Мониторинг кислотных выпадений

В расчетах проведенных ранее не учли долю «сухого» удаления кислот вблизи самого источника, которое может быть 10-30% и даже более в зависимости от характера поверхности и сезона года. Кроме того, вблизи промышленного источника высокая кислотность, как правило компенсируется эмиссией зольных частиц, имеющих щелочную реакцию, приводящих к нейтрализации кислот!.

В отдельных «грязных» регионах осадки имеют кислотность, даже меньшую чем естественная. Например по данным полученным в 70х годах ([3] таб. 5), увеличение сульфатов в промышленных районах Урала компенсировалось ещё большим выбросом карбонатов кальция и магния, в целом увеличивающих рН. По всей видимости нейтрализация в промышленных районах шла из-за больших концентраций подоблачных частиц (зольной пыли) в городах. Изменением соотношения между зольностью выбросов и их кислотностью можно интерпретировать и характерные временные изменения рН осадков, произошедшие в западном мире. В 40е годы прошлого века в США и Европе наблюдалась высокая концентрация сульфатов в осадках и аэрозоли, но осадки были нейтральные или слабокислые. В 50 годы выпадение сульфатов снижается так как уголь –топливо с высоким содержанием серы заменялся на низкосернистые нефть и газ. В этот период лишь, Чикагский промышленный узел, аналогичный Южному Уралу по характеру промышленности и выбросов, четко выделятся на карте рН в районе Великих озер. В эти годы наблюдался рост промышленности с одновременным строительством более высоких «чистых» труб, которые вели к снижение поглощения газа поверхностью с одной стороны, а с другой в трубах устанавливались электрофильтры, эффективно улавливающие щелочные зольные частицы. Такие мероприятия дали хороший локальный эффект в максимальных концентрация золы и пыли вблизи источников (см. формулу Сеттона и ОНД-86), но привели к увеличению продолжительности существования кислотообразующих веществ в атмосфере, т.е. к большему их рассеянию вдоль оси основного переноса в атмосфере и уменьшению рН на 0,5 единиц всего за 20 лет (см. рис 4). Темпы роста выпадений сульфатов с 70 годов замедлись, но в Европе и других регионах возросла роль нитратов (до 30% вклада в кислотность), связанных с увеличением выбросов от автотранспорта.

Таблица 5 Минерализация и рН осадков в промышленных и сельских районах Урала [3].

Урал (1971-1976 годы)	промышленные районы	сельские районы	промышленные/сельские
НСО3^-	18,7	3,6	5,19
SO4^2-	17,6	7,1	2,48
Cl^-	4,3	2,8	1,54
Ca^2+	8,3	2,0	4,15
Mg^2+	2,3	0,9	2,56
Na^+	3,3	1,4	2,36
K^+	1,7	0,8	2,13
åSi, мг/л	56,2	18,6	3,02
рН осадков	6,2	5,7	1,09

Что касается России, то по всей видимости из-за нейтрализующего влияния щелочных металлов, для большинства регионов России характерны не сильно кислые осадки, например на рисунке 5 представлены измерение рН в снежном покрове, по данным Росгидромета в 80-х годах, на более, чем 500 пунктах расположенных вне городской черты. На Урале например характерные рН в снеге около 5,5. Кислотные осадки твердой фазы наблюдались над Украиной и юго-западе России. Поскольку представлены данные 20 летней давности, то как мы видели на примере США за 20 лет могли произойти изменения вплоть до 0,5 единиц.

Последние данные об осадках выпавших на европейской части России (Зверев и Варварина, 2000) свидетельствуют о продолжающемся повышении концентрации SO₄^2- особенно в зоне недостаточного увлажнения (широта Донецка) и на севере зоны избыточного увлажнения (в зоне тундры). Мониторинг кислотообразующих компонент осадков остается актуальной для России проблемой. Имеются также некоторые сомнения по поводу расчета концентраций ионов водорода в различных фазах. Имеются свидетельства, что в дождях рН контролируется сульфатами, а для снега характерен увеличенный до 60% вклад нитратов (NO₃^-). Концентрация азотсодержащих веществ наиболее быстро меняется при задержке во времени обработки проб.

Дата добавления: 2014-01-07