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
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.
- Абиотические факторы воздушно-наземной среды.
- Абиотические факторы почвенного покрова.
- Абиотические факторы водной среды.
- Биотические факторы.
- Некоторые законы и понятия экологии.
- Закон ограниченности природных ресурсов. (правило одного процента)
- Понятие об экологической нише.
- Правило обязательного заполнения экологических ниш.
- Адаптация живых организмов к экологическим факторам.
- Популяция, ее структура и динамика.
- Структура водной и наземной экосистем.
- Гомеостаз и сукцессия экологической системы.
- Законы термодинамики.
- Антропогенные воздействия на экосистемы.
- Круговорот воды.
- Эвтрофикация и меры борьбы с нею.
- Атмосферные процессы.
- Кислотные осадки.
- Круговорот углерода. «Парниковый» эффект
- Круговорот азота.
- Круговорот серы.
- Круговорот фосфора.
- Круговорот радионуклидов.
- Круговорот токсичных элементов.
- Глобальные экологические проблемы.
- Загрязнения окружающей среды.
- Загрязнение гидросферы.
- Экологическая надежность и безопасность.
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 водоемы и почвы в качестве буфера содержат СаСО3 (известняк). Реакция Н+ с СО3-² 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).
