Архипова Е. В., Алексеева Н. В.

ФБГОУ ВПО « Тамбовский Государственный Технологический Университет», г. Тамбов

Проблемы загрязнения окружающей среды азотистыми соединениями

Одной из наиболее развивающихся отраслей в наше время является химическая промышленность. Это крупнейший потребитель энергии, вопросы экономии топливно – энергетических ресурсов в химической и других отраслях промышленности имеют большое значение для сохранения топливно – энергетического и экономического балансов. За последние годы увеличилось производство минеральных удобрений, а также пластмасс, химических волокон, красителей, продуктов органического синтеза и т. д. Вместе с этим выросли вопросы об утилизации промышленных отходов и вредных примесей, получаемых в результате производства. Для решения проблемы топливно – энергетических ресурсов, экономики, утилизации биологических и органических отходов и вредных примесей на производстве применяют новые технологии, которые предусматривают: выбор оптимального вида сырья для производства; выбор той или иной технологии проведения подготовки сырья, проведения процесса и выбор одного или нескольких методов переработки, хранения и утилизации промышленных отходов, которые проходят без загрязнения окружающей среды. Проблема экономики очень сказывается на процессах химической промышленности. Из-за устаревшей техники возрастает процент аварий с выбросами вредных и ядовитых веществ, а так же отходов, которые уже накопились и хранятся на заводах и предприятиях. Поэтому вложения в модернизацию промышленности напрямую связаны с улучшением экологической ситуации в отрасли.Существует несколько источников загрязнения окружающей среды аммиаком.

Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды: работа металлургических предприятий, теплоэлектростанций, химических предприятий, которые выбрасывают в атмосферу окислы азота, аммиак, сероводород, бензол, толуол, фториды, и т.д. В результате происходят химические, физико – химические реакции между загрязняющими веществами, которые приводят к отравлениям, изменению климата. Основным источником пирогенного загрязнения на планете являются тепловые электростанции, металлургические и химические предприятия, котельные установки. Главной проблемой химической отрасли является проблема неорганизованных выбросов, утечки летучих соединений.

На втором месте по опасности загрязнения окружающей среды стоят нефтеперерабатывающие и нефтехимические заводы, предприятия органического синтеза и коксохимические: они являются главными источниками загрязнения сточных вод. В стоках в результате исследований обнаружены смолы, фенолы, альдегиды, аммиак. Опасность заключается в уменьшении нахождения кислорода в воде за счет окислительных процессов. Большое количество сбросов отрасли не отвечает принятым экологическим нормативам. Предприятий, которые имеют современные очистные сооружения, полностью обеспечивающие очистку сточных вод, очень мало.

Так как уровень утилизации отходов очень низок, страны имеющие выход к морю устраивают захоронения, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов на большой глубине. Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40% органическихвеществ; 0,56% азота; 0,44% фосфора; 0,155% цинка и других вещества. Во время сброса прохождение материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышается мутность воды. Наличие органических веществ часто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не редко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода, аммиака. В природной воде аммиак образуется при разложении азотсодержащих органических веществ. Хорошо растворим в воде с образованием гидроксида аммония. Содержание ионов аммония в природных водах варьирует в интервале от 10 до 200 мкг/дм³ в пересчете на азот. Присутствие в незагрязненных поверхностных водах ионов аммония связано главным образом с процессами биохимической деградации белковых веществ, дезаминирования аминокислот, разложения мочевины под действием уреазы. Основными источниками поступления ионов аммония в водные объекты являются животноводческие фермы, хозяйственно-бытовые сточные воды, поверхностный сток с сельхозугодий в случае использования аммонийных удобрений, а также сточные воды предприятий пищевой, коксохимической, лесохимической и химической промышленности. В стоках промышленных предприятий содержится до 1 мг/дм³ аммония, в бытовых стоках — 2-7 мг/дм³; с хозяйственно-бытовыми сточными водами в канализационные воды поступает до 10 г. аммонийного азота. За счет неправильного и частого использования азотсодержащих удобрений происходит загрязнение почвы и водоемов, в результате чего они становятся непригодны для использования. Большое количество выбросов аммиака происходит в результате крупных аварий. Перед учеными и экологами страны стоит задача разработки новых методик и технологий для более глубокой и тщательной очистки отходов предприятий от вредных примесей и загрязняющих веществ. Разрабатываются новые современные фильтры, адсорбционные аппараты, а также происходит разработка новых сорбентов, для поглощения аммиака и вредных примесей.

В каждой ситуации используется определенный адсорбент. Газовые угли предназначены для улавливания относительно плохо сорбирующихся компонентов или паров, присутствующих в газах в небольших концентрациях. Рекуперационные угли являются специальным сортом углей, относящихся к газовым, которые применяются для улавливания и возвращения в процесс химического синтеза паров органических летучих растворителей [4]. С успехом АГ-5 используется в процессах извлечения компонентов из газовых и жидких сред. Гранулированный активный уголь марки АГ-ОВ предназначен для очистки питьевой воды и промышленных стоков от органических, хлорорганических соединений и др. Все зависит от выброса вредных примесей вместе с выбросом аммиака, а также от условий адсорбции (температуры, давления, сопротивления и фракции адсорбентов). Например, если происходит одновременно очистка от аммиака и сероводорода, паров ртути, используют активный уголь АГ-3 [2], если необходимо вместе с аммиаком удалить бензол, метанол, ацетон – активный рекуперационный уголь АР-8. Используют цеолиты для удаления аммиака и извлеченя ионов Cu, Pb, Zn, Cd, Ba, Co, Ag и других металлов, очищения природных газов [3].

Список используемых источников

1. Кобзарь И.Г, Процессы и аппараты защиты окружающей среды: сборник практических работ по дисциплине «Процессы и аппараты защиты окружающей среды» / сост. И.Д.Кобзарь, В.В. Козлова.- Ульяновск: У л ГТУ, 2007. - 27с.

2. Патент №2139137 РФ, классы МПК B01J20/20, C01B31/16, A62B23/00. Адсорбент для средств защиты органов дыхания. Заявитель – патентообладатель - Закрытое акционерное общество "Сорбент-Центр Внедрение" - № 98116397/12; заявл. - 25.08.1998, опубл. – 10.10.1999

3. Веселовская Ж.В., Композитные сорбенты аммиака типа «соль в пористой матрице» // Мат-лы III Всероссийской Конференции молодых ученых "Фундаментальные проблемы новых технологий в третьем тысячелетии" (3-6 Марта 2006, Томск) - Томск, 2006

4. Кинле Х., Бадер Э. Активные угли и их промышленное применение. Л.: Химия, 1984. 216 с.