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 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).

Поиск по сайту: