Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Экология

Кислотни дожди. Состав и образование кислотных дождей

Одной из важнейших экологических проблем является повышение кислотности среды, ведет к гибели рыбы и лесов, подкисление почвы, коррозии сооружений и зданий.

Собственно говоря, кислотный дождь представляет собой следствие взаимного влияния друг на друга различных сфер Земли (атмосферы, гидросферы, литосферы и т.д.) из-за дисбаланса в круговороте веществ в них. Причем, следует отметить, что эти вещества могут оставлять атмосферу не только с влажными осадками, но и "сухим" методом - путем выпадения дисперсных частиц, образовавшихся (седиментации). Таким образом, понятие "кислотный дождь" включает влагу (выпадение осадков или сам дождь) и сухую (частички пыли) седиментацию.

При анализе соединений, которые являются предшественниками кислотных дождей, необходимо учитывать не только антропогенные источники, то есть обусловленные сознательной деятельностью человека, но и природные источники, например, лесные массивы, поскольку они в процессе газообмена выделяют значительное количество органических веществ. Имеет значение и степень урбанизации отдельных регионов, например, выделенный аммиак может влиять на нейтрализацию кислотных компонентов.

Влияние различных сфер Земли на образование кислотного дождя

Рис. 5.3. Влияние различных сфер Земли на образование кислотного дождя

Источниками кислотных дождей являются микроорганизмы, содержащие серу и азот. Рассмотрим, как эти вещества и их соединения поступают в атмосферу. Они частично попадают в атмосферу естественным путем (через поверхность суши, океанов, морей), а частично антропогенным.

Есть три вида источников природной эмиссии серы.

1. Процессы разрушения биосферы - с помощью анаэробных (действующих без участия кислорода) микроорганизмов происходят процессы разрушения органических веществ, благодаря чему сера, содержащаяся в них, образует газообразные соединения. Выделение серы биологическим путем не превышает 30-40 млн. Тонн в год, что составляет 1/3 всего количества серы, выделяется.

2. Вулканическая деятельность выбрасывает в атмосферу (более всего в тропосферу) двуокись серы, сероводород, сульфаты и элементарную серу. Это составляет около 2 млн. Тонн соединений в год, содержащие серу.

3. Поверхность океанов - при испарении капель воды в атмосферу остается морская соль, содержащая наряду с каплями натрия и хлора соединения серы - сульфаты, что составляет 50-200 млн. Тонн серы в год. С этих сульфатов не может образоваться серная кислота, поэтому их влияние распространяется только на регулирование образования облаков и осадков.

В результате деятельности человека в атмосферу поступает значительное количество соединений серы, главным образом в виде ее двуокиси.

Источниками антропогенного образования серы являются:

- Сжигание угля;

- Металлургическая промышленность;

- Предприятие по производству серной кислоты;

- Переработка нефти;

- Сжигание мазута;

- Транспорт.

Таким образом в атмосферу ежегодно поступает 60-70 тонн серы (таблица 5.1).

В состав атмосферы входит ряд азотсодержащих микровещества, из которых наиболее распространены закись азота Nfi. В то же время в воздухе являются кислотные оксиды азота, например, окись азота NO (оксид азота) и двуокись азота N0 2.

Кислотные оксиды азота имеют следующий состав:

- Закись азота - N 2 0;

- Окись азота - NO;

- Азотистый ангидрид - N 2 0 3;

- Двуокись азота - N0 2;

- Оксид азота - N 2 0 5.

При нормальных атмосферных условиях принимается во внимание только окись, двуокись и закись азота, потому шо в результате реакций, протекающих в атмосфере, образуется азотистая кислота.

Если азотная кислота, находящаяся в воздухе, нейтрализуется, то образуется азотнокислая соль, находящийся в атмосфере в виде аэрозолей. Природные и антропогенные источники соединений азота и количество выбросов приведены в таблице 5.2.

Таблица 5.1 Природные и антропогенные источники образования атмосферных соединений серы

Источники

Количество выбросов млн. Т. Серы в год

%

Природные процессы разрушения биосферы

30-40

29-39

Вулканическая деятельность

2

9

Антропогенные

60-70

59-69

Всего

92-112

100

Аммиак, имеющий в водном растворе щелочную реакцию, играет значительную роль в регулировании кислотных дождей, так как он может нейтрализовать атмосферные кислотные соединения. Источником атмосферного аммиака является почва, распад мочи домашних животных, внесение удобрений, производство и сгорания угля (таблица 5.3) альдегиды и кетоны 8% (формальдегид, ацетон и др.) И их выбросы составляют 43800000. Тонн в год, и поступают в атмосферу из естественных источников.

Таблица 5.2 Природные и антропогенные источники соединений азота

Источники

Количество, млн. Т.

Отходы деятельности человека

1 * 8

Производство удобрений

0,22

Использование жидкого аммиака

0,1

Выбросы катионов щелочных и щелочно-земельных веществ осуществляются, в основном, из природных источников, чаще при эксплуатации дорог без покрытий и грунтов. К промышленным источникам относится производство магния, стали, чугуна, добыче угля и минералов, изготовления и использования цемента и бетона, сульфатный варки целлюлозы, производство керамических изделий. Они существенно влияют на кислотность осадков, выпадающих нейтрализуя их.

Таблица 5,3 Структура выбросов аммиака из антропогенных источников

Источники

Количество выбросов N в год

млн. т.

%

Естественная грунтовая эмиссия

8

14

Грозовые разряды

8

14

Горение биомассы

12

21

Другое

2-12

4-21

Антропогенная: сжигание топлива

12

21

Транспорт

8

14

Промышленность

1

2

Всего

51-61

100

Летучие органические соединения имеют следующий состав: реакционно способны алканы - 50% (пропан, бутан), алефины - 23% (этилен, пропилен и др.), Ароматические углеводороды 18% (бензол, ксилол и др.), Хлорид и фторид водорода образуются в основном при сжигании угля, производстве оксида пропилена, фторида водорода и фосфатных удобрений. Ежегодно выбрасывается около 1200000. Тонн хлорида и 0160000. Тонн фторида водорода.

Процессы, протекающие в атмосфере, можно разделить на следующие группы:

- Перенос выбросов втором в зону осадков одновременно с незагрязненным воздухом:

- Химические и физические процессы в газовой среде, приводящие к изменению концентрации и химического состава воздушного потока;

- Поглощение веществ антропогенного происхождения облаками и каплями дождя, их химические реакции в жидкой фазе и последующее выпадение загрязнений в виде осадков;

- Сухое выпадение (адсорбция на грунте, кронах деревьев).

Многие стадий процессов, протекающих в атмосфере, могут быть обратными, в результате чего молекула загрязняющего вещества может претерпеть несколько циклов трансформации до достижения им поверхности Земли.

Анализ показал, что 25-30% S0 2 и 15-25% N0 2 переносится ветрами от промышленных предприятий на расстоянии более 200 км.

Выпадение кислотных дождей на поверхность Земли может осуществляться двумя путями: вымыванием осадков и выпадением осадков.

Вымывание осадков - намыв кислотных веществ из атмосферы происходит во время образования облаков и осадков. При перенасыщенности воздуха водяными парами (более 100%) происходит выпадение капель облаков, промывают слой атмосферы между облаками и поверхностью Земли. Таким образом, дождь выпадающего вовсе не является дистиллированной водой.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее