Реферати українською » Экология » Антропогенний вплив на Довкілля


Реферат Антропогенний вплив на Довкілля

Страница 1 из 2 | Следующая страница

>Національнийтехнічнийуніверситет України

Київськийполітехнічнийінститут

>Модульнаконтрольна робота

іздисципліни: «>Інформаційнітехнології векології»

>Виконав: Потапов Д.П.

>ПН-62,ПБФ

>Київ 2011


>Зміст

1.Антропогеннийвплив надовкілля

1.1Впливдіяльностілюдини надовкілля

1.2Визначенняступенязабрудненостіатмосфери

1.3Очищеннявикидів у повітря

2.Волоконно-оптичнісенсори

2.1 Характеристикиоптичного волокна як структурногоелемента датчика

2.2Волоконнісвітловоди йвимірювальніпристрої наїхнійоснові

3.Техногенненавантаження наприроднесередовище.Медико-демографічніпроблеми Сучасної України,пов’язані ізцимнавантаженням

>Висновки

>Перелікпосилань


1.Антропогеннийвплив надовкілля

1.1Впливдіяльностілюдини надовкілля

>Господарська діяльністьлюдинизумовилапошкодження йвичерпуванняприроднихресурсів, щопризводить додеформаціїсформованихпротягомбагатьохмільйонів років природногокругообігуречовин таенергетичнихпотоків напланеті.Внаслідок цогопочалосяпрогресуючеруйнуваннябіосфери землі, щоможе набути характерунезворотнихпроцесів йнавколишнєсередовищеможе статінепридатним дляіснування.

>Основніджерела антропогенногозабрудненнядовкілля.

Зпоявоюлюдини напланеті Землявелику роль углобальнійекосистемі сталивідігравативзаємовідносинисуспільства йприроди.Особливошвидкопосилюєтьсявпливсуспільства на природу у зв'язку ізрозвитком машинноговиробництва.

>Завдяки цьомумасштабивпливусуспільства на природупоширюються такшвидко, щолюдствопоступовоперетворюється употужнугеологічну силу, Якавпливає наприродніпроцеси. На усікругообіги, щоздійснюються уприроді, людина прямо чиопосередковано масвплив.Підвпливомантропогеннихфакторіввідбуваютьсязміни уприроді.

>Завойовуючи природу,людствозначноюміроюпідірвалоприродніумовивласноїжиттєдіяльності.

>Достатньо навестидеякіцифри йфакти.Відомо, що заостанні 100 роківлюдство більше, ніж утисячуразівзбільшилочисельністьенергетичнихресурсів; заостанні 35 роківвідбулосязростання більше, ніж у 2 разиобсягівіндустріальної йсільськогосподарськоїпродукції.Загальнийобсягтоварів;!послуг урозвинутихкраїнах черезкожні 15 роківзростає у 2 рази.Звідсивідповіднозбільшується йкількістьвідходівгосподарськоїдіяльності, котрізабруднюють атмосферу,водойми,ґрунт.

>Взявши уприроди 100одиницьречовини,людствовикористовує 3—4, а 96одиницьпотрапляє увідходи. Урозрахунку на шкірногомешканцяіндустріальнерозвинутихкраїн,щорічнодобуваєтьсяблизько ЗО тоннприроднихресурсів, із нихлише 1—1,5%набираєформи продукту, щоспоживається, арештапотрапляє увідходи. .

>Внаслідокспалюванняпаливачасткавуглекислого газу ватмосферізбільшилася заостанні 30 років на 25—30 %. Запередбаченнямфутурологів,цеможепризвести на початку XXIстоліття допідвищеннясередньоїтемператури на 1,5-2 °З йзростанняплощіпустель.

>Щорічносвітовапромисловістьскидає врічки понад 160 куб. мшкідливихстоків,щорічно вґрунтилюдством вноситися 500 млн. тоннмінеральнихдобрив йблизько 4 млн. тоннпестицидів,більшачастина якіосідає вґрунтах тавиноситьсяповерхневими водами врічки, озера, моря таокеани, вдужезначнихкількостяхнакопичується вштучнихводосховищах, котріживлять водоюпромисловіцентри.

>Пестициди (>включаючигербіциди,інсектициди тафунгіциди) —хімічніречовини, щовикористовуються длязнищеннябур'янів,грибків,бактерій,різноманітнихкомах татварин.Більшістьпестицидівєсинтетичнимихімікатами, щомаютьтоксичнівластивості.Головнаїхнявластивість й роль —знищуватирізніформи життя.Всіпестицидиєнебезпечними.

На всіхстадіяхвиробництва,транспортування,зберігання таутилізаціїпестицидизабруднюютьнавколишнєсередовище.Вонипроникають уводойми, денакопичуються урибі та віншихводнихорганізмах.Річки тадощіпереносятьпестициди вінші реґіони, де смердотіотруюютьґрунти,джерелапитної води, моря,вбиваютьрослин йтварин.Людиназавершує циклотруєння,страждаючи відсвоїх невиваженихдій.Зараз на землі незалишилосякуточка, незабрудненого пестицидами.Рівеньзабруднення 65 %сільськогосподарськихугідькраїнЗахідноїЄвропиперевищивдопустимінорми.

>Птахи,ссавці,риби такориснікомахигинуть под годинузастосуванняпестицидів з полів, особливо при їхнівнесенні задопомогоюавіації.

Насьогодні в Українінакопичено 11 тис. тоннзастарілихпестицидів. ПроблемаЇхньоїутилізації не виправлена.Багатосховищ, де смердотізберігають ся,знаходяться внезадовільномустані.

У світіблизько 25 млн.сільськогосподарськихробітниківщорокуотруюються пестицидами.Безпосереднійвплив їхні налюдинуполягає вураженні тазмініфункційпечінки,захворюванняхцентральноїнервової,серцево-судинної тадихальної систем.Пестициди негативновпливають нарепродуктивнуфункціюлюдини.

>Дужеуразливі до діїпестицидівдіти.Споживаючипродукти ззалишкамипестицидів тазабрудненупитну воду,дитячийорганізмреагує структур нимизмінами систем та окремихорганів.Накопиченняпестицидів ворганізміпризводить допоявирізноманітнихзахворювань,включаючионкологічні.

>Ефектспільної діїпестицидів тарадіонуклідівнаукоювивченийнедостатньо. Для умів України,територіяякої сильнозабрудненавнаслідокЧорнобильськоїкатастрофи,цей чинникмаєособливезначення.Отруйніречовинипотрапляють унавколишнєсередовище. Урізних областях Українивиявленозначнезабруднення пестицидамиґрунтів.Навіть послеприпинення їхньогозастосування проблема невирішується.Ціотрутиможутьзберігатися внавколишньомусередовищі десятки років,продовжуючи своюзгубнудію на усі ланкиекосистеми.

Уся планетаниністраждає від антропогенноготиску,вінвиявляється череззабрудненнянавколишнього природногосередовища,виснаженняприроднихресурсів йдеградаціюекосистем,ґрунтів,хижацькевинищеннялісів.

Доосновнихантропогеннихзабруднювачівдовкілля,крімшкідливихречовин, щовикидаютьсяпромисловимипідприємствами,пестицидів ймінеральнихдобрив, щозастосовуються всільськомугосподарстві,забруднень всіхвидів транспорту, належатитакожтранспортні тавиробничі шуми,іонізуючевипромінювання,вібрації,світлові татепловівпливи, котрідетальніше будутьрозглянуті далі.

1.2Визначенняступенязабрудненостіатмосфери

>Згідно ізнормативно-технічноюдокументацієюнормуванняякостінавколишнього природногосередовищаздійснюється ізметоювстановлення граничнодопустимих нормвпливу нанавколишнєсередовище, щогарантуєекологічну безпечу населення тазбереженнягенетичного фонду,забезпечуєраціональневикористання йвідтворенняприроднихресурсів за умівстійкогорозвиткугосподарськоїдіяльності. У Українірозроблені тадіютьнормативи ГДК,перевищення яких запевних умів негативновпливає наздоров'ялюдини.

У табл. 8.29 наведено ГДКдеякихнайбільшпоширенихшкідливихречовин. як виднонавіть із цогоневеликогопереліку,нижня межатоксичностішкідливихречовин,тобто їхнього ГДК, сильновідрізняється.

>Таблиця 8.29.Граничнодопустиміконцентрації (мг/м3)деякихшкідливихречовин дляповітрянаселенихмісцевостей

>Речовина ГДКс.д ГДКм.р До
>Твердіречовини (пив) 0,15 0,2 3,0
>Двоокиссірки 0,05 0,5 1,0
>Двоокис азоту 0,04 0,085 0,8
>Окис азоту 0,06 0,4 1,2
>Окисвуглецю 3,0 5,0 60
>Аміак 0,04 0,2 0,8
>Хлористийводень 0,2 0,2 4,0
>Ціанистийводень 0,01 0,2
>Окискадмію 0,001 _ 0,02
>Свинець 0,0003 0,03 0,006
>Сірководень 0,005 0,03 0,1
>Бенз(а)пірен 0,000001 0,00002
>Фенол 0,003 0,01 0,06
>Формальдегід 0,003 0,035 0,06
>Фтористийводень 0,005 0,2 0,1

>Примітка:Натериторіях, котріпідлягаютьпосиленійохороні,встановлюються болеежорстківимоги — ГДКповинні бутизменшені на 20 %.

Увипадкуприсутності в атмосферномуповітрідекількохречовин, котрімаютьздатність досумарної дії, сумаїхньоїКонцентрації не виннаперевищуватиодиниці прирозрахунку завиразом:

Де—фактичніконцентраціїречовин в атмосферномуповітрі;

— граничнодопустиміконцентрації тихий самихречовин.

У табл. 3.29ГДКсд —середньодобова гранично припустимаконцентраціязабруднювача вповітрі,котра несправляє налюдинуопосередкованоїшкідливої дії прицілодобовомувдиханні;

ГДКм.р — максимальноразова гранично припустима —концентраціязабруднювача вповітрі (>населених місць), що невикликаєрефлекторнихреакцій ворганізмілюдини.

>Ефектсумаціїмають:

— ацетон,акролеїн,фталевийангідрид;

— ацетон та фенолу;

— ацетон таацетофенол;

— ацетон,фурфурол,формальдегід, фенолу;

—ацетальдегід тавінілацетат;

—аерозоліп'ятиокисуванадію таокисівмарганцю;

—аерозоліп'ятиокисуванадію тасірчистийангідрид;

—аерозоліп'ятиокисуванадію татриокису хрому;

— бензол таацетофенон;

—вольфрамовий тасірчистийангідриди;

—гексахлоран тафазолон;

— 1,2-дихлорпропан, 1, 2,3-трнхлорпропан татетра-хлоретилен;

—ізобутенилкарбінол, ді мітиввінілкаринол;

— мітивгідропіран таметилентетрагідропірея;

— озон,двоокис азоту таформальдегід;

— окисвуглецю,двоокис азоту,формальдегід,гексан;

—сірчистийангідрид тааерозольсірчаноїкислоти;

—сірчанийангідрид танікельметалевий;

—сірчистийангідрид тасірководень;

>сірчистийангідрид тадвоокис азоту;

—сірчистийангідрид, окисвуглецю, пив конверторноговиробництва;

—сірчистийангідрид, окисвуглецю,двоокис азоту та фенолу;

—сірчистийангідрид та фенолу;

—сірчистийангідрид тафтористийводень;

—сірчаний тасірчистийангідриди,аміак та окису азоту;

—сильнімінеральнікислоти (>сірчана,соляна таазотна);

— фенолу таацетофенон;

—фурфурол,метиловий таетиловийспирти;

—циклогексан та бензол;

—етилен,пропілен, бутилен,амілен.

