Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Источники и распространение: антропогенные выбросы окислов серы и азота




Читайте также:
  1. Абсолютные и относительные параметры дохода. Источники информации о доходах и расходах населения.
  2. АДМИНИСТРАТИВНОЕ ПРАВО КАК ОТРАСЛЬ ПРАВА. СУЩНОСТЬ, СИСТЕМА, ИСТОЧНИКИ
  3. Акты органов государственной власти субъектов РФ и акты органов МСУ как источники земельного права (на примере нормативно-правовых актов Тверской области и г. Твери).
  4. Антропогенное воздействие на атмосферу, основные загрязнители атмосферного воздуха, основные источники загрязнения.
  5. Антропогенное воздействие на моря и океаны, основные источники загрязнения. Экологические последствия загрязнения морей и океанов. Охрана морей и океанов.
  6. Антропогенные факторы
  7. Бухгалтерский учет в деятельности коммерческой организации: понятие, источники правового регулирвоания, объекты, структура бухгалтерского баланса, правовое значение
  8. Важнейшие источники углеводов
  9. Введение в гражданское право (понятие отрасли права, предмет, методы, принципы, система, источники гражданского права);
  10. Введение. Источники географической информации

 

Главными источниками кислотных осадков являются двуокись серы (SO2) и окиси азота (NOx), образующиеся при сжигании угля, нефти, бензина, плавка руд, содержащих серу. В целом поступление SO2 и NOx в атмосферу из антропогенных источников в 2–3 раза превышает естественное (например, из вулканов, почв, болот, морских вод) (Galloway, 1995).

SO2 и NOx и продукты их окисления, SO42– и NO3, в среднем, живут в атмосфере 1–3 дня. При средней скорости переноса 400 км сут–1, они могут быть перенесены на расстояние от 400 до 1200 км. Окислы выпадают в виде дождя, содержащего H2SO4 и HNO3, и сухих осадков в форме аэрозолей, или в виде газов. Измерение сухих осадков достаточно трудно. Так, при измерении баланса хлоридов в Норвегии оказалось, что в вытекающей реке хлоридов на 37 % больше, чем должно было быть по результатам измерения поступлений из атмосферы. Современные оценки доли сухого поступления – от 20 % от их количества, до превышения объема жидких осадков (Kalff, 2002). Современная кислотность осадков в Северном полушарии, включая Японию и Южную Корею, увеличилась в 10–30 раз, по сравнению с доиндустриальным уровнем.

В целом, SO2 и NOx составляют примерно половину кислотных техногенных выбросов. На третьем месте следует поставить хлорид–ионы, образуемые промышленностью, особенно, мусоросжигающими печами.

Антропогенные выбросы окислов серы и азота

Быстрый рост потребления минерального топлива после Второй мировой войны привел к значительному росту выбросов SO2 и NOx в атмосферу. На востоке Северной Америки и в Европе выбросы серы выросли более чем вдвое с 1900 по 1985 г. Контроль выбросов сделал возможным существенное снижение (>40 %) выбросов двуокиси серы к 2000 г. в США, Канаде, Западной Европе, Японии.

Антропогенные выбросы NOx связаны, в первую очередь, с окислением газообразного азота в двигателях внутреннего сгорания, а не с самим топливом. В результате, закисление, вызванное окисями азота, сконцентрировано у мегаполисов. Масштабы этого загрязнения трудно оценить, поскольку оно связано со множеством мелких источников загрязнения. Тем не менее, выбросы окислов азота только на востоке США выросли в 12–20 раз в 1985 по сравнению с 1900. В отличие от окислов серы, эти выбросы не снизились, а продолжают расти (Kalff, 2002).



 

Действие кислотных осадков на окружающую среду: чувствительность водоемов к повышению кислотности, буферная емкость озер, рек, болот; действие закисления на водную биоту

Чувствительность водоемов к повышению кислотности

Внутренние водоемы, особенно чувствительные к повышению кислотности, характеризуются высокой прозрачностью, низкой минерализацией (проводимость ниже 50 мS см–1), относительно низким содержанием гидрокарбонат–ионов, ANC<50 мкэкв л–1. В Восточной Канаде примерно 350 000 таких озер, из них уже 14 000 закислены (pH < 4,7, ANC < 0 мкэкв л–1). В Швеции примерно 85 000 озер площадью более 1 га, из которых закислены около 20 000 и 90 000 км закисленных водотоков. В Норвегии водоемы и водотоки закислены на площади около 33 000 км2.

