Кислотные осадки

Кислотные осадки, источники кислотных осадков

Кислотные осадки - это любые осадки (дожди, туманы, снег), кислотность которых выше нормы (норма РН=5,5).

В настоящее время известно, что кислоты могут выпадать из атмосферы и без воды сами по себе или с частицами пыли. Такие сухие кислотные отложения могут накапливаться на поверхности растений и при смачивании небольшим количеством влаги, например выпадение россы, давать сильные кислоты.

Химический анализ кислотных осадков показывает присутствие 2/3 серной и 1/3 азотной кислот. Присутствие в них серы и азота показывает, что проблема связана с выбросами данных элементов в воздух. Как известно при сжигании топлива образуются диоксид серы и оксиды азота, следовательно, проблема связана с выбросами данных элементов в воздух. Источниками данных выбросов являются работы угольных электростанций, транспорта и предприятий.<br>

Влияние кислотных осадков:

1) На водную экосистему:

Когда среда водных экосистем подкислена (РН>6), практически все организмы быстро вымирают из-за невозможности размножения: кислотные осадки, просачиваясь сквозь почву, способны выщелачивать Al и тяжёлые металлы. При нормальной кислотности они не поглощаются организмами, однако, при низкой РН их соединения растворяются, становятся доступными и оказывают сильное токсичное воздействие, как на растения, так и на животных (вызывают аномалии развития и гибель эмбрионов рыб).

2) Влияние на леса:

а) Нарушение поверхности при прямом контакте: кислоты нарушают защитный восковой покров листьев, делая растения более уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных организмов.

б) Вымывание биогенов: это приводит к дефициту их и ведёт к замедлению роста деревьев и делает их уязвимыми для естественных врагов и засух.

в) Мобилизация Al и других токсичных элементов: под действием кислотных осадков разрушаются и растворяются Al, Hg, Pb, что ведёт к замедлению роста и гибели деревьев.

3) Влияние на людей и изделия:

а) Al способен вызывать болезнь Альцгеймера - разновидность преждевременного старения.

б) Мобилизуя Pb, употреблявшийся раньше при строительстве водопроводных канализационных систем и для пайки медных труб, увеличивается кислотность, что обостряет проблему загрязнения среды ядовитыми химикатами.

в) Потеря озёр и лесов, их экономической, экологической и эстетической ценности, а также последствия усиленной почвенной эрозии.

г) Разрушение произведений искусств (мрамора).

Снижение буферной ёмкости

Многие районы получают примерно одинаковое количество кислотных осадков, но последствия их выпадения различны. Одни участки остаются практически без изменений, тогда как другие подкисляются на столько, что становятся необитаемыми. Как это объяснить? Ключ к ответу связан с понятием буферной ёмкости.

Буфер - это вещество, способное поглощать (или высвобождать) ионы водорода при данном значении РН; когда в систему содержащею буфер, добавляют кислоту, дополнительные ионы водорода им поглощаются и кислотность остаётся практически неизменной.

Многие, но далеко не все водоёмы и почвы содержат в качестве буфера известняк. Реакция ионов водорода с карбонат ионами даёт воду и углекислый газ. Это вызывает "шипение" кислоты, капнувшей на известняк. Однако, возможности любого буфера ограничены. Известь, например, просто расходуется, реагируя с кислотой. Поэтому говорят о буферной ёмкости систем; когда она исчерпана, дополнительные ионы водорода остаются в растворе, и происходит соответствующее понижение РН среды.

При одинаковом количестве кислотных осадков в первую очередь подкисляются и гибнут экосистема с низкой буферной ёмкостью.

Быстрое снижение РН, происходящее при истощении буферной ёмкости заслуживает особое внимание. Пока присутствует буфер, поступления в среду значительного количества кислоты не влияет на РН. После истощения буферной ёмкости системы, изменение РН происходит не постепенно. При добавлении совсем не большого количества кислоты, РН резко падает, следовательно, катастрофические изменения могут не оставить времени на исправление ситуации.

Стратегии (методы) борьбы с кислотными осадками

Существует шесть основных методов:

1. Замена топлива. Уголь загрязнён серой, поэтому необходим перевод электростанций с угля на нефть и газ.<br>

2. Промывание угля. Можно измельчить и химически очищать уголь от серы перед сжиганием, но это не рентабельно (дорого).<br>

3. Сжигание на псевдосжигаемом слое. Уголь сжигают в смеси с песком и известью, которая постепенно как бы кипит под действием вдуваемого снизу воздуха. В результате сера соединяется с известью и удаляется с залой (но для осуществления этого метода нужно переоборудовать станции).<br>

4. Скрубберы (жидкий фильтр). Газообразные продукты сгорания пропускают через распылённый водный раствор извести; диоксид серы реагирует с ней, и, осаждается в виде нерастворимого сульфата кальция. Скрубберы весьма эффективны в борьбе с выбросами и не слишком дороги.<br>

5. Энергосбережения.<br>

6. Альтернативная станция. Загрязнение диоксидом серы это одна из проблем угольных электростанций, другие: широкомасштабное нарушение почвенного покрова; загрязнение водоёмов при добыче угля; загрязнения вызываемые золой и усугубление положения вызванное углекислым газом - потепление климата.<br>

Следовательно, необходимы альтернативные, более чистые способы производства электроэнергии (атомные, энергия солнца, приливы и отливы…).<br>