Методика проведення роботи

НА АТМОСФЕРУ

ІНСТРУКЦІЯ

до лабораторної роботи №1

з курсу “Основи екології”

для студентів нехімічних спеціальностей

усіх форм навчання

Затверджено

на засіданні кафедри

хімічної інженерії

та промислової екології

Протокол № 7 від 23.12.2001 р.

Львів – 2002

МЕТА РОБОТИ

Ознайомитися з наслідками антропогенного забруднення атмосфери, найпоширенішими забрудниками атмосфери, їх видами та джерелами, масштабами викидів і на практиці дослідити дію промислових газодимових викидів на живі організми.

2. КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Атмосферне повітря є косною речовиною біосфери та середовищем існування живої речовини - рослин, тварин і людей.

Склад атмосферного повітря формувався протягом мільйонів років і в нижній частині атмосфери - тропосфері - складається з таких основних компонентів: азоту (78,09 об. %),кисню (20,94 об. %), інертних газів (0,937 об. %) та оксиду карбону (IV) (0,033 об. %), водяної пари (0-4 об. %) та різних домішок, що є забрудниками атмосфери.

Атмосферний кисень є умовою життя людей і тварин. За годину людина споживає приблизно 105 літрів кисню, пропускаючи за добу через легені до 12 тис. літрів (15 кг) повітря. Без їжі людина може прожити до двох місяців, без води - тиждень, без повітря -кілька хвилин.

У результаті антропогенної діяльності відбувається забруднення атмосфери, що призводить до зміни хімічного складу атмосферного повітря.

Забруднення атмосфери - це привнесення у повітря сторонніх речовин або утворення невластивих для нього речовин та явищ. І взагалі, забрудненістю атмосфери називають несприятливі зміни стану атмосферного повітря, цілком або частково зумовлені діяльністю людини, які безпосередньо чи опосередковано впливають на розподіл енергії, що надходить, рівні радіації, фізико-хімічні властивості атмосфери та умови існування живих організмів.

Забруднення атмосфери поділяють на природні та антропогенні (що виникають внаслідок техногенної діяльності людей).

Антропогенні забруднення за типом походження поділяються на: механічні, хімічні, фізичні та біологічні.

Найпоширенішими забрудниками атмосферного повітря є: оксид карбону (ІІ) CO або чадний газ; оксиди нітрогену NOx (N₂O, NO, N₂O₃, NO₂, N₂O₅); токсичні вуглеводні; оксид сульфуру (IV) SO₂, або сірчистий газ; гідроген сульфід H₂S; карбон дисульфід CS₂; галогени; важкі метали (свинець, кадмій, ртуть та ін.); промисловий пил та радіонукліди.

Серед загальної маси забруднювачів, які потрапляють до атмосфери, гази становлять 90 %, тверді часточки - 10 %.

Основними джерелами забруднення атмосфери с: промислові підприємства (чорної та кольорової металургії, хімічні та нафтохімічні, цементні, підприємства будівельних матеріалів тощо); енергетика (теплові та атомні електричні станції); автомобільний, авіаційний, залізничний та водний транспорт; комунальне й сільське господарство та військово-промисловий комплекс.

Атмосферне повітря використовують у промисловості як реагент для спалювання палива. Щороку в атмосферу, внаслідок спалювання палива та з інших джерел, потрапляє до 25 млрд. т оксиду карбону (IV) CO₂, понад 200 млн. т оксиду карбону (II) CO, близько 200 млн. т оксиду сульфуру (IV) SO₂, понад 50 млрд. т різних вуглеводнів, 150 млн. т різних аерозолів і виділяється 3·10¹⁴ МДж теплоти. Під час спалювання 1 т вугілля в трубу викидається до 23 кг попелу, 15 кг оксиду сульфуру (IV) і значна кількість сажі. Теплові електростанції щороку викидають 120 млн. т попелу, приблизно 60 млн. т оксиду сульфуру (IV).

Інтенсивне забруднення атмосфери внаслідок антропогенної діяльності призвело до глобальних екологічних криз, пов'язаних з потеплінням планети (парниковий ефект), появою кислотних дощів, утворення смогів, руйнування озонового шару, забруднення радіонуклідами та зменшення концентрації кисню.

Атмосфера має властивість самоочищатися. Концентрація забруднень зменшується при розсіюванні їх у повітрі, осадженні твердих частинок під дією сил тяжіння, вилученні різних домішок опадами, перетворенні шкідливих сполук хімічним шляхом у нешкідливі елементи. Наприклад, встановлено, що дощ інтенсивністю 1 мм/год за 45 хв вилучає з повітря до 28 %. частинок пилу розміром 10 мкм.

