Нарушение озонового слоя атмосферы (озоновые дыры)

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 (например, медеплавильное производство в г. Карабаш):

S + O₂ ®SO₂

Сu₂S + O₂ ® 2Сu +SO₂

От оксидов серы можно добиться глубокой очистки, с получением ценного продукта – серной кислоты.

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 кислоты:

4NO₂ +2Н₂О +O₂ ® 4НNO₃

4NO + 2Н₂О +3O₂ ® 4НNO₃

В результате образуются кислотный туман и кислотные дожди, рН которых в ряде случаев снижается на 2–2,5 ед. вместо нормальных 5,6–5,7 (табл. 9).

Таблица 9

Некоторые природные явления и их кислотность:

рН	Явление
~2,7 3,7 4–4,5 4,5 6–7	Аккумуляторная кислота Лимон, кислый ливень в Уиллинге (шт. Вирджиния, США, 1978г) Ливень в Питлочри (Шотландия, 1974г) Яблоко Ливень в Баварском лесу (ФРГ, 1981г) Томатный сок, средние осадки ФРГ в 90-х годах Средние осадки ЧССР в 1977–1982гг Обычный дождь (за счет СO2 атмосферы – рН несколько ниже 7)

Влияние кислотных дождей распространяется главным образом:

- на растительность (особенно хвойную) – угнетение («выжженная земля» – г. Карабаш);

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

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

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

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

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.

Ослабление озонового экрана чрезвычайно опасно для всего живого на Земле, поэтому эти факты привлекли пристальное внимание ученых, экологов.

Среди гипотез, возможных причин нарушения озонового слоя выделяют:

- 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);

- 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).

Однако не исключено, что часть наблюдаемого ослабления озонового экрана земли связана с вековыми колебаниями аэрохимических свойств атмосферы и независимыми изменениями климата. Один из факторов – выделение водорода в районах повышенной вулканической активности.

Дата добавления: 2014-01-06