Защита от кислотных дождей

Защита от кислотных дождей

Снижение содержания серы в различных видах топлива. Лучше всего было бы использовать малосернистые (серы менее 1%) нефтепродукты и уголь, однако, их очень немного (20% мировых запасов нефти), поэтому необходимо принимать меры для удаления серы. Удаление серы из мазута — очень сложный процесс и в результате может освободиться только от 1/3 до 2/3 серы, все равно мало устраивает. Очистка угля от серы можно достичь удалением только 50% ее, но этот процесс, из-за высоких температуры и давления, очень дорогой. Ведутся исследования новых физических методов очистки угля, таких, как многостадийная флотация, электростатический разделение, масляная агломерация, позволяющие удалить до 90% всей пиритной серы и до 65% общего количества серы. Полное освобождение от серы возможно в результате удаления связанной органической серы методами химического (обработка угля специальными химическими реагентами или растворителями давлением) и микробиологического (определенные бактерии и грибки поглощают серу) очистка угля.

Для очистки нефти от серы применяются химические методы: каталитическая гидрогенизация и специальные химические присадки (пиролин, дисульфурол, бюхазин, корыт и др.).

Применение высотных труб уменьшает непосредственное влияние, но возрастает эффективность перемешивания, что увеличивает вероятность возникновения кислотных дождей.

Технологические изменения. Выявлено, что чем меньше температура горения, тем меньше возникает оксида азота, тем меньше время пребывания топлива в зоне горения, и это необходимо учитывать при проектировании технологических процессов.

Кроме того, серу связывает поток несгораемой вещества горения, направляется в зону, в свою очередь снижает температуру горения, а следовательно количество оксида азота.

Очистка конечных газов от серы путем барботирования их через раствор известняка позволяет получить сульфит или сульфат

Известкование — добавление щелочных веществ в озера и почву, которые быстро растворяются, а луг, образующийся нейтрализует кислоты. Однако, этот метод имеет целый ряд недостатков: происходит грубое нарушение химического и биологического равновесия вод и гротов не удается устранить все вредные последствия окисления, нельзя удалить тяжелые металлы.

Рис. 5.4. Трансграничные переносы загрязнений между Украиной и странами-соседями

Замена погибших популяций животных и растений новыми, которые лучше переносят окисления.

Памятники культуры обрабатывают специальной защитной глазурью. По данным Академии наук Украины, более 80% средств, выделяемых на природоохранные цели в настоящее время используются на ликвидацию уже имеющихся вредных воздействий, в то время, как в первую очередь стоит устранять причины, которые порождают.

Зимой вблизи ТЭС, металлургических заводов иногда выпадает кислотный снег, который является еще более опасным, чем дождь, так как содержит 4-5 — месячную дозу загрязнений, а во время его таяния весной происходит процесс концентрации вредных веществ, поэтому талая вода иногда содержит в десять раз больше кислот, чем снег.

Некоторые страны уже почувствовали вредное воздействие кислотных дождей. Так, в Швейцарии засыхает треть лесов, 69% буковых и тисса деревьев в Великобритании усыхают сверху, в Швеции 18 000 озер отравлен, из них в 9 тысячах рыба уже вымерла.

Огромной угрозой является международный характер загрязнений, не признает никаких границ (рис. 5.4).

Всемирная Метеорологическая организация создала глобальную измерительную сеть в мире, исследует кислотность, химический состав атмосферных осадков, атмосферные параметры (загрязнение атмосферы двуокисью углерода, соединениями серы и азота, частицами аэрозоля и др.). Одной из главных задач этой системы является определение долгосрочной действия изменения химического состава атмосферы на климат Земли и научным исследованиям кислотной седиментации.

Кислотные дожди могут оказывать как прямое, так и косвенное воздействие на живую и неживую природу. Из этого следует, что меры по частичному восполнению ущерба или предотвращению дальнейшего разрушения окружающей среды могут быть различными.

Наиболее эффективным способом защиты следует считать значительное сокращение выбросов двуокиси серы и окиси азота. Этого можно достичь несколькими методами, в том числе путем сокращения использования энергии и создания электростанций, не использующих минеральное топливо. Другие возможности уменьшения выброса загрязнений в атмосферу — удаление серы из топлива с помощью фильтров, регулирование процессов горения и другие технологические решения. Снижение содержания серы в различных видах топлива. Лучше всего было бы использовать топливо с низким содержанием серы. Однако таких видов топлива очень мало. По приближенным оценкам из известных в настоящее время мировых запасов нефти только 20% имеют содержание серы менее 0, 5%. Среднее содержание серы в используемой нефти увеличивается, так как нефть с низким содержанием серы добывается ускоренными темпами.

Читайте также:  Высокие грядки из террасной доски

Так же обстоит дело и с углями. Угли с низким содержанием серы находятся практически только в Канаде и Австралии, но это только небольшая часть имеющихся залежей угля. Содержание серы в углях колеблется от 0, 5 до 1, 0%. Таким образом, энергоносители с низким содержанием серы у нас имеются в ограниченном количестве. Если мы не хотим, чтобы содержавшаяся в нефти и угле сера попала в окружающую среду, необходимо принимать меры для ее удаления.

Во время переработки (дистилляции) нефти остаток (мазут) содержит большое количество серы. Удаление серы из мазута — процесс очень сложный, а в результате удается освободиться всего от 1/3 или 2/3 серы. К тому же процесс очистки мазута от серы требует от производителя больших капитальных вложений. Сера в угле находится частично в неорганической, а частично в органической форме. Во время очистки, когда удаляют несгораемые части, удаляется также часть пирита. Однако таким способом даже при самых благоприятных условиях можно освободиться только от 50% общего содержания серы в угле. С помощью химических реакций могут быть удалены как органические, так и неорганические серосодержащие соединения. Но в связи с тем, что процесс идет при высоких температурах и давлениях, этот способ оказался гораздо дороже предыдущего.

Очистка угля и нефти от серы, таким образом, представляет собой достаточно сложный и малораспространенный процесс, причем затраты на него весьма высоки. Кроме того, даже после очистки энергоносителей в них остается приблизительно половина первичного содержания серы. Поэтому очистка от серы является не самым лучшим решением проблемы кислотных дождей.

Применение высоких труб. Это один из наиболее спорных способов. Сущность его заключается в следующем. Перемешивание загрязняющих веществ в значительной степени зависит от высоты дымовых труб. Если мы используем низкие трубы (здесь в первую очередь необходимо вспомнить трубы электростанции), то выбрасываемые соединения серы и азота перемешиваются в меньшей степени и быстрее выпадают в осадок, чем при наличии высоких труб. Поэтому в ближайшем окружении (от нескольких километров до нескольких десятков километров) концентрация оксидов серы и азота будет высокой и, естественно, эти соединения будут причинять больше вреда. Если труба высокая, то непосредственные воздействия уменьшаются, но возрастает эффективность перемешивания, что означает большую опасность для отдаленных районов (кислотные дожди) и для всей атмосферы в целом (изменение серы в газах, образующихся во время горения топлива химического состава атмосферы, изменение климата). Таким образом, строительство высоких труб, несмотря на распространенное мнение, не решает проблемы загрязнения воздуха, зато в значительной степени увеличивает "экспорт" кислотных веществ и опасность выпадения кислотных дождей в отдаленных местах. Следовательно, увеличение высоты трубы сопровождается тем, что непосредственные воздействия загрязнений (гибель растений, коррозия зданий и т.п.) уменьшаются, однако косвенные воздействия (влияние на экологию удаленных районов) увеличиваются. Строительство высоких труб в известной степени безнравственно, поскольку страна, где происходят сильные выбросы загрязнений, переадресовывает часть кислотных осадков вместе с их неблагоприятными последствиями в другие страны.

Известно, что в процессе горения топлива азот и кислород воздуха образуют окись азота NO, которая в значительной степени способствует повышению кислотности осадков. Выше было указано, что в целом в мире горение топлива дает две трети всех антропогенных выбросов.

Количество оксида азота NO, который образуется при горении, зависит от температуры горения. Выявлено, что чем меньше температура горения, тем меньше возникает оксида азота, к тому же количество NO зависит от времени нахождения топлива в зоне горения и от избытка воздуха. Таким образом, соответствующим изменением технологии можно сократить количество выбрасываемого загрязняющего вещества.

Схема технологии сжигания топлива с большой скоростью в специальной печи. С помощью этого процесса уменьшается содержание серы в газах, образующихся во время горения топлива.

В зону горения (с перфорированной подстилкой) направляют поток несгораемого вещества, связывающего серу. Всасываемый снизу с большой скоростью воздух измельчает и перемешивает вещество, находящееся в объеме горения. С помощью этого процесса можно не только уменьшить выброс двуокиси серы, но и снизить количество образующегося оксида азота NO, так как при этом снижается температура горения.

Читайте также:  Выращивание грибов из спор

Сокращения выброса двуокиси серы можно также достичь очисткой конечных газов от серы. Наиболее распространенный метод — мокрый процесс, когда конечные газы барботируют через раствор известняка, в результате чего образуются сульфит или сульфат кальция. Таким способом удаляется большая часть серы. Этот способ еще не получил широкого распространения.

Для уменьшения закисления в озера и в почву добавляют щелочные вещества (например, карбонат кальция). Эта операция называется известкованием. Его достаточно часто применяют в Скандинавских странах, где известь распыляют на почву или на водосборную территорию с вертолетов. Известь, попадая в воду, быстро растворяется, а образующаяся в результате гидролиза щелочь сразу же нейтрализует кислоты. Можно подсчитать, что в 1 м 3 воды необходимо внести около 5 г извести для изменения значения рН с 4, 5 до 6, 5. Известкование применяют для обработки кислых почв с целью их нейтрализации. Наряду с преимуществами известкование имеет ряд недостатков: в проточной и быстро перемешивающейся воде озер нейтрализация проходит недостаточно эффективно, происходит грубое нарушение химического и биологического равновесия вод и почв, не удается устранить все вредные последствия закисления.

С помощью известкования нельзя удалять тяжелые металлы. Эти металлы во время уменьшения кислотности переходят в труднорастворимые соединения и осаждаются, однако при добавлении новой дозы кислот снова растворяются, представляя таким образом постоянную потенциальную опасность для озер.

Кроме описанных выше известно еще множество способов защиты от загрязнений. Например, погибшие популяции животных и растений заменяют новыми, которые лучше переносят закисление. Памятники культуры с целью предотвращения дальнейшего их разрушения обрабатывают специальной глазурью.

Рассмотренные здесь способы имеют одно общее свойство — их использование до сих пор не привело к существенному уменьшению выбросов оксидов серы и азота. Не достигнуты заметные успехи и в предотвращении вредных воздействий, вызываемых кислотными дождями.

1.3. Способы защиты от кислотных дождей.

Наиболее эффективным способом защиты следует считать значительное сокращение выбросов двуокиси серы и окиси азота. Этого можно достичь несколькими методами, в том числе путем сокращения использования энергии и создания электростанций, не использующих минеральное топливо. Другие возможности уменьшения выброса загрязнений в атмосферу – удаление серы из топлива с помощью фильтров и регулирование процессов горения.

Лучше всего было бы использовать топливо с низким содержанием серы. Однако таких видов топлива очень мало. Удаление серы из мазута и угля – процесс очень сложный и дорогой, а в результате удается освободить всего 30-50% серы.

Количество оксида азота, который образуется при горении, зависит от температуры горения. Выявлено, что чем меньше температура горения, тем меньше возникает оксида азота, к тому же количество NO зависит от времени нахождения топлива в зоне горения и от избытка воздуха. Таким образом, соответствующим изменением технологии можно сократить количество выбрасываемого загрязняющего вещества.

2. Дождевая вода – показатель загрязнения атмосферы.

В ходе работы были исследованы 3 образца воды. Сбор каждого из них проводился в районе дома №36 по улице Евсевьева г. Саранска (частная застройка) следующим образом: на расстоянии от земли примерно 1 метр устанавливалась ёмкость, над которой ничего не было (деревья, крыши домов и т. д.). Затем собранную воду переливали в чистую посуду, отмечая дату сбора и направление ветра.

2.1. Определение рН среды.

pH определялся с помощью прибора «Ионометр универсальный ЭВ-74».

Дата сбора дождевой воды рН Направление ветра
3. 10. 2004 7 западное
5. 10. 2004 6.3 северо-западное
24.10.2004 6.6 северо-западное

2.2.Качественный анализ дождевой воды.

Для проведения качественных реакций на различные ионы отбирали некоторое количество исследуемой дождевой воды, и, создавая нужные условия, добавляли необходимый реактив.

При добавлении к данному образцу раствора ВаСl2 в среде HCl наблюдали небольшое помутнение раствора, что свидетельствует о малом содержании в исследуемом растворе сульфат-ионов.

Наличие ионов NO3- определялось добавлением дифениламина (C6H5NHC6H5) в присутствии серной кислоты. Раствор приобрел синий цвет, что говорит о присутствии нитрат-ионов.

Для определения хлорид-ионов в исследуемом образце воды добавляли раствор AgNO3 в среде азотной кислоты. Раствор слабо помутнел. Это показывает, что ионы хлора содержаться в малом количестве.

Читайте также:  Дешевые бытовые садовые веткоизмельчители

Для определения ионов ртути (Hg2+) добавляли раствор SnCl2. Наблюдали выпадение белого осадка, что говорит о содержании ионов ртути в воде.

На хром (VI) была проведена качественная реакция с тиосульфатом аммония ((NH4)2S2O3) в сернокислой среде. После растворения тиосульфата аммония был добавлен дифенилкарбазид, раствор приобрел красно-коричневый цвет, что свидетельствует о присутствии хромат-ионов.

Для определения ионов железа (III) добавляли раствор тиоцианата аммония (NH4CNS) в сернокислой среде. Раствор приобрел слабое кроваво-красное окрашивание, что свидетельствует о присутствии в исследуемом образце воды ионов Fe3+.

Результаты качественного анализа для всех трех образцов совпали.

2.3. Сравнение результатов анализа с данными ГОСТа.

В ходе сравнения результатов с данными ГОСТа для питьевой воды были сделаны следующие заключения. pH соответствует норме (по ГОСТу – 6-9), содержание SO42-, NO3-, Cl- и ионов железа также допустимо. Но недопустимым является содержание ионов Hg2+ и ионов Cr6+. Ртуть поражает нервную систему, поэтому она причислена к нейротропным ядам. Кроме того, этот опасный металл накапливается в костях. Люди с хронической интоксикацией ртути страдают эмоциональной неустойчивостью, неврастенией, вегето-сосудистой дистонией, неадекватным поведением, страшными головными болями и ломотой в костях, 50% из них беззубые. Как утверждают медики, такие больные выздоровлению не подлежат. У женщин велика опасность выкидышей, преждевременных родов, появления слабоумных детей.

Токсическое действие хрома на человека во всех случаях приводит к ухудшению показателей обмена веществ. Соединения хрома вызывают местное раздражение кожи и слизистых, приводящих к их изъязвлению, а при вдыхании аэрозолей — к прободению хрящевой части носовой перегородки, поражению органов дыхания вплоть до развития пневмосклероза. Общетоксическое действие соединений хрома сказывается в поражении печени, почек, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы. Независимо от пути введения соединений хрома в организм, в первую очередь поражаются почки — сначала канальцевый аппарат, затем сосудистая сеть с преимущественным поражением клубочков. Все соединения хрома, попадая в организм человека, изменяют активность ферментов и угнетают тканевое дыхание. Аллергическое действие этих соединений проявляется приступами, сходными с бронхиальной астмой, и развитием кожной сенсибилизации, являющейся причиной "хромовых экзем". Имеются данные, свидетельствующие о более высокой заболеваемости и смертности от рака органов дыхания и пищеварения среди работающих на хромовых производствах.

Причиной появления ионов ртути в дождевой воде скорее всего является то, что на территории Саранского Электролампового завода (СЭЛЗ) находится ртутный цех (цех № 8), который расположен в черте города. Не исключено, что и другие заводы производят выбросы ртути.

Хромирование различных деталей производится на многих заводах нашего города (в том числе и на СЭЛЗе), отсюда можно сделать вывод, что и это является причиной попадания ионов хрома в дождевую воду.

Также нельзя упускать из вида тот факт, что при сборе осадков направление ветра было либо западным, либо северо-западным и пары ртути могли быть принесены из других городов.

В ходе проведенной исследовательской работы были рассмотрены факторы окружающей среды, отрицательно влияющие на организм человека, в частности влияние кислотных дождей. Были проведены эксперименты по определению рН дождевой воды (результаты которых соответствуют стандарту), а также по определению различных ионов (содержание ионов ртути и хрома свидетельствует о некоторой степени загрязненности дождевой воды). Итогом работы стали расширенные знания о факторах окружающей среды, отрицательно влияющих на организм человека, в частности о кислотных дождях (исследуемые дожди таковыми не оказались), выявление недопустимого содержания ионов ртути в исследуемой дождевой воде, собранной в районе дома №36 по улице Евсевьева города Саранска. Возможная причина небольшого содержания различных ионов – расположение данного дома в непромышленной части города. Присутствие ионов ртути — расположенный в черте города ртутный цех СЭЛЗа, хрома – нахождение в черте города заводов, использующих хром в своем производстве.

1.Хорват Л., Кислотный дождь. М.: Стройиздат, 1990.

2.Барков С. А., Ронжина Н. М., Качественный анализ. М.: Высшая школа, 1962.

3.Шапиро С. А., Шапиро М. А., Аналитическая химия. М.: Высшая школа, 1963.

4. Неймарк А.М. Основы химического анализа. М.: Просвещение, 1

Ссылка на основную публикацию
Засолка помидоров в бочке на зиму холодным
Дачники часто сталкиваются с трудностями хранения собранного урожая. Не все плоды долгое время остаются свежими, поэтому их солят и маринуют....
Жюльен пошаговый рецепт с фото
Во французском понимании жульен — это способ нарезки и приготовления блюд из свежих овощей, созревающих в июле. Отсюда и название...
За обильное цветение ценятся герани семена которых
Задание 18. Расставьте все знаки препинания: укажите цифру(-ы), на месте которой(-ых) в предложении должна(-ы) стоять запятая(-ые). За обильное цветение (1)...
Засолка рядовок холодным способом видео
Грибы рядовки встречаются в лесных массивах по всей территории России. Пик сбора приходится на август и сентябрь месяцы. По «плодовитости»...
Adblock detector