Современное состояние и охрана атмосферы
ленные за 100 лет
промышленной цивилизацией, существенно превышают ( в пересчете на
углеводороды, полученные по предлагаемой технологии) оставшиеся на планете
залежи нефти, а это около 400 млрд.т.
Стратосферный озоновый слой защищает людей и природу от жесткого
ультрафиолетового и мягкого рентгеновского излучения в ультрафиолетовой
части солнечного спектра. Каждый потерянный процент озона в масштабах
планеты вызывает до 150 тыс. дополнительных случаев слепоты из-за
катаракты, на 2,6% увеличивает число раковых заболеваний кожи. Установлено,
что жесткий ультрафиолет подавляет имунную систему организма.
Озон-трехатомные молекулы кислорода-рассеян над Землей на высоте от 15
до 50 км; озоновая защитная оболочка очень невелика: всего 3 млрд. т. газа
, наибольшая концентрация-на высоте от 20 до 25 км. Если гипотетически
сжать эту оболочку при нормальном атмосферном давлении, получится слой
всего в 2 мм, однако без него жизнь на планете невозможна.
Запуск мощных ракет, ежедневные полеты реактивных самолетов в высоких
слоях атмосферы, испытания ядерного и термоядерного оружия, ежегодное
уничтожение природного озонатора-миллионов гектаров леса-пожарами и
хищнической рубкой, массовое применение фреонов в технике, парфюмерной и
химической продукции в быту - главные факторы, разрушающие озоновый экран
Земли.
В последние годы над Северным и Южным полюсами возникли «озоновые
дыры» площадью свыше 10 млн. км2 каждая, появились громадные «озоновые
дыры» над многими странами Европы, над Украиной. Разрушение озонового
экрана Земли сопровождается рядом опасных явных и скрытых негативных
воздействий на человека и живую природу.
Прорыв через «озоновые дыры» солнечных рентгено- и ультрафиолетовых
лучей, энергия фотонов которых превышает энергию лучей видимого спектра в
50-100 раз, увеличивает число мощных лесных пожаров. В1996 г. горели леса в
Австралии, Северной и Южной Америке, Африке, Европе, Юго-Восточной Азии.
Индонезийский лесной пожар 1997 г., бушевавший почти 5 месяцев, покрыл
дымом не только Индонезию, но и Малую Азию, Сингапур, достиг Южно-
Китайского моря. Люди задыхались от дыма, потерпел катастрофу авиалайнер.
В 1996 г. Нобелевской премией по химической экологии удостоены
ученые-химики Шервуд Роуланд, Марио Малина из Калифорнийского университета
в Беркли (США) и Поль Крутцен из Германии за научную гипотезу, выдвинутую
ими еще в 1974 г. Их догадка состоит в том, что разрушителями озона
являлись синтезированные человеком химические вещества, получившие название
хлорфторуглероды (ХФУ).
Инертные, негорючие, неядовитые, несложные в производстве, они
получили широкое распространение-в баллончиках с аэрозолями различного
назначения, а также как охлаждающие жидкости в холодильниках и
кондиционерах, как растворители (тетрахлорметан, метилхлороформ, бромистый
метил), в производстве пестицидов.
Бромистый метил используется в качестве дезинфицирующего вещества для
почв и товаров (включая карантинную обработку некоторых продуктов,
предназначенных для международной торговли ), применяется в качестве
добавки к автомобильному топливу. Из бромистого метила высвобождается бром,
который в 30-60 раз разрушительнее для озона, чем хлор. Другие химические
соединения, разрушающие озоновый слой , используются в баллонах для тушения
пожара, при изготовлении полистироловых стаканчиков и современных упаковок
для фасовки продуктов и полуфабрикатов.
Пик мирового производства озоноразрушающих веществ пришелся на 1987-
1988 гг. и составил около 1,2-1,4 млн. т в год. Около 35% производимого
объема приходилось на США, 40%-на страны ЕЭС, 10-12% производила Япония.
Механизм действия фреонов таков: попадая в верхние слои атмосферы,
эти вещества, инертные у земной поверхности, преображаются. Под
воздействием ультрафиолетового излучения химические связи в молекулах ХФУ
нарушаются. В результате выделяется хлор, который при столкновении с
молекулой озона вышибает из нее один атом. Озон перестает быть озоном ,
превращается в обычный кислород. Хлор же, соединившись временно с
кислородом, вскоре опять оказывается свободным и «пускается в погоню» за
следующей «жертвой». Его активности хватает, чтобы разрушить десятки тысяч
молекул озона.
В Токио в 1995 г. был опубликован доклад международной экологической
организации, в котором сделана попытка установить «авторство» «озоновых
дыр» над Антарктидой. В списке основных озоновых «вредителей» 25 стран, но
бесспорный приоритет принадлежит США, Японии и Великобритании. Признано,
что из всех промышленных корпораций самый большой вред озоновому слою
(13,7% мировых озоновых повреждений) нанесла американская компания «Дюпон».
Термин «кислотные дожди» ввел в 1872г. английский инженер Роберт
Смит в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии». Кислотные
дожди, содержащие растворы серной и азотной кислот, наносят значительный
ущерб природе. Земля, водоемы, растительность, животные и постройки
становятся их жертвами. В крупных промышленных городах Украины с кислотными
дождями на землю в год выпадает до 1500 кг серы на 1км2.
При сжигании любого ископаемого топлива (угля, горючего сланца,
мазута) в составе окисляющегося газа содержатся диокиси серы и азота. В
зависимости от состава топлива их может быть меньше или больше. Особенно
насыщенные сернистым газом выбросы дают высокосернистые угли и мазут.
Миллионы тонн диоксидов серы, выбрасываемые в атмосферу, превращают
выпадающие дожди в слабый раствор кислот.
Окислы азота образуются при соединении азота с кислородом воздуха
при высоких температурах, главным образом в двигателях внутреннего сгорания
и котельных установках. Получение энергии, увы, сопровождается загрязнением
окружающей среды. Дело осложняется еще и тем, что трубы теплоэлектростанций
стали расти в высоту и достигают 250-300, даже 400 м, следовательно,
выбросы в атмосферу теперь рассеиваются на огромные территории.
Дождевая вода , образующаяся при конденсации водяного пара, должна
иметь нейтральную реакцию, т.е. рН (рН-показатель, характеризующий
кислотные или щелочные свойства раствора). Но даже в самом чистом воздухе
всегда есть диоксид углерода, и дождевая вода, растворяя его, чуть
подкисляется (рН 5,6-5,7). А вобрав кислоты, образующиеся из диоксидов серы
и азота, дождь становится заметно кислым. Уменьшение рН на одну единицу
означает увеличение кислотности в 10 раз, на две-в 100 раз и т.д. Мировой
рекорд принадлежит шотландскому городку Питлокри, где 20 апреля 1974 г.
выпал дождь с рН 2,4-это уже не вода, а что-то вроде столового уксуса.
В 70-х гг. в реках и озерах скандинавских стран стала исчезать рыба,
снег в горах окрасился в серый цвет, листва с деревьев раньше времени
устлала землю. Очень скоро те же явления заметили в США, Канаде, Западной
Европе. В Германии пострадало 30%, а местами 50% лесов. И все это
происходит вдали от городов и промышленных центров. Выяснилось, что причина
всех этих бед - кислотные дожди.
Кислотные дожди могут оказывать как прямое, так и косвенное
воздействие на живую и неживую природу. Из этого следует, что меры по
частичному восполнению ущерба или предотвращению дальнейшего разрушения
окружающей среды могут быть различными.
Наиболее эффективным способом защиты следует считать значительное
сокращение выбросов двуокиси серы и окиси азота. Этого можно достичь
несколькими методами, в том числе путем сокращения использования энергии и
создания электростанций, не использующих минеральное топливо. Другие
возможности уменьшения выброса загрязнений в атмосферу — удаление серы из
топлива с помощью фильтров, регулирование процессов горения и другие
технологические решения.
Снижение содержания серы в различных видах топлива. Лучше всего было бы
использовать топливо с низким содержанием серы. Однако таких видов топлива
очень мало. По приближенным оценкам из известных в настоящее время мировых
запасов нефти только 20% имеют содержание серы менее 0, 5%. Среднее
содержание серы в используемой нефти увеличивается, так как нефть с низким
содержанием серы добывается ускоренными темпами.
Так же обстоит дело и с углями. Угли с низким содержанием серы находятся
практически только в Канаде и Австралии, но это только небольшая часть
имеющихся залежей угля. Содержание серы в углях колеблется от 0, 5 до 1,
0%.
Таким образом, энергоносители с низким содержанием серы у нас имеются в
ограниченном количестве. Если мы не хотим, чтобы содержавшаяся в нефти и
угле сера попала в окружающую среду, необходимо принимать меры для ее
удаления.[1]
Во время переработки (дистилляции) нефти остаток (мазут) содержит большое
количество серы. Удаление серы из мазута — процесс очень сложный, а в
результате удается освободиться всего от 1/3 или 2/3 серы. К тому же
процесс очистки мазута от серы требует от производителя больших капитальных
вложений.
Сера в угле находится частично в неорганической, а частично в органической
форме. Во время очистки, когда удаляют несгораемые части, удаляется также
часть пирита. Однако таким способом даже при самых благоприятных условиях
можно освободиться только от 50% общего содержания серы в угле. С помощью
химических реакций могут быть удалены как органические, так и
неорганические серосодержащие соединения. Но в связи с тем, что процесс
идет при высоких температурах и давлениях, этот спосо
| |  скачать работу |
Современное состояние и охрана атмосферы |
