第一篇:大氣論文
目前世界森林正以驚人的速度不斷減少,特別是熱帶森林,當前是以每分鐘10-16的的速度喪失,本來最初世界森林面積是 76 億公頃,19世紀減少55億公頃,本世紀中葉減為38億公頃,而到了70年代僅有28億公頃。在人類文明史以前,世界的森林覆蓋率2/3左右,而目前只有 1 / 3。
由于森林的大量砍伐,加上農業中有大量有機物的土壤的被破壞,以及潮濕土壤的減少,從而加速了腐殖質的分解,使之變成CO2、水和熱,生物群中的碳儲量的明顯減少,釋放出來的CO2便進入大氣碳庫之中,據估計這種釋放量每年達9*108立方噸之多。從1850年以來的100多年,地球大氣中 CO2的含量已由290ppm增加到330ppm,總增加量的 l / 4 似乎是最近10年造成的,這是一方面。
60年代以來由于工業的畸形發展,廠礦日益增多,“三廢”造成的環境污染日趨嚴重。目前世界每年排入大氣的有毒氣體達6.14億噸。根據今年 3 月 2 日國務院環境保護領導小組辦公室主任李超伯在答記者問時指出,全國每年排入大氣的煙塵量約為 1000 多萬噸,排入大氣的SO2估計在1500 萬噸以上。
要知道,每燃燒一噸煤排出的污染物質中SO2 占60公斤, NO2 占3-9公斤, CO2占2公斤, 灰塵占9-11公斤,而每一公斤煤的燃燒當中便可產生苯荊蓖6-11萬微克,又人們每吸100 支香煙中便可產生1-4.4微克三、四苯荊蓖[4]。所有以上提及的污染物質中都是有毒的。當中SO2 能使人造成呼吸道內徑曲窄,呼吸道阻力加大,CO2影響到血液輸送O2 的功能,NO2能引起危性哮喘病,煙塵是造成矽肺肺炎等肺病的主因,三、四苯荊蓖是引起強烈導致肺癌的物質。正因為是這樣,一方面大氣中有毒氣體種類愈來愈多,濃度也愈來愈大;另一方面已如上述,目前世界森林又愈砍愈少,森林覆蓋率愈來愈低,以致大氣里對污染氣體的自凈能力,由于森林的銳減而愈來愈弱,二者差距愈來愈大,造成大氣里有毒氣體過分富集而無法保持平衡,嚴重地威脅著人類的身心健康。
要知道,要是地球上沒有森林和其他綠色植物不斷地吸收CO2 放出O2氣來米誰持平衡,人類早就不能生存。估計地球上的森林每年為人類吸收處理掉CO2近千億噸,空氣中近60%的O2都來自森林植被。據測定每公頃闊葉林在生長季節里能放出700公斤的O2而吸收近一噸的CO2。而它每小時吸收的CO2就相當于200人同一時間所排CO2的總和。每公頃針葉林(柳杉)每天能吸收近60公斤的CO2,每個成年人每天的需CO2量大致為0.75公斤,排出0.4公斤的CO2,一畝森林通過光合作用能“產生”48.7公斤的O2“回收66.7公斤的CO2。而一公頃森林便能滿足973人的O2量。所以,如果每個人傭有140平方米森林便可保持大氣含量的穩定平衡[6]。正是由于森林這個”綠色工廠“保持CO2。與O2的平衡,才使得人類不斷地獲得新鮮空氣的補充。不僅如此,由于許多林木樹種的葉比較粗糙,又有折皺,有的具有絨毛,有的具有蠟質,有的還能分泌粘液,所以森林不僅能驅散、攔阻,而且還能吸收和轉化有毒物質的能力。具有關資料介紹每公頃森林每年可從大氣中吸收350噸污染物質,有的樹種還能吸收空氣中的致癌物質,蘇聯研究材料證明,每年每公頃云杉可阻擋灰塵32噸,松林36.4噸,水青崗68噸;日本資料介紹槭樹和橡樹混交林每年每公頃可吸塵68噸,沈陽林科所研究觀查在鉛污染較重的地區,,一公斤青楊干葉,可吸收鉛塵 616 毫克,一公斤桑樹干葉可吸收鉛塵 526.9毫克[6],這就是為什么有些人進城,總覺得城里烏煙瘴氣空氣惡濁,很不舒服,回到郊區(例如北碚)就覺得好多了,這是由于北碚郊區周圍樹木較多,工廠車輛較少,污染不象城里那么嚴重,因而大氣里的氣體含量不斷為林木所粗驅散攔阻與吸收,不致過于富集而容易維持平衡關系。由此看來,正是由于吸收CO2和其它有毒氣體的森林植被的日益減少,大氣中的CO2和其它有毒氣體的日益增多,才會使自然界的生態不平衡了。參考資料:《生態平衡的核心是什么》--西南農學院 杜作洪
第二篇:大氣環境保護論文
關于大氣污染和保護的論文(趙穎慧,制藥101,2010013036)
摘要:工業革命以來,特別是20世紀以來,許多國家相繼走上了以工業化為主的發展道路。在人類創造前所未有的物質財富的同時,環境問題也一直呈現著地域上擴張和程度上惡化的趨勢。環境問題已逐漸成為全球性的問題。而對中國——一個發展中國家而言,回首二十世紀,我國經濟獲得了長足的發展,生產力水平大大提高。但是,傳統模式下的生產力的提高在驅動經濟增長和偉企業帶來利潤的同時,卻使我們的地球家園變得千瘡百孔,不堪重負。關鍵詞:大氣污染 污染源 治理途徑
所謂大氣污染是指人類生產、生活活動或自然界向大氣排出各種污染物,其含量超過環境承載能力,使大氣質量發生惡化,使人們的工作、生活、健康、設備財產以及生態環境等遭受惡劣影響和破壞。污染源可分為天然污染源和人為污染源。天然污染源是指自然界向大氣排放污染物的地點或地區,如排放灰塵、二氧化硫、硫化氫等污染物的活火山、自然逸出的瓦斯氣,以及發生森林火災、地震等自然災害的地方。人為污染源則又可按不同的方法分類:按污染源空間分布方式可分為點污染源、面污染源、區域性污染源;按人們的社會活動功能可分為生活污染源、工業污染源、交通污染源等;按污染源存在的形式可分為固定污染源和移動污染源。
一、我國大氣污染現狀
人類需要呼吸新鮮空氣來維持生命,每天空氣都會成千上萬次地有規則地通過我們的鼻腔進出我們的肺。而潔凈的空氣對于生命來說比任何物質都重要,人在5周內不吃飯,5天內不飲水尚能生存,而空氣僅斷絕5分鐘就會死亡。可見空氣是人類和其他一切生命有機體一刻也不可缺少的生存條件。然而現在的我們卻對空氣多了一份恐懼,那污染嚴重的“毒氣”時不時的讓我們擔憂:是否會有可怕的化學物質通過呼吸進入我們的體內,日積月累,給我們帶來難以預料的后果。
也許你會說這是杞人憂天,但數據明確地向我們指明了現實。《2000年中國環境狀況公報》指出:中國城市空氣狀況與前幾年相比有所好轉,但整體的污染水平仍較嚴重。在受到監測的338個城市中,大氣環境質量符合國家一級標準的城市不到3%,空氣污染指數高于三級的城市占到了63.5%,其中有112個城市的平均污染指數達到了四級,屬重度污染。目前嚴重影響中國城市空氣質量的污染物為懸浮顆粒物(TSP)或稱為可吸入顆粒物(PM10,即直徑在10微米以內的懸浮顆粒物)。由于可吸入顆粒物上常常附著有害的重金屬、酸性氧化物、有機污染物、細菌和病毒等,它們被人尤其是兒童吸入后,對健康的危害很大。而在全球的大氣監測中,參與的北京、上海、西安、沈陽、廣州五個城市,在全球污染最嚴重的城市中,名列前10位,而這五個城市還不是全國最差的。
從上述的數據我們可得知中國大氣污染現狀有多惡劣。而何為大氣污染呢?大氣污染是指污染物進入大氣層之后,空氣除了正常成分外,又增加了新的成分,致使大氣在成分、氣味、顏色和性質等方面發生變化,從而危害生物的生存和人類的生活環境,影響人體健康,給正常的工農業生產帶來不良后果的大氣狀況。1930年比利時發生的馬斯河谷事件,20世紀40年代初期美國洛杉磯發生的光化學煙霧事件都屬于因大氣污染而造成的公害事件。大氣中的污染物不計其數,只算已對人類產生危害,或已引起人們注意的大致就有百余種。其中影響范圍廣,已對人類形成威脅的有粉塵、飄塵、SO2、CO、NO2、碳氫化合物(HC)、H2S、NH3等,所以這些污染物都是危害人體健康的潛在因素。據不完全統計,目前全世界每年排入大氣中的污染物質量總計達10.7億多噸,其中粉塵、SO2、CO所占比重較大。試想一下,每人每日將多少污染物在不知情的情況下吸入了肺中。
二、大氣污染物及來源
排入大氣中的污染物,從產生來源來看,可分為自然污染源和人為污染物。而大氣污染物主要來源于后者,人類的生產和生活活動所造成的。人為的污染源主要有五種:
1、工業污染源,由火力發電、金屬冶煉、玻璃與食品加工等生
過程和燃料燃燒過程中所排放的煤煙、粉塵及廢氣等造成的大氣污染。1948年,在美國發生了“多諾拉事件”就屬于此等案例。多諾拉位于孟農加希拉河流經的馬蹄形河谷中,兩岸聳立著百米高的山丘。在盆地中,建有大型冶煉廠、硫酸石和煉鋅廠。10月27-31日,多諾拉市被強逆溫層控制,多種污染物混合累積在逆溫層下,幾天內有6000人住院,20人死亡。
2、交通及運輸污染源,由汽車、火車、飛機、運載火箭等交通
工具在行駛過程中排放尾氣所造成的大氣污染,如1952年的“英國倫敦煙霧事件”。
3、生活污染源,人們由于生活上燒飯、取暖等的需要,燃燒燃料向大氣中排放煤煙及垃圾焚燒等所造的大氣污染。這種現象現在更多的存在于山區。
4、農業污染源,農業大量使用化肥、農藥及農田產生的甲烷氣體,通過揮發而進入大氣中,可污染大氣、降水成分。
5、軍事或科學實驗污染源,核試驗、原子彈爆炸、航天器的廢棄物及毀壞后的碎片垃圾等,可造成大氣層的嚴重污染危害。此等污染一旦形成,危害極難清除,對人體健康侵害極其嚴重。
三、產生大氣污染的原因
1、環境意識薄弱.對可持續發展戰略認識不足。長期以來一些部門和一些地區他們只考慮近期的、局部的經濟發展需要,在制訂一些綜合的經濟政策、產業政策以及城市建設發展規劃中缺乏對保護大氣環境的考慮,往往以犧牲環境為代價換取經濟的快速發展,形成了盲目擴大生產規模、亂鋪攤子、重復建設、技術裝備水平低、能源資源浪費大、鄉鎮企業無序發展、劣質煤炭流通失控等狀況。這造成的環境危害和損失是難以挽回的。
2、大氣污染防治的資金投入不足。目前,全國污染治理和用于污染防治有關的城市基礎設施建設投資,只占國民生產總值的0.7%,這與我國環境污染嚴重、歷史欠賬太多和經濟快速發展對環保投資的需求相比,嚴重不足。
3、執法不嚴,監督管理力度不夠。盡管我國大氣污染防治法規標準建設取得很大進展,但有法不依,執法不嚴,違法不究的現象仍然十分嚴重。
4、缺乏實用的治理技術。我國在大氣污染治理技術和設備的研制、開發、推廣和使用方面,雖然做了不少工作,但與大氣污染控制的需求差距還較大,資金、人力的投入以及實用技術商品化的程度遠不如發達國家。比較薄弱的領域是潔凈煤技術;冶金、化工、建材等行業的工業窯爐和生產設施排放污染的治理技術;機動車機內凈化技術等。實用技術的缺乏直接影響了大氣污染治理的進程和效果。
5、燃料燃燒;工業生產過程:交通運輸等。各種工業生產過程中產生的大氣污染排放量雖僅占大氣污染總排放量的1/5左右。但由于排放點比較集中。濃度較高,所以對工礦區或局部的大氣污染較為嚴重。在一些城市,天然氣在居民的生活中還沒有普及,煤仍然是人們的首選燃料。而在燃煤市場上,高硫煤仍占主導地位。由于經濟條件的限制,人們不可能放棄廉價的高硫煤而去購買環保型的低硫煤;這就造成SO2的大量排放。
6、交通運輸。近些年來,交通運輸發展迅速。特別是近年來,私人轎車的數量急劇增多。但是,交通運輸的發展帶來了嚴重的環境問題。汽車的尾氣中含有大量的CO,對人體的危害極大,特別是一些柴油大貨車和冒煙車輛。排放的尾氣中夾雜著大量的可吸入顆粒物,是導致疾病的重要因素。
7、市政建設。城市馬路普遍存在道路斜坡問題,即馬路兩側的人行板道明顯高于路面而且與路面垂直,呈“凹”字型。致使馬路上的灰塵不能吹走,而且越積越多,這也是引發揚塵天氣的直接原因。
8、工業布局。工礦企業的分散性使城區的大氣污染受到不同程度的影響。
9、綠化。一些新興的工業城市,綠化還沒有跟上工業發展的步伐。只有政府、一些企事業單位,機關團體內部綠化已基本達標,而整個城區的綠化卻遠遠達不到要求。
四、大氣污染的綜合防治
1、防治大氣污染的途徑
大氣污染不僅對人體健康有害,更嚴重的是大氣成分、比重的改變已引起了全球氣候的變化,造成了全球性的危害。在這樣的形勢下,采取措施改善大氣狀況,走可持續發展道路已成為必然。為了保護和改善大氣,為人民創造一個清新、優美的生活和工作環境,我們必須對大氣污染采取有效措施:
(1)統籌規劃,合理布局
搞好規劃布局,特別是工業布局,對一個城市的大氣狀況十分重要。在布局工業時,應將工業生產均衡分布,不要集中在局部或少數大城市。如此單位面積上排放的污染物少,易于自然凈化。另外,廠址的選擇也應與該廠的性質相符,如生產有害氣體的工廠應布局在居住區的下風向。
(2)改進燃燒方式,改進燃料結構
我國的能源結構不合理,從目前狀況看,煤炭在我國一次能源構成中占70%以上,成為我國主要的能源。我國工業燃料動力的80%依靠煤炭,而全國總體每年用于直接燃燒的煤炭占總煤耗的84%。其不高的利用率使得我國的大氣污染更加嚴重。因此,我們應改善我國的能源結構,加大天然氣、石油的比重,發展新能源。與此同時,也可以實施一些具體措施,如區域供熱,實現煤氣化??
(3)提高人們的環保意識,植樹造林,綠化環境
綠色植物可以使大氣中的氧氣不斷得到更新,以此調節空氣成分,凈化大氣。大批植樹造林,充分利用森林及綠色植被對溫室效應的調節作用。擴大生物鏈中的碳量,使大量碳不能轉化為CO2進人大氣中;適應氣候變化,培育出適宜氣候變化的農作物新品種等等,種種措施都能減緩溫室氣體對環境的影響。
(4)調整能源戰略,采用清潔能源。
大力開發水利資源,有步驟地發展核能,努力利用太陽能、風能、海洋能等清潔能源。我國水能資源僅開發5%,還有95%待開發,大力開發利用水利資源是調整我國能源戰略、改變能源結構的首要任務。
2、對大氣環境質量進行監測
大氣中的有害物質是多種多樣的,不同地區污染類型和排放污染物種類不盡相同,因此,在進行大氣質量評價時。應根據各地的實際情況確定需要檢測的大氣環境指標。大氣中常見的污染物有總懸浮顆粒物、降塵、可吸入顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、總烴、鉛、氟化物、臭氧和苯并芘。顆粒物質的測定:顆粒物質是大氣污染物中數量最大、成分復雜、性質多樣、危害較大的一種,它本身可以是有毒物質,還可以是其他有毒有害物質在大氣中的運載體、催化劑或反應床。在某些情況下,顆粒物質與所吸附的氣態或蒸汽態物質結合,會產生比單個組分更大的協同毒性作用。所以,對顆粒物質的研究是控制大氣污染的一個重要內容。大氣中顆粒物質的檢測項目有:總懸浮顆粒物的測定、可吸入顆粒物濃度及粒度分布的測定、降塵量的測定、顆粒中化學組分的測定。其中。顆粒物濃度的測定最常用的是重量法。二氧化硫的測定:大氣中的含硫污染物主要有H2S、SO2、SO3、CS2、H2SO4和各種硫酸鹽。它們主要來源于煤和石油燃料的燃燒、含硫礦石的冶煉、硫酸等化工產品生產排放的廢氣。作為大氣污染的主要指標之一,二氧化硫在各種大氣污染物中分布最廣、影響最大,因此,在硫氧化物的檢測中常常以二氧化硫為代表。大氣中氮氧化物的測定可分為化學法和儀器法兩類。化學法中最常用的是Saltzman法(GB/T15435-95)、酸性高錳酸鉀溶液氧化法、三氧化鉻-石英砂氧化法。其中Saltzman法僅適于測二氧化氮的含量,酸性高錳酸鉀溶液氧化法和三氧化 鉻-石英砂氧化法可以檢測大氣中氮氧化物總量。
3、綜合整治
大氣污染綜合整治規劃是根據城市大氣質量現狀與發展趨勢進行功能區劃并按擬定的環境目標計算各功能區最大允許排放量和削減量,從而制定污染治理方案。大氣污染的治理應根據城市的能源結構與交通狀況確定首要污染物即濃度高、范圍廣、危害大的污染物。便于治理時有的放矢、對癥下藥。當前我國大部分城市的大氣污染主要是由采用落后燃燒方式燃煤和汽車尾氣引起,由此而來的首要污染物是二氧化硫和總懸浮顆粒,因此規劃的遠景目標應該是改進落后的燃煤方式,提高燃燒效率,盡量使用氣體燃料、型煤、太陽能、地熱等無污染或少污染的能源,實行區域集中供熱、消滅千家萬戶的小煙囪,提高道路硬化率,通過強化污染源治理和提高污染控制技術等手段創建無煙控制區。調整工業布局,根據大氣自凈規律科學便理的利用大氣環境容量;強化污染源的治理,降低污染物的排放量;通過技術和行政的手段減少汽車尾氣的污染;提高城市綠化率、選擇抗污染性好的樹種,大力發展植物凈化。
4、利用氣象條件防治大氣污染
在污染源變化相對穩定的情況下,大氣污染狀況主要取決于氣象條件。污染物在大氣中的稀釋和擴散受氣象條件的支配非常明顯,因此,利用氣象條件來制約污染源是防治大氣污染現實而又有效的途徑,而污染氣象條件預報則是其中的關鍵。氣象部門在防治城市大氣污染方面。不僅僅只限于提供大氣污染預報,還可以為政府規劃部門搞好城市建設的合理布局和城市環境規劃提供科學依據。霧是加重大氣污染的重要氣象條件之一,而降水可以沖刷大氣中的污染物。所以氣象部門可以通過人工增雨、增雪、消霧等技術來凈化大氣、消除污染。結語: 結語:我國目前人均耗能水平還很低,僅為世界人均的l/4,能源消耗量也將呈現大幅度上升趨勢。在近期內,我國的能源結構仍將以煤為主,煤炭消耗量的增加將加重我國城市大氣污染程度,而大幅度提高治理城市大氣污染的投資困難較大。因此,我國大氣環境質量發展趨勢不容樂觀。根據我國多年環境保護工作的經驗,在工業污染源或固定源的污染未得到根本控制之前,我國城市大氣污染治理還必須以命令控制型和法律、法規手段為主;隨著我國市場經濟的建立和完善,環境經濟手段無疑是我國環境政策的發展方向。參考文獻:
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化工學院 制藥101 趙穎慧 2010013036
第三篇:大氣腐蝕與防護論文
大氣腐蝕與防護
摘要:金屬材料是我們生產生活中運用最廣泛的材料,它有著強度大,硬度高等優點,在實際應用過程中,人們逐漸發現金屬材料容易被大氣腐蝕,每年因為大氣腐蝕人們要承受巨大經濟損失,本文主要探究大氣腐蝕的原理和原因,以及主要的防護措施。
關鍵字:金屬材料,大氣腐蝕,原因,防護措施。
前言:據統計,材料的大氣腐蝕所造成的損失占全部腐蝕的一半以上,因此,材料的大氣腐蝕與防護對策的研究在本世紀處成為一個重要的研究對象。美國試驗與材料學會(ASTM)自1916年開始大氣腐蝕研究,并進行大量的大氣腐蝕數據積累,近年來的大氣腐蝕試驗研究項目主要集中在工程材料戶外長期腐蝕暴露試驗,我國材料環境腐蝕試驗自1982年開始國產常用材料大氣,海水,土壤環境長期系統的腐蝕試驗研究,至今也取得了大量有價值的研究成果。那么究竟為甚么大氣會腐蝕金屬呢?其原理是怎么樣的呢?
一、大氣腐蝕的原理
金屬腐蝕,是指金屬材料與周圍環境發生化學、電化學和物理等作用而引起的變質和破壞。大氣腐蝕是金屬腐蝕中最普遍的一種,在一定的相對濕度下,大氣中的水氣在金屬表面上凝聚或吸附成水膜是造成金屬大氣腐蝕的主要原因之一。由于在大氣環境中,金屬表面存在著一層飽和了氧的電解液膜,所以在合適的濕環境中 大氣腐蝕陰極過程優先以氧的去極化過程進行。
金屬材料的大氣腐蝕過程所涉及的體系是一個復雜的多相系統。影響大氣腐蝕的因素復雜眾多, 主要取決于金屬材料種類及其表面狀態,環境濕度,溫度等氣候條件的影響,以及大氣中污染物質的影響。人們通過研究發現大氣腐蝕與微滴的出現有著密切聯系。微液滴現象是一種新發現的實驗現象!當易被腐蝕的金屬表面上預先形成有腐蝕性主液滴時!在合適的條件下!主液滴的周圍有更小的微液滴出現并不斷擴展“ 微液滴的形成和擴展遵循一定的規律!并與大氣腐蝕起始過程密切相關” 電化學極化結果顯示!大氣腐蝕過程中的腐蝕電流是微液滴形成和發展的推動力" 當大量的微液滴出現,誘導期的長短取決于由材料,主液滴及環境氣氛所組成體系腐蝕性的強弱。體系的腐蝕性越強,腐蝕發生得越快,微液滴出現的誘導期越短。我們通過對微液滴的形成和擴展來探究大氣腐蝕的影響因素。影響微液滴形成和擴展的因素 1.環境氣氛
由前可知,微液滴現象與大氣的腐蝕過程密切相關。而大氣腐蝕過程是一種在飽和了氧的液膜下所發生的電化學腐蝕過程,其陰極過程優先以氧的去極化反應進行。因此氣氛中有無氧化性氣體必將影響微液滴的形成與擴展。實驗結果表明: 當實驗箱中的空氣被惰性氣體替代時,不管金屬材料的耐腐蝕性好還是不好,也不管預先形成的主液滴是否具有腐蝕性,微液滴均不能形成,即微液滴的形成是以腐蝕過程的發生為前提。因此,在合適的條件下只要有腐蝕過程發生就能出現微液滴現象,這是微液滴現象與大氣腐蝕過程密切相關論斷的直接證據之一。
2.相對濕度
由于大氣腐蝕是一種薄電解液膜下的電化學反應,空氣中的水氣分子在金屬表面凝聚而生成水膜和空氣中氧氣通過水膜進入金屬表面是發生大氣腐蝕的基本條件。作為與大氣腐蝕過程密切相關的微液滴現象肯定要受大氣中的相對濕度的影響。
3.環境溫度
材料所處的環境溫度及其變化是影響大氣腐蝕的又一重要因素。因為它能影響金屬表面水蒸氣的凝聚 水膜中各種腐蝕氣體和鹽類的溶解度,水膜電阻以及腐蝕電池中陰極和陽極過程的反應速度。當大氣中的相對濕度超過臨界值時,溫度的影響更為明顯。在微液滴的形成和擴展過程中,溫度同樣起著很重要的作用。在一定的相對濕度下,溫度越高,氣相中水分子密度越大,越有利于水蒸氣的吸附和凝聚,微液滴也更容易形成和擴展。結論
微液滴的出現是一種與大氣腐蝕密切相關的實驗現象,其形成與擴展與環境氣氛、相對濕度、溫度及主液滴的濃度等環境參數密切相關。同時,微液滴的形成和擴展與主液滴的表面擴散有關。對于腐蝕性體系,由于主液滴中央與邊緣之間的電勢差而形成的腐蝕電流是微液滴形成和擴展的推動力。微液滴的形成機理及其在大氣腐蝕過程中所起的作用仍在研究中。
二、各種金屬的大氣腐蝕對比
過總結各種金屬材料在中國不同環境下的長期大氣腐蝕試驗結果,環境中包括了亞熱帶、溫帶,工業性、海洋性,干燥環境及濕熱環境等各種典型環境。材料中包括了最常用的碳鋼及低臺金鋼、不銹鋼,鋁及鋁臺金、銅及銅合金等典型材料。分析了環境對大氣腐蝕的作用,碳鋼、低合金鋼在不同腐蝕環境中所顯示的大氣腐蝕性規律在初期與后期大不相同。環境對碳鋼的影響極為明顯,不同環境的腐蝕率可以相差三十倍。不銹鋼隨鉻、鎳含量和環境的不同,其大氣腐蝕行為有較大差異。環境中的鹽粒子含量是造成鋁及鋁合金腐蝕的主要因素;銅及銅合金中的其他合金元素對其大氣腐蝕有較大的影響。
三、大氣腐蝕的防護措施
1.金屬腐蝕的危害:金屬腐蝕的危害首先在于腐蝕造成了巨大的經濟損失。這種損失可分為直接損失和間接損失。直接損失包括材料的損耗、設備的失效、能源的消耗以及為防止腐蝕所采取的涂層保護、電化學保護、選用耐蝕材料等的費用。由于腐蝕,使大量有用材料變為廢料,估計全世界每年因腐蝕報廢的鋼鐵設備約為其年產量的30% ,造成地球上的有限資源日益枯竭.全世界每90s就有1t鋼被腐蝕成鐵銹,而煉制1t鋼所需的能源可供一個家庭使用3個月,因此,腐蝕造成了對自然資源的極大浪費。因腐蝕而造成的間接損失往往比直接損失更大,甚至難以估計。這些損失包括因腐蝕引起的停工停產,產品質量下降,大量有用有毒物質的泄漏、爆炸,以及大規模的環境污染等。一些腐蝕破壞事故還造成了人員傷亡,直接威脅著人民群眾的生命安全。為了提高金屬材料的使用壽命和使用性能,減少因為腐蝕帶來的經濟損失,我們需要對金屬的腐蝕進行防護。2.金屬腐蝕防護的方法
1.改變金屬的組成這種方法最常見的是不銹鋼材料。通過在鋼鐵中加入12-30%的金屬鉻而改變鋼鐵原有的組成從而改善性能不易腐蝕。如目前迅速發展起來的不銹鋼炊具餐具等就是以此為材料的。2.形成保護層在金屬表面覆蓋各種保護層把被保護金屬與腐蝕性介質隔開是防止金屬腐蝕的有效方法。可以形成以下幾種保護層來對金屬腐蝕進行防護
(1)磷化處理: 鋼鐵制品去油、除銹后放入特定組成的磷酸鹽溶液中浸泡即可在金屬表面形成一層不溶于水的磷酸鹽薄膜這種過程叫做磷化處理。磷化膜呈暗灰色至黑灰色厚度一般為520μm在大氣中有較好的耐蝕性。
(2)氧化處理將鋼鐵制品加到NaOH的混合溶液中加熱處理其表面即可形成一層厚度約為0.51.5μm 的藍色氧化膜(主要成分為四氧化三鐵)以達到鋼鐵防腐蝕的目的此過程稱為發藍處理。這種氧化膜具有較大的彈性和潤滑性不影響零件的精度。故精密儀器和光學儀器的部件彈簧鋼、薄鋼片、細鋼絲等常用發藍處理。
(3非金屬涂層用非金屬物質如油漆、噴漆、搪瓷、陶瓷、玻璃、瀝青、高分子材料(如塑料、橡膠、聚酯)等涂在金屬表面上形成保護層稱為非金屬涂層也可達到防腐蝕的目的。例如船身、車廂、水桶等常涂油漆汽車外殼常噴漆槍炮、機器常涂礦物性油脂等。
(4)金屬保護層它是以一種耐腐蝕性較強的金屬或合金鍍在被保護的另一種金屬制品表面上所形成的保護鍍層。金屬鍍層的形成除電鍍、化學鍍外還有熱浸鍍、熱噴鍍、滲鍍、真空鍍等方法 陰極保護法金屬的腐蝕是一陽極過程。因此,防治金屬腐蝕的第三大對策就是將金屬置于陰極,即陰極保護法。陰極保護法具體又分為兩種。其一是將被保護的金屬(陰極)和電極電勢較低的金屬(作為犧牲性陽極而溶解掉)接在一起,這也稱為犧牲陽極保護法。比如海上航行的船只,在船底四周鑲上鋅塊,此時,船體是陰極受到保護,鋅塊是陽極代替船體而受腐蝕。其二是將被保護的金屬接在外加電源的負極上使之成為陰極,正極則接到一些廢鐵上作為犧牲性陽極或接到某些導體如石墨、高硅鑄鐵、鉛銀合金、鍍鉑鈦等上面作為惰性陽極。在化工廠中一些裝有酸性溶液的容器或管道以及地下的水管或輸油管常用這種方法防腐。3.4 緩蝕劑法緩蝕劑是一類能夠防止或減緩金屬腐蝕的無機物或有機物目前應用范圍較廣,具有用量少、保護效能高、不改變金屬制品性能,使用方便等優點。無機緩蝕劑如鉻酸鹽、鉬酸鹽、鎢酸鹽、亞硝酸鹽等。有機緩蝕劑如炔醇類、羧酸鹽類、雜環類、有機磷酸鹽類、胺類、醛類等譬如醫院中常用&解新潔爾滅和多亞硝酸鈉溶液浸泡鋼制器械, 以達到消毒和防腐蝕的雙重目的。3.5 尋找新的耐腐蝕替代品上述四大對策只能防護不能根治。解決金屬腐蝕問題的根本方法是研制開發新的耐腐蝕材料,如特種合金、新型陶瓷、復合材料等。比如實驗室中常用鉑作坩鍋或惰性電極,防腐效果很好,但因其成本太高而不可能在工業上大規模使用。不銹鋼則是便宜得多因而也用得較為普遍。鈦也是一種很好的耐腐蝕金屬。由爆炸焊接新技術制造出的一種鈦鋼復合材料,既不怕酸、堿、鹽等的腐蝕,價格也較低。化工廠的反應罐、輸液管道,用鈦鋼復合材料來替代不銹鋼,使用壽命可大大延長。科學家研制成功的一種貌似玻璃的透明金屬,稱“金屬玻璃”,它具有很高的抗張強度,還對外界酸堿的侵蝕顯現出驚人的抵抗力。精密陶瓷,已開始在精密機械和化工領域取代金屬材料和高分子材料。在宇航、核能等領域中,工程陶瓷可取代昂貴的耐蝕、耐熱合金。隨著科技的進步,新的耐腐蝕材料正層出不窮。
參考文獻:
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第四篇:大氣化學課程論文10000字
課程論文
--大氣污染物NOx
隨著信息社會的發展,科技在經濟、政治等領域發揮著越來越重要的作用,它也影響著世界政治的格局,可以說當今世界國家的較量就是科技的較量。但不可否認,在力求發展科技的同時,我們也忽略了很多問題,以至于造成現在嚴重的環境問題,給人們的生活帶來了很多不利的方面。放眼我們現在所生存的環境,到處都留下了發展所帶來的負面影響。
就我們所了解的,有光化學污染、酸雨、溫室效應、大氣污染、冰川融化、淡水資源短缺等等,尤其是一些工業比較發達的城市,污染更加嚴重,在一些工業區,還是會看到把未經處理的污廢水排向江河,直達云霄的煙囪聳立。就像前幾天,天空一片陰沉讓人以為是一片烏云罩頂,就快要下雨了,其實往遠處看,是遠處工廠的煙囪吐出的廢氣遮蓋了整片天空。當時我們就不禁唏噓,生存在這樣的環境下,難怪罹患癌癥的人越來越多了。再說說最近長江多處水域出現干旱,三峽水庫備受爭議,其實如果不是地球污染越來越嚴重,全球變暖又怎么會帶來干旱的發生呢。或許過去我們還能自欺欺人的說環境問題沒有我們想象的那么嚴重,可是當我們面對越來越炎熱的夏季,越來越少的雨水,越來越嗆人的空氣,越來越稀缺的淡水資源,我們還能臵身事外嗎?事實證明,我們已經處在一個巨大的污染循環體中了,我們只能選擇面對它治理它預防它,而且我們必須遵守“預防為主,治理為輔”的原則,因為歷史告訴我們,一旦污染過后,要治理將會
浪費數十倍乃至數千倍的財力物力,而且恢復周期很漫長,短則幾年,長則幾十年幾百年,這個代價太大,不是我們所能負責的起的。這篇論文主要是圍繞氮氧化物進行論述的。
氮氧化物主要是指一氧化氮和二氧化氮。在大氣污染中,兩者的含量是比較高的。氮氧化物的來源很廣泛,主要可以分為兩個大類,天然污染源和人為污染源。天然污染源主要包括活動火山的噴發所產生的氣體、土壤和海洋中細菌對硝酸鹽的分解、天空閃電過程和大氣中NH3的氧化。而人為污染源又分為生活污染源、工業污染源、農業污染源和交通污染源四大類:
(一)生活污染源主要是生活中的爐灶、熱水器,采暖鍋爐等等。人們的生活出于需要使用一些設備時,必須要燃燒化石燃料。但在氣體和液體燃料的使用過程中,由于煤的質量差或者氮和硫的含量高,燃燒過程中會產生大量的煙塵和一些有害氣體。并且城市居住人口多,燃料的大量使用導致產生的污染物數量也相當的巨大,更有甚之,它的危害有時比工廠排污所產生的污染還嚴重。此外,城市垃圾在焚燒過程中產生的廢氣以及堆放過程中由于厭氧分解排出二次污染物都將污染大氣。
(二)工業污染源:工業污染源是大氣污染的一個重要來源,它主要包括工業用燃料燃燒及工業生產過程排放的廢氣,對大氣的危害最嚴重。火力發電廠、鋼鐵工業、石化企業、建材工業等各種類型的工礦企業,在原材料及產品的運輸、粉碎以及由各種原料制成成品的過程中,排放出的大量廢氣均含有不同的污染物進入大氣中。這些工礦企業在生產過程中消耗的能源主要由燃燒化石燃料提供,這是造成大氣污染的源泉。
(三)農業污染源:
農業污染源包括氮肥分解產生的氮氧化物,以及農用燃料燃燒的廢氣對大氣的污染。化學肥料和農藥的使用是農業生產過程對大氣的主要污染主要物。一方面施用的氮肥可直接從土壤表面揮發成氣體進入大氣,而入土壤內的有機氮或無機氮則在土壤微生物的生化作用下可轉化為氮氧化物進入大氣,從而增加了大氣中氮氧化物的含量。農業方面的氮肥的不合理利用也給大氣環境造成了很大的負擔。
(四)交通污染源:作為生活在城市的孩子,印象最深的應該就是馬路越造越寬,由原來的水泥馬路變成了柏油馬路,由以前的雙車道變成了四車道甚至八車道,而伴隨著這一切的另外一個現象就是汽車的普及了,現在上街,到處都是堵車現象,尤其走在車陣中,汽車排出的一陣陣尾氣總是讓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氣慢慢的變淡融入到空氣中。值得一提的是,在汽車之前,摩托車也風靡了好幾年,它的排氣量也不可小覷,個人覺得摩托車的排氣污染比汽車更嚴重,每當一輛摩托車飄過,后面總是跟隨著一串黑色的尾氣。如今,人們的交通工具越來越多,如汽車、摩托、飛機、火車及船舶等。這些交通工具使用汽油、柴油等燃料,燃燒過程中排放出氮氧化物。排放到大氣中,在陽光照射和一定條件下,還可在光化學反應作用下生成光化學煙霧,成為二次污染物的主要來源之一。尤其隨著經濟的發展,越來越多的人買的起私人飛機、私人游艇,這在一定方面也加重了環境的污染。
據統計資料顯示,燃料燃燒排放出的污染物占到全部大氣污染物的70~80%。發達國家主要使用汽油、柴油、重油、天然氣等液體
燃料,而我國的資源特點和經濟發展水平決定了我國的燃料構成以燃煤為主,煤炭消耗約占能源消費的70%,因此煤的燃燒是造成我國大氣污染的主要來源。在某些城市,除燃煤污染外,大氣污染還與當地工業污染和氣象地理條件密切相關的地方特點。
氮氧化物復雜繁多的來源導致了它在大氣污染物中占有了絕大部分的含量,由此可見,它的治理與預防是非常重要的。而我們要想解決一個問題,就必須先了解它的來源以及它的轉變途徑,只有做到真正的了解它,才可以從根本上有效的克服它。下面我們就進一步的來了解氮氧化物在大氣中的轉化。二氧化氮經光離解而產生活潑的氧原子,它與空氣中的氧氣結合生成臭氧。臭氧又可把一氧化氮氧化成二氧化氮,因而一氧化氮、二氧化氮與臭氧之間存在著的化學循環是大氣光化學過程的基礎。大氣中的一氧化氮、二氧化氮、碳化氫以及空氣中的氧在太陽紫外線的照射下生成臭氧、醛類、過氧硝酸乙酰,再加上工廠等排出的二氧化硫與空氣中的水分結合生成硫酸霧和亞硫酸,幾方面相互作用形成了光化學煙霧,這是氮氧化物的在大氣中的一個轉化。值得注意的是,當大氣中一氧化氮和二氧化氮同時存在時,一氧化氮不吸光,二氧化氮可以吸收光子而離解,生成臭氧,因此,臭氧就作為二氧化氮光分解的產物而生成。
二氧化氮在大氣中的轉化。NO2能與大氣中的一系列自由基,如
OH、O(3P)、HO2、RO2、RO等反應;也能與O3、NO3反應,其中與OH、NO3和O3的反應比較重要。(1)二氧化氮和氫氧自由基的反應NO2+HO→HNO3主要發生在白天,是大氣中氣態硝酸的主要來源,同時也對酸
雨和酸霧的形成起著重要作用,所產生的硝酸與亞硝酸不同,它在大氣中光解得很慢,沉降是它在大氣中的主要去除過程。(2)二氧化氮與臭氧反應,在生成氧氣的同時,可能生成三氧化氮,也可能生成一氧化氮。NO2+O3→NO3+O2,此反應在對流層中也是很重要的,尤其是在二氧化氮和臭氧濃度都較高時,它是大氣中三氧化氮的主要來源。(3)二氧化氮和三氧化氮在一定條件下反應會生成五氧化二氮,而生成的五氧化二氮會在大氣中又會解離為二氧化氮和三氧化氮NO2+NO3←M→ N2O5。當夜間氫氧自由基和一氧化氮濃度不高,而臭氧有一定濃度
時,二氧化氮會被臭氧氧化生成三氧化氮,隨后進一步發生如上反應而生成五氧化二氮。
亞硝酸在大氣中的轉化。亞硝酸主要是由一氧化氮和氫氧自由基反應生成的NO+HO→HNO2。也有表面催化反應,一氧化氮、二氧化氮
以及水三者共同反應生成亞硝酸NO+NO2+H2O→2HNO2;二氧化氮和水反
應直接生成亞硝酸2NO2+H2O→HNO2+HNO3。亞硝酸在大氣中與硝酸不
同,它光解得很快,是氫氧自由基的主要來源之一。另外,它還可與氫氧自由基反應,生成水和二氧化氮HNO2+HO→NO2+H2O。這種反應在OH濃度高時才可能發生,但是,大氣中如果氫氧自由基濃度高時,往往光的強度也較大,亞硝酸的光解又會優先進行。HNO2→NO+OH,另外,一般認為,亞硝酸的生成反應條件主要是當有催化表面時,如容器壁等,且有二氧化氮和水時,在黑暗中(濕度較大)也可發生生成亞硝酸的反應,2NO+H2O→HNO2+HNO3。
一氧化氮的轉化。一氧化氮是燃料燃燒過程中直接向大氣排放的污染物,它可以通過很多氧化過程氧化成。二氧化氮
第五篇:2009屆大氣科學學年論文和畢業論文題目
2009屆大氣科學學年論文和畢業論文題目 1.2012年7月16日長江流域暴雨的衛星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析 2.2012年7月21日北京暴雨的衛星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析 3.2012年7月華北地區冰雹的衛星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析 4.2010年華南地區暴雨的衛星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析 5.2010年梅雨期間暴雨的衛星云圖、雷達和天氣資料及物理量的綜合分析
6.2012年7月雙臺風的云系和天氣資料及物理量的分析
7.2011年梅雨期間暴雨的衛星云圖、雷達和天氣資料及物理量的綜合分析
8.2009年梅雨期間暴雨的衛星云圖、雷達和天氣資料及物理量的綜合分析
9.2007年梅雨期間暴雨的衛星云圖、雷達和天氣資料及物理量的綜合分析
10.2012年4月間華南冰雹形成的衛星云圖分析
11.利用水汽圖分析及物理量華北冷渦對流云的發生和發展 12.利用水汽圖分析及物理量華南地區對流云的發生和發展 13.夏季青藏高原渦旋對流云系的形成、發展過程分析
14.初夏季節江淮地區強對流冰雹云系衛星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析
15.東北冷渦雷暴發生發展的衛星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析 16.北方冷鋒暴雨衛星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析
17.副熱帶高壓西北側暴雨衛星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析 18.2011年夏季西北暴雨的衛星云圖、雷達和天氣資料及物理量的綜合分析
19.2010年四川冰雹形成的衛星云圖、雷達和天氣資料及物理量的綜合分析
20.2011年華南地區暴雨的衛星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析 21.江淮氣旋性暴雨的衛星云圖、雷達和天氣資料及物理量的綜合分析 22.華北冬季霧的形成的衛星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析 23.江淮冬季霧的形成的衛星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析 24.副熱帶高壓進退的衛星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析
25.副熱帶高壓進退與降水雨帶的變化的衛星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析
26.副熱帶高壓內云系的衛星云圖分析
27.局地地形對強對流云系發生的星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析 28.京津地區一次強暴雨的衛星云圖和天氣資料及物理量的綜合分析