Введение в экологическую химию - Скурлатов Ю.И.
NBSN 5-06-002593-4
Скачать (прямая ссылка):
131
сферу около 50% углеводородов. Другой мощный источник углеводородов — испарение органических растворителей на бензоколонках, в производстве и в быту (около 25%). Предполагается, что вклад автомобильного транспорта в загрязнение воздуха будет возрастать, несмотря на меры по борьбе с токсичностью двигателей внутреннего сгорания. Количество органических соединений, выделяющихся с отработавшими газами, зависит от многих факторов — типа двигателя, режима его работы, состава топлива. Сравнение состава отработанных газов бензиновых и дизельных двигателей показывает, что бензиновые двигатели вырабатывают больше несгоревших углеводородов и продуктов их неполного окисления (СО и альдегидов), тогда как дизельные — больше сажи (и 1 г/м3). Концентрация несгоревших углеводородов в отработавших газах бензиновых двигателей зависит от соотношения топлива и воздуха в горючей смеси. На холостом ходу, при крейсерской скорости, ускорении и торможении концентрация углеводородов в выхлопных газах меняется в соотношении 2,3:1,0:1,3:9,2 соответственно. Это означает, что в городах наибольшее количество углеводородов выделяется с отработавшими газами при кратковременных остановках на перекрестках.
Отработавшие газы представляют собой многокомпонентную смесь не только исходных углеводородов, но и продуктов их неполного сгорания и термической деструкции. Всего в составе отработавших газов идентифицировано более 500 органических соединений.
Концентрации индивидуальных соединений в выхлопных газах варьируют в очень широких пределах. В наибольших количествах присутствуют простейшие углеводороды С1—Сг- В основном (более 47%) это метан, этилен, ацетилен, толуол, концентрация которых превышает 100 млн-"1- По качественному составу наиболее многочисленную группу составляют непредельные углеводороды. Отработавшие газы автотранспорта оказываются обогащенными более реакционноспо-собными и токсичными соединениями, чем исходное топливо.
Наряду с углеводородами в результате их частичного окисления при работе двигателя в выхлопных газах образуется большое число кислородсодержащих соединений. Общее содержание легколетучих кислородсодержащих соединений в выхлопных газах автомобиля гораздо ниже, чем углеводородов, но сами эти соединения обладают высокой биологической активностью. В основном это альдегиды, кето-ны, спирты, фенолы, нитрометан, концентрация которых достигает 5—10 млн.-1.
В выхлопных газах как бензиновых, так и дизельных двигателей присутствуют также полиядерные ароматические углеводороды (ПАУ) и их кислород- и азотсодержащие производные. 132
Вторым по мощности после автомобильного транспорта антропогенным источником органических загрязнителей атмосферы являются промышленные предприятия. Зачастую количество газовых выбросов достигает нескольких процентов от массы готовой продукции. Ассортимент загрязняющих веществ широк, насчитывает десятки тысяч наименований, особенно на предприятиях химической и нефтехимической промышленности. Очень велики потери используемых в промышленности растворителей.
Значительные количества летучих углеводородов выбрасываются в атмосферу с отходящими газами ТЭС и ТЭЦ. При сжигании 1 т нефтепродуктов выделяется 0,25 кг, а при сжигании 1 т угля — 0,16 кг углеводородов.
Наименьшее количество углеводородов (0,48 кг/млн.м3) выделяется при использовании природного газа. В то же время добыча природного газа служит одним из наиболее серьезных источников загрязнения атмосферы метаном (см. п. 4.5.1). По некоторым данным, при добыче, транспортировке и использовании теряется около 2% СН4. Это соответствует выделению в атмосферу ежегодно 20 млн. т. Сравнимы по масштабам и величины выделения СН4 при добыче каменного и бурого угля.
Коксохимические, нефтехимические и металлургические заводы служат источниками поступления в атмосферу ПАУ, в частности бенз(а)пирена. Концентрация этого одного из наиболее опасных канцерогенов на таких предприятиях достигает сотен мкг/м3. Особенно большое локальное загрязнение воздуха ПАУ связано с переработкой угля в кокс, а также при розливе стали. Высокий уровень загрязнения воздушной среды ПАУ имеет место в производстве алюминия и сажи.
Значительным источником ПАУ служат ТЭС и ТЭЦ. Наиболее токсичные представлены в табл. 19.
Таблица 19. Полиароматические углеводороды - приоритетные загрязнители воздушной среды
Название Химическая формула Канцерогенная активность ПДК, мг/л
Нафталин 00 -
, Ацеиафтилен 5Ь - 133
Продолжение табл. 19
Название Химическая формула Канцерогенная активность ПДК, мг/л
Флуорен +
Аценафтен 66
фенантрен Ос/ -
Антрацен -
Флуорантен -
Пирен -
Бенз(а)антрацен
Бёнз(в)флуорантен ++
Бенз(к)флуорантен -Ь 4"
134
Продолжение табл. 19
Название Химическая формула Канцерогенная активность ПДК, мг/л
Бенз(а)пирен +++ 5 • ИГ6
Дибенз( А. Н)-антра- ^^^^^^^^ +++
цен
Венз(СД,1)~перилен 6§) -
Существенный вклад в загрязнение воздушной среды вносят предприятия по крупномасштабному производству галогенсодержащих соединений (СНС13, ССЦ, СН2С12, СГС13, СГ2С12, СН3СС13 и др.).Спе-цифика использования многих летучих галогенсодержащих соединений такова, что большая часть их поступает в атмосферу. Так, 95% фторохлоруглеводородов попадает в атмосферу в течение 1—2 лет, причем около 40% (а это сотни тысяч тонн в год) наиболее опасных для озонового слоя фреонов просачиваются в стратосферу.
