32.Кислотные дожди, их причины и следствия, вклад энергетики в эту проблему.

В плане вопросов охраны окружающей среды проблема кислотных дождей привлекает к себе пристальное внимание. Эта проблема довольно сложна и во многом неоднозначна. В принципе имеются два альтернативных варианта подхода к проблеме кислотных дождей. Один из них базируется на утверждениях, что антропогенная деятельность является причиной выпадения кислотных дождей. Эта проблема возникла во второй половине XX в. и обусловлена главным образом чрезмерным выбросом в атмосферу окислов азота и сернистого газа. Кислотные дожди экологически опасны в силу их отрицательного влияния на любые экосистемы.

Второй вариант базируется на утверждениях, что исследования исторических данных не обнаруживают тенденций их изменения, что взаимосвязь между выбросами , а также NOх и степенью кислотности атмосферных осадков значительно слабее предполагаемой и что взаимосвязь между кислотными дождями и экологическим ущербом проявляется в значительно меньшей степени или даже почти отсутствует.

Рассмотрим первый вариант. Примем следующие четыре исходных положения:

- большие количества атмосферных загрязнений, выделяющихся за счет сгорания топлива, промышленного производства и широкого применения химикатов, определяют большие потоки первичных кислых примесей, которые могут вносить существенный вклад в кислотность атмосферы;

- среднее время существования загрязнений зависит от многих факторов, в частности от стабильности атмосферы, частоты выпадения осадков, присутствия индивидуальных компонентов атмосферы и т.д.;

- большинство загрязнений остается в пределах нижней части тропосферы и относительно равномерно распределено внутри перемешивающегося слоя;

- увеличение потоков кислотности к поверхности земли возникает за счет атмосферных осадков с повышенной кислотностью ("мокрое осаждение") и за счет адсорбции и выпадения в осадок газов и аэрозолей ("сухое осаждение").

Газовые выбросы от производственных процессов, широкомасштабное применение минеральных удобрений, пестицидов, растворителей, фреонов, использование ископаемых видов топлива для производства тепла и энергии, включая двигатель внутреннего сгорания, являются основными источниками загрязнения атмосферы. При этом  и NOх считаются главными предшественниками кислотных дождей после превращения в серную и азотную кислоты. Надо сказать, что выяснение механизма окисления первичных загрязнений - , NOх, HCl - весьма сложная физико-химическая задача, хотя и представляет собой наиболее интересный аспект атмосферной кислотности. Достаточно указать на то, что процесс превращения диоксида серы в сульфат в атмосфере протекает различными путями и приводит к образованию различных продуктов окисления:  и т.д.

Если говорить о серном цикле, то показательной будет заимствованная из трудов химического факультета римского университета "Ла Сапиенца" табл. 11.1, характеризующая возмож-яые атмосферные процессы окисления .

33. Озоновые дыры как глобальная экологическая проблема, причины и следствия.

Причины образования “озоновой дыры”.

Летом и весной концентрация озона повышается; над полярными областями она

всегда выше, чем над экваториальными. Кроме того, она меняется по 11-

летнему циклу, совпадающему с циклом солнечной активности. Все это было уже

хорошо известно, когда в 1980-х гг. наблюдения показали, что над

Антарктикой год от года происходит медленное, но устойчивое снижение

концентрации стратосферного озона. Это явление получило название «озоновая

дыра» (хотя никакой дырки в собственном значении этого слова, конечно, не

было) и стало внимательно исследоваться.

Позднее, в 1990-е гг., такое же уменьшение стало происходить и над

Арктикой. Феномен Антарктической “озоновой дыры” пока не понятен: то ли

“дыра” возникла в результате антропогенного загрязнения атмосферы, то ли

это естественный геоастрофизический процесс.

Сначала предполагали, что на озон влияют частицы, выбрасываемые при

атомных взрывах; пытались объяснить изменение концентрации озона полетами

ракет и высотных самолетов. В конце концов было четко установлено, что

причина нежелательного явления – реакции с озоном некоторых веществ,

производимых химическими заводами. Это в первую очередь хлорированные

углеводороды и особенно фреоны – хлорфторуглероды, или углеводороды, в

которых все или большая часть атомов водорода, заменены атомами фтора и

хлора.

Хлорфторуглероды широко применяются в современных бытовых и промышленных

холодильниках (в России их поэтому называют «хладонами»), в аэрозольных

баллончиках, как средства химической чистки, а некоторые производные – для

тушения пожаров на транспорте. Используются они и как пенообразователи, а

также для синтеза полимеров. Мировое производство этих веществ достигло

почти 1,5 млн т.

Будучи легколетучими и довольно устойчивыми к химическим воздействиям,

хлорфторуглероды после использования попадают в атмосферу и могут

находиться в ней до 75 лет, достигая высоты озонового слоя. Здесь под

действием солнечного света они разлагаются, выделяя атомарный хлор, который

и служит главным «нарушителем порядка» в озоновом слое. CF2Cl2

CF2Cl+Cl

Последующие реакции CF2Cl с О2 и h приводят к отщеплению второго атома

хлора.

Хлор «съедает» и озон, и атомарный кислород за счет протекания довольно

быстрых реакций:

О3 + Сl = О2 + ClO

СlO + O = Cl + O2

Причем последняя реакция приводит к регенерации активного хлора. Хлор,

таким образом, даже не расходуется, разрушая озоновый слой.

Предполагается, что из-за разрушительного действия хлора и аналогично

действующего брома к концу 1990-х гг. концентрация озона в стратосфере

снизилась на 10%.