Цинк и его влияние на окружающую среду. Отчеты в росприроднадзор станут ежесекундными

Цинк и его влияние на окружающую среду

1. Антропогенные источники поступления в окружающую среду

Основным источником является выброс в атмосферу цинка при высокотемпературных технологических процессах. Таким путем плюс потери при транспортировке, обогащении, сортировке с 1995 по 2005 г. во всем мире было рассеяно 700 тыс. т цинка. В результате сжигания каменного угля в 1980г. в атмосферу поступило 137,5 тыс. т, к 2000 году эта цифра возросла до 218,8 тыс. т. Содержание цинка в воздухе в районе завода вторичной переработки цветных металлов составляет: в радиусе 300 м -0,350 мг/м 3 ; 500м - 0,285 мг/м 3, 1000 м - 0,148 мг/м 3 , 2000 м - 0,52 мг/м 3 . Металлический цинк окисляется кислородом воздуха и выпадает в виде оксида ZnO. В среднем с атмосферными осадками ежегодно выпадает на 1км 2 поверхности Земли 72 кг цинка - в три раза больше чем свинца, и в 12 раз больше чем меди. Значительные количества цинка поступают в почву с твердыми отходами ГРЭС на буром угле. В районе одного из цинкоплавильных заводов в радиусе 0,8 км в поверхностном слое почвы содержание цинка достигало 80 мг/г. В радиусе 1 км от цинкового завода в зеленых частях овощей содержание цинка 53 -667 мг/кг, в корнеплодах - 3,5 -65 мг/кг, в почве -42 -40 мг/кг сухого остатка.

Сточные воды, содержащие цинк, не пригодны для орошения полей. Не соблюдение гигиенических нормативов привело в Японии к вспышке тяжелого заболевания костно-мышечной системы у населения, потреблявшего в пищу рис, выращенный на полях орошения, где использовались ирригационные воды, сильно загрязненные сульфидом цинка и кадмием.

Для Мирового океана особую опасность представляют шламы сточных вод и сами сточные воды химического, деревообрабатывающего, текстильного, бумажного, цементного производств, а также рудников, горно-обогатительных и плавильных заводов, металлургических комбинатов. Пороговой концентрацией цинка, снижающей эффективность очистки сточных вод на 5%, является 5 -10мг/л. Серьезным источником поступления цинка в воду является вымывание его горячей водой из оцинкованных водопроводных труб до 1,2 -2,9 мг с поверхности 1 дм 2 в сутки. Суммируя все антропогенные источники, общий объем поступления цинка в окружающую среду составляет 314 тыс. т в год.

. Химические и физические свойства цинка и его соединений

Цинк (Zincum) Zn - химический элемент 12-й (IIb) группы Периодической системы <#"603625.files/image001.gif">

9. Методы очистки выбросов, производимых в атмосферу, от цинка и его соединений (выбранное соединение ZnO)

Так как выбранное соединение цинка - оксид цинка представляет собой мелкий порошок - среднедисперсную пыль, то будут рассмотрены методы очистки газов от твердых частиц.

Современные аппараты обеспыливания газов можно разбить на четыре группы:

) механические обеспыливающие устройства, в которых пыль отделяется под действием сил тяжести, инерции или центробежной силы.

) мокрые или гидравлические аппараты, в которых твердые частицы улавливаются жидкостью.

) пористые фильтры, на которых оседают мельчайшие частицы пыли.

) электрофильтры, в которых частицы осаждаются за счет ионизации газов и содержащихся в нем пылинок.

Для выбросов, содержащих данное соединение цинка, наиболее подходящие в использовании методы очистки - это пористые фильтры, т.к. они обладают наибольшей эффективностью пылеулавливания, и пригодны для такого вида частиц.

Фильтры. В пылеулавливателях этого типа газовый поток проходит через пористый материал различной плотности и толщины, в котором задерживается основная часть пыли. Очистку от грубой пыли проводят в фильтрах, заполненных коксом, песком, гравием, насадкой различной формы и природы. Для очистки от тонкой пыли применяют фильтрующий материал типа бумаги, войлока или ткани различной плотности. Бумагу используют при очистке атмосферного воздуха или же газа с низким содержанием пыли. В промышленных условиях применяют тканевые или рукавные фильтры. Они имеют форму барабана, матерчатых мешков или карманов, работающих параллельно.

Основным показателем фильтра является его гидравлическое сопротивление. Сопротивление чистого фильтра пропорционально корню квадратному из радиуса ячейки ткани. Гидравлическое сопротивление фильтра, работающего в ламинарном режиме, изменяется пропорционально скорости фильтрации. С увеличением слоя осевшей на фильтре пыли его гидравлическое сопротивление возрастает.

В качестве фильтрующих тканей в промышленности раньше широко применяли шерсть, хлопок. Они позволяют очищать газы при температуре меньше 100ºС. Теперь их вытесняют синтетические волокна - химически и механически более стойкие материалы. Они менее влагоемки (например, шерсть поглощает до 15% влаги, а тергаль лишь 0,4% от собственной массы), не гниют и позволяют перерабатывать газы при температуре до 150ºС. Кроме того, синтетические волокна термопластичны, что позволяет при помощи простых термических операций проводить их монтаж, крепление и ремонт.

Фильтрующие рукава из некоторых синтетических тканей с помощью термической обработки выполняются в виде гармошки, что значительно увеличивает их фильтрующую поверхность при тех же размерах фильтра. Стали применяться ткани из стекловолокна, которое выдерживает температуру до 250 0 С. Однако хрупкость таких волокон ограничивает сферу их применения.

Развитие производств металлокерамических изделий открыло новые перспективы в пылеочистке. Металлокерамический фильтр ФМК предназначен для тонкой очистки запыленных газов и улавливания ценных аэрозолей из отходящих газов предприятий химической промышленности, цветной металлургии и других отраслей промышленности. Фильтрующие элементы, закрепленные в трубной решетке, заключены в корпус фильтра. Они собираются из металлокерамических труб. На наружной поверхности фильтрующего элемента образуется слой уловленной пыли. Для разрушения и частичного удаления этого слоя предусмотрена обратная продувка сжатым воздухом. Удельная нагрузка по газу 0,4-0,6 м 3 /(м 2. мин). Рабочая длина фильтрующего элемента 2 метра, его диаметр 10 см. Эффективность пылеулавливания 99,99%. Температура очищаемого газа до 500 0 С. Гидравлическое сопротивление фильтра 50-90 Па. Давление сжатого воздуха для регенерации 0,25-0,30 МПа. Период между продувками 30-90 мин, продолжительность продувки 1-2 с.

Один из рукавных фильтров, выпускаемых промышленно и его характеристики, представлены ниже.

Фильтр рукавный с механической регенерацией рукавов ФРМ-С.

Фильтры рукавные с механической регенерацией рукавов типа ФРМ-С представляют собой надежные и эффективные пылеулавливающие аппараты, предназначенные для улавливания мелкодисперсных пылей из воздуха и негорючих газов.

Область применения: в производстве строительных материалов, деревообработке, технологических процессах черной и цветной металлургии и др.

Фильтрующим элементом рукавных фильтров является рукав, сшитый из специального материала, который выбирается исходя из условий эксплуатации установок у Заказчика. Регенерация осуществляется путем встряхивания рукавов с помощью электромеханического вибратора.

Устройство и принцип работы:

Принцип работы фильтра основан на улавливании пыли фильтрующей тканью при прохождении через нее запыленного воздуха. По мере увеличения толщины слоя пыли на поверхности рукавов возрастает сопротивление движению воздуха и снижается пропускная способность фильтра, во избежание чего предусмотрена регенерация запыленных рукавов при помощи электромеханических вибраторов.

Запыленный воздух поступает в фильтр (рис. 1) по воздуховоду через входной патрубок (1) в камеру запыленного воздуха (2), проходит через рукава (3), при этом частицы пыли задерживаются на их наружной поверхности, а очищенный воздух поступает в камеру чистого воздуха (4) и через выходной патрубок (5) отводится из фильтра.

Регенерация запыленных рукавов осуществляется включением на непродолжительное время электромеханического вибратора (6), закрепленного на крепежной раме (7), установленной на виброизоляторах (8).

Пыль, стряхиваемая с рукавов, осыпается в бункер (9) и шлюзовым питателем (10) удаляется из фильтра шлюзовым питателем (10) удаляется из фильтра.

Технические характеристики

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Цинк и его влияние на окружающую среду

1. Антропогенные источники поступления в окружающую среду

Основным источником является выброс в атмосферу цинка при высокотемпературных технологических процессах. Таким путем плюс потери при транспортировке, обогащении, сортировке с 1995 по 2005 г. во всем мире было рассеяно 700 тыс. т цинка. В результате сжигания каменного угля в 1980г. в атмосферу поступило 137,5 тыс. т, к 2000 году эта цифра возросла до 218,8 тыс. т. Содержание цинка в воздухе в районе завода вторичной переработки цветных металлов составляет: в радиусе 300 м -0,350 мг/м 3 ; 500м - 0,285 мг/м 3 , 1000 м - 0,148 мг/м 3 , 2000 м - 0,52 мг/м 3 . Металлический цинк окисляется кислородом воздуха и выпадает в виде оксида ZnO. В среднем с атмосферными осадками ежегодно выпадает на 1км 2 поверхности Земли 72 кг цинка - в три раза больше чем свинца, и в 12 раз больше чем меди. Значительные количества цинка поступают в почву с твердыми отходами ГРЭС на буром угле. В районе одного из цинкоплавильных заводов в радиусе 0,8 км в поверхностном слое почвы содержание цинка достигало 80 мг/г. В радиусе 1 км от цинкового завода в зеленых частях овощей содержание цинка 53 -667 мг/кг, в корнеплодах - 3,5 -65 мг/кг, в почве -42 -40 мг/кг сухого остатка.

Сточные воды, содержащие цинк, не пригодны для орошения полей. Не соблюдение гигиенических нормативов привело в Японии к вспышке тяжелого заболевания костно-мышечной системы у населения, потреблявшего в пищу рис, выращенный на полях орошения, где использовались ирригационные воды, сильно загрязненные сульфидом цинка и кадмием.

Для Мирового океана особую опасность представляют шламы сточных вод и сами сточные воды химического, деревообрабатывающего, текстильного, бумажного, цементного производств, а также рудников, горно-обогатительных и плавильных заводов, металлургических комбинатов. Пороговой концентрацией цинка, снижающей эффективность очистки сточных вод на 5%, является 5 -10мг/л. Серьезным источником поступления цинка в воду является вымывание его горячей водой из оцинкованных водопроводных труб до 1,2 -2,9 мг с поверхности 1 дм 2 в сутки. Суммируя все антропогенные источники, общий объем поступления цинка в окружающую среду составляет 314 тыс. т в год.

2. Химические и физические свойства цинка и его соединений

Цинк (Zincum) Zn - химический элемент 12-й (IIb) группы Периодической системы. Атомный номер 30, относительная атомная масса 65,39. Природный цинк состоит из трех стабильных изотопов 64 Zn (48,6%), 66 Zn (26,9%) и 67 Zn (4,1%). Известно несколько радиоактивных изотопов, важнейший из них - 65 Zn с периодом полураспада 244 сут. Степень окисления +2.

Характеристика простого вещества. Металлический цинк обладает характерным голубоватым блеском на свежей поверхности, который он быстро теряет во влажном воздухе. Температура плавления 419,58° С, температура кипения 906,2° С, плотность 7,133 г/см 3 . При комнатной температуре цинк хрупок, при 100-150° С становится пластичным и легко прокатывается в тонкие листы и проволоку, а при 200-250° С вновь становится очень хрупким и его можно быть истолочь в порошок.

При нагревании цинк взаимодействуют с неметаллами (кроме водорода, углерода и азота). Активно реагирует с кислотами:

Zn + H 2 SO 4 (разб.) = ZnSO 4 + H 2

Цинк - единственный элемент группы, который растворяется в водных растворах щелочей с образованием ионов 2- (гидроксоцинкатов):

Zn + 2OH - + 2H 2 O = 2- + H 2

При растворении металлического цинка в растворе аммиака образуется аммиачный комплекс:

Zn + 4NH 3 ·H 2 O = (OH) 2 + 2H 2 O + H 2

Соединения цинка. Цинк образует многочисленные бинарные соединения с неметаллами, некоторые из них обладают полупроводниковыми свойствами. Соли цинка бесцветны (если не содержат окрашенных анионов), их растворы имеют кислотную среду вследствие гидролиза. При действии растворов щелочей и аммиака (начиная с pH ~ 5) основные соли осаждаются и переходят в гидроксид, который растворяется в избытке осадителя.

Оксид цинка ZnO является самым важным промышленным цинксодержащим соединением. Будучи побочным продуктом производства латуни, он стал известен раньше, чем сам металл. Оксид цинка получают, сжигая на воздухе пары цинка, образующиеся при плавке руды. Более чистый и белый продукт производят сжиганием паров, полученных из предварительно очищенного цинка.

Обычно оксид цинка - это белый тонкий порошок. При нагревании его окраска меняется на желтую в результате удаления кислорода из кристаллической решетки и образования нестехиометрической фазы Zn 1+ x O (x ? 7,10-5). Избыточное количество атомов цинка приводит к появлению дефектов решетки, захватывающих электроны, которые впоследствии возбуждаются при поглощении видимого света. Добавляя в оксид цинка 0,02-0,03%-ный избыток металлического цинка, можно получить целый спектр цветов - желтый, зеленый, коричневый, красный, однако красноватые оттенки природной формы оксида цинка - цинкита - появляются по другой причине: за счет присутствия марганца или железа. Оксид цинка ZnO амфотерен; он растворяется в кислотах с образованием солей цинка и в щелочах с образованием гидроксоцинкатов, таких как - и 2- :

ZnO + 2OH- + H 2 O = 2-

Гидроксид цинка Zn(OH) 2 образуется в виде студенистого белого осадок при добавлении щелочи к водным растворам солей цинка. Гидроксид цинка, так же как и оксид, амфотерен:

Zn(OH) 2 + 2OH- = 2-

Сульфид цинка ZnS выделяется в виде белого осадка при взаимодействии растворимых сульфидов и солей цинка в водном растворе. В кислотной среде осадок сульфида цинка не выпадает в кислотной среде. Сероводородная вода осаждает сульфид цинка лишь в присутствии анионов слабых кислот, например, ацетат-ионов, которые понижают кислотность среды, что приводит к повышению концентрации сульфид-ионов в растворе. Свежеосажденный сульфид цинка легко растворяется в минеральных кислотах с выделением сероводорода:

ZnS + 2H 3 O + = Zn 2+ + H 2 S + 2H 2 O

Селенид цинка ZnSe может быть осажден из раствора в виде лимонно-желтого, плохо фильтрующегося осадка. Влажный селенид цинка очень чувствителен к действию воздуха. Высушенный или полученный сухим путем устойчив на воздухе.

Теллурид цинка ZnTe, в зависимости от способа получения, - серый порошок, краснеющий при растирании, или красные кристаллы.

Хлорид цинка ZnCl 2 является одним из важных соединений цинка в промышленности. Его получают действием соляной кислоты на вторичное сырье или обожженную руду.

Ацетат цинка Zn(CH 3 COO) 2 хорошо растворим в воде (28,5% по массе при 20° С) и многих органических растворителях. При перегонке ацетата цинка при пониженном давлении образуется основный ацетат , его молекулярная структура включает атом кислорода, окруженный тетраэдром из атомов цинка, связанных по ребрам ацетатными мостиками. Он изоморфен основному ацетату бериллия, но в отличие от него, быстро гидролизуется в воде, это обусловлено способностью катиона цинка иметь координационное число выше четырех.

Цинкорганические соединения . Открытие в 1849 английским химиком-органиком Эдуардом Франклендом (Frankland Edward) (1825-1899) алкилов цинка, хотя и не первых из синтезированных металлоорганических соединений (соль Цейзе была получена в 1827), можно считать началом металлоорганической химии. Исследования Франкленда положили начало применению цинкорганических соединений в качестве промежуточных веществ при органическом синтезе, а измерения плотности паров привело его к предположению (важнейшему в развитии теории валентности), что каждый элемент имеет ограниченную, но определенную силу сродства. Реактивы Гриньяра, открытые в 1900, сильно потеснили алкилы цинка в органическом синтезе, однако многие реакции, в которых они теперь используются, были сначала разработаны для соединений цинка. Алкилы типа RZnX и ZnR 2 (где Х - галоген, R - алкил) можно получить, нагревая цинк в кипящем RX в инертной атмосфере (диоксид углерода или азот). Ковалентные ZnR 2 представляют собой неполярные жидкости или низкоплавкие твердые вещества. Они всегда мономерны в растворе и характеризуются линейной координацией атома цинка C-Zn-C. Цинкорганические соединения очень чувствительны к действию воздуха. Соединения с малой молекулярной массой самовоспламеняются, образуя дым из оксида цинка. Их реакции с водой, спиртами, аммиаком и другими веществами протекают подобно реакциям Гриньяра, однако менее энергично. Важным отличием является то, что они не взаимодействуют с диоксидом углерода.

3. Получение и применение цинка и его соединений

Исходное сырье для получения металлического цинка - сульфидные цинковые и полиметаллические руды. Выделение цинка начинается с концентрирования руды методами седиментации или флотации, затем ее обжигают до образования оксидов:

2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + SO 2

Образующийся диоксид серы используют в производстве серной кислоты, а оксид цинка перерабатывают электролитическим методом или выплавляют с коксом.

В первом случае цинк выщелачивают из сырого оксида разбавленным раствором серной кислоты. При этом цинковой пылью осаждают кадмий:

Zn + Cd 2+ = Zn 2+ + Cd

Затем раствор сульфата цинка подвергают электролизу. Металл 99,95%-ной чистоты осаждается на алюминиевых катодах.

Восстановление оксида цинка коксом описывается уравнением:

2ZnO + C = 2Zn + CO 2

Для выплавки цинка ранее использовались ряды сильно нагретых горизонтальных реторт периодического действия, затем они были заменены непрерывно действующими вертикальными ретортами (в некоторых случаях, с электрическим подогревом). Эти процессы не были так термически эффективны, как доменный процесс, в котором сжигание топлива для нагрева проводится в той же камере, что и восстановление оксида, однако неизбежная проблема в случае цинка в том, что восстановление оксида цинка углеродом не протекает ниже температуры кипения цинка (этой проблемы нет для железа, меди или свинца), поэтому для конденсации паров нужно последующее охлаждение. Кроме того, в присутствии продуктов сгорания металл повторно окисляется.

Эту проблему можно решить, опрыскивая выходящие из печи пары цинка расплавленным свинцом. Это приводит к быстрому охлаждению и растворению цинка, так что повторное окисление цинка сводится к минимуму. Затем цинк почти 99%-й чистоты выделяют в виде жидкости и дополнительно очищают вакуумной дистилляцией до чистоты 99,99%. Весь присутствующий кадмий в ходе дистилляции восстанавливается. Преимущество доменной печи в том, что состав шихты не имеет принципиального значения, поэтому можно использовать смешанные руды цинка и свинца (ZnS и PbS часто находят вместе) для непрерывного производства обоих металлов. Свинец при этом выпускают со дна печи.

По данным экспертов, в 2009 производство цинка составило 9,9 млн. тонн, а его потребление - около 10,2 млн. тонн. Таким образом, дефицит цинка на мировом рынке равен 250-300 тыс. тонн.

В 2004 в Китае выпуск рафинированного цинка достиг 2,46 млн. т. Примерно по 1 млн. т производят Канада и Австралия. Цена на цинк в конце 2004 составила более 1100 долл. за тонну.

Спрос на металл остается высоким, благодаря бурному росту производства антикоррозионных покрытий. Для получения таких покрытий используют различные способы: погружение в расплавленный цинк (цинкование горячим способом), электролитическое осаждение, опрыскивание жидким металлом, нагревание с порошком цинка и использование красок, содержащих цинковый порошок. Оцинкованная жесть широко применяется как кровельный материал. Металлический цинк в виде брусков используют для защиты от коррозии стальных изделий, соприкасающихся с морской водой. Большое практическое значение имеют сплавы цинка - латуни (медь плюс 20-50% цинка). Для литья под давлением, помимо латуней, используется быстро растущее число специальных сплавов цинка. Еще одна область применения - производство сухих батарей, хотя в последние годы оно существенно сократилось.

Примерно половина всего производимого цинка используется для производства оцинкованной стали, одна треть - в горячем цинковании готовых изделий, остальное - для полосы и проволоки. За последние 20 лет мировой рынок этой продукции вырос более чем в 2 раза, в среднем прибавляя по 3,7% в год, причем в странах Запада производство металла ежегодно увеличивается на 4,8%. В настоящее время для цинкования 1 т стального листа нужно в среднем 35 кг цинка.

По предварительным оценкам, в 2005 потребление цинка в России может составить порядка 168,5 тыс. т в год, в том числе 90 тыс. т пойдет на цинкование, 24 тыс. т - на полуфабрикаты (латунный, цинковый прокат и др.), 29 тыс. т - в химическую промышленность (лакокрасочные материалы, резинотехнические изделия), 24,2 тыс. т - на литейные цинковые сплавы.

Соединения цинка.

Основное промышленное применение оксида цинка - производство резины, в котором он сокращает время вулканизации исходного каучука.

В качестве пигмента при производстве красок оксид цинка имеет преимущества по сравнению с традиционными свинцовыми белилами (основной карбонат свинца), благодаря отсутствию токсичности и потемнения под действием соединений серы, однако уступает оксиду титана по показателю преломления и кроющей способности.

Оксид цинка увеличивает срок жизни стекла и поэтому используется в производстве специальных стекол, эмалей и глазурей. Еще одна важная область применения - в составе нейтрализующих косметических паст и фармацевтических препаратов.

В химической промышленности оксид цинка обычно является исходным веществом для получения других соединений цинка, в которых наиболее важными являются мыла (т.е. соединения жирных кислот, такие как стеарат, пальмитат и другие соли цинка). Их используют в качестве отвердителей красок, стабилизаторов пластмасс и фунгицидов.

Небольшая, но важная область применения оксида цинка - производство цинковых ферритов. Это шпинели типа Zn II x M II 1- x Fe III 2 O 4 , содержащие еще один двухзарядный катион (обычно Mn II или Ni II). При х = 0 они имеют структуру обращенной шпинели. Если х = 1, то структура соответствует нормальной шпинели. Понижение количества ионов Fe III в тетраэдрических позициях приводит к понижению температуры Кюри. Таким образом, изменяя содержание цинка, можно влиять на магнитные свойства ферритов.

Гидроксид цинка применяется для синтеза различных соединений цинка.

Сфалерит ZnS является наиболее распространенным минералом цинка и главным источником металла, однако известна и вторая природная, хотя и намного более редкая форма вюрцит, более устойчивая при высокой температуре. Названия этих минералов используются для обозначения кристаллических структур, которые являются важными структурными типами, найденными для многих других соединений АВ. В обеих структурах атом цинка тетраэдрически координирован четырьмя атомами серы, а каждый атом серы тетраэдрически координирован четырьмя атомами цинка. Структуры существенно различаются только типом плотнейшей упаковки: в вюрците она кубическая, а в сфалерите - гексагональная.

Чистый сульфид цинка - белый и, подобно оксиду цинка, применяется как пигмент, для этого его часто получают (как литопон) вместе с сульфатом бария при взаимодействии водных растворов сульфата цинка и сульфида бария.

Кроме того, у сульфида цинка интересные оптические свойства. Он становится серым при действии ультрафиолетового излучения (возможно, за счет диссоциации). Однако этот процесс можно замедлить, например, добавлением следов солей кобальта. Катодное, рентгеновское и радиоактивное излучение вызывает появление флуоресценции или люминесценции различных цветов, которую можно усилить добавлением следов различных металлов или замещением цинка кадмием, а серы селеном. Это широко используется для производства электроннолучевых трубок и экранов радаров.

Селенид цинка используется в качестве лазерного материала и компонента люминофоров (вместе с сульфидом цинка).

Теллурид цинка используется как материал для фоторезисторов, приемников инфракрасного излучения, дозиметров и счетчиков радиоактивного излучения. Кроме того, он служит люминофором и полупроводниковым материалом, в том числе в лазерах.

Хлорид цинка ZnCl 2 является одним из важных соединений цинка в промышленности. Его получают действием соляной кислоты на вторичное сырье или обожженную руду.

Концентрированные водные растворы хлорида цинка растворяют крахмал, целлюлозу (поэтому их нельзя фильтровать через бумагу) и шелк. Его применяют в производстве текстиля, кроме того, он используется как антисептик для древесины и при изготовлении пергамента.

Поскольку в расплаве хлорид цинка легко растворяет оксиды других металлов, его используют в ряде металлургических флюсов. С помощью раствора хлорида цинка очищают металлы перед пайкой.

Хлорид цинка применяется и в магнезиальном цементе для зубных пломб, как компонент электролитов для гальванических покрытий и в сухих элементах.

Ацетат цинка используют как фиксатор при крашении тканей, консервант древесины, противогрибковое средство в медицине, катализатор в органическом синтезе. Ацетат цинка входит в состав зубных цементов, используется при производстве глазурей и фарфора.

4. Возможные пути ми грации и трансформации вещества

Цинк относиться к группе рассеянных элементов: содержание его в земной коре <1,5*10 -3 %. при Кларке 83/10 -4 %. Из 64 минералов цинка наибольшее значение имеют сфалерит (цинковая обманка ZnS, цинкит ZnO), смитсонит ZnCO 3 , вюртцит, каламин, госларит и другие. Основная масса цинка мигрирует через гидросферу Земли. Содержание растворенных форм цинка в Мировом океане составляет 6850 млн.т. Цинк относится к наиболее распространенным токсическим компонентам крупномасштабного загрязнения Мирового океана, о чем можно судить по его содержанию в настоящее время в поверхностном слое морской воды (60-100мкм), где оно достигает 1020 мкг/л. Верхним порогом экологической толерантности для океанов и внутренних морей принято считать 50мкг/л. Годовой глобальный вынос цинка с речными водами составляет 740 тыс.т при средней концентрации его 20мкг/л. Годовой захват цинка железомарганцевыми конкрециями океана превышает 2,8 тыс. т в год. Среднее содержание цинка в почвах мира 5*10 -3 %. В массе живого вещества планеты содержится 500 млн. т. Захват цинка годовым приростом фитомассы составляет 57,5 кг на 1 км 2 . Вместе с медью и свинцом цинк занимает первое среди рассеянных элементов по интенсивности поглощения биосом океана. Содержание цинка в морских водорослях 15,0 мг/100 г сухого веса, в наземных растениях 10,0. в морских животных 0,6-150,0. в наземных животных 16,0 в бактериях 0,1-28,0. Интенсивно аккумулируют цинк водные растения, брюхоногие моллюски и особенно клоп-гладыш, содержание цинка в которых достигает 141 мг/кг сухого вещества. Накопителем биоиндикатором атмосферного загрязнения цинка могут служить мхи.

5. Токсич еское действие цинка и его соединений и сан итарно-гигиенические показатели

Микроорганизмы и растения . При содержании цинка в верхнем слое почвы до 8 -13% значительно уменьшается общее число микроорганизмов, но рост большинства из них замедляется уже при уровне цинка 100-200 мкг/кг; грибы более устойчивы. Отрицательное влияние цинка на микроорганизмы и микрофауну почвы снижает ее плодородие: в условиях умеренного климата урожай зерновых снижается на 20 -30%, свеклы - на 35%, бобов - на 40%, картофеля - на 47%. Уровень цинка, снижающий урожай или высоту растения на 5-10%, считается токсичным и составляет для овса 435-725 млн -1 , для клевера 210-290, для свеклы 240-275. Известны растения, которые обладают способностью концентрировать цинк, например гвоздичные (до 1500-4900 мг/кг сухого вещества), крестоцветные (до 5440-13630 мг/кг).

Гидробионты . Соединения цинка сильно повреждают жабры рыб. Сначала наблюдается фаза возбуждения и учащения дыхания, по мере разрушения респираторного эпителия наступают асфиксия и смерть. Обратимость отравления возможна, если рыбу перенести в свежую воду в стадии опрокидывания. Токсичность цинка усиливают ионы меди и никеля. Концентрация 15мг/л в течение 8 ч смертельна для всех рыб. Плотва не переносит концентрацию более 1мг/л. В мягкой воде цинк токсичен для форели в концентрации 0,15мг/л, в жесткой ЛК 50 = 4,76 мг/л. Хлорид цинка токсичен для улиток и ракообразных при 0,2 мг/л. Способностью накапливать цинк обладают устрицы; скармливание таких устриц крысам вызывает у них интоксикацию.

Общий характер действия на теплокровных . В основе многих проявлений цинковой интоксикации лежат конкурентные отношения цинка с рядом других металлов. У рабочих - плавильщиков цинка и упаковщиц оксида цинка выявлено значительное снижение общего уровня кальция в сыворотке крови. Избыточное поступление цинка в организм животных сопровождалось падением содержания кальция не только в крови, но и в костях, одновременно нарушалось усвоение фосфора; в результате развивался остеопороз. Токсичность оксида цинка объясняют его каталитической активностью. Цинк может представлять мутагенную и онкогенную опасность. Гонадотоксическое действие цинка проявляется снижением подвижности сперматозоидов и их способности проникать в яйцеклетку.

Острое отравление. Животные. У кошек, вдыхавших однократно цинковую пыль, в легких - отек, кровоизлияния, в бронхиолах и альвеолах - лейкоциты, макрофаги. В подострых опытах: узелки эпителиальных клеток в легких, цирроз поджелудочной железы, увеличение содержания в ней цинка, дегенерация, а в некоторых случаях пролиферация Я-клеток в островках Лангерганса, выделение сахара с мочой. У кроликов с экспериментальной цинковой лихорадкой проявление анемии. После вдыхания паров оксида цинка в концентрации 110-600мг/м 3 (к воздуху добавлялось 10% СО 2) в течение 15 мин у кошек наблюдается вялость, понижение температуры. При вдыхании в течение 45мин полная прострация, дрожание, затрудненное дыхание, понижение температуры, снижение числа эритроцитов в крови. У убитых сразу после извлечения из камер животных резко выраженных изменений в легких не обнаружено. У убитых через сутки - полнокровие, проникновение в ткани вокруг бронхов клеточных элементов, экссудат в бронхах, очаги уплотнений с большим количеством лейкоцитов в альвеолах. Через 4 суток воспаление легких. Крысы и кролики менее чувствительны. Ингаляция морским свинкам ZnO в течение 3 часов в концентрации 25мг/м 3 привела к выраженному отеку легких. Воздействие аэрозоля сульфата цинка (1,1 мг/м 3 в течение 1 часа) раздражает у морских свинок верхние дыхательные пути. После интратрахеального введения 40мг цинка через 8 мес.наблюдаются значительные изменения в бронхах, гиперплазия лимфоидных элементов, интенсивное образование соединительной ткани, эмфизема в легких. Примесь 1мг цинка к 25мг SiO 2 усиливает фиброгенность последнего. Через 18-24 мес. после интратрахеального однократного (5, 25 и50 мг) или повторного (по2 -5 мг) введения высокодисперсной пыли цинка у 15% крыс появились злокачественные опухоли (саркомы) в легких и опухоли яичек. Через тот же срок после введения в трахею 50мг ZnO деформация бронхов, гиперплазия и склероз лимфатических фолликулов, перибронхиальная пневмония.

Человек. Опасность острого ингаляционного отравления представляют аэрозоли металлического цинка, его оксида и хлорида; возможно отравление парами последнего. Опрос рабочих, занятых в производстве цинковой пыли, выявил у большинства из них в анамнезе случаи литейной лихорадки. Описаны симптомы, появляющиеся сразу после приступа лихорадки,- боли и отечность суставов, геморрагические высыпания в области стоп. Острые отравления с типичными явлениями лихорадки описаны при электросварке и газорезке металлических конструкций, содержащих цинк; количество цинка в сварочной пыли в зависимости от толщины цинкового покрытия колеблется в пределах 18 -58 мг/м 3 ; в моче при этом резко увеличивается содержание цинка и меди; появляется дизурия. У электросварщиков обнаружены хронические катаральные заболевания верхних дыхательных путей и пищеварительного тракта, конъюнктивиты, дерматиты, малокровие, билирубинемия, гипоацидный гастрит. При отравлении оксидом цинка наблюдается типичная картина литейной лихорадки. Уже во время работы появляется сладковатый вкус во рту, после работы - плохой аппетит, иногда сильная жажда. Чувство усталости, стеснение и давящая боль в груди, сонливость, сухой кашель. Этот период, длящийся в зависимости от тяжести отравления от 1 до 4 -5 ч, сменяется резким ознобом, продолжающимися 1 -1,5 ч.Озноб часто нарастает толчками, температура поднимается до 37-38 о С (иногда до 40 о С и выше) и держатся несколько часов. При этом наблюдается расширение зрачков, гиперемия конъюнктивы, глотки, лица. В моче появляются сахар, часто гематопорфирин, уробилин; возможно увеличение содержания цинка и меди. В крови содержание сахара поднимается значительно, иногда отмечается увеличение печени. Нередко болезненное состояние длится 2-3 дня и дольше. В зависимости от индивидуальности, а также концентрации паров ZnO картина заболевания может быть весьма разнообразна. Описан случай лихорадки у фотографа, использовавшего для раскрашивания портретов краску, содержащую ZnO. У погибших при тяжелом отравлении обнаружены отек межуточной ткани легких, деструкция и метаплазия альвеолярного эпителия. Повторные заболевания приводят к ослаблению организма и активированию туберкулезного процесса, а также повышению восприимчивости к другим заболеваниям дыхательных органов.

Вдыхание в течение 5-30 мин дыма хлорида цинка вызывает пароксизмальный кашель, тошноту, иногда рвоту; через 1-24 часа -одышка, повышение температуры тела, возможны воспалительные явления и отек легких; осложнений следует ожидать в течение 5-12 дней. Описанный синдром получил название острой химической пневмопатии. На вскрытии погибших на 6 и 11 дни после отравления - некротизирующий трахеит, бронхит, сливная бронхопневмония с тромбозом мелких сосудов и облитерирующий бронхиолит.

При попадании сульфата цинка в желудок - тошнота, рвота, понос иногда с примесью крови; доза, вызывающая рвоту,- 1-2 г. Инкубационный период от нескольких минут до нескольких часов. При смертельных исходах на вскрытии - тяжелые повреждения слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта вплоть до некроза, признаки расстройства мозгового кровообращения. Известно массовое отравление в США пищей, которую готовили и хранили в посуде с цинковым покрытием: под действием кислот пищи образовался ZnSO 4 . Возможна интоксикация кислыми продуктами, например, фруктовой пастилой, при изготовлении и хранении их в оцинкованной посуде. Известны, также, многочисленные случаи отравления пищей, хранившейся в оцинкованной посуде: квасом, стоявшим сутки (содержание цинка в продукте 187,6 мг%), молоком (31,3 мг%), томатным соком(89 мг%), кашей, сваренной в оцинкованной посуде(650 мг%).

Хлорид цинка обладает выраженным действием на слизистые оболочки пищеварительного тракта и кожу вокруг рта: ожог слизистых, колики в животе, рвота с примесью крови, кровавый понос, сильное возбуждение; в последующие дни желтуха, боли в конечностях, анурия, остаточный азот до 280 мг%; на вскрытии - признаки поражения печени, почек, миокарда. Известен случай смерти от внезапного кровотечения из трахеи через месяц после отравления; возможно также развитие стеноза пищевода.

Хроническое отравление. Человек . При воздействии цинковой пыли рабочие жалуются на раздражительность, бессонницу, снижение памяти, потливость по ночам, ухудшение слуха, шум в ушах, желудочно-кишечное расстройство; объективно гипохромная анемия, субатрофические катары верхних дыхательных путей после 2-3 лет работы; рентгенографически - усиление легочного рисунка, эмфизема, начальные признаки пневмосклероза. Обращают внимание на то, что цинк обладает кумулятивным токсическим эффектом даже при весьма незначительном содержании его в воздухе. У рабочих цеха цинковой гальваники содержание цинка в волосах достигает 27,2 мг% (в контроле 7,76); у паяльщиков 25,5; маляров 22,9; оцинковщиков 30,04; у тех из них, кто жаловался на слабость и плохой сон, 57,5 мг%. Среди шведских горняков, добывающих цинк, наблюдается повышенная смертность от рака легких.

У многих рабочих, занятых в производстве оксида цинка, обнаружены гипогликемия, гипохолестеринемия, повышение содержания уробилина и порфиринов в моче; нарушение функций поджелудочной железы и печени; фиброз легких. Даже при использовании респираторов пыль ZnO вызывает (не ранее, чем через год) изменения в содержании полисахаридов, пероксидаз и кислых фосфатаз в клетках крови; при стаже 10 лет развивается анемия. При хроническом воздействии ZnO жалобы на диспептические явления. У женщин, работающих в производстве цинковых белил и подвергавшихся в течение 5 лет воздействию цинка в концентрациях 2,4 -7,1 мг/м 3 , выявлено снижение содержания гемоглобина в крови и железа в сыворотке, повышение уровня трансферрина и эритропоэтина.

Лица, контактирующие с цинкосодержащими удобрениями, жалуются на общую слабость, сухость в носу, кашель, шум в ушах; объективно- хроническое воспаление слизистых верхних дыхательных путей. Производственный контакт с хлоридом цинка может привести к поражению слизистой верхних дыхательных путей вплоть до прободения носовой перегородки, желудочно-кишечным расстройствам(после 1 года работы), а также к возникновению язвы желудка или двенадцатиперстной кишки (после 5- 20 лет работы).

Ортоарсенит и гидроортоарсенат цинка. ЛД 50 при введении в желудок крысам для ортоарсенита 1503 мг/кг, для гидроортоарсената 1020 мг/кг; ЛД 50 последнего для мышей 601 мг/кг. Симптомы интоксикации: гиподинамия, одышка, понос; увеличение содержания пировиноградной кислоты и снижение концентрации SH- групп в крови; на вскрытии- кровоизлияния по ходу пищеварительного тракта. Порог острого раздражающего действия при введении в желудок для ортоарсенита 14 мг/кг, для гидроортоарсената 54мг/кг. Повторное введение обоих веществ в дозах соответственно 27 и 102 мг/кг вызывает сосудистые расстройства, нарушение функции ЦНС, терморегуляции, порфиринового обмена; на вскрытии- язвы на слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта, гепатит, увеличение содержания мышьяка в печени.

Селенид и сульфид цинка. Токсическое действие. Животные. Порог острого ингаляционного действия селенида цинка для крыс по влиянию на прирост массы тела и ректальную температуру 44,5 мг/м 3 . При интратрахеальном введении выявлено только пневмотоксическое действие. При введении в желудок доза 8 г/кг не вызывает гибели животных. Кожно-резорбтивное действие отсутствует.

Человек. При производственном контакте жалобы на головную боль, быструю утомляемость, головокружение, сухость во рту, понос, боли в области печени и в суставах, выпадение волос. На некоторых рабочих участках возможно образование селено- и сероводорода.

Фосфаты цинка (ортофосфат и гидроортофосфат) . Токсическое действие. Животные. У крыс через 3 мес. после интратрахеального введения 50 мг каждого из фосфатов воспаление легких и умеренный сетчатый склероз; явления исчезают к концу 6-12 -месячного периода. При введении в желудок не вызывают гибели крыс в дозах 10 г/кг; при в/ брюшинном введении ЛД 50 для гидроортофосфата цинка 600, для ортофосфата цинка551 мг/кг.

Фосфид цинка. Т оксическое действие. Высокую ядовитость фосфида цинка определяет фосфин РН 3 , образующийся в желудке в результате реакции между Zn 3 P 2 и HCI желудочного сока. Фосфин обладает выраженным нейротоксическим действием. В крови он окисляется, частично превращаясь в фосфорную кислоту, частично выделяясь в неизменном виде через легкие; в крови и органах погибших животных и людей не обнаруживается. Ядовит для животных и человека при любых путях введения. У человека при приеме фосфида цинка жажда, тошнота, боли в желудке, понос, отдышка, рвота, чувство страха, судороги, кома.

Объективно - признаки почечной и печеночной недостаточности, нарушение сердечной деятельности, ацидоз. На вскрытии- гиперемия, отек мозга и легких, крупные кровоизлияния в легких и поджелудочной железе. Смерть наступает через 7-60 часов после появления асфиксии. Смертельная доза для взрослого человека - 25 мг.

Поступление, распределение и выведение из организма . Содержание цинка в теле взрослого человека составляет 1-2,5 г.: 30% - в костях, 60% - в мышцах. В печени цинк трансформируется в металлобелковые комплексы (металлоэнзимы). В кровь цинк транспортируется в виде белковых комплексах и лишь небольшая часть в ионной форме. Содержание цинка в крови 700-800 мкг%. В организме цинк распределяется следующим образом(мкг/г): надпочечники 6, кости 66, почки 37, почки 38, мозг 13, желудок 21, сердце 27, кожа 6, мышцы 48. С возрастом содержание цинка в организме увеличивается. Выводится цинк через кишечник, с мочой и потом. Выводится цинк и с молоком.

Санитарно-гигиенические нормативы

ПДК цинка в пищевых продуктах

6. Методы определения и контроля за содер жанием цинка в окружающей среде

цинк окружающая среда выброс атмосфера

Определение цинка и его соединений в воздухе основано на образовании комплекса при взаимодействии иона цинка Zn 2+ с гидрохлоридом диантипирилметилметана в присутствии тиоцианата аммония; чувствительность 1 мкг в анализируемом объеме. Определение в воде основано на образовании красных соединений цинка с дитизоном, извлечении дитизоната цинка в слой CCI 4 при рН 4,5 -4,8 с последующим фотометрированием; чувствительность метода 0,005 мг/л. Определение в пищевых продуктах хроматографическое; основано на образовании комплекса катионов цинка (при рН 4,5-5,0) с диэтилдитиокарбоматом натрия); чувствительность метода 0,005 мг/л.

Для определения в растениях предложен рентгенофлюоросцентный метод. Определение в организме выполняют колориметрически с дитизоном или путем образования комплексов с другими реагентами. Описан флуорометрический метод определения цинка с 8- гидроксихинолином и ряд других. В семенной жидкости цинка можно определить колориметрически по реакции цинка и (4-пиридилазо)-резорцина; чувствительность 2мг/л.

7. Неотло жная помощь при отравления и СИЗ

Индивидуальная защита. Для защиты органов дыхания следует использовать противогазы марки БКФ или респираторы типа «Лепесток», «Астра» и др. При возможности загрязнить кожу рук цинком и его соединениями рабочие должны применять защитные мази перед работой с последующим нанесением питательных кремов после мытья. Работающие, не обеспеченные необходимой спецодеждой и средствами индивидуальной защиты или имеющие их в неисправном состоянии, не должны допускаться к работе.

Неотложная помощь. При литейной лихорадке или после острого отравления парами или пылью цинка, оксидом и хлоридом цинка - дыхание свежим воздухом, иногда - кислородом; щелочные ингаляции, в/вено 5% раствор глюкозы, декстрана физиологического раствора до нормализации венозного давления. В угрожающих случаях назначают пеницилламин, далее антибиотики, кортикостероиды. После приема внутрь растворимых солей цинка сразу промыть желудок 0,5% раствором танина, принять яичное молоко активированный уголь; под кожу унитиол; по показаниям противошоковая терапия.

8. Задача

Исходные данные .

Высота трубы (Н)=12 м.

Диаметр трубы(D)=0,6 м.

V 1 =6500 м 3 /ч=1,81 м 3 /с.

М факт =0,02.

Место выброса: Пермская область (А=200).

Решение.

Соединение цинка: ZnO. Т.к данных по ПДКм.р. для данного соединения нет берем значения ПДКр.з. и считаем ВДКа.в. ПДКр.з=0,5 мг/м 3

lgВДКа.в=0,62*lgПДКр.з-1,77=0,62*lg0.5-1,77=-1,957

Значит ВДКа.в=0,011 мг/м 3

Фоновая концентрация вещества

Сф=0,3*ВДКа.в=0,0033 мг/м 3

Средняя линейная скорость выхода смеси

w о =(4*V 1)/(р*D 2)=(4*1,81)/(3,1416*12*12)=6,4 м/с

ДТ=Т-Тв=55-25=30 о С - выброс горячий.

Параметр f=(1000*w o 2 *D)/(H 2 * ДТ)=5.69<100 - выброс горячий.

Vm=0.65*(V 1 * ДТ/H) 1/3 =0.65*(1.81*30/12) 1/3 =1.075.

Коэффициент n, учитывающий подъем факела за счет скоростного напора,

т.к. 0,5

n=0,532*Vm 2 -2,13*Vm+3,13=1,455

Коэффициент m, учитывающий подъем факела за счет теплового напора,

m=(0.67+0.1*f 1/2 +0.34*f 1/3) -1 =0.6598

Примем что F=1 и з=1, тогда значение ПДВ

ПДВ=((ВДКа.в-Сф)* H 2 *(V 1 * ДТ) 1/3)/(А*F*n*m* з)=

=((0.011-0.0033)* 12 2 *(1.81*30) 1/3)/(200*1*1.455*0.6598)=0.022 г/с

Т.к Мф<ПДВ- выброс экологически безопасный.

Определение максимальной концентрации.

Т.к. f<100 то Cm=(Mф*A*F*m*n* з)/(H 2 *(V 1 * ДТ) 1/3)=0.0065 мг/м 3

Определение максимальной высоты

Коэффициент d зависит от Vm и f<100, тогда

d=4.95*(1+0.28*f 1/3)=7.424

Xm=4*7.424*12/4=89.1 м.

Расчет концентрации загрязняющего вещества в атмосферном воздухе в районе источника выброса.

9 . Методы очистки выбросов, производимых в атмосферу, от цинка и его соединений (выбранное соединение ZnO)

Так как выбранное соединение цинка - оксид цинка представляет собой мелкий порошок - среднедисперсную пыль, то будут рассмотрены методы очистки газов от твердых частиц.

Современные аппараты обеспыливания газов можно разбить на четыре группы:

1) механические обеспыливающие устройства, в которых пыль отделяется под действием сил тяжести, инерции или центробежной силы.

2) мокрые или гидравлические аппараты, в которых твердые частицы улавливаются жидкостью.

3) пористые фильтры, на которых оседают мельчайшие частицы пыли.

4) электрофильтры, в которых частицы осаждаются за счет ионизации газов и содержащихся в нем пылинок.

Для выбросов, содержащих данное соединение цинка, наиболее подходящие в использовании методы очистки - это пористые фильтры, т.к. они обладают наибольшей эффективностью пылеулавливания, и пригодны для такого вида частиц.

Фильтры. В пылеулавливателях этого типа газовый поток проходит через пористый материал различной плотности и толщины, в котором задерживается основная часть пыли. Очистку от грубой пыли проводят в фильтрах, заполненных коксом, песком, гравием, насадкой различной формы и природы. Для очистки от тонкой пыли применяют фильтрующий материал типа бумаги, войлока или ткани различной плотности. Бумагу используют при очистке атмосферного воздуха или же газа с низким содержанием пыли. В промышленных условиях применяют тканевые или рукавные фильтры. Они имеют форму барабана, матерчатых мешков или карманов, работающих параллельно.

Основным показателем фильтра является его гидравлическое сопротивление. Сопротивление чистого фильтра пропорционально корню квадратному из радиуса ячейки ткани. Гидравлическое сопротивление фильтра, работающего в ламинарном режиме, изменяется пропорционально скорости фильтрации. С увеличением слоя осевшей на фильтре пыли его гидравлическое сопротивление возрастает.

В качестве фильтрующих тканей в промышленности раньше широко применяли шерсть, хлопок. Они позволяют очищать газы при температуре меньше 100єС. Теперь их вытесняют синтетические волокна - химически и механически более стойкие материалы. Они менее влагоемки (например, шерсть поглощает до 15% влаги, а тергаль лишь 0,4% от собственной массы), не гниют и позволяют перерабатывать газы при температуре до 150єС. Кроме того, синтетические волокна термопластичны, что позволяет при помощи простых термических операций проводить их монтаж, крепление и ремонт.

Фильтрующие рукава из некоторых синтетических тканей с помощью термической обработки выполняются в виде гармошки, что значительно увеличивает их фильтрующую поверхность при тех же размерах фильтра. Стали применяться ткани из стекловолокна, которое выдерживает температуру до 250 0 С. Однако хрупкость таких волокон ограничивает сферу их применения.

Рукавные фильтры очищают от пыли следующими методами: механическим встряхиванием, обратной продувкой воздуха, ультразвуком и импульсной продувкой сжатым воздухом (гидравлический удар). Главным достоинством рукавных фильтров является высокая степень очистки, достигающая 99% для всех размеров частиц. Гидравлическое сопротивление тканевых фильтров составляет обычно 0,5-1,5 кПа, а удельный расход равен 0,25-0,6кВт. ч на 1000 м 3 газа.

Развитие производств металлокерамических изделий открыло новые перспективы в пылеочистке. Металлокерамический фильтр ФМК предназначен для тонкой очистки запыленных газов и улавливания ценных аэрозолей из отходящих газов предприятий химической промышленности, цветной металлургии и других отраслей промышленности. Фильтрующие элементы, закрепленные в трубной решетке, заключены в корпус фильтра. Они собираются из металлокерамических труб. На наружной поверхности фильтрующего элемента образуется слой уловленной пыли. Для разрушения и частичного удаления этого слоя предусмотрена обратная продувка сжатым воздухом. Удельная нагрузка по газу 0,4-0,6 м 3 /(м 2. мин). Рабочая длина фильтрующего элемента 2 метра, его диаметр 10 см. Эффективность пылеулавливания 99,99%. Температура очищаемого газа до 500 0 С. Гидравлическое сопротивление фильтра 50-90 Па. Давление сжатого воздуха для регенерации 0,25-0,30 МПа. Период между продувками 30-90 мин, продолжительность продувки 1-2 с.

Один из рукавных фильтров, выпускаемых промышленно и его характеристики, представлены ниже.

Фильтр рукавный с механической регенерацией рукавов ФРМ-С.

Фильтры рукавные с механической регенерацией рукавов типа ФРМ-С представляют собой надежные и эффективные пылеулавливающие аппараты, предназначенные для улавливания мелкодисперсных пылей из воздуха и негорючих газов.

Область применения: в производстве строительных материалов, деревообработке, технологических процессах черной и цветной металлургии и др.

Фильтрующим элементом рукавных фильтров является рукав, сшитый из специального материала, который выбирается исходя из условий эксплуатации установок у Заказчика. Регенерация осуществляется путем встряхивания рукавов с помощью электромеханического вибратора.

Устройство и принцип работы:

Принцип работы фильтра основан на улавливании пыли фильтрующей тканью при прохождении через нее запыленного воздуха. По мере увеличения толщины слоя пыли на поверхности рукавов возрастает сопротивление движению воздуха и снижается пропускная способность фильтра, во избежание чего предусмотрена регенерация запыленных рукавов при помощи электромеханических вибраторов.

Запыленный воздух поступает в фильтр (рис. 1) по воздуховоду через входной патрубок (1) в камеру запыленного воздуха (2), проходит через рукава (3), при этом частицы пыли задерживаются на их наружной поверхности, а очищенный воздух поступает в камеру чистого воздуха (4) и через выходной патрубок (5) отводится из фильтра.

Регенерация запыленных рукавов осуществляется включением на непродолжительное время электромеханического вибратора (6), закрепленного на крепежной раме (7), установленной на виброизоляторах (8).

Пыль, стряхиваемая с рукавов, осыпается в бункер (9) и шлюзовым питателем (10) удаляется из фильтра шлюзовым питателем (10) удаляется из фильтра.

Технические характеристики

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Свойства и биохимическая функция цинка. Геохимическая характеристика элемента в природных средах. Месторождения и производства по добыче металла. Влияние цинка и его соединений на здоровье человека. Модель устойчивого развития системы "природа-общество".

контрольная работа , добавлен 11.09.2010


Общая характеристика производства. Физико-химические свойства глинистого сырья. Пластичные свойства глин. Оценка влияния выбросов Кирпичного завода ООО "Ажемак" на окружающую среду. Особенности кислотных дождей. Влияние углеводорода на окружающую среду.

курсовая работа , добавлен 06.01.2015


Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу предприятием, их влияние на человека и окружающую природную среду. Учёт, обследование и расчеты по инвентаризации выбросов автотранспорта, цеха механической и деревообработки, литейного производства.

курсовая работа , добавлен 29.09.2011


Анализ влияния загрязняющих веществ при производстве кормовых дрожжей на окружающую природную среду. Расчет годовых выбросов вредных примесей; определение границ санитарно-защитной зоны для предприятия. Методы очистки сточных вод и газообразных выбросов.

курсовая работа , добавлен 25.08.2012


Основные виды карьерного транспорта и их влияние на окружающую среду. Железнодорожный, автомобильный и конвейерный карьерный транспорт. Выброс вредного вещества при сжигании топлива. Выделение пыли в атмосферу на дорогах, отвалах, перегрузочных пунктах.

реферат , добавлен 16.12.2013


Природа и свойства загрязняющих окружающую среду веществ, особенности их влияния на человека и растительность. Состав выбросов при сжигании твердого топлива. Загрязнения от подвижных источников выбросов. Элементы и виды отработанных газов автомобилей.

контрольная работа , добавлен 07.01.2015


Методы очистки сточных вод и системы водообеспечения. Гальваническое покрытие металла. Хромирование, цинкование и никелирование. Распространение цинкования и меднения. Влияние гальванических производств на окружающую среду. Загрязнение природных вод.

контрольная работа , добавлен 05.05.2009


Свойства двуокиси серы, описание влияния данного соединения на окружающую среду. Удаление серы на нефтеперерабатывающих заводах. Очистка продуктов сгорания от окислов серы. Выбор и обоснование метода, способа и аппарата очистки и обезвреживания выбросов.

курсовая работа , добавлен 21.12.2011


Классификация, принцип действия АЭС. Выбросы радиоактивных веществ в атмосферу. Влияние радионуклиидов на окружающую среду. Нормирование выбросов радиоактивных газов в атмосферу. Ограничение абсолютных выбросов. Промышленные системы газоочистки.

курсовая работа , добавлен 26.02.2013


Комплексное воздействие предприятия на окружающую среду. Оценка выбросов в атмосферу и их характеристика. Санитарно-защитная зона предприятия. Воздействие на почву, подземные и поверхностные воды. Влияние опасных и вредных факторов на организм человека.

Развалины электролизного цеха «Электроцинка» после пожара. Фото: Farniev Konstantin

Не секрет, что выбросы заводов и промышленных предприятий являются одним из основных источников загрязнения воздуха, а сбросы сточных вод от них наносят существенный вред гидросфере. Однако когда работа одного завода ставит под угрозу жизнь и здоровье 300 тысяч человек – опасно оставаться равнодушными.

«Электроцинк» – крупнейшее промышленное предприятие Республики Северная Осетия, занимающее 70,2 га в северо-восточной части столицы региона, Владикавказа, и одно из ведущих предприятий цветной металлургии России, которое с 1904 года производит и реализует цинк, кадмий и серную кислоту.

А еще «Электроцинк» – это загрязнитель воздуха, чья деятельность вызывает острое недовольство владикавказцев как минимум 9 лет. Местные жители до сих пор помнят 5 октября 2009 года, когда в результате производственного выброса окиси серы на заводе над Владикавказом образовалась густая пелена. Горожане начали жаловаться на сильную головную боль и першение в горле. В день аварии более 500 человек собралось на стихийный митинг с требованием провести референдум о прекращении работы предприятия. До конца месяца на заводе произошло еще пять аварийных сверхлимитных выбросов. С тех пор митинги за закрытие «Электроцинка» проводятся регулярно. Хотя первые протесты против работы предприятия начались еще в 2003 году: вскоре после того, как его владельцем стала «Уральская горно-металлургическая компания» (УГМК), местные жители начали жаловаться на вредные выбросы в атмосферу.

Следует добавить, что санитарно-защитная зона вокруг завода составляет всего 300 метров – именно на таком расстоянии от него начинается жилая застройка (законодательно предприятия первого класса опасности, каковым является «Электроцинк», должны быть удалены от жилых районов не менее чем на 1000 метров). Хотя «зона влияния» предприятия далеко не ограничивается одним километром, а распространяется практически на весь Владикавказ.

Серьезной проблемой являются и места складирования отходов производства: огромные курганы, расположенные в черте города, открыты ветрам и дождям.

Глава Минприроды России Дмитрий Кобылкин 7 ноября сообщил, что завод «Электроцинк» выполнял все экологические требования. «По нашей линии Росприроднадзора замечаний к нему никогда не было. Все, что мы просили и требовали, он всегда выполнял», – уточнил министр.

Это подтверждает опасения, что закрыть завод и реабилитировать прилегающие к нему территории или хотя бы снизить до приемлемых уровней его выбросы в ближайшее время не удастся. Ученый и общественный деятель Тамерлан Камболов создал петицию на сайте Change.org , адресованную президенту Российской Федерации с просьбой немедленно и навсегда закрыть «Электроцинк». На данный момент петицию подписали более 26 тысяч человек.

Прояснить небо над Челябинском, разогнать смог и приструнить заводы-загрязнители помогут тысячи невидимых датчиков, установленных на промышленных предприятиях региона. В Росприроднадзоре и Минэкологии нашли способ повлиять на критическую ситуацию с выбросами. Новый проект мониторинга атмосферы позволит круглосуточно получать данные о состоянии воздуха в режиме онлайн. Показатели со сверхчувствительных газоанализаторов будут стекаться на единый информационный сервер и транслироваться через интернет в общий доступ. Такой контроль позволит разложить челябинский воздух на ингредиенты и вычислить тех, кто переборщил с выбросами. Чтобы оценить готовность промышленных предприятий подключиться к «зеленому» проекту, комиссия управления Росприроднадзора во главе с начальником департамента по УРФО Борисом Леонтьевым и руководителем областного управления Виталием Курятниковым побывала на Челябинском цинковом заводе и оценила экологическую политику предприятия, где рост объёмов производства происходит одновременно с модернизацией и внедрением чистых технологий.

Вопрос повис в воздухе

По сути, Челябинский цинковый завод расположен в городе — между Металлургическим районом и северо-западом — в пределах крупного промышленного центра. А потому на индустриальном объекте всегда уделяли первостепенное значение модернизации производства и следили за снижением негативного воздействия на окружающую среду. Еще в 2011 году завод одним из первых предприятий Челябинска подписал с городскими властями контракт о взаимодействии в сфере охраны окружающей среды. И сегодня по этому соглашению результаты замеров в режиме реального времени передаются в «ГорЭкоЦентр» и выкладываются на сайт предприятия. Все данные находятся в открытом доступе и для надзорных ведомств, и для простых горожан.

Для контроля над выбросами в атмосферу диоксида серы при производстве серной кислоты на ЧЦЗ применяются газоаналитические комплексы производства фирмы ЗАО «ЭНАЛ» г. Москва. Затраты на приобретение газоанализаторов составили 3,6 миллионов рублей, ежегодное обслуживание комплекса составляет порядка 350 тысяч рублей.

Во время визита на Челябинский цинковый завод руководитель регионального управления Росприроднадзора Виталий Курятников в составе комиссии положительно оценил усилия руководства по снижению негативного воздействия промышленного производства на экологию города:

— Главная задача визита — реализация проекта мониторинга качества воздуха. На сегодняшний день цинковый завод подтвердил свою приверженность двигаться в этом направлении, — отметил руководитель Росприроднадзора по Челябинской области Виталий Курятников.

Применяемые современные технологии снижения выбросов и природоохранные мероприятия впечатлили всех участников комиссии. В составе делегации предприятие также посетили руководители управления Росприроднадзора Курганской области, Ямало-Ненецкого и Ханты-Мансийского автономных округов.

— Основы системы экологического мониторинга были заложены в 2011 году. Цинковый завод одним из первых в городе подписал соглашение о взаимодействии с администрацией города в сфере охраны окружающей среды. Так что уже седьмой год результаты замеров в режиме реального времени передаются в «ГорЭкоЦентр» и на официальный сайт предприятия. Эти же данные поступают в Росприроднадзор и администрацию Челябинска. За последние три года выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух не превысили 30% от установленного норматива, — рассказал генеральный директор ЧЦЗ Павел Избрехт.

ЧЦЗ сегодня является крупнейшим в России производителем цинка и сплавов на его основе и единственным производителем цинка. На Лондонской бирже этот металл продаётся под собственным брендом Chelyabinsk Zinc Plant Special High Grade. Помимо цинка, предприятие также производит серную кислоту, индий, кадмий.

Разговор начистоту

За последние девять лет предприятие вложило в природоохранные мероприятия более четырех миллиардов рублей. На эти средства реализовано по меньшей мере шесть проектов по охране атмосферного воздуха, о которых руководство ЧЦЗ говорит прямо:

• приобретение передвижной лаборатории контроля атмосферы;
• реконструкция систем сернокислотного цеха и демонтаж технически устаревших цехов;
• оснащение источников выбросов диоксида серы в сернокислотном цехе газоанализаторами непрерывного контроля;
• строительство систем очистки газов печей обжигового цеха при их пуске и остановке;
• строительство рукавного фильтра для очистки воздуха при приемке пылевидного сырья;
• старт строительства узла приема, растаривания и грануляции пылевидных ВЦС.

Основным веществом, способным оказывать негативное воздействие на окружающую воздушную среду, является вырабатываемый при обжиге сырья диоксид серы. Технология утилизации отходящих газов, реализованная в сернокислотном цехе, признана оптимальной доступной технологией ИТС 13-2016 «Производство свинца, цинка и кадмия». Сегодня степень утилизации диоксида серы на цинковом заводе составляет 99,95%. В результате технического перевооружения и запуска вельц-печи с организацией нового помещения пылеочистки, пыль, улавливаемая в фильтре, возвращается в производство. Реализация данного проекта улучшает промышленно-санитарные условия в рабочей зоне цеха, минимизирует выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Затраты на установку составили 4,5 миллиона рублей.

1 / 6

Для оперативного контроля за состоянием атмосферного воздуха на границе санитарно-защитной зоны с 2010 года работает передвижная лаборатория экологического мониторинга ЧЦЗ. Для создания действенной системы контроля выбросов на территории Челябинска завод передаёт результаты замеров в периоды НМУ на электронную почту в МУП «ГорЭкоЦентр». Затраты на приобретение лаборатории составили 1,3 миллиона рублей. Пробы воздуха производятся в семи точках, две из них в жилой зоне — в районе улиц Аральской и Волховской. Станция может уловить в воздухе 15 ингредиентов: кроме диоксида серы, это диоксид азота, оксид углерода, свинец, цинк, кадмий и другие вещества.

По данным комплексного доклада о состоянии окружающей среды Челябинской области в 2016 году, опубликованного на сайте Министерства экологии по Челябинской области в 2016 году, выбросы ПАО «ЧЦЗ» составили 0,4% от выбросов по Челябинской области или 1,7% от выбросов г. Челябинска.

1 / 6

— Открытая экологическая политика на предприятии ведется с 2009 года, — резюмирует генеральный директор ПАО «ЧЦЗ» Павел Избрехт. — За это время заменены и реконструированы сернокислотные системы, которые позволяют утилизировать диоксид серы, образующийся в процессе обжига концентрата. Кроме того, в 2016 году была введена в эксплуатацию новейшая вельц-печь. Это крупнейший агрегат стоимостью полтора миллиарда рублей, позволяющий перерабатывать не только те отходы, которые образуются на нашем предприятии, но и отходы других предприятий. Мы приступили к реализации проекта по строительству локальных очистных сооружений, планируем завершить его в 2020 году. Реализация этого проекта позволит полностью исключить сброс промышленных стоков в реку Миасс. Внедрение вышеперечисленных мероприятий позволяет постепенно снижать негативное воздействие производства на окружающую среду.

— Чем больше будет предприятий, которые будут вовлечены в проекты Росприроднадзора и Минкомсвязи на территории Челябинска и Магнитогорска и, в принципе, области, тем нам будет проще и понятней работать с нарушителями, — делится впечатлением от посещения цехов руководитель управления Росприроднадзора по Челябинской области Виталий Курятников.

Следующим шагом Росприроднадзора станет проверка достоверности показаний датчиков, передаваемых в надзорные органы. Информация будет обнародована с целью рассеять пелену, нависшую над информационным пространством, и снять недоверие в отношении тех данных, которые предоставляются на бумажном носителе. В итоге, когда задумка ведомства будет полностью реализована, надзорные органы и рядовые горожане смогут видеть реальную картину загрязнения воздуха от того или иного предприятия, а пресечь действия нарушителей станет проще.

Пыли электропечей характеризуются высоким содержанием редкоземельных элементов, находящихся практически в тех же формах, что и в пылях отражательной плавки.

Шахтная плавка вторичного сырья характеризуется большим разнообразием поступающих на переработку шихтовых материалов. Особенностью этого процесса является то обстоятельство, что в печи поддерживается восстановительная атмосфера в отличие от других плавильных агрегатов. Выход продуктов плавки: грубая пыль - 3-4%, тонкая пыль - 5-10%. С газами уносятся Сu - 0,2-0,4%, Zn -45-55 %, Pb - до 20%, Sn - 2-4 % от общего их поступления. Тонкая пыль, образующаяся при шахтной плавке вторичного сырья и улавливаемая в системах тонкой очистки газов, в основном состоит из возгонов летучих металлов и соединений, входящих в состав шихты или образующихся в процессе плавки. Химический состав пылей уральских предприятий приведен в таблице 2

Таблица 2 - Химический состав пылей уральских предприятий, %

Уловленная грубая пыль возвращается в оборот на приготовление шихты.

При отражательной плавке, проводимой практически в нейтральной атмосфере, цинк возгоняется в результате испарения сульфида цинка, который, термически разлагаясь и окисляясь, в форме оксида цинка удаляется вместе с газами из печи. Вследствие охлаждения газов возможно сульфидирование цинка, а в зоне более низких температур и образование сульфатов.

Более легко в газовую фазу переходит кадмий (его сульфид и особен-но оксид обладают высокой упругостью паров). По этой причине кадмий достаточно полно концентрируется в возгонах.

Свинец при отражательной плавке переходит в возгоны в виде сульфида, так как последний уже заметно сублимирует при температуре 926,85

Около 15% мышьяка и сурьмы, содержащихся в концентратах, переходят в газовую фазу. Высокой упругостью паров обладают низшие оксиды и сульфиды этих элементов (AsO, AsS и SbO).

Во многих полиметаллических рудах в незначительных количествах присутствуют селен и теллур, оксиды которых, обладая высокой упру-гостью паров, переходят в газовую фазу. В возгоны переходит до 20% Se и Те, содержащихся в исходном сырье.

Основным элементом в тонких пылях шахтных печей является цинк, который имеет высокую упругость паров и, восстанавливаясь при шахтной плавке, возгоняется с последующим окислением в верхних горизонтах печи и газоходном тракте таблица 3. Общее содержание цинка в пыли достигает 70% (в основном в виде оксида). Содержание металлического цинка около 4,0-4,5%, сульфида цинка - 1-2%. Свинец в пылях также находится главным образом в виде оксидов; содержание металлического свинца не превышает 1%.

Таблица 3 - Химический состав пылей и возгонов свинцово-цинкового производства %

Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе при плавке сплавов на основе цинка

Предельно допустимая концентрация

(ПДК) - норматив - количество вредного вещества в компонентах окружающей среды (воде, воздухе, почве), при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени практически не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у его потомства. Устанавливается в законодательном порядке или рекомендуется компетентными учреждениями (комиссиями и т.п.). В последнее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие этих загрязнителей на диких животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природные сообщества в целом. Исследования самого последнего времени привели к выводу об отсутствии нижних безопасных порогов (а, следовательно, ПДК) при воздействии канцерогенов и ионизирующей радиации. Любое превышение ими привычных природных фонов опасно для живых организмов хотя бы генетически, в цепи поколений.

ПДК для атмосферного воздуха. Приоритет разработки принципов гигиенического нормирования допустимого содержания атмосферных загрязнений принадлежит отечественной школе под руководством В. А. Рязанова. В СССР первые ПДК для 10 наиболее распространенных загрязнителей (сернистый газ, взвешенные вещества, двуокись азота, окись углерода и др.) были утверждены Минздравом уже в 1951 г. К 1989 г. были установлены ПДК для 324 химических соединений при их изолированном действии и дана характеристика комбинированного действия 49 смесей, включающих в себя 2, 3 и 4 вещества, а также более чем для 400 веществ ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ).

Регламентирование допустимого содержания атмосферных загрязнений основано на представлении о наличии порогов в их действии, хотя сами пороговые величины являются относительными и зависят от многих причин, как физических (режима и длительности поступления, агрегатного состояния), так и биологических (физиологическое состояние организма, адекватности избранных показателей и т.д.).

Прежде всего изучается рефлекторное действие вещества. Результаты этого изучения лежат в основе установления максимальных разовых ПДК - максимальных концентраций, отнесенных к 20- минутному периоду определения, не вызывающих при регламентированной вероятности их появления изменения рефлекторных реакций человека.

(ПДК) вредных веществ в воздухе при плавке сплавов на основе цинка представлены в таблице 4

Таблица 4 - ПДК вредных веществ в воздухе при плавке сплавов на основе цинка

цинк плавка фильтр хемосорбция

Примечание.

Названия индивидуальных веществ в алфавитном порядке приведены, где это было возможно, в соответствии с правилами Международного союза теоретической и прикладной химии, ИЮПАК (International Unionof Pureand Applied Chemistry, IUPAC) (графа 2) и обеспечены регистрационными номерами Chemical Abstracts Service (CAS) (графа 3) для облегчения идентификации веществ.

В графе 4 приведены формулы веществ.

Величины Нормативов приведены в мг вещества на 1 м3 воздуха (графа 5).

Если в графе «Величина ПДК» приведено два Норматива, то это означает, что в числителе максимальная разовая, а в знаменателе - среднесменная ПДК, прочерк в числителе означает, что Норматив установлен в виде средней сменной ПДК. Если приведен один Норматив, то это означает, что он установлен как максимальная разовая ПДК.

В графе 6 указано преимущественное агрегатное состояние в воздухе в условиях производства (пары, аэрозоль и их смесь).

В соответствии с классификацией ГОСТ 12.1.007-76. «ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» вещества разделены на четыре класса опасности (графа 7):

1 класс - чрезвычайно опасные,

2 класс - высокоопасные,

3 класс - опасные,

4 класс - умеренно опасные.

В графе 8 «Особенности действия на организм» специальными символами выделены вещества с остронаправленным механизмом действия, требующие автоматического контроля за их содержанием в воздухе, канцерогены, аллергены и аэрозоли, преимущественно фиброгенного действия.

Использованы следующие обозначения:

О - вещества с остронаправленным механизмом действия, требующие автоматического контроля за их содержанием в воздухе,

А - вещества, способные вызывать аллергические заболевания в производственных условиях,

К - канцерогены,

Ф - аэрозоли преимущественно фиброгенного действия,

п - пары и/или газы,

а - аэрозоль,

п+а - смесь паров и аэрозоля,

Соединения, при работе с которыми требуется специальная защита кожи и глаз; символ проставлен вслед за наименованием вещества,

Вещества, при работе с которыми должен быть исключен контакт с органами дыхания и кожей при обязательном контроле воздуха рабочей зоны утвержденным методом на уровне чувствительности не менее 0,001 мг/м3. Для такихвеещств значения ПДК не приводятся, а указывается только класс опасности и агрегатное состояние в воздухе.

Краткое описание вредных веществ и их воздействие на организм человека

Цинк и его соединения широко используются в народном хозяйстве и в медицине как вяжущее средство в виде мазей и паст. Металлический цинк входит в состав ряда сплавов (бронза, латунь и др.), применяется для покрытия железа с целью защиты его от коррозии, как жидкость для пайки, для изготовления цинковой посуды, пергаментной бумаги, для приготовления красок (цинковых белил), при крашениитканей, его применяют для борьбы с грызунами.

Цинк и его соединения могут поступать в организм через пищевой канал, а также через органы дыхания в виде пыли, образующейся при добыче и переработке цинковых руд. Цинк может поступать в организм с вдыхаемым воздухом в виде паров, выделяющихся при выплавке цинка и получении сплавов. После поступления цинка в организм в виде пыли и паров образуются его соединения с белками, вызывающие приступы лихорадки, начинающейся с озноба (так называемая лихорадка литейщиков, или латунная лихорадка). При вдыхании пыли и паровцинка может появиться тошнота, рвота и мышечные боли. Описаны случаи отравлений пищей, приготовленной и сохраняемой в оцинкованной посуде, из продуктов, содержащих кислоты (богатые кислотами фрукты, томат и др.). Соединения цинка, поступившие в желудок, могут вызывать острое отравление, при котором наступает рвота, понос, судороги и т. д.

Отравления мышьяковистым водородом происходят в промышленности при плавке и рафинировании металлов, при гальванизации и травлении, при производстве силиконовых микрочипов. В прошлом органические соединения мышьяка использовали для лечения больных сифилисом, эпилепсией, псориазом и амебиазом. Хроническое отравление мышьяком чаще всего происходит при профессиональном воздействии малыми дозами в промышленности или при хроническом употреблении загрязненной пищи, воды или медицинских средств.

Мышьяковистый водород соединяется с гемоглобином в эритроцитах, вызывая тяжелый гемолиз с анемией и гемоглобинурией. Впоследствии может развиться тяжелая желтуха. Отравление мышьяком характеризуется тошнотой, рвотой и поносом, ожогом глотки, затрудненным глотанием, недомоганием, угнетением костного мозга, тахикардией и одышкой. Страдает ЦНС, часто развивается острая почечная недостаточность со смертельным исходом.

Воздействию кадмия человек подвергается на производстве, в результате загрязнения воздуха в шахтах, при плавке металлов. Также он используется в производстве гальванических элементов, в керамике, при электрогальванизации и в качестве пигмента в красках и пластмассах. Отравление кадмием происходит при попадании его в желудок или при ингаляции.

При однократном воздействии большими количествами кадмия происходит перенасыщение этого белка и снижение его защитной эффективности. Кадмий не проникает через плаценту; он постепенно накапливается в организме с возрастом. Биологический период полувыведения - не менее 20 лет.

Острое отравление: рвота, боли в животе, понос, шок. Острая ингаляция кадмия вызывает одышку, слабость, боли в грудной клетке, укорочение дыхания и кашель. Химическийпневмонит приводит к отеку легких и дыхательной недостаточности.

Свинец составляет около 2% массы земной коры и распространен повсеместно. Неорганические соли свинца абсорбируются после попадания в желудок или ингаляции. Органические соли свинца могут абсорбироваться через кожу. Абсорбция свинца в желудочно-кишечном тракте увеличивается при дефиците железа, кальция и цинка. Обычно в желудочно-кишечном тракте абсорбируются 10% проглоченной дозы. Абсорбция в легких варьирует в зависимости от дыхательного объема и размера частиц. Частицы размером менее 1 мкм могут абсорбироваться в альвеолах.

Свинец откладывается в крови, костях, в почках и головном мозге. Основным путем выведения свинца из организма является экскреция с калом (80-90%) и мочой (10%). Период полувыведения свинца из мягких тканей и крови составляет 24-40 дней, из костей - 104 дня.

Свинец является ядом ферментов, связываясь с дисульфидными группами белка. В высоких концентрациях свинец повреждает третичную структуру внутриклеточных белков, денатурируя их и вызывая гибель клеток и в конечном итоге воспаление тканей.

Отравление: боли в животе, анемия, поражение почек, головная боль, потеря памяти, поражение центральной нервной системы (у детей), раздражительность, летаргия, анорексия и невнятная речь.

Применение: в полупроводниковой промышленности при производстве диодов, инфракрасных детекторов, устройств с эффектом Холла, компонент свинцовых сплавов, в лекарствах (противопротозойные средства), пайка, оболочки кабелей, типографские сплавы, сульфид сурьмы является одним из ингредиентов в спичечных головках. Вместе с оловом и медью сурьма образует металлический сплав - баббит, обладающий антифрикционными свойствами и использующийся в подшипниках скольжения.

Сурьма и ее соединения поступают в организм главным образом через органы дыхания, они могут длительно задерживаться в печени, коже, волосах.

Зеленовато-желтый газ с характерным удушливым запахом. Является сильным окислителем. Хлор тяжелее воздуха, скапливается в подвалах, низинах местности, хранится и перевозится в сжиженном состоянии. Поступает в атмосферу от химических предприятий, производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примесь молекулы хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов (мышьяк, фосфор, сурьма, свинец, пары ртути и редких металлов, смоляные вещества и цианистый водород).

Хлор - вещество преимущественно удушающего действия, раздражает дыхательные пути, может вызвать отек легких. При действии хлора в крови нарушается содержание свободных аминокислот. При незначительных концентрациях хлора наблюдается покраснение конъюктивы, мягкого неба и глотки, чувство давления в груди. Иногда, отравление, перенесенное на ногах, через несколько дней заканчивается смертью.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ НА ИССЛЕДОВАНИЕ

Целью является анализ систем очистки воздуха от вредных примесей при плавке и литье сплавов на основе цинка, исследование и выбор наиболее приемлемой схемы очистки для плавки цинковых сплавов.