>Ефектпотенціюванняпритаманний такимречовинам:

—бутилакрилат таметилметакрилат ізкоефіцієнтом 0,8;

—фтористийводень тафторсолі ізкоефіцієнтом 0,8.Потенціювання —взаємнепосиленнявпливу двох чи

>більшоїкількостіагентівнавколишньогосередовища, прикотромусумарнийефектїхньоговзаємноговпливуперевищує сумуефектів, щовиникають приізольованій дії шкірного ізцихагентівзокрема.

>Речовини, для яких невизначені ГДКнаселених місць,оцінюються заорієнтовнимибезпечнимирівнямивпливуОБРВ.

А,щобвизначити станзабрудненняповітрядекількомаречовинами, щодіютьодночасно, частовикористовуютькомплекснийпоказник —індексзабрудненняатмосфери (>ІЗА). Для йогорозрахунку,нормовані навідповіднізначення ГДК,середніконцентраціїдомішок задопомогоюрозрахунківприводять доконцентраціїдвоокисусірки (>коефіцієнт До в табл. 3.8), аотриманізначеннядодають.Отриманий таким чиномпоказникІЗ Авказує, у стількиразівсумарнийрівеньзабрудненостіатмосферикількомаречовинамиперевищує ГДКдвоокисусірки.

Для шкірногонаселеного пунктувизначеноконкретнийперелікп'ятипріоритетнихдомішок, закотримирозраховуєтьсяіндексзабрудненняатмосфериІЗАГ).

>Викидихарактеризуютьсякількістюзабруднюючихречовин,їхнімхімічним складом,концентрацією,агрегатним станом.

>Промисловівикидиподіляються наорганізовані танеорганізовані.Організованіпромисловівикиди —цевикиди, щонадходять у повітря черезспеціальноспорудженігазоходи,повітропроводи та сурми.

>Неорганізованівикидинадходять у повітря увигляді ненапрямленихпотоківвнаслідокпорушеннягерметизації,невиконаннявимогохорониатмосфери принавантаженні тарозвантаженні,порушеннятехнологіївиробництва чинесправностіобладнання.

Заагрегатним станомвикидиподіляються на IVкласи: І —газоподібні тапароподібні; II —рідкі; III —тверді; IV —змішані.

Завеличиноюмасивикидиоб'єднані в 6 груп,т/доб: 1 група —маса менше 0,01включно; 2 група — від 0,01 до 0,1; 3 група — від 0,1 до 1; 4 група — від 1 до 10; 5 група — від 10 до 100; 6 група — понад 100.

>Викидипідлягаютьперіодичнійінвентаризації, подкотроюслідрозумітисистематизаціювідомостей пророзподілджерелвикидів на територїоб'єкта,їхнюкількість та склад.

>Метоюінвентаризації (рис. 3.7)є:визначеннявикидівшкідливихречовин, щонадходять у повітря відоб'єктів;оцінкавпливувикидів нанавколишнєсередовище,встановленняГДВ чиТПВ;виробленнярекомендацій ізорганізації контролювикидів;оцінка стануочисногообладнання таекологічностітехнологій йвиробничогообладнання;плануваннячерговостіприродоохороннихзаходів.

>Рис. 3.7. Схема алгоритмуінвентаризаціївикидів у повітря


>Інвентаризаціяздійснюється одного разу п'ять років згідно ізІнструкцією ізінвентаризаціївикидівзабруднюючихречовин у повітря.Джерелазабрудненняатмосферивизначаються наоснові схемвиробничогопроцесу підприємства. Длядіючихпідприємствконтрольні точкивстановлюються за периметромсанітарно-захисноїзони.Замірипараметріввикидівздійснюютьпрацівникилабораторії підприємства чилабораторіїсанітарно-епідеміологічноїстанції.

>Основними параметрами, якіхарактеризуютьвикидизабруднюючихречовин у повітря,є видвиробництва,джереловиділенняшкідливихречовин,джереловикиду, числоджерелвикидів,координатирозташуваннявикиду,висотаджерелавикиду,діаметрустя сурми,параметригазоповітряноїсуміші навиході ізджерелавикиду (>швидкість,об'єм, температура), характеристикагазоочиснихпристроїв,види такількістьшкідливихречовин тощо.

>Шкідливіречовини, щопотрапляють у повітря відпромислових татранспортнихпідприємств,енергетичних установок,транспортнихзасобів,розчиняються вповітрі тапереносятьсярухомими потокамиповітря навеликівіддалі.Розсіюваннязабрудненьпризводить дозниженняконцентраціїшкідливихречовин в зонахїхньоговикиду та доодночасного збільшенняплощ ззабрудненимиповітрям.

На характерпоширенняшкідливихречовин ватмосфері та на величину зонзабрудненнявпливаютьметеорологічніумови (>горизонтальний тавертикальний рух масповітря, їхнішвидкість, температура,вологість,дощ,сніг,наявністьхмар).

>Крімметеорологічнихфакторів, нарозсіюваннязабрудненьвпливаєрельєфмісцевості,наявністьлісів,водоймищ,гір тощо. Назабрудненість міст танаселенихпунктіввпливаєїхнєпланування таозеленення.

>Розрахунокзабрудненняатмосферивикидамипромисловихпідприємстввиконується згідно ізМетодикоюрозрахункуконцентрацій в атмосферномуповітрішкідливихречовин, щомістяться увикидахпідприємств (>ОНД-86) чи заЗбірником методикрозрахункуконцентраційнихвикидів у повітрязабруднюючихречовинрізнимивиробництвами.

1.3Очищеннявикидів у повітря

>Методи тазасобиочищеннявикидів у повітря.

