Влияние оксидов серы и азота на атмосферу

По ряду показателей, в первую очередь по массе и распространенности вредных эффектов, атмосферный загрязнитель №1 – SO₂ (диоксид серы). Он образуется при окислении серы, содержащейся в топливе ТЭС или в составе сульфидных руд цветной металлургии:

S + O₂ ®SO₂

Сu₂S + O₂ ® 2Сu +SO₂

Можно достичь высокой степени очистки атмосферного воздуха от оксидов серы.

В последнее время, в связи с увеличением мощности высокотемпературных процессов, переводом ТЭС на газ и ростом парка автомобилей растут выбросы оксидов азота при окислении атмосферного азота:

N₂ + О₂ ® 2NO

2NO+ О₂ ® 2NO₂

Очистка от оксидов азота сложнее, чем от SO₂.

Вторичные реакции SO₂ и NO₂ атмосферы с парами воды, кислородом и при участии техногенной пыли в качестве катализаторов, приводят к образованию серной и азотной кислот:

2SO₂ +2Н₂О ® 2Н₂SO₄ – масштабы процесса на порядок выше, чем для азотной:

4NO₂ +2Н₂О +O₂ ® 4НNO₃

4NO + 2Н₂О +3O₂ ® 4НNO₃

Результат – кислотный туман и кислотные дожди, рН которых в ряде случаев снижается на 2 – 2,5 ед. (вместо нормальных 5,6 – 5,7 до 3,2 – 3,7).

Влияние кислотных дождей:

¾ на растительность (особенно хвойную) – угнетение («выжженная земля»);

¾ на почву – вымывает катионы металлов (становятся подвижными ионы тяжелых металлов и Al – могут переходить в растения и далее передаваться и накапливаться в пищевых цепях);

¾ на литосферу – приводит к растворению карбонатов, росту карста;

¾ на памятники архитектуры (скульптуры Италии, Греции и др.);

¾ на закисление рек и озер, при которых в первую очередь гибнут моллюски, ракообразные.

Нарушение озонового слоя атмосферы (озоновые дыры)

В 80-х годах появились первые сообщения о региональных снижениях содержания озона в стратосфере. В сезонно пульсирующей «озоновой дыре» над Антарктидой (площадью около 10 млн. км²) содержание озона упало на 50%.

Позднее «блуждающие» озоновые дыры, меньшие по масштабам, обнаружены в Северном полушарии в местах устойчивых антициклонов – в Гренландии, Северной Канаде, Якутии. Средняя скорость глобального уменьшения содержания озона за период 1980–1995гг оценивается в 0,5–0,7 % в год.

Возможные причины нарушения озонового слоя:

¾ попадание в верхние слои техногенного хлора, фтора, хлорфторуглеродов (фреонов) – распадающихся под воздействием ультрафиолетового излучения. Хлор вызывает распад молекул озона, присоединяет атомарный кислород, конкурируя с реакцией О + O₂ ® O₃ (природной реакцией создания и поддержания озонового слоя атмосферы);

¾ технические пути заноса активных разрушителей озона в стратосферу: ядерные взрывы в атмосфере, выбросы высотных сверхзвуковых самолетов, запуски ракет и кораблей многоразового использования (особенно вредны с этой точки зрения твердотопливные ускорители).