1.

ATMOSFERA- stanowi zewnętrzną, gazową powłokę Ziemi Ze względu na charakter zmian pionowego gradientu temperatury powietrza, wyróżnia się cztery podstawowe warstwy atmosfery:

1. Troposfera

2. Stratosfera

3. Mezosfera

4. Termosfera

TROPOSFERA- warstwa przylegająca do powierzchni Ziemi

W warstwie tej temperatura maleje jednostajnie ze wzrostem wysokości o 0,6^oC/100m i na górnej granicy troposfery osiąga wartość od -55°C (nad obszarami podbiegunowymi) do -80°C (nad obszarami równikowymi); troposfera zawiera ponad 99% znajdującej się w atmosferze pary wodnej,

STRATOSFERA- warstwa rozciągająca się nad troposferą do wysokości około 50 km. Dolna część stratosfery jest warstwą o prawie stałej temp. (od -45° do -75°C), w górnej (od wys. 20-25 km) temperatura powietrza, wskutek pochłaniania promieniowania słonecznego (cząsteczki ozonu O₃pochłaniają promieniowanie nadfioletowe i rentgenowskie), wzrasta wraz z wysokością przekraczając wartość 0°C;

MEZOSFERA- sięga do wysokości 80-85 km i cechuje się szybkim spadkiem temperatury do około -90^oC, a nawet do -120^oC. Ciśnienie atmosferyczne wynosi w tej warstwie zaledwie około 1 hPa. Występuje tu silna turbulencja cząsteczek powietrza.
TERMOSFERA- sięga do wysokości około 500-600 km od powierzchni Ziemi. Temperatura rośnie wraz z wysokością i w górnej części osiąga wartości wyższe niż 1500^oC.

EGZOSFERA- najbardziej zewnętrzna warstwa atmosfery ziemskiej składająca się głównie z wodoru i helu. Temperatura spada do bliskiej zera bezwzględnego (-273^oC)

2. Naturalne i sztuczne źródła zanieczyszczeń atmosferycznych i ich wpływ na środowisko.

Zanieczyszczeniem powietrza- nazywamy każdą substancję stałą, ciekłą lub gazową, która znajduje się w nim w ilości większej od jej zawartości naturalnej. Mogą one być szkodliwe dla zdrowia ludzi, zwierząt i roślin, a także niekorzystnie wpływać na glebę, wody i inne elementy środowiska przyrodniczego.

Naturalne i sztuczne źródła zanieczyszczeń.

Źródła zanieczyszczeń powietrza są liczne i różnorodne. Ogólnie rzecz biorąc można je podzielić na źródła:

1. Naturalne- wynikają z działań samej przyrody

-   pyły i gazy pochodzące z wybuchów wulkanów
-  aerozole i gazy emitowane z powierzchni mórz i oceanów
-   popioły pochodzenia roślinnego powstałe podczas pożarów lasów oraz wypalania trawy
-   aerozole powstałe w wyniku reakcji chemicznych gazów uwalnianych w procesach rozkładu materii organicznej
- gazy powstałe w czasie wyładowań elektrycznych i spalania się meteorytów
cząstki roślinne (zarodniki, grzyby, pyłki kwiatowe) i organizmy żywe (wirusy, bakterie, pierwotniaki)

b) Sztuczne-(antropogeniczne)spowodowane działalnością ludzką

- spalanie paliw stałych, płynnych, gazowych (elektrownie, elektrociepłownie, indywidualne paleniska, środki transportu)
- przemysł hutniczy i chemiczny (rafinerie, zakłady nawozów sztucznych)
- rolnictwo (fermy hodowlane, rozpylanie nawozów i środków ochrony roślin)

3. Pyłowe i gazowe zanieczyszczenia atmosfery.

A) DWUTLENEK SIARKI SO2

Źródła naturalne

wybuchy wulkanów

 procesy rozkładu materii organicznej

 pożary lasów i stepów

• erozja gleb.

Źródła antropogeniczne

spalanie paliw kopalnych (elektrownie, elektrociepłownie, huty rafinerie) w wyniku czego utleniana jest siarka.

c)DWUTLENEK AZOTU NO2

Naturalne źródła tlenków azotu( NO, NO2, N2O)

- wybuchy wulkanów,

- procesy zachodzące w glebie i w oceanach w ramach obiegu azotu w przyrodzie

Źródła antropogeniczne

-spalanie w wysokiej temperaturze paliw kopalnych).

-Wysoka temperatura prowadzi do reakcji tlenu i azotu zawartych w powietrzu:

d)TLENEK WĘGLA (CO) ( POTOCZNIE CZAD)

Źródła naturalne

erupcje wulkanów,

naturalne pożary roślinności, w których temperatura dochodzi do 1000 °C,

oceany

w niewielkich ilościach jest także produkowany w organizmach żywych.

Źródła sztuczne

procesy technologiczne, w których paliwem jest przede wszystkim węgiel i ropa naftowa (przemysł energetyczny, hutniczy, chemiczny)

 spaliny samochodowe

2.ZANIECZYSZCZENIA PYŁOWE.

Pyłem- nazywamy mieszaninę małych cząstek stałych zawieszonych w powietrzu (faza rozproszona układu ciało stałe- gaz). Rodzaje pyłów:

A) Całkowity pył zawieszony TSP- oznacza całkowitą ilość pyłu w powietrzu

B) Pył drobny PM10- oznacza frakcję pyłu zawieszonego, której cząstki mają średnicę od 10 μm

C) Pył bardzo drobny PM 2.5

Podstawowe składniki pyłów:

wapń (w różnych związkach), magnez, ołów, cynk, dwutlenek manganu, siarczki, kadm, miedź, tlenki żelaza, chrom, nikiel, pyłki roślinne, SiO2, tlenki glinu, pył węglowy

Wpływ pyłu na zdrowie człowieka:

Najbardziej toksyczne są pyły wyprodukowane przez hutnictwo miedzi, cynku, ołowiu, aluminium, a nieco miej toksyczne pochodzące z hutnictwa żelaza, przemysłu gumowego, farb i lakierów.

Stwierdzono, że:

*cząstki o średnicach większych niż 10 μm zatrzymują się w górnych odcinkach dróg oddechowych, skąd są wydalane

*PM10 przenikają do płuc, ale tam nie są akumulowane, mogą się akumulować w górnych odcinkach płuc.

*PM2.5 przenikają do najgłębszych warstw płuc i tam osiadają

Pyły tak zatrzymane przedostają się do krwi i powodują;

a)        przedwczesna śmierć

b)       nasilenie astmy

c)        ostre reakcje układu oddechowego

d)       kaszel, trudności z oddychaniem, bolesne oddychanie

e)        skrócenie oddechu

6. powoduję chorobę zwana Pylicą (krzemica, pylica azbestowa, wapniowa)

4.Kwaśne deszcze- skład, przyczyny i skutki.

Kwaśne deszcze-.Kwaśne deszcze to opady atmosferyczne, których nie można gołym okiem odróżnić ich od zwykłych opadów lecz ich wpływ na środowisko naturalne łatwo zauważyć. Pojawia się tam, gdzie spalane są ogromne ilości paliw kopalnych,występuje duża produkcja przemysłowa, wybuchy wulkanów, wyładowania atmosferyczne i inne czynniki naturalne. Mają odczyn (jak sama nazwa wskazuje) kwaśny(mniej od pH 5,6). Zawierają kwasy wytworzone w reakcji wody z pochłoniętymi z powietrza gazami, takimi jak: dwutlenek siarki, dwutlenek węgla, tlenek azotu, siarkowodór, itp. Stężenie kwasu w deszczu zależy od ilości trujących gazów obecnych w powietrzu.

Skutki:

Wszędzie też można zobaczyć skutki niosących zanieczyszczenia opadów w postaci już martwych lub obumierających lasów.

a)Proces obumierania lasów- początkowo substancje zawarte w deszczu atakują liście lub igły, które w efekcie opadaj. Potem choroba atakuje całą roślinę. Drzewo obumiera, a jeśli rośnie na stromym stoku, przewraca się jak ścięte przez drwala.

b)Kwaśne deszcze powodują też zakwaszanie wód powierzchniowych. Szczególnie narażone są strumyki, rzeki i jeziora na terenach zalesionych. Badania wykazały, że przy współczynniku pH=5.4 przestają się rozmnażać ryby.

c) Kwaśne deszcze prowadzą też do zakwaszania gleby, w których uwalnia się

toksyczny glin i następuje wymywanie substancji odżywczych.

d)Kwaśne deszcze powodują również uszkodzenia różnych budynków, pomników i
zabytków, ponieważ wymywają wapień, który najczęściej występuje w materiałach, z

których powstają budowle.

e) Dwutlenek siarki i tlenki azotu tworzą z wodą kwasy o słabym stężeniu.

Skład chemiczny kwaśnego deszczu

Jednym ze składników kwaśnego deszczu jest siarka występująca w związkach chemicznych.

Innym pierwiastkiem, którego związki chemiczne wywołują kwaśne deszcze jest azot.

Najwięcej związków tych powstaje w spalinach silników pracujących na paliwach ropopochodnych, więc ich koncentracja jest tam, gdzie jest duża liczba samochodów.

5. Ozon w stratosferze i troposferze. Wysokość ozonosfery w atmosferze, wpływ nadmiaru ozonu w troposferze i niedoboru w stratosferze na człowieka i środowisko, czynniki-związki degradujące warstwę ozonową, źródła ozonu w troposferze.

Ozon, tritlen (O₃) - jedna z nietrwałych odmian alotropowych tlenu, rozkłada się samorzutnie w temperaturze pokojowej do tlenu cząsteczkowego O₂ i atomowego O.

Ozon jest niebieskawym gazem o ostrej woni zapach ozonu można wyczuć w powietrzu podczas burz.

Niedobór ozonu w stratosferze prowadzi do powstania dziury ozonowej

Ozon w stratosferze: Ozonosfera (warstwa ozonowa, powłoka ozonowa) - warstwa zwiększonej koncentracji ozonu w stratosferze. Znajduje się na wysokości ok. 20-50 km nad Ziemią. Główna warstwa ozonu znajduje się 25-30 km nad poziomem morza.
Ozonosfera jest warstwą ochronną bardzo ważną dla życia na Ziemi. Chroni przed promieniowaniem ultrafioletowym,

Gazy niszczące ozon

Wśród gazów wywierających niszczący wpływ na warstwę ozonową największy udział mają freony, halony oraz tlenki azotu.

Freony względu na dużą pojemność cieplną mają znaczny udział w zwiększaniu się efektu cieplarnianego. Nie mają zapachu lub posiadają zapach eteru. Są bezbarwne i nietoksyczne.

Halony są pochodnymi fluorowcowymi metanu i etanu. Są nietoksycznymi gazami lub cieczami. Nie ulegają spalaniu.

Skutki niszczenia warstwy ozonowej

Ozonosfera pochłania bardzo szkodliwe dla wszystkich żywych organizmów promieniowanie ultrafioletowe (UV) o długości fali poniżej 390 nm. Niszczenie warstwy ozonowej prowadzi do zmniejszania się efektywności pochłaniania promieni UV. W wyniku tego organizmy są narażone na zwiększone promieniowanie ultrafioletowe.
Nadmiar promieni UV może doprowadzić do zakłócenia równowagi całych ekosystemów.

Promieniowanie ultrafioletowe może jednak negatywnie wpływać bezpośrednio na ludzi.

Nadmierne promieniowanie UV może osłabiać u ludzi system immunologiczny i tym samym zmniejszać odporność na infekcje i choroby. Wśród chorób tych najgroźniejsze są z pewnością choroby nowotworowe, a szczególnie nowotwory skóry

Ozon w troposferze:

Ozon w troposferze , jeżeli występuje w nadmiarze, stwarza innego rodzaju poważne zagrożenia .

Jego nadmiar w warstwie powietrza w, której żyjemy i którą oddychamy, jest groźnym dla człowieka i innych organizmów żywych .Powoduje uszkodzenia układu oddechowego człowieka i zwierząt oraz tkanek organizmów roślinnych , co może prowadzić do degradacji lasów.

Prócz wywoływania niekorzystnego wpływu na zdrowie, ozon troposferyczny jest także silnym gazem cieplarnianym i przyczynia się do globalnego ocieplenia.

Źródła ozonu w troposferze:

Miejski ruch uliczny nie jest jedynym źródłem ozonu,

Tlenki azotu mogą pochodzić z innych procesów spalania, np. z pożarów lasów. Błyskawica jest kolejnym źródłem tlenków azotu.

6.Skażenie wewnątrz pomieszczeń ( lotne związki organiczne, ozon, NO x, CO, in. tlenki, tytoń- WWA, nitrozoaminy, azbest, ołów, radon, formaldehyd) Źródła wymienionych związków i wpływ na człowieka i środowisko

Lotne związki organiczne

Powietrze wewnątrz pomieszczeń zawiera złożoną mieszaninę lotnych związków organicznych (VOC), które pochodzą z gazów pędnych stosowanych do rozpylania środków czyszczących, dezodorantów i artykułów żywnościowych. Używane są do wyrobu tapet, farb, lakierów, różnego rodzaju wykładzin, materiałów tapicerskich i tkanin dekoracyjnych. Znacznym źródłem emisji są materiały , z których wykonuje się meble, a więc płyty wiórowe i paździerzowe, spajane klejami i żywicami zawierającymi lotne substancje toksyczne :fenole i formaldehyd.

Ozon

Ozon jest alotropową forma tlenu ,cząsteczką trójatomową .Wchłania się przez układ oddechowy. Jest silnym utleniaczem, który powoduje zaburzenia przemiany aminokwasów przez blokowanie grup sulfhydrylowych. Uszkadza również błony komórkowe wskutek tworzenia nadtlenku wodoru oraz krótkołańcuchowych aldehydów . Działanie ozonu na układ nerwowy powoduje senność , zawroty i bóle głowy oraz uczucie zmęczenia.

Tlenek azotu

Azot tworzy z tlenem następujące tlenki:

Tlenek azotu jest bezbarwnym, bezwonnym, niepalnym, rozpuszczalnym w wodzie , eterze i etanolu. Podtrzymuje palenie substancji łatwopalnych. Nie występuje w naturze, otrzymywany jest przez ogrzewanie azotanu (V) amonu. Określenie „gaz rozweselający” zawdzięcza euforyzującemu i oszałamiającemu działaniu na ośrodkowy układ nerwowy.

Głównymi naturalnymi źródłami związków azotu są wyładowania atmosferyczne i biologiczne wiązania w naturalnych ekosystemach.

Tlenki azotu powstają we wszelkich procesach, które przebiegają w wysokiej temperaturze a zwłaszcza w procesie spalania paliw, przy wytopie stali i w procesie wytwarzania koksu.

Tlenek węgla ze względu na swe właściwości bywa nazywany „cichym mordercą” .

Tlenek węgla jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych gazów trujących w przyrodzie

Tlenek węgla

Jest bezbarwnym i bezwonnym gazem . w bardzo dużych stężeniach ma zapach czosnku(75-100% obj.).Jest palny ale nie podtrzymuje palenia. W powietrzu pali się niebieskim płomieniem. Jest nieznacznie lżejszy od powietrza (d=0,967).W powietrzu w stężeniu12-75% obj. tworzy mieszaniny wybuchowe. Słabo rozpuszcza się w wodzie lepiej w alkoholu. Tlenek węgla powstaje jako produkt niepełnego spalania węgla i różnych substancji pochodzenia organicznego zawierających węgiel, jest również produktem działalności wielu gałęzi przemysłu.

Tytoń

Palenie tytoniu zwiększa stężenie CO₂ ale jest ono szczególnie niebezpieczne dla osób chorych na serce, ponieważ spalanie tytoniu w warunkach niedoboru tlenu wprowadza CO bezpośrednio do krwi. Wśród wielu produktów spalania najbardziej trujące są nitrozoaminy , benzoapiren i nikotyna .

Wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA)

Terminem wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, w skrócie WWA, określa się mikrozanieczyszczenia organiczne stanowiące pochodne acenów i fenanów. [3]

Niektóre spośród wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych wykazują właściwości rakotwórcze. Stosowana jest skala względnej rakotwórczości WWA, oznaczona znakiem (+), a mianowicie: (+++) silna, (++) umiarkowana, (+) słaba.

. Źródłami i procesami odpowiedzialnymi za emisję WWA do środowiska naturalnego są:

• procesy przemysłowe związane z przetwarzaniem węgla i ropy naftowej,

• spalanie paliw w zakładach energetycznych i gospodarstw domowych,

• spalanie odpadów komunalnych i przemysłowych,

• emisję gazów z silników samochodowych (niepełne spalanie), ścieranie asfaltu i opon samochodowych,

• przypadkowe awarie i katastrofy,

• dym papierosowy ,

Azbest

Azbesty niezależnie od różnic chemicznych i wynikających z budowy krystalicznej są minerałami naturalnie występującymi w przyrodzie. Pod względem mineralogicznym rozróżnia się dwie grupy azbestów : grupę serpentynów (chryzotyli) i grupę azbestów amfibolowych.

Azbest ma właściwości kancerogenne. Nie ulega wątpliwości że, azbest jest rakotwórczy, jest czynnikiem wysoce niebezpiecznym i nieumiejętne obchodzenie się z nim może doprowadzić do poważnych konsekwencji. Niebezpieczne dla zdrowia są włókna respirabilne, które z racji swych wymiarów mogą wnikać do układu oddechowego i nie są z niego usuwane w wyniku działania naturalnych mechanizmów oczyszczających.

Radon

Radon jest produktem rozpadu izotopów radu .Znane są obecnie 23 izotopy radonu o liczbach masowych od 201 do 224 .Wszystkie izotopy radonu są promieniotwórcze. Wśród nich największe znaczenie mają izotopy Rn-222i Rn-220 ,stanowią podstawowe źródło skażenia powietrza .[5]

Gazy promieniotwórcze radonRn-222 i toron wypełnia puste przestrzenie skał i materiałów budowlanych (pory, kapilary, szczeliny, itp.)mogą też przenikać do skał przypowierzchniowych, a także emanować do atmosfery.

Formaldechyd

Formaldehyd jest najważniejszym związkiem spośród utlenionych postaci lotnych substancji organicznych występujących w pomieszczeniach. Jego źródłem najczęściej jest odgazowanie żywic mocznikowo-formaldehydowych z pianek izolacyjnych klejów używanych do produkcji płyt wiórowych. Szczególnie narażeni są mieszkańcy przyczep kempingowych, ponieważ starzenie się dywanów, tapet i podwieszanych sufitów może być dodatkowym źródłem skażenia w środowisku wilgotnym i kwaśnym. Formaldehyd powstaje również w wyniku reakcji ozonu z wyposażeniem domu .[2]

Ołów

Jest toksyczny dla układu nerwowego, czerwonych krwinek i układu sercowo-naczyniowego.. Toksyczne skutki ołowiu to jedno z najczęstszych schorzeń wieku dziecięcego. Poziom Pb w pomieszczeniach wzrasta na skutek emisji gazów spalinowych docierających przez okna, uwalniania się cząstek wdeptanych w wykładziny podłogowe, niszczenia się starych powłok lakierniczych zawierających Pb oraz rozpuszczania się armatury wodociągowej w starych budynkach.

7. Zjawiska zachodzące w skali kontynentalnej i regionalnej w zakresie zanieczyszczeń powietrza.

Transgraniczne przenoszenie zanieczyszczeń atmosfery polega na tym, że wiatr zmienia układ i stężenie zanieczyszczeń na danym terenie oraz przenosi je w kierunku, w którym wieje.

• Jest to przenoszenie zanieczyszczeń atmosfery na duże odległości przez wiatr.

• Wysokie kominy z zakładów przemysłowych sprzyjają przenoszeniu zanieczyszczeń nawet ponad granicami państw.

• Szacuje się, że w Polsce ok. 50% zanieczyszczeń gazowych pochodzi z sąsiednich państw.

Smog typu londyńskiego, tworzy się na skutek zanieczyszczeń powietrza, związanych ze spalaniem węgla i konsekwentnie emisją dwutlenku siarki (SO₂) i pyłów. Tworzone tego rodzaju zanieczyszczenia mogą łączyć się z mgłą, co może prowadzić do tworzenia się kropel kwasu siarkowego (H₂SO₄), które będą zawieszone w powietrzu.

Smog fotochemiczny zwany również smogiem typu Los Angeles powstaje w momencie, kiedy w upalne dni występuje nadmierny ruch uliczny. Elementami smogu typu Los Angeles są różnorodne związki organiczne takie, jak np. aldehydy, ketony, azotany i nadtlenki organiczne, ponadto ozon i tlenki azotu.

Zakwaszanie środowiska

Niekontrolowane konsekwencje rozwoju przemysłu przyniosły nadmierne uwalnianie toksycznych metali, zatrzymywanie substancji organicznych oraz przyspieszenie migracji zanieczyszczeń prowadzi do rozległych zagrożeń ekosystemów leśnych i lądowo-wodnych.
Wraz z pojawieniem się zjawiska zakwaszenia środowiska  postępuje w nim obieg mikroelementów oraz substancji odżywczych.

Skażenie metalami ciężkimi

Ze względu na szerokie zastosowanie metali ciężkich, są one powszechnymi zanieczyszczeniami ekosystemu, dlatego bardzo ważna jest wiedza o ich właściwościach toksycznych. Już w małych ilościach metale te mogą spowodować choroby układu naczyniowego, uszkodzenia nerek, kości, zaburzenia w funkcjonowaniu układu rozrodczego między innymi u zwierząt. Najbardziej skażone są rośliny uprawiane na terenach uprzemysłowionych, w miejskich ogródkach działkowych oraz pobliżu dróg o dużym natężeniu ruchu samochodowego w odległości mniejszej niż 80 metrów od drogi. Do najbardziej toksycznych metali należy: ołów Pb, rtęć Hg, i kadm Cd. Są to pierwiastki, które występując w środowisku w dawkach wyższych niż najwyższe dopuszczalne stężenie powodują najczęściej powstawanie nowotworów.

8. Globalne efekty wywołane zanieczyszczeniem atmosfery.

Efekt cieplarniany jest zjawiskiem naturalnym i umożliwia istnienie życia na Ziemi. Gdyby nie było tego efektu, średnia temperatura przy powierzchni Ziemi wyniosłaby -18 stopni C, a nie około + 15 stopni C jak obecnie.

Antropogennym efektem cieplarnianym nazywamy nasilenie naturalnego efektu cieplarnianego, przez zwiększanie się w atmosferze stężeń gazów szklarniowych, wywołane działalnością człowieka.

Zubożanie warstwy ozonowej w stratosferze

Uważa się, że przyczyną tego procesu są emitowane do atmosfery szczególnie trwałe związki (przede wszystkim freony i halony), które po przedostaniu się do stratosfery przyczyniają się do intensyfikacji zachodzącego w tej warstwie zaniku ozonu. Duży ubytek ozonu w stratosferze nazywany jest dziura ozonowa.

Skutki zubożania warstwy ozonowej w stratosferze:

Proces zubożania warstwy ozonowej w stratosferze powoduje wzrost dopływu do powierzchni Ziemi promieniowania ultrafioletowego Słońca.

Znane są potencjalne skutki tego zjawiska:

• wzrost dopływu do powierzchni Ziemi promieniowania ultrafioletowego biologicznie czynnego (UV-B),

• intensyfikacja przebiegu reakcji chemicznych zachodzących w troposferze;

• zmiany w bilansie energetycznym atmosfery.

9. Oczyszczanie gazów z zanieczyszczeń gazowych.

Odsiarczanie:

Metoda suchego odsiarczania (FSI- Furnace Sorbent Injection), nazywana również metodą bezpośrednią, polega na dozowaniu do komory paleniskowej suchych sorbentów takich jak:
- kamień wapienny o zawartości CaCO₃ powyżej 90%,

- wapno hydratyzowane Ca(OH)₂,

- wapno palone CaO,

-dolomit CaCO₃ + MgCO₃.

Zaletą metody suchej jest to, że nie wymaga ona budowy kosztownych instalacji i w wielu wypadkach jest możliwe natychmiastowe rozpoczęcie odsiarczania spalin, co wynika z prostej budowy instalacji. Do zalet trzeba także zaliczyć niską cenę sorbentu oraz to, że produkt końcowy jest w stanie suchym.

Wady tej metody to:
- możliwość zanieczyszczenia powierzchni ogrzewalnych kotła (obniżenie sprawności cieplnej kotła),

- ograniczona skuteczność odsiarczania (30-50%) przy wysokim nadmiarze sorbentu,

- nieużyteczny gospodarczo produkt odsiarczania,

• dodatkowe obciążenie istniejącej instalacji odpylania (wzrost zapylenia spalin).

Metoda mokra

Metoda wapniowo-wapienna jest jedną z pierwszych a jednocześnie najbardziej rozpowszechnioną technologią odsiarczania stosowaną na skalę przemysłową. Skuteczność odsiarczania tą metodą kształtuje się w granicach 90-98%.Metoda ta polega na przemywaniu spalin wodną zawiesiną wapna lub kamienia wapiennego w wieży absorpcyjnej, z wytworzeniem siarczynu wapnia (CaSO₃).

Zaletami metody wapniowo-wapiennej są:
- prosta i niewielka liczba operacji,

- wysoka skuteczność odsiarczania (90-95%) i odpylania gazów, zwłaszcza z kotłów opalanych węglem, pod warunkiem starannej obsługi instalacji i sprawnego systemu samoczynnej regulacji

- dostępność sorbentu,

- umiarkowane nakłady inwestycyjne,
- akceptowalne koszty eksploatacji.
Podstawowe wady tej metody to:
- niski stopień wykorzystania reagenta (rzadko przekraczający 50%)

- wytrącanie się z roztworu związków wapnia i ich osadzanie na powierzchni elementów instalacji odsiarczającej,

- duża ilość odpadów składowania,

• produkty resztkowe w postaci oczyszczonych ścieków chlorkowych (2-3% CaCl₂) i osadu

Metoda dwualkaliczna polega na absorpcji SO₂ w roztworze alkalicznym

Zaletami metody dwualkalicznej są: łatwa eksploatacja, niewielki stosunek natężenia przepływu cieczy do natężenia przepływu gazów, realne możliwości wykorzystania szlamów poregeneracyjnych ze względu na prawie 100% zawartości czystego CaSO₄*2H₂O. DO wad tej metody : konieczność stałego uzupełniania strat absorbentu i związane z tym trudności z usuwaniem niedającego się zregenerować siarczanu sodowego; ograniczone, ale realne zagrożenie wytrącania osadów w skruberze i instalacji, spowodowane obecnością jonów wapnia w absorbencie, dość wysoki koszt instalacji w porównaniu z metodą wapieniowo- wapienną.

Metoda magnezytowa jest metodą regeneracyjną; polega na przemywaniu spalin zawiesiną tlenku magnezu, co prowadzi do powstania nierozpuszczalnych produktów. Następnie produkty te oddziela się, suszy i poddaje przeróbce, w wyniku której powstaje strumień dwutlenku siarki i odtwarza się absorbent.

Metoda magnezytowa ma następujące zalety:
- rozpuszczalność produktów absorpcji eliminująca zatykanie i zarastanie instalacji,

- brak odpadów z wyjątkiem popiołu i ścieków zawierających chlorki,

- możliwość regeneracji zużytego absorbenta,

- wysoka skuteczność odsiarczania- ok 95%.

Podstawowe wady tej metody to:
- duża energochłonność spowodowana koniecznością stosowania procesów regeneracji absorbenta przebiegających w wysokiej temp.,

- wymagana duża intensywność zraszania w skruberze,

• silna korozja i erozja w obiegu absorbenta.

Usuwanie tlenków azotu

Ograniczyć emisję można bezpośrednio w źródle ich powstawania bądź też przez oczyszczanie gazów odlotowych metodami redukcji, utleniania w fazie gazowej lub ciekłej z jednoczesną sorpcją w sorbentach lub na sorbentach stałych. Ograniczenie emisji NOx z procesów spalania związane jest z zapewnieniem właściwych parametrów procesu w relacji: czas - temperatura - skład gazu lub z koniecznością iniekcji do komory spalania substancji reagujących z powstającymi NOx.[1]

Usuwanie NOx z gazów odlotowych - amoniak jest czynnikiem redukującym NOx do N2 w obecności katalizatora tj: platyna, tlenki żelaza, wanadu, tytanu osadzonych na porowatych nośnikach.

W przypadku konieczności usuwania NOx z niewielkich strumieni gazów odlotowych są stosowane reduktory ciekłe takie jak: mocznik, tiomocznik i siarczyny, kwas mrówkowy. [1]

Wiele metod usuwania NOx z gazów opartych jest na ich utlenianiu lub ewentualnym zatężaniu NO₂ i jego absorpcji w wodzie, roztworach HNO₃ lub H₂SO₄ w solach lub zasadach.

Usuwanie fluoru i chloru

Usuwanie fluoru, chloru z gazów odlotowych opiera się głównie na procesie absorpcji z reakcją chemiczną w wodzie i w roztworach wodnych oraz na chemisorpcji na sorbentach stałych. Oczyszczanie gazów z F₂ prowadzi się przez absorpcję w 5-10% roztworze NaOH lub KOH, dla HF wymagany jest węglan sodu lub wapno, do Cl₂ stosuje się ciecze alkaliczne, dla HCl preferowana jest woda. Często stosuje się filtry jonitowe ziarniste i włókniste.

Usuwanie CO i węglowodorów

Emisja do atmosfery obejmuje wiele węglowodorów w wyniku niepełnego spalania paliw, lotności paliw, powstania podczas spalania, emisji z przemysłu rafineryjno-petrochemicznego, organicznego i przetwórczego. Emisje węglowodorów i CO, gdy odzysk tych substancji jest nieopłacalny, są neutralizowane przez spalanie bezpośrednie lub termiczne. Przy mniejszych stężeniach zanieczyszczeń jest stosowane spalanie katalityczne kombinowane z absorpcją, jeśli jest to konieczne dla usuwania powstających zanieczyszczeń kwaśnych. Przy małych stężeniach zanieczyszczeń są stosowane samodzielne metody absorpcji i adsorpcji, szczególnie, gdy emitowane substancje stanowią cenny produkt i są wysokotoksyczne.

10.Procesy oczyszczania gazów odlotowych z zanieczyszczeń gazowych.

Dyfuzja - Dyfuzja polega na samorzutnym mieszaniu się cząsteczek i atomów różnych substancji. Zachodzi ona pod wpływem ruchów cieplnych. Najszybciej zachodzi ona oczywiście w gazach. Już niewielka ilość silnie pachnącej (albo obrzydliwie cuchnącej) substancji daje się wyczuć nosem po niedługim czasie od zetknięcia z powietrzem. Po prostu cząsteczki owego zapachowego środka odrywają się od macierzystej  powierzchni i mieszają się z powietrzem. Dalej są one roznoszone we wszystkie strony, bo są chaotycznie popychane przez cząsteczki powietrza.

Przenoszenie cząsteczek gazowych, zwane przenoszeniem masy, wywołane jest różnicą stężeń w danym układzie w płynie nieruchomym odbywa się wskutek dyfuzji cząsteczkowej, natomiast w układzie przepływowym zachodzi w wyniku dyfuzji burzliwej szybkość przenoszenia masy jest proporcjonalna do różnicy stężeń - siły napędowej procesu wymiany masy do oczyszczania gazów z zanieczyszczeń gazowych wykorzystuje się prawie wszystkie.

Absorpcja polega na pochłanianiu zanieczyszczeń gazowych przez ciecz (absorbent)

stosowana jest wówczas, gdy stężenie zanieczyszczeń wynosi kilka procent, a w przypadku gazów rozcieńczonych, gdy są one łatwo rozpuszczalne w adsorbencie

absorbentami są woda, roztwory soli, kwasów, zasad o właściwościach utleniających lub redukujących proces absorpcji w roztworach połączony jest zwykle z reakcją chemiczną, wskutek czego zmniejsza się stężenie równowagowe usuwanego składnika nad cieczą absorpcja jest to dyfuzyjne przenoszenie cząsteczek gazu do cieczy wywołane gradientem stężenia w obu fazach.

zasadnicze etapy absorpcji:

• przenoszenie składnika do powierzchni cieczy

• rozpuszczenie w warstwie granicznej

• przenoszenie składnika zaadsorbowanego w głąb cieczy.

Spalanie termiczne, stosowane w celu neutralizacji zanieczyszczeń o małym stężeniu, wymaga doprowadzeni dodatkowego paliwa gazowego lub ciekłego, dlatego jest kosztowne.

Spalanie katalityczne jest bardziej ekonomiczne ze względu na mniejsze zapotrzebowanie energii.

Kondensacja jest metodą wydzielania z gazów odlotowych substancji o niskim ciśnieniu par w umiarkowanie podwyższonych temperaturach lub o wysokim ciśnieniu par, gdy nie jest wymagane. Bardzo dokładne oczyszczanie gazu, do stężeń kilku ppm. Jedna z najbardziej racjonalnych metod odzysku cennych substancji.

Metoda ta może być odpowiednia do usuwania węglowodorów i ich pochodnych o wysokich temperaturach wrzenia, gdy są one emitowane ze źródeł stacjonarnych bądź okresowych przy odpowiednio dużym stężeniu. Zastosowanie tej metody ogranicza konieczność wymrażania gazu w końcowym etapie oczyszczania.

Czynniki chłodzące - woda, powietrze, ciekły azot.

12.Sieć monitoringowa-to sieć obserwacyjno-pomiarowa uzyskująca m.in.dane o stopniu stężenia zanieczyszczeń na określonym obszarze.

Sieci obserwacyjno-pomiarowe zanieczyszczeń w środowisku są źródłem różnego rodzaju informacji. W zależności od celów, którym sieć pomiarowa ma służyć, można je podzielić na:

1. Sieci nadzoru ogólnego (jest organizowana na dużym terenie i jest to tzw. makroskala i stanowi podstawę monitoringu ogólnokrajowego,

2. Sieci pomiarowo- alarmowe (należą do sieci automatycznych) służą przede wszystkim do bieżącego określania stanu zanieczyszczenia powietrza na obszarach niskoprzemysłowych czy wód powierzchniowych wykorzystywanych, jako źródło wody pitnej,

3. Sieci weryfikacyjne (pomiarowe sieci weryfikacyjne są wykorzystywane do specjalnych celów, np. służą do oceny dokładności modeli rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń, tego rodzaju sieci są organizowane dla konkretnych badań naukowych,

System pomiarowy jest definiowany jako zbiór jednostek funkcjonalnych tworzących

całość organizacyjną, objętych wspólnym sterowaniem przeznaczony do realizacji

określonego celu metrologicznego.

System pomiarowy OPSIS

Wykorzystany jest do pomiaru stężeń gazów w powietrzu atmosferycznym i monitoringu zanieczyszczeń powietrza. System OPSIS działa w oparciu o technikę DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy), tj. Różnicową Optyczną Spektroskopię Absorpcyjną. Zasada działania telemetrycznego systemu pomiarowego OPSIS polega na wykorzystaniu prawa Lamberta - Beer'a. Prawo to określa wzajemny stosunek ilości pochłoniętego promieniowania świetlnego i liczby cząsteczek związków chemicznych znajdujących się w obrębie wiązki świetlnej.

System OPSIS może być stosowany do :

pomiaru tła w powietrzu :

a) w obszarze niezurbanizowanym -

b) w obszarze miejskim

c) w obszarze przemysłowym

-pomiaru stężenia zanieczyszczeń w aglomeracjach miejskich,

-pomiaru stężenia zanieczyszczeń w obszarach przemysłowych

pomiaru stężenia zanieczyszczeń komunikacyjnych,

-sieci alarmowych, wokół obiektów o dużym zagrożeniu dla środowiska ,

System pomiarowy DIAL

-LIDAR absorpcji różnicowej (ang. - DIAL - Differential Absorption Lidar). Jest on obecnie najbardziej rozpowszechniony. Idea pracy systemu polega na sondowaniu przestrzeni dwiema wiązkami laserowymi. Długość fali 1λ jednej z wiązek jest dostrojona do pasma absorpcji mierzonego gazu, natomiast długość drugiej fali 2λ jest nieznacznie przesunięta w stosunku do pasma absorpcji i stanowi wiązkę odniesienia.

13.

Metody automatyczne, wymagające wprawdzie samoczynnie działającego, często drogiego sprzętu pomocniczego, umożliwiają jednakże ciągłą rejestrację stężeń mierzonych substancji, pozwalając na uzyskanie informacji o poziomie stężenia analitu w czasie rzeczywistym lub jedynie z niewielkim opóźnieniem czasowym.

Metoda sedymentacyjna - polega na tym, że na określonej powierzchni osadza się w założonym okresie czasu pewna ilość próbki (przelicza się na jednostkę powierzchni i czasu); jest poza pomiarem zapylenia niezbyt wykorzystywana.

Metoda izolacyjna - polega na poborze próbek gazowych do specjalnych naczyń lub pojemników: pipety gazowe - na ogół szklane, ampułki- na ogół szklane, worki - gumowe, Z tworzyw sztucznych. Sposób poboru próbek zależy od tego czy pobieramy próbkę gazową z miejsca, w którym panuje ciśnienie atmosferyczne czy z miejsca, w którym panuje ciśnienie wyższe od atmosferycznego.

metoda pośrednia pobierania próbek polega na pobraniu próbki o dowolnej objętości do próbnika (np. aspiratora, pipety itp.), z którego następnie pobiera się gaz do analizy.

Metoda aspiracyjna -jest to najwygodniejsza metoda; Stosuje się ją w razie małego stężenia zanieczyszczeń w miejscach poboru. Zasadą tej metody jest przepuszczanie znanej objętości badanego powietrza przez odpowiednio dobrane ciekłe lub stałe substancje pochłaniające zwane sorbentami.

Stosuje się dwa rodzaje aspiratorów:

- aspiratory ssące

- aspiratory tłoczące

metoda bezpośrednia pobierania próbek polega na wydzieleniu z głównego strumienia gazu pomniejszonego strumienia i skierowaniu go do bezpośrednich badań przy równoczesnym pomiarze jego objętości. Technika ta nie wymaga uprzedniego rozkładu próbki, dzięki czemu można uniknąć strat analitów oraz zanieczyszczenia próbki.

---