Введение в антропогенную экологию. Белюченко И.С. - 62 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

123
Таблица 8. Структура антропогенных выбросов
оксидов серы и азота
Источник
Доля в общем выбросе,%
SO
2
NO
x
Производство энергии 54 32
Промышленное производство 44 11
Сельскохозяйственное производство 1 5
Транспорт 1 52
Влияние оксидов азота сравнительно локализовано, посколь-
ку основной их выброс транспортом осуществляется в приземном
слое (57%), а оксиды серы (98%) выбрасываются производствами
на высоте до 100 м и выше. В городской зоне распространение вы-
бросов от источника доходит до 50 км, для промышленной - до
500 км, а для фоновой - 500 км и более. В городах доля оксидов в
воздухе значительно выше, чем в фоновой зоне (табл. 9).
Атмосфера обладает окислительными свойствами, и поэтому
все реакции серы и азота происходят с образованием высших форм
окисления сульфатов и нитратов. На молекулярном уровне фоно-
вое окисление газов определяется такими окислителями как кисло-
род, озон, оксид водорода. Активнее идут реакции по свободным
радикалам ОН
-
и НО
2
-
NO свободно окисляется до NO
2
, хотя в
процессе фотолиза NO
2
снова разлагается с формированием NO. В
атмосфере устанавливается динамическое равновесие между NO и
NO
2
, определяемое концентрациями окислителей, интенсивностью
солнечного излучения и т.д.
Таблица 9. Концентрация (мкг/м
3
) оксидов N и S
в различных районах
Вещества Город Промышленный район
Фоновый район
O
2
5-200 1-50 0,1-2,0
SO
4
3-25 1-20 0,5-5,0
NO 1-30 0,3-5,0 0,1-0,5
NO
2
3-100 1,0-15,0 0,2-1,5
HNO
3
0,5-15,0 0,1-6,0 0,03-2,0
NO
3
0,5-15,0 0,3-8,0 0,005-4,0
124
Как уже отмечалось, кислотность осадков в основном опре-
деляется наличием азотной (HNO
3
) и серной кислот (H
2
SO
4
): пер-
вая дает 1/3 концентрации кислотности осадков, а вторая - 2/3. Се-
ра и азот, оказавшиеся в атмосфере в результате выброса промыш-
ленными предприятиями после сжигания топлива и образования
оксидов азота и диоксида серы, активно реагируют с парами воды
и через несколько промежуточных реакций образуют кислоты:
NO
2
+ H
2
O HNO
3
и SO
2
+ H
2
O H
2
SO
4
Осадки вымывают эти кислоты из воздуха и становятся кис-
лыми, а их pH зависит от количества воды, в которой кислоты рас-
творяются, и от количества кислот: сильные дожди менее кислые,
чем слабые, так как в них больше воды. Высокой кислотностью
отличаются туманы, поскольку количество влаги в них низкое.
Кислоты могут выпадать на поверхность земли и без дождей
с частицами пыли (сухие кислотные отложения), которые могут
накапливаться на поверхности растений и при конденсации не-
большого количества воды (роса) дают сильную кислотность. Ки-
слотные осадки прямо коррелируют с промышленными предпри-
ятиями и угольными электростанциями. В США 74% диоксида се-
ры дают угольные электростанции, 14 - промышленные котельные,
8 - промышленные и 4% - прочие источники; оксиды азота: 44%
дают выхлопные газы автомобилей, 34 - электростанции, 17 - про-
мышленные котельные и 5% - другие производства. Поскольку ки-
слотность осадков на 2/3 определяется диоксидом серы и более
70% его выбрасывается угольными станциями, то именно работой
угольных станций примерно на 50% определяется кислотность до-
ждей. Строительство высоких труб на ТЭЦ привело к рассеиванию
диоксидов серы на большие расстояния и тем самым способство-
вало распространению кислотных осадков на сотни километров от
этих ТЭЦ.
3. Влияние на водные системы. Кислотные осадки создают
серьезную проблему для жизнедеятельности живых организмов, о
чем известно уже давно (не менее 100 лет). На экосистемы вообще
и на водные в частности влияние кислотных дождей отмечено око-
ло 50 лет назад в различных промышленных странах Европы и
Америки.
          Таблица 8. Структура антропогенных выбросов                    Как уже отмечалось, кислотность осадков в основном опре-
                      оксидов серы и азота                         деляется наличием азотной (HNO3) и серной кислот (H2SO4): пер-
                                       Доля в общем выбросе,%
                                                                   вая дает 1/3 концентрации кислотности осадков, а вторая - 2/3. Се-
             Источник                                              ра и азот, оказавшиеся в атмосфере в результате выброса промыш-
                                         SO2            NOx
Производство энергии                      54             32        ленными предприятиями после сжигания топлива и образования
Промышленное производство                 44             11        оксидов азота и диоксида серы, активно реагируют с парами воды
Сельскохозяйственное производство         1               5        и через несколько промежуточных реакций образуют кислоты:
Транспорт                                 1              52                       NO2 + H2O → HNO3 и SO2 + H2O → H2SO4
                                                                         Осадки вымывают эти кислоты из воздуха и становятся кис-
      Влияние оксидов азота сравнительно локализовано, посколь-    лыми, а их pH зависит от количества воды, в которой кислоты рас-
ку основной их выброс транспортом осуществляется в приземном       творяются, и от количества кислот: сильные дожди менее кислые,
слое (57%), а оксиды серы (98%) выбрасываются производствами       чем слабые, так как в них больше воды. Высокой кислотностью
на высоте до 100 м и выше. В городской зоне распространение вы-    отличаются туманы, поскольку количество влаги в них низкое.
бросов от источника доходит до 50 км, для промышленной - до              Кислоты могут выпадать на поверхность земли и без дождей
500 км, а для фоновой - 500 км и более. В городах доля оксидов в   с частицами пыли (сухие кислотные отложения), которые могут
воздухе значительно выше, чем в фоновой зоне (табл. 9).            накапливаться на поверхности растений и при конденсации не-
      Атмосфера обладает окислительными свойствами, и поэтому      большого количества воды (роса) дают сильную кислотность. Ки-
все реакции серы и азота происходят с образованием высших форм     слотные осадки прямо коррелируют с промышленными предпри-
окисления сульфатов и нитратов. На молекулярном уровне фоно-       ятиями и угольными электростанциями. В США 74% диоксида се-
вое окисление газов определяется такими окислителями как кисло-    ры дают угольные электростанции, 14 - промышленные котельные,
род, озон, оксид водорода. Активнее идут реакции по свободным      8 - промышленные и 4% - прочие источники; оксиды азота: 44%
радикалам ОН- и НО2- NO свободно окисляется до NO2, хотя в         дают выхлопные газы автомобилей, 34 - электростанции, 17 - про-
процессе фотолиза NO2 снова разлагается с формированием NO. В      мышленные котельные и 5% - другие производства. Поскольку ки-
атмосфере устанавливается динамическое равновесие между NO и       слотность осадков на 2/3 определяется диоксидом серы и более
NO2, определяемое концентрациями окислителей, интенсивностью       70% его выбрасывается угольными станциями, то именно работой
солнечного излучения и т.д.                                        угольных станций примерно на 50% определяется кислотность до-
                                                                   ждей. Строительство высоких труб на ТЭЦ привело к рассеиванию
         Таблица 9. Концентрация (мкг/м3) оксидов N и S            диоксидов серы на большие расстояния и тем самым способство-
                      в различных районах                          вало распространению кислотных осадков на сотни километров от
                                                                   этих ТЭЦ.
  Вещества        Город     Промышленный район    Фоновый район
                                                                         3. Влияние на водные системы. Кислотные осадки создают
     O2           5-200            1-50              0,1-2,0
                                                                   серьезную проблему для жизнедеятельности живых организмов, о
    SO4            3-25            1-20               0,5-5,0
    NO             1-30          0,3-5,0             0,1-0,5
                                                                   чем известно уже давно (не менее 100 лет). На экосистемы вообще
    NO2           3-100          1,0-15,0             0,2-1,5      и на водные в частности влияние кислотных дождей отмечено око-
   HNO3          0,5-15,0        0,1-6,0             0,03-2,0      ло 50 лет назад в различных промышленных странах Европы и
    NO3          0,5-15,0        0,3-8,0            0,005-4,0      Америки.



                               123                                                                124