>Однією ізособливостейатмосфериєїїздатність досамоочищення.Самоочищення атмосферногоповітрявідбуваєтьсявнаслідок сухого та мокроговипаданнядомішок,абсорбції їхньогоземноюповерхнею,поглинаннярослинами,переробкибактеріями,мікроорганізмами таіншимишляхами.Садіннядерев такущівсприяєочищеннюповітря від пилку,оксидіввуглецю,діоксидівсірки таіншихречовин.Найкращіпоглинальнівластивостістосовнодіоксидусіркимає тополі, липа, ясний.Однедоросле дереволипиможеакумулюватипротягом доби десяткикілограмівдіоксидусірки,перетворюючи його внешкідливуречовину. Велика рольочищенні атмосферногоповітряналежитьґрунтовимбактеріям тамікроорганізмам. Притемпературі 15—35 °Змікроорганізмипереробляють на 1 м2 до 81 т надобуоксидів тадіоксидіввуглецю. Однакможливостіприродищодосамоочищеннямаютьобмеження, щослідвраховувати прирозробцінормативівГДВ.

Одним ізосновнихпоказниківочищеннявикидівєступіньїхньогоочищення відшкідливихречовин До :

де М у —масашкідливихречовин, котрівловлюються вочисномупристрої;

Мзаг —загальнамасашкідливихречовин увикидах.

Рівеньочищення виненвизначатися закожноюзабруднюючоюречовиною. Рівеньочищенняподіляється напроектний тафактичний, а й зарівнем — намаксимальний таексплуатаційний.

Дляоцінкизабезпеченостіпідприємствочищенням вчасівикористовуєтьсякоефіцієнтзабезпеченостітехнологічнихпроцесівгазоочищенням:

де Т то— годину роботитехнологічногообладнання; Тr — годину роботигазоочисних установок.

Занесприятливихметеорологічних умів, коливикиди ззабрудненнямиможуть бутишкідливими дляздоров'я населення, підприємстваповиннізнизитивикидишкідливихречовин зарахуноктехнічнихзасобів чиповної (>часткової)зупинкиджерелзабруднення.

>Сучаснівимоги доякості таступеняочищеннявикидівдоситьвисокі. Дляїхньогодотриманнянеобхідновикористовуватитехнологічніпроцеси таобладнання, якізнижують чиповністювиключаютьвикидшкідливихречовин у повітря, атакожзабезпечуютьнейтралізаціюутворенихшкідливихречовин;експлуатувативиробниче таенергетичнеобладнання,котревиділяємінімальнукількістьшкідливихречовин;закритиневеликікотельні тапідключитиспоживачів до ТЕЦ;застосовуватиантитоксичні присадки, перевеститеплоенергетичні установки із твердогопалива на природний газ.

>Способиочищеннявикидів у повітря відшкідливихречовин можнаоб'єднати втакігрупи:

—очищеннявикидів від пилку тааерозолівшкідливихречовин;

—очищеннявикидів відгазоподібнихшкідливихречовин;

—зниженнязабрудненняатмосферивихлопними газами віддвигуніввнутрішньогозгоряннятранспортнихзасобів тастаціонарних установок;

—зниженнязабрудненняатмосфери притранспортуванні,навантаженні йвивантаженнісипкихвантажів.

Дляочищеннявикидів відшкідливихречовинвикористовуютьсямеханічні,фізичні,хімічні,фізико-хімічні такомбінованіметоди.

>Механічніметодибазуються навикористанні сил ваги (>гравітації), силінерції,відцентрових сил,принципівсепарації,дифузії,захоплювання тощо.

>Фізичніметодибазуються навикористанніелектричних таелектростатичнихполів,охолодження,конденсації,кристалізації,поглинання.

Ухімічних методахвикористовуютьсяреакціїокислення,нейтралізації,відновлення,каталізації,термоокислення.

>Фізико-хімічніметодибазуються за принципамисорбції (>абсорбції,адсорбції,хемосорбції),коагуляції тафлотації.

>Гравітаційніпилоочиснікамерипрацюють за принципомзниженняшвидкості рухугазів дорівня, коли пив тачастинкирідиниосідають подвпливом сил ваги.Ефективність роботипилоочисних камер

>Гравітаційніпилоосаджувальнікамери —цепорожнинна чи ізполицями коробка ізлистовоїсталі із бункером длязбирання пилку.Довжина коробки:

Призниженнівисотикамери процесочищенняполіпшується, томупорожнинукамерирозділяютьполицями, якіпроектуються подкутом чи ізможливістюрегулювання.Гравітаційніпилоосаджувальнікамерипридатні дляосадженнячастинок пилкудіаметром понад 50мкм.Гідравлічнийопіргравітаційних камерлежить вмежах 50—150Па.Швидкість газу — 0,2—1,5 м/с.Камеризабезпечуютьступіньочищення не понад 50 %, тому їхнівикористовують якпопереднійступіньпиловловлювання.

>Інерційнісепараторипрацюють напринципірізкоїзміни напрямі потокугазів. Умісцяхзміни напрямівідбуваєтьсяосіданнятвердихчастинокзабруднюючихречовин.Сепараторидозволяютьосаджуватичастинкидіаметром 25— ЗОмкм.Інерційнігазоочисникимаютьпродуктивність від 45 до 582 м3/рік. До цого типу можнавіднести йжалюзійніпиловловлювачі, якімаютьгідравлічнийопір 100—400Па,допускають температуру газу, щоочищається, до 450 °З,швидкість напідході дорешітки — 15—25 м/с.

