第一篇:大气论文
目前世界森林正以惊人的速度不断减少,特别是热带森林,当前是以每分钟10-16的的速度丧失,本来最初世界森林面积是 76 亿公顷,19世纪减少55亿公顷,本世纪中叶减为38亿公顷,而到了70年代仅有28亿公顷。在人类文明史以前,世界的森林覆盖率2/3左右,而目前只有 1 / 3。
由于森林的大量砍伐,加上农业中有大量有机物的土壤的被破坏,以及潮湿土壤的减少,从而加速了腐殖质的分解,使之变成CO2、水和热,生物群中的碳储量的明显减少,释放出来的CO2便进入大气碳库之中,据估计这种释放量每年达9*108立方吨之多。从1850年以来的100多年,地球大气中 CO2的含量已由290ppm增加到330ppm,总增加量的 l / 4 似乎是最近10年造成的,这是一方面。
60年代以来由于工业的畸形发展,厂矿日益增多,“三废”造成的环境污染日趋严重。目前世界每年排入大气的有毒气体达6.14亿吨。根据今年 3 月 2 日国务院环境保护领导小组办公室主任李超伯在答记者问时指出,全国每年排入大气的烟尘量约为 1000 多万吨,排入大气的SO2估计在1500 万吨以上。
要知道,每燃烧一吨煤排出的污染物质中SO2 占60公斤, NO2 占3-9公斤, CO2占2公斤, 灰尘占9-11公斤,而每一公斤煤的燃烧当中便可产生苯荆蓖6-11万微克,又人们每吸100 支香烟中便可产生1-4.4微克三、四苯荆蓖[4]。所有以上提及的污染物质中都是有毒的。当中SO2 能使人造成呼吸道内径曲窄,呼吸道阻力加大,CO2影响到血液输送O2 的功能,NO2能引起危性哮喘病,烟尘是造成矽肺肺炎等肺病的主因,三、四苯荆蓖是引起强烈导致肺癌的物质。正因为是这样,一方面大气中有毒气体种类愈来愈多,浓度也愈来愈大;另一方面已如上述,目前世界森林又愈砍愈少,森林覆盖率愈来愈低,以致大气里对污染气体的自净能力,由于森林的锐减而愈来愈弱,二者差距愈来愈大,造成大气里有毒气体过分富集而无法保持平衡,严重地威胁着人类的身心健康。
要知道,要是地球上没有森林和其他绿色植物不断地吸收CO2 放出O2气来米谁持平衡,人类早就不能生存。估计地球上的森林每年为人类吸收处理掉CO2近千亿吨,空气中近60%的O2都来自森林植被。据测定每公顷阔叶林在生长季节里能放出700公斤的O2而吸收近一吨的CO2。而它每小时吸收的CO2就相当于200人同一时间所排CO2的总和。每公顷针叶林(柳杉)每天能吸收近60公斤的CO2,每个成年人每天的需CO2量大致为0.75公斤,排出0.4公斤的CO2,一亩森林通过光合作用能“产生”48.7公斤的O2“回收66.7公斤的CO2。而一公顷森林便能满足973人的O2量。所以,如果每个人佣有140平方米森林便可保持大气含量的稳定平衡[6]。正是由于森林这个”绿色工厂“保持CO2。与O2的平衡,才使得人类不断地获得新鲜空气的补充。不仅如此,由于许多林木树种的叶比较粗糙,又有折皱,有的具有绒毛,有的具有蜡质,有的还能分泌粘液,所以森林不仅能驱散、拦阻,而且还能吸收和转化有毒物质的能力。具有关资料介绍每公顷森林每年可从大气中吸收350吨污染物质,有的树种还能吸收空气中的致癌物质,苏联研究材料证明,每年每公顷云杉可阻挡灰尘32吨,松林36.4吨,水青岗68吨;日本资料介绍槭树和橡树混交林每年每公顷可吸尘68吨,沈阳林科所研究观查在铅污染较重的地区,,一公斤青杨干叶,可吸收铅尘 616 毫克,一公斤桑树干叶可吸收铅尘 526.9毫克[6],这就是为什么有些人进城,总觉得城里乌烟瘴气空气恶浊,很不舒服,回到郊区(例如北碚)就觉得好多了,这是由于北碚郊区周围树木较多,工厂车辆较少,污染不象城里那么严重,因而大气里的气体含量不断为林木所粗驱散拦阻与吸收,不致过于富集而容易维持平衡关系。由此看来,正是由于吸收CO2和其它有毒气体的森林植被的日益减少,大气中的CO2和其它有毒气体的日益增多,才会使自然界的生态不平衡了。参考资料:《生态平衡的核心是什么》--西南农学院 杜作洪
第二篇:大气环境保护论文
关于大气污染和保护的论文(赵颖慧,制药101,2010013036)
摘要:工业革命以来,特别是20世纪以来,许多国家相继走上了以工业化为主的发展道路。在人类创造前所未有的物质财富的同时,环境问题也一直呈现着地域上扩张和程度上恶化的趋势。环境问题已逐渐成为全球性的问题。而对中国——一个发展中国家而言,回首二十世纪,我国经济获得了长足的发展,生产力水平大大提高。但是,传统模式下的生产力的提高在驱动经济增长和伟企业带来利润的同时,却使我们的地球家园变得千疮百孔,不堪重负。关键词:大气污染 污染源 治理途径
