Главная » Каталог статей » Экология » Экология конспект лекций

Кислотные осадки
Федеральное агентство  по  образованию
Московский  Государственный Строительный  Университет
Авторы: А.С. Маршалкович, М.И. Афонина, Т.А. Алешина.

ЭКОЛОГИЯ - Конспект лекций.
Москва 2009

Введение.
Тема 1. Учение о биосфере и ее эволюции.
Тема 2. Основные законы и принципы экологии.
Тема 3. Экосистемы и их особенности.
Тема 4. Круговороты веществ.
Тема 5. Воздействия на окружающую среду.
  • Глобальные экологические проблемы.
  • Загрязнения окружающей среды.
  • Загрязнение гидросферы.
  • Экологическая надежность и безопасность.
Заключение.
Список использованной литературы.

Кислотные осадки.
   Кислотными называют любые осадки – дожди, туманы, снег, кислотность которых выше нормальной. К ним относят выпадение из атмосферы сухих кислых частиц, иногда называемых кислотными отложениями. В результате на обширных территориях нашей страны, Европы, США, Канады и др. промышленных зон мира выпадают осадки, кислотность которых превышает в 10 -1000 раз допустимую. Кислотные свойства обусловлены присутствием активных ионов Н+ и выражается в единицах pH=-lg[H+]. В отсутствие любых загрязнителей у дождевой воды обычно слабокислая реакция  рН=5,6 (т.к. в ней растворен СО2  из воздуха). Кислыми называют любые  осадки, у которых рН ≤5,5.
   Кислотные осадки по-разному воздействуют на экосистемы. От рН зависит деятельность всех ферментов, гормонов и белков в организме, регулирующих их рост и развитие, при уменьшении рН на единицу по сравнению с оптимумом организмы испытывают сильный стресс и погибают. У пресноводных озер, ручьев и прудов рН ~ 6-7 и организмы адаптированы к этому уровню. Когда среда водных экосистем подкислена, все организмы быстро вымирают, прежде всего из-за невозможности размножения. Влияние кислотных осадков на экосистемы иногда усиливается в период таяния снегов, т.к. накопившиеся за зиму кислотные осадки устремляются  в ручьи и реки как раз в период размножения организмов. Дополнительный ущерб возникает, когда кислотные осадки просачиваются в почву и выщелачивают алюминий (Al)  и тяжелые металлы. Присутствие металлов в почве не создает проблем, т.к. они находятся в виде  водонерастворимых солей или защищены оксидной пленкой, однако при понижении рН металлы переходят в водорастворимую форму и оказывают сильное влияние на растения и животных. Наряду с гибелью озер становится очевидной и деградация лесов, т.к. обнаружено влияние кислотных осадков на растительность:
  • нарушение растений при прямом контакте;
  • вымывание биогенов;
  • мобилизация (превращение в водорастворимую соль) алюминия, свинца  и др. токсичных элементов.
   Многие районы получают примерно одинаковое количество кислотных осадков, но последствия их выпадения различны. Одни участки остаются без изменений, а другие деградируют. Объяснить это явление может понятие буферной емкости. Известно, что защитить систему от изменений рН при добавлении кислоты может буфер. Так называют вещество, способное поглощать (или высвобождать) ионы Н+. При добавлении кислоты в систему, содержащую буфер, дополнительные ионы Н+ поглощаются и рН не меняется.
   Многие водоемы и почвы в качестве буфера содержат СаСО
3 (известняк). Реакция Н+ с СО3  дает воду и углекислый газ. Поэтому в сельском хозяйстве для нейтрализации кислых почв используют известь, а на садовых участках вносят в почву яичную скорлупу. Однако, возможности любого буфера ограничены, поэтому вводится понятие буферной емкости. Когда она исчерпана, дополнительные ионы Н+ остаются в почвенном растворе. К сожалению, невозможно известковать все почвы. Поэтому главную борьбу с кислотными осадками необходимо направлять на сокращение выбросов кислотообразующих веществ. Поскольку 50% всех кислотообразующих веществ выбрасывается в атмосферу угольными электростанциями. Стратегия борьбы с выбросами направлена на эти источники, главным образом, на уменьшение выбросов оксидов серы и азота.
   Для уменьшения выбросов оксидов азота используются технологические и сорбционные методы. Для уменьшения выбросов оксидов серы используют низкосернистый уголь или проводят очистку топлива (измельчение и химическую очистку угля), сжигание топлива в «псевдоожиженном» слое (такие печи целесообразно устанавливать на новых ЭС), но лучшим способом является установка скрубберов (жидких фильтров), в которых газовоздушная смесь пропускается через распыленный водный раствор извести. Кроме того, целесообразно осуществлять энергосбережение и строительство альтернативных источников энергии (АЭС, ветровых и солнечных ЭС).


Похожие материалы
Всего комментариев: 0
avatar