Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию - Фелленберг Г.
ISBN 5-03-002857-9
Скачать (прямая ссылка):
Действие пыли и аэрозолей противоположно действию газов, накапливающих тепло, так как первые уменьшают количество солнечного света, падающего на поверхность Земли. Слои воздуха, содержащего пьшь, нагреваются сильнее, чем чистый воздух, так что от места расположения пылесодержащих слоев воздуха зависит, где будет больше поглощаться энергии — в стратосфере или тропосфере.
2.2.5. Диоксид серы
В отличие от CO2» оказывающего влияние только на распределение энергии в атмосфере (благодаря поглощению ИК-лучей), диоксид серы может оказать и прямое токсическое действие на живые организмы. Кроме того, реакционная способность SO2 значительно выше, чем у CO2.
58
2. Изменения в атмосфере
2.2.5.1. Естественные и антропогенные источники
К природным источникам SO2 в первую очередь относятся вулканы, лесные пожары, морская пена и микробиологические превращения серусодержащих соединений. Выделяющийся в атмосферу SO2 может связываться известью, в результате чего в воздухе поддерживается его постоянная концентрация около 1 млн.-1. . .
Диоксид серы антропогенного происхождения образуется при сгорании угля и нефти, в металлургических производствах, при переработке содержащих серу руд, при различных химических технологических процессах. Большая часть антропогенных выбросов SO2 (около 87%) связана с энергетикой и промышленностью. Только в ФРГ по приблизительной оценке ежегодно в атмосферу выбрасывается 3 — 4 млн. т SO2, что почти в два раза больше количества SO2 естественного происхождения, поступающего в атмосферу на всей планете. Если данные по ФРГ суммировать с данными по всем развитым промышленным странам, то общее количество SO2 антропогенного происхождения будет превышать количество природного SO2 в 20—30 раз.
2.2.5.2. Диоксид серы в атмосфере
Время пребывания SO2 в атмосфере в среднем исчисляется двумя неделями. Этот промежуток времени слишком мал, чтобы газ мог распространиться в глобальном масштабе. Поэтому в соседних географических районах, где осуществляются как большие, так и умеренные выбросы диоксида серы, в атмосфере может наблюдаться большое различие концентраций SO2. Таким образом, проблема SO2 возникает в первую очередь в высокоразвитых промышленных странах и у их, ближайших соседей/
Наряду с SO2, кислотные выбросы в атмосферу осуществляются за счет HCl, HF и NO2. Выбросы HCl и HF носят локальный характер — производство эмалей, фарфора, сжигание отходов и установки для пиролиза (выделение HCl), производство алюминия,, стекольное производство (выделение HF). Роль Ж>г будет подробнее, разобрана в дальнейшем (разд. 2.2.6).
В течение прошедших десятилетий был накоплен значительный опыт при изучении выбросов SO2, так как они отрицательно действуют на растительность. Была предпринята попытка строительства высоких труб для того, чтобы добиться смешения
2.2. Газы
59
выбросов SO2 с возможно большими объемами воздуха. В непосредственной близости от источника выбросов этот метод себя оправдал, однако не удалось добиться такого разбавления, чтобы уменьшенная концентрация физиологически не представляла опасности. Легко растворимый в воде, образующий кислоту газ может разноситься мощными потоками воздуха на сотни километров (до 1500 км). При этом в облаках идет реакция образования кислот и возможно выпадение кислотных дождей. В Средней и Северной Европе, а также Северной Америке кислотные дожди стали важной международной проблемой и даже поводом для конфликтов.
Многие страны Европы как бы «экспортирующие» и «импортирующие» серу (имеется в виду поступление и вынос серы через воздушные границы), можно условно разделить на государства с положительным и отрицательным балансом. Так, Например, Норвегия, Швеция, Финляндия, Австрия и Швейцария больше получают серы от своих соседей, чем выпускают через собственные границы. Дания, Нидерланды, Бельгия, Великобритания, ФРГ и Франция больше направляют выбросов диоксида серы к соседям, чем получают от них.
Во время переноса диоксид серы SO2 и другие кислотные выбросы лишь в очень малой степени теряют свою активность. Нейтрализация происходит только в том случае, если в воздухе, одновременно с SO2 находится пыль, содержащая гидроксиды щелочных и щелочноземельных элементов. Атмосфера очищается главным образом при вымывании кислых газов водой или снегом, а также при их «сухом» осаждении, т. е. в виде самого газа или адсорбированного на мельчайших частицах пыли. Кроме того, SO2 растворяется в мельчайших капельках тумана, которые после осаждения также относят к сухой части загрязнений; в Европе к этой части относят 2/3 всех осадков серы. Остальная часть вымывается из атмосферы вместе с дождями и снегом.
Сухая Часть загрязнений обычно выпадает либо в непосредственной близости от Источника выброса, либо на незначительном удалении от него. При длительном переносе воздухом в основном выпадает связанная водой часть выбросов. Гребни гор и наветренная сторона возвышенностей больше страдают из-за образующихся дождей, чем подветренная сторона. Лесами с их большой и сильно разветвленной поверхностью удерживается больше выбросов, чем лугами и пашнями. Сухая часть выбросов