所谓大气污染是指人类生产、生活活动或自然界向大气排出各种污染物,其含量超过环境承载能力,使大气质量发生恶化,使人们的工作、生活、健康、设备财产以及生态环境等遭受恶劣影响和破坏。污染源可分为天然污染源和人为污染源。天然污染源是指自然界向大气排放污染物的地点或地区,如排放灰尘、二氧化硫、硫化氢等污染物的活火山、自然逸出的瓦斯气,以及发生森林火灾、地震等自然灾害的地方。人为污染源则又可按不同的方法分类:按污染源空间分布方式可分为点污染源、面污染源、区域性污染源;按人们的社会活动功能可分为生活污染源、工业污染源、交通污染源等;按污染源存在的形式可分为固定污染源和移动污染源。
一、我国大气污染现状
人类需要呼吸新鲜空气来维持生命,每天空气都会成千上万次地有规则地通过我们的鼻腔进出我们的肺。而洁净的空气对于生命来说比任何物质都重要,人在5周内不吃饭,5天内不饮水尚能生存,而空气仅断绝5分钟就会死亡。可见空气是人类和其他一切生命有机体一刻也不可缺少的生存条件。然而现在的我们却对空气多了一份恐惧,那污染严重的“毒气”时不时的让我们担忧:是否会有可怕的化学物质通过呼吸进入我们的体内,日积月累,给我们带来难以预料的后果。
也许你会说这是杞人忧天,但数据明确地向我们指明了现实。《2000年中国环境状况公报》指出:中国城市空气状况与前几年相比有所好转,但整体的污染水平仍较严重。在受到监测的338个城市中,大气环境质量符合国家一级标准的城市不到3%,空气污染指数高于三级的城市占到了63.5%,其中有112个城市的平均污染指数达到了四级,属重度污染。目前严重影响中国城市空气质量的污染物为悬浮颗粒物(TSP)或称为可吸入颗粒物(PM10,即直径在10微米以内的悬浮颗粒物)。由于可吸入颗粒物上常常附着有害的重金属、酸性氧化物、有机污染物、细菌和病毒等,它们被人尤其是儿童吸入后,对健康的危害很大。而在全球的大气监测中,参与的北京、上海、西安、沈阳、广州五个城市,在全球污染最严重的城市中,名列前10位,而这五个城市还不是全国最差的。
从上述的数据我们可得知中国大气污染现状有多恶劣。而何为大气污染呢?大气污染是指污染物进入大气层之后,空气除了正常成分外,又增加了新的成分,致使大气在成分、气味、颜色和性质等方面发生变化,从而危害生物的生存和人类的生活环境,影响人体健康,给正常的工农业生产带来不良后果的大气状况。1930年比利时发生的马斯河谷事件,20世纪40年代初期美国洛杉矶发生的光化学烟雾事件都属于因大气污染而造成的公害事件。大气中的污染物不计其数,只算已对人类产生危害,或已引起人们注意的大致就有百余种。其中影响范围广,已对人类形成威胁的有粉尘、飘尘、SO2、CO、NO2、碳氢化合物(HC)、H2S、NH3等,所以这些污染物都是危害人体健康的潜在因素。据不完全统计,目前全世界每年排入大气中的污染物质量总计达10.7亿多吨,其中粉尘、SO2、CO所占比重较大。试想一下,每人每日将多少污染物在不知情的情况下吸入了肺中。
二、大气污染物及来源
排入大气中的污染物,从产生来源来看,可分为自然污染源和人为污染物。而大气污染物主要来源于后者,人类的生产和生活活动所造成的。人为的污染源主要有五种:
1、工业污染源,由火力发电、金属冶炼、玻璃与食品加工等生
过程和燃料燃烧过程中所排放的煤烟、粉尘及废气等造成的大气污染。1948年,在美国发生了“多诺拉事件”就属于此等案例。多诺拉位于孟农加希拉河流经的马蹄形河谷中,两岸耸立着百米高的山丘。在盆地中,建有大型冶炼厂、硫酸石和炼锌厂。10月27-31日,多诺拉市被强逆温层控制,多种污染物混合累积在逆温层下,几天内有6000人住院,20人死亡。
2、交通及运输污染源,由汽车、火车、飞机、运载火箭等交通
工具在行驶过程中排放尾气所造成的大气污染,如1952年的“英国伦敦烟雾事件”。
3、生活污染源,人们由于生活上烧饭、取暖等的需要,燃烧燃料向大气中排放煤烟及垃圾焚烧等所造的大气污染。这种现象现在更多的存在于山区。
4、农业污染源,农业大量使用化肥、农药及农田产生的甲烷气体,通过挥发而进入大气中,可污染大气、降水成分。
5、军事或科学实验污染源,核试验、原子弹爆炸、航天器的废弃物及毁坏后的碎片垃圾等,可造成大气层的严重污染危害。此等污染一旦形成,危害极难清除,对人体健康侵害极其严重。
三、产生大气污染的原因
1、环境意识薄弱.对可持续发展战略认识不足。长期以来一些部门和一些地区他们只考虑近期的、局部的经济发展需要,在制订一些综合的经济政策、产业政策以及城市建设发展规划中缺乏对保护大气环境的考虑,往往以牺牲环境为代价换取经济的快速发展,形成了盲目扩大生产规模、乱铺摊子、重复建设、技术装备水平低、能源资源浪费大、乡镇企业无序发展、劣质煤炭流通失控等状况。这造成的环境危害和损失是难以挽回的。
2、大气污染防治的资金投入不足。目前,全国污染治理和用于污染防治有关的城市基础设施建设投资,只占国民生产总值的0.7%,这与我国环境污染严重、历史欠账太多和经济快速发展对环保投资的需求相比,严重不足。
3、执法不严,监督管理力度不够。尽管我国大气污染防治法规标准建设取得很大进展,但有法不依,执法不严,违法不究的现象仍然十分严重。
4、缺乏实用的治理技术。我国在大气污染治理技术和设备的研制、开发、推广和使用方面,虽然做了不少工作,但与大气污染控制的需求差距还较大,资金、人力的投入以及实用技术商品化的程度远不如发达国家。比较薄弱的领域是洁净煤技术;冶金、化工、建材等行业的工业窑炉和生产设施排放污染的治理技术;机动车机内净化技术等。实用技术的缺乏直接影响了大气污染治理的进程和效果。
5、燃料燃烧;工业生产过程:交通运输等。各种工业生产过程中产生的大气污染排放量虽仅占大气污染总排放量的1/5左右。但由于排放点比较集中。浓度较高,所以对工矿区或局部的大气污染较为严重。在一些城市,天然气在居民的生活中还没有普及,煤仍然是人们的首选燃料。而在燃煤市场上,高硫煤仍占主导地位。由于经济条件的限制,人们不可能放弃廉价的高硫煤而去购买环保型的低硫煤;这就造成SO2的大量排放。
6、交通运输。近些年来,交通运输发展迅速。特别是近年来,私人轿车的数量急剧增多。但是,交通运输的发展带来了严重的环境问题。汽车的尾气中含有大量的CO,对人体的危害极大,特别是一些柴油大货车和冒烟车辆。排放的尾气中夹杂着大量的可吸入颗粒物,是导致疾病的重要因素。
7、市政建设。城市马路普遍存在道路斜坡问题,即马路两侧的人行板道明显高于路面而且与路面垂直,呈“凹”字型。致使马路上的灰尘不能吹走,而且越积越多,这也是引发扬尘天气的直接原因。
8、工业布局。工矿企业的分散性使城区的大气污染受到不同程度的影响。
9、绿化。一些新兴的工业城市,绿化还没有跟上工业发展的步伐。只有政府、一些企事业单位,机关团体内部绿化已基本达标,而整个城区的绿化却远远达不到要求。
四、大气污染的综合防治
1、防治大气污染的途径
大气污染不仅对人体健康有害,更严重的是大气成分、比重的改变已引起了全球气候的变化,造成了全球性的危害。在这样的形势下,采取措施改善大气状况,走可持续发展道路已成为必然。为了保护和改善大气,为人民创造一个清新、优美的生活和工作环境,我们必须对大气污染采取有效措施:
(1)统筹规划,合理布局
搞好规划布局,特别是工业布局,对一个城市的大气状况十分重要。在布局工业时,应将工业生产均衡分布,不要集中在局部或少数大城市。如此单位面积上排放的污染物少,易于自然净化。另外,厂址的选择也应与该厂的性质相符,如生产有害气体的工厂应布局在居住区的下风向。
(2)改进燃烧方式,改进燃料结构
我国的能源结构不合理,从目前状况看,煤炭在我国一次能源构成中占70%以上,成为我国主要的能源。我国工业燃料动力的80%依靠煤炭,而全国总体每年用于直接燃烧的煤炭占总煤耗的84%。其不高的利用率使得我国的大气污染更加严重。因此,我们应改善我国的能源结构,加大天然气、石油的比重,发展新能源。与此同时,也可以实施一些具体措施,如区域供热,实现煤气化„„
(3)提高人们的环保意识,植树造林,绿化环境
绿色植物可以使大气中的氧气不断得到更新,以此调节空气成分,净化大气。大批植树造林,充分利用森林及绿色植被对温室效应的调节作用。扩大生物链中的碳量,使大量碳不能转化为CO2进人大气中;适应气候变化,培育出适宜气候变化的农作物新品种等等,种种措施都能减缓温室气体对环境的影响。
(4)调整能源战略,采用清洁能源。
大力开发水利资源,有步骤地发展核能,努力利用太阳能、风能、海洋能等清洁能源。我国水能资源仅开发5%,还有95%待开发,大力开发利用水利资源是调整我国能源战略、改变能源结构的首要任务。
2、对大气环境质量进行监测
大气中的有害物质是多种多样的,不同地区污染类型和排放污染物种类不尽相同,因此,在进行大气质量评价时。应根据各地的实际情况确定需要检测的大气环境指标。大气中常见的污染物有总悬浮颗粒物、降尘、可吸入颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、总烃、铅、氟化物、臭氧和苯并芘。颗粒物质的测定:颗粒物质是大气污染物中数量最大、成分复杂、性质多样、危害较大的一种,它本身可以是有毒物质,还可以是其他有毒有害物质在大气中的运载体、催化剂或反应床。在某些情况下,颗粒物质与所吸附的气态或蒸汽态物质结合,会产生比单个组分更大的协同毒性作用。所以,对颗粒物质的研究是控制大气污染的一个重要内容。大气中颗粒物质的检测项目有:总悬浮颗粒物的测定、可吸入颗粒物浓度及粒度分布的测定、降尘量的测定、颗粒中化学组分的测定。其中。颗粒物浓度的测定最常用的是重量法。二氧化硫的测定:大气中的含硫污染物主要有H2S、SO2、SO3、CS2、H2SO4和各种硫酸盐。它们主要来源于煤和石油燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼、硫酸等化工产品生产排放的废气。作为大气污染的主要指标之一,二氧化硫在各种大气污染物中分布最广、影响最大,因此,在硫氧化物的检测中常常以二氧化硫为代表。大气中氮氧化物的测定可分为化学法和仪器法两类。化学法中最常用的是Saltzman法(GB/T15435-95)、酸性高锰酸钾溶液氧化法、三氧化铬-石英砂氧化法。其中Saltzman法仅适于测二氧化氮的含量,酸性高锰酸钾溶液氧化法和三氧化 铬-石英砂氧化法可以检测大气中氮氧化物总量。
3、综合整治
大气污染综合整治规划是根据城市大气质量现状与发展趋势进行功能区划并按拟定的环境目标计算各功能区最大允许排放量和削减量,从而制定污染治理方案。大气污染的治理应根据城市的能源结构与交通状况确定首要污染物即浓度高、范围广、危害大的污染物。便于治理时有的放矢、对症下药。当前我国大部分城市的大气污染主要是由采用落后燃烧方式燃煤和汽车尾气引起,由此而来的首要污染物是二氧化硫和总悬浮颗粒,因此规划的远景目标应该是改进落后的燃煤方式,提高燃烧效率,尽量使用气体燃料、型煤、太阳能、地热等无污染或少污染的能源,实行区域集中供热、消灭千家万户的小烟囱,提高道路硬化率,通过强化污染源治理和提高污染控制技术等手段创建无烟控制区。调整工业布局,根据大气自净规律科学便理的利用大气环境容量;强化污染源的治理,降低污染物的排放量;通过技术和行政的手段减少汽车尾气的污染;提高城市绿化率、选择抗污染性好的树种,大力发展植物净化。
4、利用气象条件防治大气污染
在污染源变化相对稳定的情况下,大气污染状况主要取决于气象条件。污染物在大气中的稀释和扩散受气象条件的支配非常明显,因此,利用气象条件来制约污染源是防治大气污染现实而又有效的途径,而污染气象条件预报则是其中的关键。气象部门在防治城市大气污染方面。不仅仅只限于提供大气污染预报,还可以为政府规划部门搞好城市建设的合理布局和城市环境规划提供科学依据。雾是加重大气污染的重要气象条件之一,而降水可以冲刷大气中的污染物。所以气象部门可以通过人工增雨、增雪、消雾等技术来净化大气、消除污染。结语: 结语:我国目前人均耗能水平还很低,仅为世界人均的l/4,能源消耗量也将呈现大幅度上升趋势。在近期内,我国的能源结构仍将以煤为主,煤炭消耗量的增加将加重我国城市大气污染程度,而大幅度提高治理城市大气污染的投资困难较大。因此,我国大气环境质量发展趋势不容乐观。根据我国多年环境保护工作的经验,在工业污染源或固定源的污染未得到根本控制之前,我国城市大气污染治理还必须以命令控制型和法律、法规手段为主;随着我国市场经济的建立和完善,环境经济手段无疑是我国环境政策的发展方向。参考文献:
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化工学院 制药101 赵颖慧 2010013036
第三篇:大气腐蚀与防护论文
大气腐蚀与防护
摘要:金属材料是我们生产生活中运用最广泛的材料,它有着强度大,硬度高等优点,在实际应用过程中,人们逐渐发现金属材料容易被大气腐蚀,每年因为大气腐蚀人们要承受巨大经济损失,本文主要探究大气腐蚀的原理和原因,以及主要的防护措施。
关键字:金属材料,大气腐蚀,原因,防护措施。
前言:据统计,材料的大气腐蚀所造成的损失占全部腐蚀的一半以上,因此,材料的大气腐蚀与防护对策的研究在本世纪处成为一个重要的研究对象。美国试验与材料学会(ASTM)自1916年开始大气腐蚀研究,并进行大量的大气腐蚀数据积累,近年来的大气腐蚀试验研究项目主要集中在工程材料户外长期腐蚀暴露试验,我国材料环境腐蚀试验自1982年开始国产常用材料大气,海水,土壤环境长期系统的腐蚀试验研究,至今也取得了大量有价值的研究成果。那么究竟为甚么大气会腐蚀金属呢?其原理是怎么样的呢?
一、大气腐蚀的原理
金属腐蚀,是指金属材料与周围环境发生化学、电化学和物理等作用而引起的变质和破坏。大气腐蚀是金属腐蚀中最普遍的一种,在一定的相对湿度下,大气中的水气在金属表面上凝聚或吸附成水膜是造成金属大气腐蚀的主要原因之一。由于在大气环境中,金属表面存在着一层饱和了氧的电解液膜,所以在合适的湿环境中 大气腐蚀阴极过程优先以氧的去极化过程进行。
金属材料的大气腐蚀过程所涉及的体系是一个复杂的多相系统。影响大气腐蚀的因素复杂众多, 主要取决于金属材料种类及其表面状态,环境湿度,温度等气候条件的影响,以及大气中污染物质的影响。人们通过研究发现大气腐蚀与微滴的出现有着密切联系。微液滴现象是一种新发现的实验现象!当易被腐蚀的金属表面上预先形成有腐蚀性主液滴时!在合适的条件下!主液滴的周围有更小的微液滴出现并不断扩展“ 微液滴的形成和扩展遵循一定的规律!并与大气腐蚀起始过程密切相关” 电化学极化结果显示!大气腐蚀过程中的腐蚀电流是微液滴形成和发展的推动力" 当大量的微液滴出现,诱导期的长短取决于由材料,主液滴及环境气氛所组成体系腐蚀性的强弱。体系的腐蚀性越强,腐蚀发生得越快,微液滴出现的诱导期越短。我们通过对微液滴的形成和扩展来探究大气腐蚀的影响因素。影响微液滴形成和扩展的因素 1.环境气氛
由前可知,微液滴现象与大气的腐蚀过程密切相关。而大气腐蚀过程是一种在饱和了氧的液膜下所发生的电化学腐蚀过程,其阴极过程优先以氧的去极化反应进行。因此气氛中有无氧化性气体必将影响微液滴的形成与扩展。实验结果表明: 当实验箱中的空气被惰性气体替代时,不管金属材料的耐腐蚀性好还是不好,也不管预先形成的主液滴是否具有腐蚀性,微液滴均不能形成,即微液滴的形成是以腐蚀过程的发生为前提。因此,在合适的条件下只要有腐蚀过程发生就能出现微液滴现象,这是微液滴现象与大气腐蚀过程密切相关论断的直接证据之一。
2.相对湿度
由于大气腐蚀是一种薄电解液膜下的电化学反应,空气中的水气分子在金属表面凝聚而生成水膜和空气中氧气通过水膜进入金属表面是发生大气腐蚀的基本条件。作为与大气腐蚀过程密切相关的微液滴现象肯定要受大气中的相对湿度的影响。
3.环境温度
材料所处的环境温度及其变化是影响大气腐蚀的又一重要因素。因为它能影响金属表面水蒸气的凝聚 水膜中各种腐蚀气体和盐类的溶解度,水膜电阻以及腐蚀电池中阴极和阳极过程的反应速度。当大气中的相对湿度超过临界值时,温度的影响更为明显。在微液滴的形成和扩展过程中,温度同样起着很重要的作用。在一定的相对湿度下,温度越高,气相中水分子密度越大,越有利于水蒸气的吸附和凝聚,微液滴也更容易形成和扩展。结论
微液滴的出现是一种与大气腐蚀密切相关的实验现象,其形成与扩展与环境气氛、相对湿度、温度及主液滴的浓度等环境参数密切相关。同时,微液滴的形成和扩展与主液滴的表面扩散有关。对于腐蚀性体系,由于主液滴中央与边缘之间的电势差而形成的腐蚀电流是微液滴形成和扩展的推动力。微液滴的形成机理及其在大气腐蚀过程中所起的作用仍在研究中。
二、各种金属的大气腐蚀对比
过总结各种金属材料在中国不同环境下的长期大气腐蚀试验结果,环境中包括了亚热带、温带,工业性、海洋性,干燥环境及湿热环境等各种典型环境。材料中包括了最常用的碳钢及低台金钢、不锈钢,铝及铝台金、铜及铜合金等典型材料。分析了环境对大气腐蚀的作用,碳钢、低合金钢在不同腐蚀环境中所显示的大气腐蚀性规律在初期与后期大不相同。环境对碳钢的影响极为明显,不同环境的腐蚀率可以相差三十倍。不锈钢随铬、镍含量和环境的不同,其大气腐蚀行为有较大差异。环境中的盐粒子含量是造成铝及铝合金腐蚀的主要因素;铜及铜合金中的其他合金元素对其大气腐蚀有较大的影响。
三、大气腐蚀的防护措施
1.金属腐蚀的危害:金属腐蚀的危害首先在于腐蚀造成了巨大的经济损失。这种损失可分为直接损失和间接损失。直接损失包括材料的损耗、设备的失效、能源的消耗以及为防止腐蚀所采取的涂层保护、电化学保护、选用耐蚀材料等的费用。由于腐蚀,使大量有用材料变为废料,估计全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备约为其年产量的30% ,造成地球上的有限资源日益枯竭.全世界每90s就有1t钢被腐蚀成铁锈,而炼制1t钢所需的能源可供一个家庭使用3个月,因此,腐蚀造成了对自然资源的极大浪费。因腐蚀而造成的间接损失往往比直接损失更大,甚至难以估计。这些损失包括因腐蚀引起的停工停产,产品质量下降,大量有用有毒物质的泄漏、爆炸,以及大规模的环境污染等。一些腐蚀破坏事故还造成了人员伤亡,直接威胁着人民群众的生命安全。为了提高金属材料的使用寿命和使用性能,减少因为腐蚀带来的经济损失,我们需要对金属的腐蚀进行防护。2.金属腐蚀防护的方法
1.改变金属的组成这种方法最常见的是不锈钢材料。通过在钢铁中加入12-30%的金属铬而改变钢铁原有的组成从而改善性能不易腐蚀。如目前迅速发展起来的不锈钢炊具餐具等就是以此为材料的。2.形成保护层在金属表面覆盖各种保护层把被保护金属与腐蚀性介质隔开是防止金属腐蚀的有效方法。可以形成以下几种保护层来对金属腐蚀进行防护
(1)磷化处理: 钢铁制品去油、除锈后放入特定组成的磷酸盐溶液中浸泡即可在金属表面形成一层不溶于水的磷酸盐薄膜这种过程叫做磷化处理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色厚度一般为520μm在大气中有较好的耐蚀性。
(2)氧化处理将钢铁制品加到NaOH的混合溶液中加热处理其表面即可形成一层厚度约为0.51.5μm 的蓝色氧化膜(主要成分为四氧化三铁)以达到钢铁防腐蚀的目的此过程称为发蓝处理。这种氧化膜具有较大的弹性和润滑性不影响零件的精度。故精密仪器和光学仪器的部件弹簧钢、薄钢片、细钢丝等常用发蓝处理。
(3非金属涂层用非金属物质如油漆、喷漆、搪瓷、陶瓷、玻璃、沥青、高分子材料(如塑料、橡胶、聚酯)等涂在金属表面上形成保护层称为非金属涂层也可达到防腐蚀的目的。例如船身、车厢、水桶等常涂油漆汽车外壳常喷漆枪炮、机器常涂矿物性油脂等。
(4)金属保护层它是以一种耐腐蚀性较强的金属或合金镀在被保护的另一种金属制品表面上所形成的保护镀层。金属镀层的形成除电镀、化学镀外还有热浸镀、热喷镀、渗镀、真空镀等方法 阴极保护法金属的腐蚀是一阳极过程。因此,防治金属腐蚀的第三大对策就是将金属置于阴极,即阴极保护法。阴极保护法具体又分为两种。其一是将被保护的金属(阴极)和电极电势较低的金属(作为牺牲性阳极而溶解掉)接在一起,这也称为牺牲阳极保护法。比如海上航行的船只,在船底四周镶上锌块,此时,船体是阴极受到保护,锌块是阳极代替船体而受腐蚀。其二是将被保护的金属接在外加电源的负极上使之成为阴极,正极则接到一些废铁上作为牺牲性阳极或接到某些导体如石墨、高硅铸铁、铅银合金、镀铂钛等上面作为惰性阳极。在化工厂中一些装有酸性溶液的容器或管道以及地下的水管或输油管常用这种方法防腐。3.4 缓蚀剂法缓蚀剂是一类能够防止或减缓金属腐蚀的无机物或有机物目前应用范围较广,具有用量少、保护效能高、不改变金属制品性能,使用方便等优点。无机缓蚀剂如铬酸盐、钼酸盐、钨酸盐、亚硝酸盐等。有机缓蚀剂如炔醇类、羧酸盐类、杂环类、有机磷酸盐类、胺类、醛类等譬如医院中常用&解新洁尔灭和多亚硝酸钠溶液浸泡钢制器械, 以达到消毒和防腐蚀的双重目的。3.5 寻找新的耐腐蚀替代品上述四大对策只能防护不能根治。解决金属腐蚀问题的根本方法是研制开发新的耐腐蚀材料,如特种合金、新型陶瓷、复合材料等。比如实验室中常用铂作坩锅或惰性电极,防腐效果很好,但因其成本太高而不可能在工业上大规模使用。不锈钢则是便宜得多因而也用得较为普遍。钛也是一种很好的耐腐蚀金属。由爆炸焊接新技术制造出的一种钛钢复合材料,既不怕酸、碱、盐等的腐蚀,价格也较低。化工厂的反应罐、输液管道,用钛钢复合材料来替代不锈钢,使用寿命可大大延长。科学家研制成功的一种貌似玻璃的透明金属,称“金属玻璃”,它具有很高的抗张强度,还对外界酸碱的侵蚀显现出惊人的抵抗力。精密陶瓷,已开始在精密机械和化工领域取代金属材料和高分子材料。在宇航、核能等领域中,工程陶瓷可取代昂贵的耐蚀、耐热合金。随着科技的进步,新的耐腐蚀材料正层出不穷。
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[5] 曹楚南.王光雍,李兴濂,等.中国材料科学的自然环境腐蚀[M] 北京:化学工业出版社.2004.
