядка нескольких ppb (parts per billion - частей на миллиард, например, мкг/кг или 1·10-7%) в пересчете на металл. Столь ничтожная концентрация катализаторов горения практически не влияет на загрязнение ими камеры сгорания и свечей зажигания.
Катализаторы горения могут выполнять частично роль каталитических нейтрализаторов. Например, в бензин вводят соединения платины, палладия, рения, родия, которые, пройдя камеру сгорания, отлагаются в виде металлов на стенках выхлопной системы и действуют как обычные катализаторы дожига. В более тяжелых топливах хороший эффект достигается введением соединений железа, например ферроцена в количестве 0,001-0,003%.
Присадки, в состав которых входят органические соединения металлов, применяют с 1950 г. и интерес к ним не ослабевает. Наиболее широко известны присадки ферроцена (дициклопентадиенилжелеза) и его производных, соединений марганца, меди, никеля, лития и других органических соединений металлов, а в некоторых случаях даже их оксиды. Бензины с такими присадками, в сравнении с бензинами без них, дают некоторое изменение эмиссии углеводородов, оксидов азота, оксида углерода, особенно на автомобилях с большим пробегом (более 60 тыс. км), и повышают эффективность работы каталитических преобразователей отработавших газов, уменьшая нагрузку на них за счет догорания топлива в камере сгорания.
Введение ферроцена в концентрации 15 ppm (parts per million - частей на миллион, например, мг/кг или 0,0001%) не оказывает отрицательного воздействия на работу двигателя, но положительно влияет на работу катализаторов дожига и увеличивает октановое число бензинов. Более того, ферроцен оказывает еще и каталитическое воздействие на процесс горения топлива, частично уменьшая нагар в камере сгорания и улучшая некоторые экологические характеристики двигателя, при одновременном небольшом снижении расхода топлива
Окружающая природная среда (ОПС) - это вся земная природа, окружающая человека, где естественные факторы функционируют в органическом единстве с продуктами человеческого труда.
Загрязнители (загрязняющие вещества - ЗВ, поллютанты, токсичные, опасные или вредные вещества) - это неутилизированные материальные и энергетические отходы производства, а также естественные компоненты, нехарактерные для данной среды, оказывающие нежелательное действие на человека и ценные для него ресурсы живой (биотической) и неживой (абиотической) природы. К основным ЗВ обычно относят: взвешенные частицы, диоксид серы, оксид углерода, диоксид углерода, углеводороды и др.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) - это экологический норматив, максимальная концентрация 3В в элементах ландшафта, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени не вызывает негативных воздействий на организм человека или другого рецептора (определенный вид животных, растениЗагрязнение - неблагоприятное изменение окружения, являющегося побочным результатом деятельности человека. Привнесение в среду новых, не характерных для нее физических, химических или биологических компонентов или превышение естественного многолетнего содержания этих компонентов. Воздух, вода, почва - объекты загрязнения. Растения, животные микроорганизмы, человек.
Классификация загрязнений:
1. Индигриентное (химическое) ? неорганические и органические вещества.
2. Параметрическое (физическое) ? тепловое, световое ЭМ, шумовое, радиационное.
3. Биотическое (на популяции).
4. Стационарное деструкционное изменение ландшафта.
Главные загрязнители биосферы:
1. CO2 - парниковый эффект.
2. CO - баланс верхних слоев.
3. NxOy (N20, NO, N2O3, NO2, N2O5) - смог, респираторные заболевания.
4. SO2.
5. Фосфаты (гидросфера).
6. Тяжелые металлы Hg, Pb.
7. Нефть и нефтепродукты.
8. Пестициды.
9. Радиация.
Технологические причины глобального загрязнения:
1. Осваивание невозобновимых и возобновимых природных ресурсов.
2. Строительные и горные работы.
3. Сжигание топлива.
4. Производство минеральных удобрений.
5. Развитие химической промышленности.
6. Несовершенство технологий.
Загрязняющее вещество - вещество или смесь веществ, количество и/или концентрация которых
- превышают нормативы, установленные для химических и иных веществ, а также для микроорганизмов;
- оказывают негативное воздействие на окружающую среду.
Все виды загрязнителей можно разделить по их природе на:
- Физические (тепловое, шумовое, электромагнитно, световое, радиоактивное)
- Химические (тяжелые металлы, пестициды, пластмассы и др. химические вещества) - тяжелые металлы, пестициды, нефть и нефтепродукты;
- Биологические (биогенное, микробиологическое, генетическое)
- Информационные (информационный шум, ложная информация, факторы беспокой-ства)
По происхождению загрязняющие вещества делятся на:
- загрязняющие вещества природного происхождения - попадающие в природную среду в результате естественных, обычно катастрофических процессов (пример - загрязнение прилегающих территорий пеплом при извержении вулкана)
- загрязняющие вещества антропогенного происхождения.
По характеру загрязняющие вещества делятся на:
- первичные (поступившие в окружающую среду непосредственно из источников за-грязнения)
- вторичные, образующиеся из первичных в объектах окружающей среды в результа-те биогенных и абиогенных трансформаций.
Наиболее распространёнными антропогенными загрязняющими веществами являются:
- в атмосфере - кислые газы (диоксид углерода, диоксид серы, оксиды азота), взвешен-ные частицы (сажа, аэрозоли кислот и соединений тяжёлых металлов), органические соединения, в том числе формирующие фотохимический смог и разрушающие озоно-вый слой атмосферы, пары нефтепродуктов.
- в гидросфере - растворимые соли тяжёлых металлов, органические соединения, неф-тепродукты.
Среди представленных модификаторов горения наибольший интерес представляет новый класс присадок, а именно - катализаторы горения.
Катализаторы горения – это вещества, изменяющие процесс горения (окисления) топлив, которые могут быть отнесены к отдельному, самостоятельному классу присадок, изменяющих скорость и механизм горения топлив. Введение их в исходные топлива позволяет получить новые топлива с улучшенными свойствами.
Катализаторы горения предназначены для снижения энергии активации реакций окисления, происходящих в камере сгорания ДВС. Следствием снижения энергии активации является возможность проведения процесса окисления горючего и обеспечение полноты его сгорания при более низких температурах. Понижение температуры в камере сгорания приводит к уменьшению максимального давления в ней и, следовательно, к снижению жесткости работы двигателя, а также к уменьшению выбросов вредных веществ с отработавшими газами.
Известно, чем выше температура воспламенения горючего, тем меньше скорость его горения, катализаторы горения увеличивают скорость горения таких топлив. При прочих равных условиях ускоряющее действие катализатора будет тем больше, чем медленнее протекает некатализируемый процесс горения. Следовательно, наибольшее действие катализаторы будут оказывать на горение высококипящих углеводородов топлива, т.е. процесс догорания топлив. При повышении давления влияние катализатора на скорость горения будет уменьшаться в соответствии с принципом Ле-Шателье.
Катализаторы горения применяются в концентрации от 0,001 до 0,01%, фактически не изменяют физико-химические свойства базового топлива, но обеспечивают изменение процесса его горения, переводя топливо в новый класс, соответствующий выполнению норм выбросов ЕВРО-2, ЕВРО-3, ЕВРО-4, при работе на исправном двигателе.
К катализаторам горения относятся органические соединения металлов первой, второй и переходной групп, применяемые в рабочей концентрации порядка нескольких ppb (parts per billion - частей на миллиард, например, мкг/кг или 1·10-7%) в пересчете на металл. Столь ничтожная концентрация катализаторов горения практически не влияет на загрязнение ими камеры сгорания и свечей зажигания.
Катализаторы горения могут выполнять частично роль каталитических нейтрализаторов. Например, в бензин вводят соединения платины, палладия, рения, родия, которые, пройдя камеру сгорания, отлагаются в виде металлов на стенках выхлопной системы и действуют как обычные катализаторы дожига. В более тяжелых топливах хороший эффект достигается введением соединений железа, например ферроцена в количестве 0,001-0,003%.
Присадки, в состав которых входят органические соединения металлов, применяют с 1950 г. и интерес к ним не ослабевает. Наиболее широко известны присадки ферроцена (дициклопентадиенилжелеза) и его производных, соединений марганца, меди, никеля, лития и других органических соединений металлов, а в некоторых случаях даже их оксиды. Бензины с такими присадками, в сравнении с бензинами без них, дают некоторое изменение эмиссии углеводородов, оксидов азота, оксида углерода, особенно на автомобилях с большим пробегом (более 60 тыс. км), и повышают эффективность работы каталитических преобразователей отработавших газов, уменьшая нагрузку на них за счет догорания топлива в камере сгорания.
Введение ферроцена в концентрации 15 ppm (parts per million - частей на миллион, например, мг/кг или 0,0001%) не оказывает отрицательного воздействия на работу двигателя, но положительно влияет на работу катализаторов дожига и увеличивает октановое число бензинов. Более того, ферроцен оказывает еще и каталитическое воздействие на процесс горения топлива, частично уменьшая нагар в камере сгорания и улучшая некоторые экологические характеристики двигателя, при одновременном небольшом снижении расхода топлива