>Циклоннісепараторипрацюють за принципомвикористаннявідцентровогоефекту.Відокремленнятвердихчастинок у якихвідбувається поддієювідцентрових сил:

>Практичновикористовуютьсятакітипициклоннихсепараторів:

—горизонтальніпиловловлювачі, якіпрацюють за принципомнадання газамвихороподібного кругового руху задопомогою вертушки ізсистемоюневідхилюванихлопатей;

—вертикальнісепаратори, щопрацюють за принципомподавання газузверху через горизонтальновстановленукільцевукрильчатку,котранадаєгазовіобертового руху;твердічастинкиосідають надні, а очищень газвідводиться черезцентральну трубу;

—вертикальнісепаратори ізтангенціальнорозташованоювхідноючастиною. У цьомусепараторізатриманий газнадходитьзбоку чизнизу йнабуваєтангенціального руху,котрийвиноситьтвердічастинки достінок, а пилозбирачі;

—ротаційніструменевіпиловловлювачієрізновидомвідцентровогоциклонного сепаратора, вкотромувихороподібність руху газупосиленатангенціальнимповітряним потоком. Але вони пивнакопичується всерединіповітряногосередовища й поддієюгравітаційних силпадає на днопило-збирача.

>Апарати мокрогоочищеннягазів від пилкупрацюють за принципомпромиваннягазів.Цівидиочиснихпристроївзастосовуються надільницяхфарбуваннявиробів,нанесенняполімернихпокриттів, взамкнених системахповітрокористування.Такіпристроїдозволяютьочищатигази віддрібнихмеханічнихзабруднень.Існує великакількістьапаратів мокрогоочищеннягазів.Застосовуються йпростіводянізавіси, через якіпропускаютьсязабруднені потокиповітря.

За принципом роботиапарати мокрогоочищеннягазівподіляються напорожнинні йнасадкові;барботажні тапінні;ударно-інерційні;відцентрові;динамічні татурбулентніпромивачі.

>Порожнинні танасадковіапарати-скруберипрацюють за принципомпропусканнягазів черезпотікрозпиленоїрозбризканої чистікаючої по насадках води.Швидкість потокугазів неперевищує 1—1,2 м/с,гідравлічнийопірапаратів неперевищує 250Па.Витрата водискладає до 10 м3 на 1 мапарата.Найбільшповноскруберивидаляютьчасткирозміром понад 10мкм.Недолікомскруберівєчастезабиванняотворіврозпилювачів.

Прироботібарботажних тапіннихапаратівзабрудненігазипроходять через кулюрідини чипіни.Апаратимають великийгідравлічнийопір (до 2000Па).Вонидозволяютьвловлюватичасткирозміром до 2мкм.ПродуктивністьапаратівконструкціїЛТІ — від 2 до 45 тис. м3/рік,швидкістьпроходженнягазів — до 2 м/с,ступіньочищення — до 99 %.

>Апаратиударно-інерційного типупрацюють за принципомінерційногоосаджуваннямеханічнихзабруднень под годинузміни напрямі газового потоку надповерхнеюрідини.Найбільшогозастосуваннянабулистатичніпиловловлювачі типу ПВР,ротоклони таскрубериударної дії.Продуктивністьударно-інерційнихапаратів — 2500—90 000 м3/рік.Швидкість потоку газу — до 56 м/с,ступіньочищення — до 98 %.Витрата води — 0,8—4 м3/рік на 1000м3газу.

>Відцентровіапарати мокрогоочищеннягазівпрацюють за принципомзавихреннягазівспеціальними лопатками чи зарахуноктангентальногопідведення газу ізодночаснимзрошенням із форсунок. їхнівикористовують дляочищеннядимовихгазів із великимвмістомсірчанихгазів,забезпечуючиступіньочищення до 90 %.Використовуютьсятакождинамічні татурбулентніпромивачі.

Прироботіелектростатичних установокочищуваннігазипропускають черезелектростатичне полівисокоїнапруги (до 50 кВ),створюванеспеціальнимиелектродами. Припроходженні черезелектричне полічастинкинабувають негативного заряду йпритягуються доелектродів, якіз'єднані зземлею, томумаютьпозитивний зарядвідносночастинок. Дляочищенняелектродівпередбаченаспеціальнамеханічна система.Електростатичний методочищеннягазівдозволяєвловлюватичастинкирозміром до 0,1мкм.Початковівидатки настворенняелектростатичнихфільтріввищі, ніж дляапаратівіншихтипів,однакексплуатаційнівидаткинижчі.Споживанняенергіїцимипристроямискладає 0,8—0,6 кВт на 10 000 м3 газу.

Упористихфільтрахзабрудненігазипропускають черезтканину, сукно,повсть,синтетичніматеріали (>нітрон, лавсан,хлорин),металевісітки,гравій тощо.Ціфільтризабезпечуютьвисокуякістьочищення.Основнийїхнійнедолік —зниженнятиску газу послефільтрації,високавартістьексплуатації, частазамінафільтрувальнихелементів.

>Найбільшпоширенимиапаратами дляочищеннягазів відмеханічнихчастинок ерукавніфільтри,основнимелементом якихєрукавоподібниймішок,натягнений натрубчасту раму. Припроходженнігазів черезмішокпиловічастинкизалишаються натканині.Видалення пилку ізмішківздійснюєтьсямеханічнимвитрушуванням,продуванням його взворотному напрямі,очищеннямструменямиповітря,використаннямнизькочастотнихакустичнихгенераторів длявідокремленнятвердихчастинок відмішка.

>Використовуютьсятакожзернистіфільтри, до тогочислі ізметалокераміки, атакожтканиннірулонніфільтри, якізабезпечуютьвисокуякістьочищення. Однакїхнімнедолікомєневисокапилоємність ташвидкезасмічування.

Утехнологічнихвентиляційних таенергетичнихвикидах напідприємствахнайбільш частозустрічаютьсядіоксидсірки,оксиди азоту,оксиди тадіоксидивуглецю,мінеральніречовини відвиробництвабудівельнихматеріалів,сполукиметалів,феноли,синтетичніматеріали,лакофарбовіматеріали тощо.

