Сернистый газ.

Сернистый газ (сернистый ангидрид, диоксид серы) представляет собой соединение серы с кислородом и имеет формулу SO2. Сера в этом соединении положительно четырехвалентная. SO2 встречается в природе в составе газообразных продуктов вулканических извержений, лесных пожаров, морской пены, микробиологических превращений серусодержащих соединений.

Антропогенными источниками загрязнения окружающей среды SO2 являются процессы обжига и плавления сернистых руд, работы в кузнечных, литейных, плавильных, прокатных и других цехах металлургического производства, химические процессы производства серной кислоты, получения сульфитов, при отбеливании шерсти, очистка нефтепродуктов, изготовление резины, производство удобрений, получение доменного, коксового, светильного газов и другие промышленные процессы. Образуется SO2 при горении серы, при обжиге железного колчедана и сульфидов цветных металлов по следующим формулам:

S+O2 = SO2 + Q

4FeS2 + 11 O2 = 2Fe2O3 +8 SO2

Имеются такие данные о содержании SO2 в отходящих дымовых газах при сжигании топлива, содержащего серу: если в угле 4% серы, то в дымовых газах около 0,35% SO2, при 2% серы в мазуте – около 0,12%, а при 5% серы в мазуте – около 0,31% SO2 в дымовых газах. Если в газе 0,1% SO2, то в 1л этого газа содержится 1мл SO2, который весит 64 г: 22400 = 2,85 мг, то есть в 285 раз больше предельно допустимой концентрации в воздухе рабочих помещений и приблизительно в 20 000 раз больше среднесуточной допустимой концентрации SO2 в атмосферном воздухе населенных пунктов. Сернистый ангидрид представляет собой при нормальных условиях бесцветный газ с резким характерным запахом горящей серы.

Молекула SO2 полярна: она представляет собой равнобедренный треугольник с атомом серы в вершине. Время пребывания в атмосфере – 2 недели, легко растворим в воде, переносится воздухом. Страны импортеры (получают больше, чем производят) - – Норвегия, Швеция, Финляндия, Австрия, Швейцария.Страны экспортеры SO2 (выпускают больше) – Дания, Нидерланды, Бельгия, Великобритания, Германия, Франция.

Во время переноса SO2 и другие кислотные выбросы лишь в очень малой степени теряют свою активность. Нейтрализация происходит только в том случае, если в воздухе одновременно находится и пыль, содержащая гидроксиды щелочных и щелочноземельных элементов. Атмосфера очищается главным образом при вымывании кислых газов водой или снегом, а также при их «сухом» осаждении, т.е. в виде самого газа или адсорбированного на мельчайших частицах пули. У людей SO2 раздражает слизистую оболочку вызывает сильный кашель. Физиологическое действие SO2 в первую очередь связано с образование Н2SО3 на влажной слизистой бронхов. Аналогично действуют и аэрозоли Н2SО4. При длительном воздействии SO2 пропадает чувствительность к запахам и вкусам. В организме Н2SО3 окисляется в Н2SО4 и выводится почками.
Оксид углерода.

СО – вещество очень токсичное, попадая в легкие вытесняет кислород из его соединения с гемоглобином крови и дает карбоксигемоглобин. Склонность к реакции присоединения СОу гемоглобина Hb в 300 раз выше склонности к реакции присоединения кислорода. Эта реакция обратима.

СО + HbО2 ↔ СОHb + О2

При повышении концентрации или парциального давления СО равновесие смещается вправо. Когда организм не получает достаточного количества кислорода, нарушается процесс тканевого дыхания. В первую очередь это нарушение сказывается на органах центральной нервной системы, кислородная недостаточность поражает кору головного мозга, начинается расстройство высшей нервной деятельности. СОявляется низшим оксидом углерода и при нормальных условиях представляет собой газ без цвета и запаха. СО – горючий газ и может давать с воздухом взрывоопасные смеси, При сгорании превращается в СО2, выделяя при этом тепло.

2 СО + О2 = 2СО2 + Q СО

При высоких температурах этот газ может отнимать от других веществ кислород и тем самым восстанавливать другие элементы в их соединениях с кислородом. Природными источниками поступления СО в окружающую среду являются: вулканизм, процессы окисления метана (с помощью ОН- радикала).

Антропогенными – неполное сгорание топлива, получение искусственного топлива, генераторного, водяного газа, газа переработки сланцев, газа подземной газификации, выхлопные газы автомобилей, углеобогатительные фабрики, заводы по нефтепереработке, металлургическая промышленность.

Одним из главных источников загрязнения атмосферного воздуха СО является сжигание топлива как в промышленности, так и в быту. В печи при сжигании угля или других твердых и жидких топлив протекают поочередно процессы:

С + О2 = СО2 + Q (1)

СО2 + С = 2 СО – Q (2)

2 СО + О2 = 2 СО2 + Q (3)

Считается, что при сжигании 1 т топлива в окружающую среду выделяется около 20 кг СО. Во многих видах искусственно получаемых топливных газов содержится СО. К ним относится генераторный газ, газ полученный от подземной газификации угля, водяной газ, газ от переработки сланцев. Генераторный газ получают в специальных печах при неполном сжигании угля по реакции 2С + О2 = 2 СО. Его состав в среднем характеризуется содержанием горючей части, то есть СО (от 25 до 34 %), а остальное – негорючие составляющие (азот, углекислый газ). Водяной газ получают пропуская водяной пар через слой накаленного угля. Протекает реакция С + Н2О = СО + Н2. Водяной газ нередко используется как топливо, а на заводах синтеза аммиака из него получают водород. Он служит сырьем для получения синтетического бензина, для этого осуществляется процесс гидрирования

СО 2Н2 + 2СО = СН2 + Н2О + СО или

2Н2 + 2 СО = СН2 + Н2 + СО2

с последующей полимеризацией метиленовой группы при участии катализаторов. В металлургической промышленности многочисленны процессы, при которых выделяется СО. Доменный процесс основан на восстановлении железа из руды действием СО. СО образуется здесь при вдувании в домну воздуха, проходящего через раскаленный в домне кокс. Реакции идут последовательно:

сначала С + О2 = СО2,

а затем СО2 + С = 2СО.

Восстановление оксидов железа в свободное железо требует наличия некоторого избытка СО. Поэтому выходящий из доменной печи газ содержит 28-32% СО и как горючий газ используется в промышленном процессе для подогрева поступающего в домну воздуха. Чугун является возможным источником образования СО, т.к. содержит более 1,7% углерода. При переработке чугуна на сталь и на ковкое железо, например в мартеновских печах СО может выделяться и проникать в помещение цеха. В литейных цехах различных производств при заливке расплавленного металла в формы, а также в ходе приготовления оболочек имеет место выделение СО как продукта неполного сгорания. СО загрязняет воздух в кузнечных цехах, при ряде операций термической обработки металлов, а также в помещениях котельных. Опасаться отравления СО следует при обжиге кирпича, извести, шихты для производства цемента. Особо необходимо отметить загрязнение воздуха СОпри работе двигателей внутреннего сгорания на автомобилях, тепловозах, тракторах.

Всего в отработавших газах автомобиля обнаружено более 200 компонентов, из которых явно неядовиты только 5. До 1% СО содержит табачный дым. Так у горожанина курильщика в крови содержится 5% карбоксигемоглобина, а у некурящих рабочих- 1,5 %.

Дата добавления: 2015-08-17