При надходженні в атмосферу величезних кількостей забруднюючих речовин вона не встигає самоочищуватись, тому необхідні спеціальні технічні, економічні, соціальні та інші заходи з охорони атмосфери, що полягають насамперед в очищенні газового середовища біля джерела газодимових викидів.

3. ОПИСАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ УСТАНОВКИ

Лабораторна установка є моделлю екосистеми, у якійіснує проблема забруднення атмосфери промисловими газодимовими викидами. Установка(див. рисунок) складається з джерела забруднення ДЗ, колектора K, вентилятора В, ємностей Є₁ і Є₂, очисного модуля OM і регулювального вентиля Bp.

ДЗ імітує роботу промислового виробництва, у якому є газодимові викиди. Ємності Є₁ та Є₂моделюють навколишнє середовище, причому Є₁ моделює навколишнє середовище, до якого потрапляють неочищені газодимові викиди, а Є₂ - навколишнє середовище, до якого потрапляють очищені газодимові викиди. OM являє собою установку для очищення газо­димових викидів, що виконує технологічну функцію охорони навколишнього середовища.

Робота установки здійснюється так: газові викиди із шкідливими домішками з джерела забруднення ДЗ збираються в колекторі K, звідки вентилятором В подаються в ємність Є₁, всередині якої знаходиться деяка кількість комах. Вентилем Bp встановлюють певну витрату газу. Далі газовий потік подається на очищення в очисний модуль OM, де очищується від забрудників і подається в ємність Є₂, в якій теж знаходяться комахи, а потім скидається в атмосферу.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ РОБОТИ

І. Послідовність проведення роботи

1. Підготувати лабораторну установку до роботи. В ємності Є₁ і Є₂помістити комах різних видів (5-6 шт. в кожну ємність).

2.Запустити вентилятор В, натиснувши на кнопку "Пуск".

3.Встановити певну витрату газу вентилем Bp (комахи не повинні підніматись з дна ємностей Є_1,2 потоком газу).

4.Увімкнути секундомір.

5.Спостерігати за поведінкою комах в ємностях Є₁ і Є₂.

6.Зафіксувати скільки екземплярів комах залишаться живими через 1, 2, 3, 4, 5... хв. в ємності Є₁ і спостерігати, що відбувається в ємності Є₂.

7. Одержані дані занести в таблицю.

8.Зупинити вентилятор В, натиснувши кнопку "Стоп".

9.Закрити вентиль Bp.

10. Навести порядок на робочому місці.

ІІ. Звіт про виконану роботу повинен складатися з:

1. Коротких теоретичних відомостей про антропогенне забруднення атмосфери, основних забрудників атмосфери та їх джерел.

2. Схеми лабораторної установки.

3. Описання лабораторної установки та її роботи.

4. Методики проведення роботи.

5. Звітної таблиці.

6. Висновків за результатами проведеної роботи.

Результати роботи

№ п/п	Час досліду, хв.	Вид комах	Кількість комах на початку досліду, шт.	Кількість живих комах після досліду, шт.
Є1	Є2	Є1	Є2
1.
2.
3.
4.
5.

Контрольні запитаний:

1. Що називають забрудненням атмосфери?

2. Як поділяються забруднення атмосфери?

3. Які найпоширеніші забрудники атмосферного повітря ви знаєте і якої шкоди вони завдають здоров'ю людини?

4. Назвіть основні джерела забруднення атмосфери.

5. Масштаби забруднень атмосфери підприємствами, які спалюють різні види палива.

6. Як зменшується концентрація забруднень в атмосфері?

7. Поясніть, в чому полягає суть "парникового ефекту".

8. Що таке кислотні дощі? Як вони діють на рослини, на людей?

9. Що є причиною утворення смогів?

10. Які забрудники призводять до руйнування озонового шару?

11. Назвіть джерела забруднення атмосфери радіонуклідами.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Запольський A.К., Салюк А.І. Основи екології: Підручник / За ред. К.М. Ситника. - K.: Вища шк., 2001.-358 с.

2. Білявський Г.О., Фурдуй Р.С. Практикум із загальної екології: Навч. посібник. - K.: Либідь,1997.-160с.

3. Злобін Ю.А. Основи екологи. - K.: Вид-во "Лібра", 1998. - 248 с.

4. Кучерявий В.П. Екологія. -Львів: Світ, 2000.- 499 с .

5. Wiackowski S. Ekologia ogolna. - Bydgoszcz: W-wo "BRANTA", 1998. - 462 s.

6. Державні санітарні правила охорони атмосферного повітря населених місць. ДСП-201 -97.

7. Закон України "Про охорону атмосферного повітря".