>Методиочищеннявикидів відгазоподібнихречовин за характеромфізико-хімічнихпроцесів ізочищуванимисередовищамиподіляються таким чином:

—промиваннявикидіврозчинниками, що несполучаються ззабруднювачами (методабсорбції);

—промиваннявикидіврозчинами, щовступають вхімічнез'єднання іззабруднювачами (методхемосорбції);

—поглинаннягазоподібнихзабруднювачівтвердимиактивнимиречовинами (методадсорбції);

—поглинання тавикористаннякаталізаторів;

—термічнаобробкавикидів;

—осаджування велектричних тамагнітних полях;

—виморожування.

Методабсорбціїбазується нарозділеннігазоповітряноїсуміші наскладовічастини шляхомпоглинанняшкідливихкомпонентівабсорбентом. Уякостіабсорбентіввибираютьрідини,здатніпоглинатишкідливідомішки. Длявидалення ізвикидіваміаку, хлористого та фтористоговоднювикористовується вода. Одинкілограм водиздатенрозчинитисотніграмів хлористоговодню тааміаку.Сірчистігази уводірозчиняються зле, томувитрата води у цьомувипадкудуже велика. Длявидалення ізвикидівароматичнихвуглеводнів,водяної парі таіншихречовинзастосовуєтьсясірчана кислота. Дляздійсненняпроцесуочищеннягазовихвикидів

методомабсорбціїзастосовуютьсяплівкові,форсункові,трубчастіапарати —абсорбери.Об'ємнавитратарідини

деm —масадомішок, щопідлягаютьвидаленню;

—початкова йкінцеваконцентраціїшкідливоїдомішки врідині.

>Площа контакту газу ізрідиною

>Значенняєвищим призустрічномурусі газу тарідини, ніж прирусі в одному напрямі.Процесабсорбції виненобов'язковопередбачатизастосуваннядесорбції —регенераціїрідини ізметоювилученнярозчиненихдомішок.

Методхемосорбціїбазується напоглинаннігазів та парірідкими йтвердимипоглиначами ізутвореннямхімічнихсполук.Цей методвикористовується приочищеннівикидів черезвентиляціїгальванічнихдільниць. При цьомурозчинником дляочищеннявикидів від хлористоговоднює 3 %-ірозчинїдкого натру.Цей методвикористовуєтьсятакож дляочищеннявикидів відокисів азоту.

Методадсорбціїбазується населективномувилученні ізгазовихсумішейшкідливихдомішок задопомогоютвердихадсорбентів.Найбільш широко якадсорбентзастосовуєтьсяактивованевугілля,іонообмінні смоли тощо.

>Необхіднамаса адсорбенту:

>Геометричніпараметри адсорбентувибираються тарозраховуються заномограмами чи зааналітичнимизалежностями.

>Каталітичний методбазується наперетвореннітоксичнихкомпонентіввикидів уменштоксичні чинешкідливі зарахуноквикористаннякаталізаторів.Швидкістькаталітичнихреакцій можнавизначити згідно ізрівнянням


Уякостікаталізаторіввикористовують платину, метали платинового ряду, окисуміді,двоокисмарганцю,п'ятиокисванадію тощо.

>Каталітичний методвикористовується дляочищеннявикидів відокисувуглецю зарахунок йогоокислення додвоокисувуглецю.

>Термічний методбазується надопалюванні татермічнійнейтралізаціїшкідливихречовин увикидах.

>Цей методвикористовується тоді, колишкідливідомішки увикидахпіддаютьсяспаленню.Термічний методефективний увипадкуочищеннявикидів відлакофарбових тапросочувальнихдільниць.Системитермічного тавогневогознешкодженнязабезпечуютьефективністьочищення до 99 %.

>Загаломпослідовністьвибору типуочиснихпристроїв тафільтрів така:

—виявлення характеристиквикидів (температура,вологість, вид таконцентраціядомішок,токсичність,дисперсність тощо);

—визначення типуочисного прилаштую чифільтра завитратою газу,необхіднимступенемочищення,можливостямивиробництва таіншими чинниками;

—знаходженняробочоїшвидкостігазів;

—техніко-економічнийаналізможливихваріантівочищення;

—розрахунокпараметрівочисного прилаштую;

—проектування тавибірочисного прилаштую чифільтра. Привиборізасобівочищеннявикидів у повітряслід

>керуватися такимирекомендаціями:

>сухімеханічніспособи тапристрої неефективні привидаленнідрібнодисперсного та липкого пилку;

— мокріметоди неефективні приочищеннівикидів, в якихмістятьсяречовини, що злезлипаються йутворюють груди;

—електроосаджувачі неефективні увипадкувидаленнязабруднень ізмалимпитомимопором й які злезаряджаютьсяелектрикою;

—рукавніфільтри неефективні дляочищеннявикидів із липкими тазволоженимизабрудненнями;

— мокріскрубери не можназастосовувати для роботи позаприміщеннями взимовихумовах.

>Зниженнязабрудненняатмосферивихлопними газами віддвигуніввнутрішньогозгоряння

Увикидахдвигуніввнутрішньогозгоряння (>ДВЗ)міститься понад 100шкідливихсполук, якіумовно можнаподілити нашість груп:

—діоксидвуглецю,водяна пара,водень,кисень;

— оксидвуглецю;

— окису азоту;

—вуглеводні;

—альдегіди;

— сажа.

Привикористанні вДВЗетилованихбензинів ізвихлопними газами у повітрявикидаютьсясполукисвинцю.

Призгорянні 1тонни бензинові у атмосферувикидається, кг:оксидіввуглецю — 39,5;вуглеводнів — 34;окисів азоту — 20;діоксид усірки — 1,55;альдегідів — 0,93. Призгорянні 1тонни дизельногопального у повітрявикидається, кг: оксидувуглецю — 21;вуглеводнів — 20,окисів азоту — 34;альдегідів — 6,8;сажі — 2.

>Масовий складвикидівзначноюміроюзалежить відрежимівексплуатації тасправності системДВЗ йсвоєчасностіпроведеннярегулювань.

На збільшеннявитратипального ташкідливихречовин увихлопних газахкарбюраторнихдвигунівнайістотнішевпливаютьзношеністьжиклерів карбюратора,порушеннярегулюваннясистеми холостого ходу тарегулюваннярівняпального вкарбюраторі,зношеність деталейприскорювального насоса,підвищеннягідравлічного опоруповітряногофільтра, неправильна установказапалювання, неправильна величина зазору в контактахпереривача таїхньогозабруднення, нагар насвічкахзапалювання,знижена температураохолоджувальноїрідини,зношеність деталейкривошипно-шутунногомеханізму,порушеннярегулюванняміж клапанами таштовханами тощо.

>Згаданінесправностізбільшуютьвитратупального на 10 %, акількістьшкідливихречовин увикидах — на 15—50 %.

УдизельнихДВЗ на збільшеннявитратипального та складувихлопнихгазіввпливаютьнаступнінесправності:зменшеннятискувприскування,покриттяголки форсункисмолистимивідкладеннями,закоксовування сопларозпилювачів,зношеністьплунжерних парпаливного насоса,засмічуванняповітроочищувача, змінукутавприскування,зниженнятемпературиохолоджувальноїрідини,зношеність деталейпаливного насоса,газорозподілу ташатунно-кривошипногомеханізму.

>Залежно від видунесправностівитратапального вдизельнихдвигунахможезбільшуватися до 20 %, акількістьвикидівшкідливихречовин — на 20—100 %.

>ЗниженнявикидівшкідливихречовинДВЗ можнадосягтизастосуванням такихметодів:рідинної таполум'яноїнейтралізації;ежекційногодопалювання;використаннямкаталізаторів;подачеюповітря увипускнийколектор;застосуваннямантидимовихфільтрів тощо.

>Зниженнявмістушкідливихречовин увикидахДВЗ можна забезпечити й зарахунокзастосування присадок допального —метанолу,водню,скрапленого газу таемульсій.


2.Волоконно-оптичнісенсори

2.1 Характеристикиоптичного волокна як структурногоелемента датчика

>довкіллязабрудненістьвикид

>Перш ніжоцінюватизначимістьцих характеристик вданійобластізастосування,відзначимозагальніперевагиоптичних волокон [1]:

-широкосмужність (>передбачається додекількохдесятківтерагерц);

-малівтрати (>мінімальні 0,154дБ/км);

-малий (>близько 125мкм)діаметр;

- мала (>приблизно 30г/км)маса;

-еластичність (>мінімальнийрадіусвигину 2 мм);

-механічнаміцність (>витримуєнавантаження нарозривприблизно7кг);

-відсутністьвзаємноїінтерференції;

-безіндукційність (практичновідсутнійвпливелектромагнітноїіндукції, аотже, йнегативніявища,зв'язані ізгрозовимирозрядами,близькістю долініїелектропередачі,імпульсамиструму всиловіймережі);

 -взривобезопасність (>гарантуєтьсяабсолютноюнездатністю волокна бути причиноюіскри);

 -високаелектроізоляційнаміцність (>наприклад, волокнодовжиною 20смвитримуєнапруга до 10000 B);

 -високакорозійнастійкість, особливо дохімічнихрозчинників,олії, води.

Упрактицівикористанняволоконно-оптичнихдатчиківмаютьнайбільшезначенняостаннічотиривластивості.Доситькорисні йтаківластивості, якеластичність,малідіаметр ймаса.Широкосмужність ж ймалівтратизначнопідвищуютьможливостіоптичних волокон, але й далеко ще незавждиціперевагиусвідомлюютьсярозроблювачамидатчиків. Однак, з Сучасної точкизору, умірурозширенняфункціональнихможливостейволоконно-оптичнихдатчиків унайближчомумайбутньомуцяситуаціяпотрохувиправиться.

як якщо показанонижче, уволоконно-оптичних датчикахоптичне волокноможе бутизастосоване просто яклініяпередачі, аможевідігравати роль самогочуттєвогоелемента датчика. Уостанньомувипадкувикористовуютьсячутливість волокна доелектричного поля (>ефектКерра),магнітного полю (>ефект Фарадея), довібрації,температури,тиску,деформаціям (>наприклад, довигину).Багато ізцихефектів воптичних системах зв'язкуоцінюються якнедоліки, у датчиках жїхняпоявавважаєтьсяскорішеперевагою, якої варторозвивати.

2.2Волоконнісвітловоди йвимірювальніпристрої наїхнійоснові

>Волоконнийсвітловод (>рис.1.1, а)складається зсерцевини іоболонки, щовиконуютьсязіспеціальногокварцовогоскла [2].Показникзаломленняоболонкивибираєтьсятрохи болеенизьким, ніж усерцевини. Томусвітловіпромені, щопадають поддосить великимикутами зсерцевини награницю ізоболонкою, будутьзазнаватиповноговнутрішньоговідбивання.

Урезультатіціпромені,щоназиваютьсянаправляючими, будутьпоширюватися посвітловоду позиґзаґоподібнійтраєкторії так, якце показано нарис.1.1, а.Сучаснатехнологіяпобудовиоптичних волоконнастількидосконала, щопромені, щонаправляючіпроменіможутьпоширюватися посвітловодам упродовж десятківкілометрів безістотнихвтратенергії. У годинуволоконнісвітловоди широкозастосовують дляоптичного зв'язку (телеграф, телефон й т.п.).Іншим, болееважливимнапрямкомєвикористанняоптичних волокон якчуттєвіелементиприймачівфізичних величин.

>Загальнівідомості прохімічнісенсори.

>Протягомвсієїісторіїаналітичноїхімії одна ізнайважливішихїї завданьскладалася йполягає до того,щобустановлюватизв'язокміж складом йякою-небудь легковимірюваноювластивістю йвикористовувативиявленізакономірності,тобтоцізв'язки, для розробкиспособіввизначенняконцентрації йвідповіднихпристроїв. Доцихпристроїввідносяться й датчики, чихімічнісенсори, щоподаютьпрямуінформацію прохімічний складсередовища (>розчину), у якоїзанурений датчик, бездоборуаналізованоїпроби йїїспеціальноїпідготовки.Термін ">хімічний сенсор"з'явився порівняно недавно.Успіхи всуміжних областях (>фізика твердоготіла,мікроелектроніка,мікропроцесорнатехніка,матеріалознавство) привели допояви нового напрямі ваналітичнійхімії -хімічнихсенсорів (ХС).Сенсорніаналізаториможутьпрацювати автономно, безвтручання оператора,причомупередбачається, що смердотізв'язані з системаминагромадження іавтоматизованоїобробкиінформації.Значення ХС йстворених наїхнійосновіаналізаторів уконтролі станусередовищаіснування іохороніздоров'ялюдиниважкопереоцінити.

>Принципи роботи йпристрійхімічнихсенсорів.

ХСскладається ізхімічного селективного кулі датчика, щодаєвідгук наприсутністьобумовленого компонента й зміну йогозмісту, йфізичногоперетворювача (>трансдьюсера) [6].Останнійперетворитьенергію, щовиникає входіреакції селективного кулі ізобумовленим компонентом, велектричний чисвітловий сигнал, щопотімвимірюється задопомогоюсвітлочутливогоі/абоелектронного прилаштую.Цей сигнал йєаналітичним,оскількиподаєпрямуінформацію про складсередовища (>розчину). ХСможутьпрацювати за принципамихімічнихреакцій, колианалітичний сигналвиникаєвнаслідокхімічноївзаємодіїобумовленого компонента ізчуттєвим кулею, чи нафізичних принципах, коливиміряєтьсяфізичний параметр (>поглинання чивідображеннясвітла,маса,провідність). Упершомувипадкучуттєвий кулювиконуєфункціюхімічногоперетворювача.

Дляпідвищеннявибірковості навхідномупристрої ХС (передхімічночуттєвим кулею)можутьрозміщатисямембрани, щоселективнопропускаютьчасткиобумовленого компонента (>іонообмінні,діалізні,гідрофобні ііншіплівки). У цьомувипадкуобумовленаречовинадифундує черезнапівпроникну мембрану до тонкого куліхімічногоперетворювача, уякомуформуєтьсяаналітичний сигнал на компонент. Наоснові ХСконструюютьсенсорніаналізатори -прилади,призначені длявизначенняякої-небудьречовини взаданомудіапазоні йогоконцентрацій.Ціаналізаториможуть матірмалігабарити (>інодінаближаються дорозмірів калькулятора чи авторучки). Ос-кільки вїхнійконструкціївідсутнідеталі, щоперетерплюютьмеханічнийзнос,пристроїхарактеризуютьсядоситьтривалимтерміномексплуатації (до року й более).Об'єднані в батарею йпідключені докомп'ютера, ХСздатні забезпечитианалізскладнихсумішей йдатидиференційовануінформацію прозміст шкірного компонента. Усенсорниханалізаторахвбудованімікросхемидозволяютьвводитивиправлення назмінутемператури,вологості,враховувативпливіншихкомпонентівсередовища,проводитиградуюровку йнастроюваннянульовогозначення нашкаліпоказів.

>Оптичні ХСпрацюють за принципамипоглинаннясвітла, чивідображенняпервинногосвітлового потоку, чивиникаючоїлюмінесценції.Цісенсори нечуттєві доелектромагнітних йрадіаційнихполів йздатніпередаватианалітичний сигнал безспотворення навеликівідстані.Крім того, смердотімаютьневисокувартість упорівнянні ізелектрохімічними сенсорами (>ЕХС) йможутьконкурувати ізостанніми, особливо увипадках, колизастосуванняЕХСнеефективне. Зоптичних ХСперспективнісенсори наосновіволоконної оптики.

Уволоконно-оптичних сенсорах (>ВОС) наторцісвітловодазакріплюєтьсяреагентвміщуюча фаза (>РВФ). Приописі такихпристроївінодівикористовуютьтермін ">оптрод", щоєкомбінацієюслів "оптика" й ">електрод".Цимпідкреслюється, щоВОС посвоємупризначеннюблизький доелектродів, у томучислі й до тихий, наоснові якіфункціонуютьЕХС. Однак поприроді сигналу ймеханізмовівідгуку смердотізовсімвідмінні. Характеристикаматеріалусвітловодавизначаєоптичнийдіапазон йвідповідноаналітичніможливостівсього прилаштую.Якщооптичне волокновиготовлене із кварцові, тотакийоптрод працює вширокійобласті спектра,включаючиультрафіолетову йогочастину. Дляскловолокна областьдовжинхвильохоплюєлишевидиму область спектра.Якщооптоволокновиготовлено ізполімерногоматеріалу (>такіпристроїмаютьневисокувартість), тодіапазондовжинхвиль, уякій працюєВОС,перебуває за межами >450 нм.

>Оптосенсориможуть бутиоборотними йнеоборотними [6].Сенсороборотний,якщоРВФ неруйнується приїївзаємодії ізобумовленоюречовиною.Якщочастина реагентуспоживається входівизначення, сенсор працюєнеоборотно. Нарис.3.2 приведено схемаформуваннявідгуку обіговогоВОС длявизначенняpНсередовища,заснованого напоглинаннісвітла.Пристрій такого сенсораєдосить вибачимо: двапластикових волокнавмонтовані вцелюлозну трубочку, щоміститьбарвникфіолетовийчервоний,іммобілізований

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація