Визначення вмісту оксидів нітрогену в повітрі робочої зони

Лабораторна робота № 11.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Які враховуються технологічні операції для відбору проб на підприємствах?

2. Що таке ГДВ, ГДВм.р. та ГДВм?

3. Назвіть причини випадання „кислих” дощів.

4. Який вплив оказує забруднене повітря на живі організми?

5. Як відбувається колообіг сульфуру.

6. Як впливає забруднене повітря на вапняк та ґрунт?

Мета роботи – навчитися визначати вміст оксидів нітрогену в повітрі робочої зони з використанням універсального газоаналізатора УГ – 2.

ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА

Незважаючи на значну концентрацію азоту в атмосфері, 70% його використання можливе у вигляді певних хімічних сполук. Фіксація нітрогену відбувається в процесі вулканічної діяльності, під час грозових розрядів в атмосфері, під час згоряння метеоритів. Однак вагоміше значення у процесі фіксації нітрогену належить мікроорганізмам, які існують на корінні, листі, у певних бульбах (рис. 6).

Рис. 6. Колообіг нітрогену

Сполуки амонію, нітрати та нітрити надходять до організмів рослин, де за їх допомогою будуються органічні речовини (амінокислоти, білки). У разі поїдання рослин ці сполуки потрапляють в організм консументів, де вони знову перетворюються.

Потрапляючи у ґрунт з продуктами обміну речовин та залишками рослин і тварин, органічні речовини розкладаються до мінеральних; при цьому бактерії переводять нітроген органічних речовин у солі амонію. Частина нітрогеновмісних сполук виноситься річками, а з ним – у моря. У морській воді нітроген міститься у формі солей амонію, нітритів, нітратів. Крім того, у морську воду нітроген надходить за рахунок випадання аміаку з атмосфери.

Для колообігу нітрогену необхідний мікроелемент молібден, який входить до складу системи нітрогенфіксуючих сполук. За певних умов молібден є лімітуючим чинником. Фіксувати нітроген здатні деякі види мікроорганізмів, вільноживучі аеробні бактерії роду Azotobacter та анаеробні види роду Clostridium, бульбочкові бактерії бобових рослин Rhizobium, синьо-зелені водорості. Нітроген фіксують також пурпурні та зелені фотосинтезуючі бактерії, різні ґрунтові бактерії. Щороку цим шляхом на Землю переноситься близько 17,5*10¹⁰ кг нітрогену. Один квадратний метр поля, яке засіяне бобовими (наприклад, соєю), забезпечує фіксацію 10 - 30 г нітрогену на рік. Урівноваженість процесу колообігу нітрогену порушується втручанням у нього людини. Промисловість споживає таку кількість нітрогену, яку фіксували живі організми до введення сучасної агротехніки. Сьогодні світова промисловість дає до 2000 млн т фіксованого нітрогену. До цього додамо розширені посіви бобових. Тому процеси потрапляння нітрогену до ґрунту не врівноважуються процесами денітрифікації (надходження вільного азоту до атмосфери), які здійснюються ґрунтовими анаеробними бактеріями – денітрифікаторами (наприклад, представниками роду Pseudomonas):

5(CH₂O) + 4NO₃ ^- +4H⁺ → 2N₂ + 5CO₂ + 7H₂O

де (CH₂O) означає органічні речовини. Ця реакція денітрифікації показує, як молекулярний азот повертається до атмосфери.

Таблиця 11. Характеристика вторинних компонентів тропосфери

Компонент	Основні джерела забруднення середовища	Концентрація *
Оксид карбону (ІV) CO2	Розклад органічної речовини, випарки океанів, спалення палива	320 у всій тропосфері
Оксид карбону (ІІ) СО	Розклад органічної речовини, промислові процеси, спалення палива	0,05 у незабрудненому повітрі, 1-50 у містах
Оксид нітрогену (ІІ) NO	Електричні розряди, робота двигунів внутрішнього згоряння, спалення органічної речовини	0,01 у незабрудненому повітрі, 0,2 у промислових містах
Оксид сульфуру (IV) SO2	Вулканічні гази, лісові пожежі, діяльність бактерій, спалення палива, виплавка металів із руд та інші промислові процеси	0,001 у незабрудненому повітрі, 0,1-2,0 у повітрі великих міст
Озон О3	Електричні розряди, дифузія зі стратосфери, фотохімічний смог	0,01 у незабрудненому повітрі, 0,5 у повітрі промислових міст
Метан СН4	Розклад органічної речовини, розведення великої рогатої худоби, втрата природного газу	1-2 у всій тропосфері
Вуглеводні СхНу	Автомобільні вихлопи, спалення органічної речовини, втрата природного газу	3 у повітрі промислових міст

* Мільйона частка – одна молекула компонента, яка припадає в середньому на мільйон молекул газової суміші, або це приблизно концентрація 0,001г/кг.

У результаті неврівноваженості процесів нітрифікації та денітрифікації концентрація нітрогенвмісних сполук у ґрунтах зростає, що є однією з причин „цвітіння” води річок, водосховищ, ставків, озер. Для підтримання рівноваги в колообігу нітрогену необхідний штучний розвиток процесів повернення вільного азоту до атмосфери.

Загальний рівень техногенного забруднення атмосфери досягає близько 1 млрд т аерозолів і газових викидів і 300-500 млн т пилу. Ця кількість поки що становить невелику частину всієї маси атмосфери. Але інтенсивність забруднення зростає, а основна маса забруднювачів зосереджена в нижніх шарах атмосфери, концентруючись у районах нагромадження промисловості та транспорту.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА

Дата добавления: 2014-10-23