第四篇:大气化学课程论文10000字
课程论文
--大气污染物NOx
随着信息社会的发展,科技在经济、政治等领域发挥着越来越重要的作用,它也影响着世界政治的格局,可以说当今世界国家的较量就是科技的较量。但不可否认,在力求发展科技的同时,我们也忽略了很多问题,以至于造成现在严重的环境问题,给人们的生活带来了很多不利的方面。放眼我们现在所生存的环境,到处都留下了发展所带来的负面影响。
就我们所了解的,有光化学污染、酸雨、温室效应、大气污染、冰川融化、淡水资源短缺等等,尤其是一些工业比较发达的城市,污染更加严重,在一些工业区,还是会看到把未经处理的污废水排向江河,直达云霄的烟囱耸立。就像前几天,天空一片阴沉让人以为是一片乌云罩顶,就快要下雨了,其实往远处看,是远处工厂的烟囱吐出的废气遮盖了整片天空。当时我们就不禁唏嘘,生存在这样的环境下,难怪罹患癌症的人越来越多了。再说说最近长江多处水域出现干旱,三峡水库备受争议,其实如果不是地球污染越来越严重,全球变暖又怎么会带来干旱的发生呢。或许过去我们还能自欺欺人的说环境问题没有我们想象的那么严重,可是当我们面对越来越炎热的夏季,越来越少的雨水,越来越呛人的空气,越来越稀缺的淡水资源,我们还能臵身事外吗?事实证明,我们已经处在一个巨大的污染循环体中了,我们只能选择面对它治理它预防它,而且我们必须遵守“预防为主,治理为辅”的原则,因为历史告诉我们,一旦污染过后,要治理将会
浪费数十倍乃至数千倍的财力物力,而且恢复周期很漫长,短则几年,长则几十年几百年,这个代价太大,不是我们所能负责的起的。这篇论文主要是围绕氮氧化物进行论述的。
氮氧化物主要是指一氧化氮和二氧化氮。在大气污染中,两者的含量是比较高的。氮氧化物的来源很广泛,主要可以分为两个大类,天然污染源和人为污染源。天然污染源主要包括活动火山的喷发所产生的气体、土壤和海洋中细菌对硝酸盐的分解、天空闪电过程和大气中NH3的氧化。而人为污染源又分为生活污染源、工业污染源、农业污染源和交通污染源四大类:
(一)生活污染源主要是生活中的炉灶、热水器,采暖锅炉等等。人们的生活出于需要使用一些设备时,必须要燃烧化石燃料。但在气体和液体燃料的使用过程中,由于煤的质量差或者氮和硫的含量高,燃烧过程中会产生大量的烟尘和一些有害气体。并且城市居住人口多,燃料的大量使用导致产生的污染物数量也相当的巨大,更有甚之,它的危害有时比工厂排污所产生的污染还严重。此外,城市垃圾在焚烧过程中产生的废气以及堆放过程中由于厌氧分解排出二次污染物都将污染大气。
(二)工业污染源:工业污染源是大气污染的一个重要来源,它主要包括工业用燃料燃烧及工业生产过程排放的废气,对大气的危害最严重。火力发电厂、钢铁工业、石化企业、建材工业等各种类型的工矿企业,在原材料及产品的运输、粉碎以及由各种原料制成成品的过程中,排放出的大量废气均含有不同的污染物进入大气中。这些工矿企业在生产过程中消耗的能源主要由燃烧化石燃料提供,这是造成大气污染的源泉。
(三)农业污染源:
农业污染源包括氮肥分解产生的氮氧化物,以及农用燃料燃烧的废气对大气的污染。化学肥料和农药的使用是农业生产过程对大气的主要污染主要物。一方面施用的氮肥可直接从土壤表面挥发成气体进入大气,而入土壤内的有机氮或无机氮则在土壤微生物的生化作用下可转化为氮氧化物进入大气,从而增加了大气中氮氧化物的含量。农业方面的氮肥的不合理利用也给大气环境造成了很大的负担。
(四)交通污染源:作为生活在城市的孩子,印象最深的应该就是马路越造越宽,由原来的水泥马路变成了柏油马路,由以前的双车道变成了四车道甚至八车道,而伴随着这一切的另外一个现象就是汽车的普及了,现在上街,到处都是堵车现象,尤其走在车阵中,汽车排出的一阵阵尾气总是让人要捂住鼻口才能前行,你甚至可以清楚的看到那黑灰的尾气慢慢的变淡融入到空气中。值得一提的是,在汽车之前,摩托车也风靡了好几年,它的排气量也不可小觑,个人觉得摩托车的排气污染比汽车更严重,每当一辆摩托车飘过,后面总是跟随着一串黑色的尾气。如今,人们的交通工具越来越多,如汽车、摩托、飞机、火车及船舶等。这些交通工具使用汽油、柴油等燃料,燃烧过程中排放出氮氧化物。排放到大气中,在阳光照射和一定条件下,还可在光化学反应作用下生成光化学烟雾,成为二次污染物的主要来源之一。尤其随着经济的发展,越来越多的人买的起私人飞机、私人游艇,这在一定方面也加重了环境的污染。
据统计资料显示,燃料燃烧排放出的污染物占到全部大气污染物的70~80%。发达国家主要使用汽油、柴油、重油、天然气等液体
燃料,而我国的资源特点和经济发展水平决定了我国的燃料构成以燃煤为主,煤炭消耗约占能源消费的70%,因此煤的燃烧是造成我国大气污染的主要来源。在某些城市,除燃煤污染外,大气污染还与当地工业污染和气象地理条件密切相关的地方特点。
氮氧化物复杂繁多的来源导致了它在大气污染物中占有了绝大部分的含量,由此可见,它的治理与预防是非常重要的。而我们要想解决一个问题,就必须先了解它的来源以及它的转变途径,只有做到真正的了解它,才可以从根本上有效的克服它。下面我们就进一步的来了解氮氧化物在大气中的转化。二氧化氮经光离解而产生活泼的氧原子,它与空气中的氧气结合生成臭氧。臭氧又可把一氧化氮氧化成二氧化氮,因而一氧化氮、二氧化氮与臭氧之间存在着的化学循环是大气光化学过程的基础。大气中的一氧化氮、二氧化氮、碳化氢以及空气中的氧在太阳紫外线的照射下生成臭氧、醛类、过氧硝酸乙酰,再加上工厂等排出的二氧化硫与空气中的水分结合生成硫酸雾和亚硫酸,几方面相互作用形成了光化学烟雾,这是氮氧化物的在大气中的一个转化。值得注意的是,当大气中一氧化氮和二氧化氮同时存在时,一氧化氮不吸光,二氧化氮可以吸收光子而离解,生成臭氧,因此,臭氧就作为二氧化氮光分解的产物而生成。
二氧化氮在大气中的转化。NO2能与大气中的一系列自由基,如
OH、O(3P)、HO2、RO2、RO等反应;也能与O3、NO3反应,其中与OH、NO3和O3的反应比较重要。(1)二氧化氮和氢氧自由基的反应NO2+HO→HNO3主要发生在白天,是大气中气态硝酸的主要来源,同时也对酸
雨和酸雾的形成起着重要作用,所产生的硝酸与亚硝酸不同,它在大气中光解得很慢,沉降是它在大气中的主要去除过程。(2)二氧化氮与臭氧反应,在生成氧气的同时,可能生成三氧化氮,也可能生成一氧化氮。NO2+O3→NO3+O2,此反应在对流层中也是很重要的,尤其是在二氧化氮和臭氧浓度都较高时,它是大气中三氧化氮的主要来源。(3)二氧化氮和三氧化氮在一定条件下反应会生成五氧化二氮,而生成的五氧化二氮会在大气中又会解离为二氧化氮和三氧化氮NO2+NO3←M→ N2O5。当夜间氢氧自由基和一氧化氮浓度不高,而臭氧有一定浓度
时,二氧化氮会被臭氧氧化生成三氧化氮,随后进一步发生如上反应而生成五氧化二氮。
亚硝酸在大气中的转化。亚硝酸主要是由一氧化氮和氢氧自由基反应生成的NO+HO→HNO2。也有表面催化反应,一氧化氮、二氧化氮
以及水三者共同反应生成亚硝酸NO+NO2+H2O→2HNO2;二氧化氮和水反
应直接生成亚硝酸2NO2+H2O→HNO2+HNO3。亚硝酸在大气中与硝酸不
同,它光解得很快,是氢氧自由基的主要来源之一。另外,它还可与氢氧自由基反应,生成水和二氧化氮HNO2+HO→NO2+H2O。这种反应在OH浓度高时才可能发生,但是,大气中如果氢氧自由基浓度高时,往往光的强度也较大,亚硝酸的光解又会优先进行。HNO2→NO+OH,另外,一般认为,亚硝酸的生成反应条件主要是当有催化表面时,如容器壁等,且有二氧化氮和水时,在黑暗中(湿度较大)也可发生生成亚硝酸的反应,2NO+H2O→HNO2+HNO3。
一氧化氮的转化。一氧化氮是燃料燃烧过程中直接向大气排放的污染物,它可以通过很多氧化过程氧化成。二氧化氮
第五篇:2009届大气科学学年论文和毕业论文题目
2009届大气科学学年论文和毕业论文题目 1.2012年7月16日长江流域暴雨的卫星云图和天气资料及物理量的综合分析 2.2012年7月21日北京暴雨的卫星云图和天气资料及物理量的综合分析 3.2012年7月华北地区冰雹的卫星云图和天气资料及物理量的综合分析 4.2010年华南地区暴雨的卫星云图和天气资料及物理量的综合分析 5.2010年梅雨期间暴雨的卫星云图、雷达和天气资料及物理量的综合分析
6.2012年7月双台风的云系和天气资料及物理量的分析
7.2011年梅雨期间暴雨的卫星云图、雷达和天气资料及物理量的综合分析
8.2009年梅雨期间暴雨的卫星云图、雷达和天气资料及物理量的综合分析
9.2007年梅雨期间暴雨的卫星云图、雷达和天气资料及物理量的综合分析
10.2012年4月间华南冰雹形成的卫星云图分析
11.利用水汽图分析及物理量华北冷涡对流云的发生和发展 12.利用水汽图分析及物理量华南地区对流云的发生和发展 13.夏季青藏高原涡旋对流云系的形成、发展过程分析
14.初夏季节江淮地区强对流冰雹云系卫星云图和天气资料及物理量的综合分析
15.东北冷涡雷暴发生发展的卫星云图和天气资料及物理量的综合分析 16.北方冷锋暴雨卫星云图和天气资料及物理量的综合分析
17.副热带高压西北侧暴雨卫星云图和天气资料及物理量的综合分析 18.2011年夏季西北暴雨的卫星云图、雷达和天气资料及物理量的综合分析
19.2010年四川冰雹形成的卫星云图、雷达和天气资料及物理量的综合分析
20.2011年华南地区暴雨的卫星云图和天气资料及物理量的综合分析 21.江淮气旋性暴雨的卫星云图、雷达和天气资料及物理量的综合分析 22.华北冬季雾的形成的卫星云图和天气资料及物理量的综合分析 23.江淮冬季雾的形成的卫星云图和天气资料及物理量的综合分析 24.副热带高压进退的卫星云图和天气资料及物理量的综合分析
25.副热带高压进退与降水雨带的变化的卫星云图和天气资料及物理量的综合分析
26.副热带高压内云系的卫星云图分析
27.局地地形对强对流云系发生的星云图和天气资料及物理量的综合分析 28.京津地区一次强暴雨的卫星云图和天气资料及物理量的综合分析