Основні забруднювачі навколишнього середовища. Характеристика пріоритетних забрудників промислово-транспортних викидів

До основних антропогенних забруднювачів довкілля належать речовини, що викидаються промисловими підприємствами:

–·нафта та нафтопродукти;

–·пестициди;

–·мінеральні добрива;

–·шуми від виробництв, транспорту;

–іонізуюче випромінювання;

–вібрації;

–·світло-теплові впливи.

Найпоширенішими шкідливими газовими забруднювачами є: оксиди сульфуру (сірки) – SO₂, SO₃; сірководень (Н₂S); сірковуглець (СS₂); оксиди нітрогену (азоту); бензпірен; аміак; сполуки хлору; сполуки фтору; сірководень; вуглеводні; синтетичні поверхнево-активні речовини; канцерогени; важкі метали; оксиди карбону (вуглецю) – СО, СО₂.

Серед твердих часток промислових димів найпоширеніші: частки вугілля; зола; сульфати; сульфіди металів (заліза, свинцю, міді, цинку тощо); хлориди; сполуки кальцію; сполуки натрію; сполуки фосфору; пари основних кислот; феноли.

Діоксид сірки. Щорік в атмосферу викидаються десятки млн. тон діоксиду сірки, що утворюється при промисловому спалюванні вугілля і нафти, що містять з'єднання сірки. SО₂, безбарвний газ з характерним різким запахом. SО₂ добре розчиняється у воді з утворенням сірчистої кислоти H₂SO₃. Може окислюватися до SО₃ і H₂SО₄. Максимально допустима концентрація діоксиду сірки в повітрі виробничих приміщень 1,0 мг/м³. Середньодобова концентрація в населених пунктах не повинна перевищувати 0,15 мг/м³. Повітряними потоками аерозолі сірчаної кислоти переносяться на значні відстані. При цьому величина рН опадів знижується до мінімальних значень (біля 4,0), що може викликати негативні екологічні наслідки.

Сірководень – є найменш розповсюдженою сполукою сірки, яка складає значну частину газоподібних викидів підприємств із виготовлення штучного волокна, цукру, целюлози, коксохімічних, нафтопереробних та нафтодобувних заводів. При взаємодії з іншими забруднювачами він повільно окислюється киснем або озоном атмосфери до сірчаного ангідриду і також випадає з кислими опадами на поверхню землі.

Оксид вуглецю. Монооксидом вуглецю є безбарвний газ без смаку і запаху. Горючий. Так званий «запах чадного газу» насправді є запахом органічних домішок. При кімнатних температурах CO малоактивний. При нагріванні відновлює ряд металів. Це широко використовується в пірометалургії. CO є компонентом різних технічних газових сумішей. З перехідними металами утворює дуже леткі, горючі й отруйні з’єднання – Карбоніли, такі як Cr(CO)₆, Ni(CO)4, Mn₂СО₁₀, CО₂(CO)₉ та ін. (Брильелф, Харольд, 1986).

Оксиди азоту – неорганічні бінарні з’єднання азоту з киснем. Основними джерелами забруднення ними повітря є установки для горіння палива, підприємства, що виробляють тукові добрива, азотисту кислоту і нітрати, анілінові барвники, нітросполуки, віскозний шовк, целулоїд, а також часткою вихлопних газів автотранспорту. Сприяють випадінню кислих дощів. Серед оксидів азоту найбільш поширеними забрудниками повітря є оксид азоту NO(II) і діоксид азоту NО₂ (IV).

Оксид азоту NO (монооксид азоту) – безбарвний газ, що трохи розчиняється у воді. Не взаємодіє з водою, розчинами кислот і лугів.

Оксид азоту (II) – дуже реакційноздатна сполука, може вступати в реакції приєднання з рядом солей (нітрозосолі), з галогенами (напр. нітрозілхлорід NОCl), органічними сполуками. При звичайній температурі NO з’єднується з киснем з утворенням NO₂. Оксид NO отримують каталітичним окисленням при виробництві азотної кислоти. Оксид азоту NО₂ (діоксид азоту) – бурий газ, токсичний, важче за повітря, легко зріджується. При кімнатній температурі NО₂ знаходиться в суміші з його безбарвним димером N₂O₄, приблизно 1:1. Взаємодіє з водою і розчинами лугів. Сильний окислювач. Багато речовин (вугілля, сірка, фосфор, органічні сполуки) можуть горіти в NО₂. Цей оксид окислює SО₂ до SО₃, на цій реакції заснований нітрозний метод здобуття сірчаної кислоти.

Аміак (NH₃) за нормальних умов – безбарвний газ з різким характерним запахом (запах нашатирного спирту), майже удвічі легше за повітря, отруйний. Аміак належить до найважливіших продуктів хімічної промисловості, щорічне його світове виробництво досягає 100 млн. тон. Він надходить від підприємств по виробництву амонійних добрив і азотної кислоти. Аміак реагує в атмосфері з багатьма ангідридами кислот, в результаті чого утворюються відповідні амонійні солі – сульфати, нітрати, хлориди, фториди (Брильелф, Харольд, 1986).

Сполуки фтору є розповсюдженими та одними з найбільш токсичними для рослин та інших організмів. Фтор має високу реакційну здатність і потрапляє в атмосферу у вигляді газоподібних сполук – фтористого водню (HF), чотирьох фтористого кремнію (SiF₄) та пилоподібних часток (NaF, CaF₂). Основними джерелами забруднення повітря фтористими сполуками є підприємства з виробництва алюмінію, фосфорних добрив, цегли, керамічних виробі, виділяється також із коксу при плавленні сталі та при спалювання вугілля. Фтористі сполуки інтенсивно накопичуються в листках рослин і викликають їх пошкодження (Илькун, 1978; Гудериан, 1979).

Сполуки хлору потрапляють в атмосферу частіше від хімічних підприємств, які виробляють соляну кислоту, пестициди, які містять хлор, органічні барвники, хлорне вапно, соду, при виробництві пластмас (Брильелф, Харольд, 1986).

Фотохімічний туман або смог – це багатокомпонентна суміш газів і аерозольних часток первинного (NO, C_mN_m, SO₂) і вторинного походження. До складу основних компонентів смогу входять озон, окиси азоту і сірки, органічні сполуки перекисної природи. Фотохімічний смог утворюється при визначених умовах: наявності в атмосфері високої концентрації окисів азоту, вуглеводнів і інших забруднювачів, інтенсивної сонячної радіації та відсутності вітру (Илькун, 1978).

Пил є зваженими в повітрі або що осіли на поверхні тих або інших об’єктів тверді частки наземного (у тому числі промислового), вулканічного, органічного або космічного походження. Найбільшою фітотоксичністю володіють пилові викиди алюмінієвих заводів, електростанцій, металургійних підприємств, азбестових, цементних заводів, підприємств побутової хімії і ряду інших. Пил токсичний, він містить свинець, кадмій, миш’як, цинк і фтор. Цементний пил представляє собою суміш мінералів, яка містить калій, кальцій і алюміній.

Важкі метали (Cu, Ni, Pb, Sn, Zn, Cd, Bi, Sb, Hg) відносяться до мікроелементів, тобто хімічним елементам, присутніх в організмах в низьких концентраціях. В залежності від їх концентрації важкі метали виділяють дуже фітотоксичні (Ag, Ng, Sn, Ni, Pb), помірно токсичні (As, Se, Cd, Cr, Fe, Zn), слаботоксичні (Rb, Sr та ін.). Джерелами забруднення оточуючого середовища важкими металами є підприємства чорної металургії, теплові електростанції, транспорт, підприємства кольорової металургії, будівельні підприємства, гірничодобувна промисловість, прокатні стани, горіння нафти та палива. Більша частина металів виділяється і розсіюється внаслідок спалення пального. Біля 60 % загальної антропогенної емісії свинцю складають викиди автомобільних двигунів (Алексеев, 1987; Бессонова, 1999, 2001).

Нафта й нафтопродукти. Нафта являє собою грузлу маслянисту рідину, що має темно-коричневий колір і володіє слабкою флуоресценцією. Нафта складається переважно з насичених аліфатичних і гідроароматичних вуглеводнів. Основні компоненти нафти – вуглеводні (до 98%) – підрозділяються на 4 класи: а) парафіни (алкени). б) циклопарафіни. в) ароматичні вуглеводні. г) олефіни.