При использовании видового состава водорослей в осадках как индикатора кислотности было показано, что большинство озер Адирондэйкских гор (США) в 1900 г. имели pH около 6,0. Сейчас pH снизился на величину от 1,0 (в 10 раз) до 2,0 (в 100 раз) в большинстве озер, при наибольшем росте кислотности между 1920 и 1950 г. (Cumming et al., 1994).



Чувствительность к закислению определяется (Kalff, 2002):

· способностью почв и пород бассейна нейтрализовать поступающие кислоты;

· морфометрией озера и особенностями бассейна;

· содержанием органических кислот в смывах с бассейна;

· нейтрализующими агентами и процессами в водной системе.

Способность почв и пород водосборного бассейна нейтрализовать поступающие кислоты – определяющий фактор закисления озер в регионах с низким pH осадков. Чем больше доля карбонатных пород в водосборном бассейне, тем выше устойчивость озер к закислению. В богатых карбонатами бассейнах поступающие ионы нейтрализуются, освобождая ионы кальция или магния, углекислота поступает в атмосферу. Наоборот, озера, расположенные в бассейнах, образованных изверженными породами (гранитами, базальтами, гнейсами) очень чувствительны к закислению.

Озера, расположенные в изголовье бассейна, также очень чувствительны, поскольку площадь бассейна мала, слой почвы тонок, практически все осадки напрямую попадают в озеро.

3/4 из 1 180 озер, исследованных в чувствительных к закислению частях США, были закислены органическими кислотами, поступающими с водосбора (Baker et al., 1991). В Финляндии большое число озер закислено по той же причине (Finnish lake…, 1991).

В бассейнах, сложенных изверженными породами, HCO3– высвобождается в процессах выветривания. Некоторое количество водород–ионов связывается при растворении гидроксидов и оксидов алюминия, двуокиси кремния. Часть заменяет катионы в частичках почвы. Буферные свойства почв определяются:

Долей силикатов и глинистых веществ, способных к выветриванию;

Долей отрицательно заряженных частиц почвы, связанных с Ca2+, Mg2+, NH4+, Al3+, которые могут заменяться на H+;



Временем контакта воды с почвой, зависящим от толщины и структуры почвенного покрова.

Буферная емкость озер, рек и болот

Нейтрализационная емкость вод (процессы, воздействующие на нее, приведены в таблице 42) определяется, в упрощенной форме, как

ANC = [HCO3] + [CO32–] + [OH] ± [Al] – [H+] – У [Al+],

где

У [Al+] = 3 [Al3+] + 2 [AlOH2+] + [Al (OH)2+].

Кроме того, обменная

ANC = [Ca2+] + [Mg2+] + [Na+] + [K+] + [NH4+] – [SO42–] – [Cl] – [NO3].

Таблица 42

Процессы, воздействующие на ANC, выраженную в молях потребленного CH2O (∆ ANC, органическая) и на моль восстановленного неорганического субстрата (∆ ANC, неорганическая) (Kalff, 2002)

 

Процессы Реакция ∆ ANC, орг. ∆ ANC, неорг.
Выветривание CaCO3+2H+↔Ca2++CO2+H2O +2
  CaAl2Si2O8+2H+↔Ca2++H2O+Al2Si2O8(OH)4 +2
  Al2O3+3H2O+6H+↔2Al3++6H2O +6
Ионообмен 2ROH+SO42–↔R2SO4+2OH +2
  NaR+H+↔HR+Na+ +1
Денитрификация 2CH2O+NO3+2H+↔2CO2+NH4++H2O +1 +2
  5CH2O+4NO3+4H+↔5CO2+2N2+7H2O +0,8 +1
Восстановление марганца CH2O+2MnO2+4H+↔CO2+2Mn2++3H2O +4 +2
Восстановление железа CH2O+4FeO(OH)+8H+↔CO2+4Fe2++7H2O +8 +2
Восстановление сульфата 2CH2O+SO42–+2H+↔CO2+H2S+2H2O +1 +2
Нитрификация NH4++2O2↔NO3+2H++H2O –1 –2
Окисление марганца 2Mn2++O2+3H2O↔2MnO2+4H++H2O –4 –2
Окисление железа 4Fe2++O2+6H2O↔4FeO(OH)+8H+ –8 –2
Окисление сульфидов H2S+2O2↔SO42–+2H+ –1 –2
Окисление пирита FeS2+3ѕO2+3ЅH2O↔Fe(OH)3+2SO42–+4H+ –1,1 –4

 


Дата добавления: 2015-02-09; просмотров: 18; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.014 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты