Современное состояние и охрана атмосферы
б оказался гораздо
дороже предыдущего.
Очистка угля и нефти от серы, таким образом, представляет собой достаточно
сложный и малораспространенный процесс, причем затраты на него весьма
высоки. Кроме того, даже после очистки энергоносителей в них остается
приблизительно половина первичного содержания серы. Поэтому очистка от серы
является не самым лучшим решением проблемы кислотных дождей.
Применение высоких труб. Это один из наиболее спорных способов. Сущность
его заключается в следующем. Перемешивание загрязняющих веществ в
значительной степени зависит от высоты дымовых труб. Если мы используем
низкие трубы (здесь в первую очередь необходимо вспомнить трубы
электростанции), то выбрасываемые соединения серы и азота перемешиваются в
меньшей степени и быстрее выпадают в осадок, чем при наличии высоких труб.
Поэтому в ближайшем окружении (от нескольких километров до нескольких
десятков километров) концентрация оксидов серы и азота будет высокой и,
естественно, эти соединения будут причинять больше вреда. Если труба
высокая, то непосредственные воздействия уменьшаются, но возрастает
эффективность перемешивания, что означает большую опасность для отдаленных
районов (кислотные дожди) и для всей атмосферы в целом (изменение серы в
газах, образующихся во время горения топлива химического состава атмосферы,
изменение климата). Таким образом, строительство высоких труб, несмотря на
распространенное мнение, не решает проблемы загрязнения воздуха, зато в
значительной степени увеличивает "экспорт" кислотных веществ и опасность
выпадения кислотных дождей в отдаленных местах. Следовательно, увеличение
высоты трубы сопровождается тем, что непосредственные воздействия
загрязнений (гибель растений, коррозия зданий и т.п.) уменьшаются, однако
косвенные воздействия (влияние на экологию удаленных районов)
увеличиваются.
Технологические изменения. Известно, что в процессе горения топлива азот и
кислород воздуха образуют окись азота NO, которая в значительной степени
способствует повышению кислотности осадков. Выше было указано, что в целом
в мире горение топлива дает две трети всех антропогенных выбросов.
Количество оксида азота NO, который образуется при горении, зависит от
температуры горения. Выявлено, что чем меньше температура горения, тем
меньше возникает оксида азота, к тому же количество NO зависит от времени
нахождения топлива в зоне горения и от избытка воздуха. Таким образом,
соответствующим изменением технологии можно сократить количество
выбрасываемого загрязняющего вещества.
Сокращения выброса двуокиси серы можно также достичь очисткой конечных
газов от серы. Наиболее распространенный метод — мокрый процесс, когда
конечные газы барботируют через раствор известняка, в результате чего
образуются сульфит или сульфат кальция. Таким способом удаляется большая
часть серы. Этот способ еще не получил широкого распространения.
Известкование. Для уменьшения закисления в озера и в почву добавляют
щелочные вещества (например, карбонат кальция). Эта операция называется
известкованием. Известь, попадая в воду, быстро растворяется, а
образующаяся в результате гидролиза щелочь сразу же нейтрализует кислоты.
Известкование применяют для обработки кислых почв с целью их нейтрализации.
Наряду с преимуществами известкование имеет ряд недостатков:
в проточной и быстро перемешивающейся воде озер нейтрализация проходит
недостаточно эффективно;
происходит грубое нарушение химического и биологического равновесия вод и
почв;
не удается устранить все вредные последствия закисления;
С помощью известкования нельзя удалять тяжелые металлы. Эти металлы во
время уменьшения кислотности переходят в труднорастворимые соединения и
осаждаются, однако при добавлении новой дозы кислот снова растворяются,
представляя таким образом постоянную потенциальную опасность для озер.
Кроме описанных выше известно еще множество способов защиты от загрязнений.
Например, погибшие популяции животных и растений заменяют новыми, которые
лучше переносят закисление. Памятники культуры с целью предотвращения
дальнейшего их разрушения обрабатывают специальной глазурью.
Рассмотренные здесь способы имеют одно общее свойство — их использование до
сих пор не привело к существенному уменьшению выбросов оксидов серы и
азота. Не достигнуты заметные успехи и в предотвращении вредных
воздействий, вызываемых кислотными дождями.
Показатель рН меняется в разных водоемах, но в ненарушенной природной
среде диапазон этих изменений строго ограничен. Природные воды и почвы
обладают буферными возможностями, они способны нейтрализовать определенную
часть кислоты и сохранить среду. Однако очевидно, что буферные способности
природы небеспредельны.
В водоемы, пострадавшие от кислотных дождей, новую жизнь могут
вдохнуть небольшие количества фосфатных удобрений; они помогают планктону
усваивать нитраты, что ведет к снижению кислотности воды. Использование
фосфата дешевле, чем извести, кроме того, фосфат оказывает меньшее
воздействие на химию воды.
Земля и растения, конечно, тоже страдают от кислотных дождей:
снижается продуктивность почв, сокращается поступление питательных веществ,
меняется состав почвенных микроорганизмов.
Огромный вред наносят кислотные дожди лесам. Леса высыхают,
развивается суховершинность на больших площадях. Кислота увеличивает
подвижность в почвах алюминия, который токсичен для мелких корней, и это
приводит к угнетению листвы и хвои, хрупкости ветвей. Особенно страдают
хвойные деревья, потому что хвоя сменяется реже, чем листья, и поэтому
накапливает больше вредных веществ за один и тот же период. Хвойные деревья
желтеют, у них изреживаются кроны, повреждаются мелкие корни. Но и у
лиственных деревьев изменяется окраска листьев, преждевременно опадает
листва, гибнет часть кроны, повреждается кора. Естественного возобновления
хвойных и лиственных лесов на происходит.
Все больший ущерб кислотные дожди наносят сельскохозяйственным
культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется обмен веществ
в клетках, растения замедляют рост и развитие, уменьшается их
сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность.
Специалисты американского университета штата Северная Каролина
изучили воздействие, оказываемое кислотными дождями на растения в период их
максимальной восприимчивости к факторам внешней среды. Под влиянием
кислотных дождей непосредственно после опыления в початках кукурузы
формировалось меньше зерен, чем при орошении чистой водой. Причем, чем
больше в дождевой воде содержалось кислоты, тем меньше зерен образовывалось
в початках. Вместе с тем выяснилось, что кислотные дожди, прошедшие до
опыления, не оказывали заметного влияния на формирование зерен.
Проведены исследования степени восприимчивости к кислотным дождям
18 видов сельскохозяйственных культур и 11 видов декоративных растений на
ранних стадиях роста. Наиболее подверженными вредоносному воздействию
оказались листья томатов, сои, фасоли, табака, баклажанов, подсолнечника и
хлопчатника. Наименее восприимчивыми-озимая пшеница, кукурузу, салат,
люцерна и клевер.
Кислотные дожди не только убивают живую природу, но и разрушают
памятники архитектуры. Прочный, твердый мрамор, смесь окислов кальция (СаО
и СО2), реагирует с раствором серной кислоты и превращается в гипс (СаSО4).
Смена температур, потоки дождя и ветер разрушают этот мягкий материал.
Исторические памятники Греции и Рима, простояв тысячелетия, в последние
годы разрушаются прямо на глазах. Такая же судьба грозит и Тадж-Махалу-
шедевру индийской архитектуры периода Великих Моголов, в Лондоне-Тауэру и
Вестминстерскому аббатству. На соборе Св. Павла в Риме слой портлендского
известняка разъеден на 2,5 см. В Голландии статуи на соборе Св.Иоанна тают,
как леденцы. Черными отложениями изъеден королевский дворец на площади Дам
в Амстердаме.
Страдают от кислотных дождей и люди, вынужденные потреблять
питьевую воду, загрязненную токсическими металлами -ртутью, свинцом,
кадмием и т.п.
Спасать природу от закисления необходимо. Для этого придется
резко снизить выбросы в атмосферу окислов серы и азота, но в первую очередь
сернистого газа, так как именно серная кислота и ее соли на 70-80%
обусловливают кислотность дождей , выпадающих на больших расстояниях от
места промышленного выброса.
Наблюдения за химическим составом и кислотностью осадков ведут
станции, отбирающие на химический анализ суммарные пробы, на которых в
оперативном порядке измеряют только величину рН. Пробы осадков на
содержание от 11 до 20 компонентов анализируются в пяти кустовых
лабораториях.
В заключение нужно отметить, что каждый должен задуматься над
тем, что он сделал сегодня для того, чтобы жизнь на планете завтра не
умерла.
| |  скачать работу |
Современное состояние и охрана атмосферы |
