Проблема кислотности осадков
Как было показано ранее, природные осадки имеют незначительную кислотность вследствие наличия в атмосфере оксидов азота и углерода и сернистых газов. За двести лет индустриализации количество таких газов вследствие процессов окисления в различных технологических процессах значительно увеличилось и кислотность осадков повысилась до размеров, характеризуются значением показателя рН от 4 до 5. Такие атмосферные осадки вызывают большой вред как естественный биосфере, так и искусственным объектам.
Отмечается значительное (до 20 ... 30%) снижение урожайности сельскохозяйственных культур. Погибает значительная часть водных растений и животных, особенно в непроточных озерах, где благодаря испарению кислотность воды постоянно увеличивается. Повреждается много леса в Норвегии, Швеции, Финляндии, Канаде и других странах, которые не имеют своих мощных загрязнителей и получают "кислые" облака от соседних государств.
Кислотность атмосферной влаги приводит к ускорению разрушительных процессов. Например, стены Лувра сейчас разрушаются со скоростью три миллиметра в год, то есть в сто раз лучше, чем в начале XX века.
Кислотный дождь или туман может повредить непосредственно ткань растений, но его худшая действие наступает как серия критических нарушений, которые гораздо труднее увидеть. Когда кислота попадает на почву в течение нескольких десятилетий, она приводит к изъятию запасов кальция и магния, что раньше или позже приведет к снижению питания растений этими важными биогенными элементами. Второе критическое нарушение наступает тогда, когда возникнет нехватка кальция, который нейтрализует прибывающую кислоту. Кислотность фунту внезапно возрастет, что вызовет другую смену - освобождение алюминия из минеральной основы грунта. Если связанный в минералах алюминий биологически инертен, то свободный алюминий в кислой среде - это яд для растений и животных, которые находятся в фунте.
Кислота, находящаяся в облаках, действует на тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий), которые поступают в атмосферный воздух с промышленными выбросами, и делает их более растворенными и токсичными. Этот процесс может проходить незамеченным в течение десятилетий. В США обнаружено, что увеличение за последние тридцать лет гибели дубов в два, а орешника - в три раза, низкий прирост растительности, неспособность клена давать новые сеянцы являются следствиями действия кислоты в почве.
Наибольшее количество выбросов, из которых образуются атмосферные кислоты, дает энергетика - почти 70%. Транспорт является причиной около 20% выбросов.
При горении топлива вследствие высокой температуры азот воздуха окисляется с образованием NO, NO 2 и NO 3. Количество оксидов азота зависит от особенностей организации процесса горения.
Количество серных газов зависит главным образом от судьбы серы в топливе. В этом отношении лучшим топливом является природный газ, в котором почти нет серы, а плохим - уголь, который содержит до 4% серы.
Очевидно, что уменьшить вред от выбросов продуктов горения можно тремя путями. Первый - уменьшать количество топлива, необходимого для получения определенного результата. То есть речь идет о совершенствовании техники и технологии путем повышения КПД. Второй - использование малосернистой топлив или предварительная обработка некачественных топлив с целью извлечения серы. Третий - очистка отработанных газов перед выбросом в атмосферный воздух.
Учитывая большой вред от кислотных осадков, государства пытаются разработать совместные меры защиты. В 1979 году на общеевропейской совещании была принята "Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния". В 1985 году государства Европы, США и Канада подписали "Протокол об уменьшении выбросов серы или их трансграничных потоков по меньшей мере на 30%", в котором предусмотрено уменьшение выбросов в 1993 году по сравнению с 1980 годом. В 1988 году было подписано соглашение о замораживании выбросов оксида азота до 1994 года на уровне 1987 года, с последующим снижением уровня выбросов.
Учитывая, что и кислотные осадки, и потепление климата имеют одно и то же источник - энергетические процессы с использованием традиционного топлива (нефти, угля, газа, древесины), кардинальное решение рассматриваемых проблем возникает в использовании нетрадиционных источников энергии. Энергию солнца, ветра и воды поэтому и называют екологочистою или климатозберигаючою.
Хотя использование всех источников энергии, прямо или косвенно происходят от солнца, будет расти, но ветрогенераторные и солнечные устройства будут основой новой энергетики. Дания уже получает 8% своей электроэнергии от ветра, Шлезвиг-Годштейн (Германия) 11%, Навара - промышленная провинция Испании - 20%. Несмотря на то, что стоимость производства электроэнергии ветровыми станциями уменьшилось с 2600 долларов США за киловатт в 1980 году до 800 долларов в 1988 году, ветровая энергетика скоро станет одним из самых дешевых источников энергии.
Разработка в Японии кровельных материала для крыш с солнечными батареями создала основу для быстрого роста использования солнечных батарей. В 1998 году в Японии установлены семь тысяч крышных солнечных систем. Немецкий правительство объявило программу - сто тысяч солнечных крыш в стране. В Австрии 70% бытовых потребностей в горячей воде обеспечивают солнечные подогреваемым - коллекторы.
Правительства некоторых государств заняли жесткую позицию по отношению к загрязняющего энергетики - Дания запретила строительство угольных электростанций, Германия - ядерных.
В заключение несколько слов о терминологии. Экологически чистым может быть энергоноситель. Это тепловая энергия солнца или воды, которую можно использовать для получения теплоты или электроэнергии без вредных выбросов в окружающую среду. Это кинетическая энергия движения воздуха (ветер) или воды, которая превращается техническими средствами в механическую работу (насос, мельница) или в электроэнергию без выбросов в окружающую среду. Но нельзя переносить понятие "экологически чистый" на техническое сооружение, в которой используется такой природный энергоноситель. Во-первых, для создания такого сооружения используются конструкции, при построении которых нанесен большой вред природе. Во-вторых, при возведении сооружения на месте строительства окружающей среде нанесен определенный ущерб. В-третьих, живые организмы, которые находятся в пределах действия рабочих органов сооружения (колесо насоса, гидротурбины, мельницы), частично уничтожаются и травмируются.
