На главную Написать сообщение Поиск по сайту Новости публикаций Плакаты и знаки по охране труда и БЖД Видео по охране труда и технике безопасности Зарубежные средства индивидуальной защиты Юридическая консультация онлайн
В начало разделаОценка рисков в охране труда → Управление рисками

Кислотные осадки и озоновая дыра

Кислотные осадки

Кислотными называются атмосферные осадки, содержащие серную, сернистую, азотную и азотистую кислоты. В последнее время считается, что в кислотных осадках могут содержаться в незначительных количествах соляная и плавиковая кислоты..


Кислотные осадки представлены в основном кислотными дождями. Отмечаются также кислотный туман, кислотный снег и в редких случаях кислотная роса. Кислотные осадки образуются при поступлении в атмосферу промышленных газов, содержащих окислы серы, азота, а также хлор и фтор с последующим их взаимодействием с атмосферной влагой.


Отличить кислотные осадки можно даже на вкус - они и будут кислыми. Дождь и снег считаются подкисленными, если рН ниже 5,6. Дождь со значением рН = 5,1 считается кислотным. В некоторых случаях кислотность дождей достигает значений кислотности апельсинового сока (рН = 4)..


В Баварии (ФРГ) в августе 1981 г. выпадали дожди с кислотностью рН = 3,5. В отдельных случаях кислотность туманов может достигать значения, характерного для лимонного сока (рН = 2,5). Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе имела значение рН = 2,3.


Для слежения за перемещениями кислотных туч в Европе созданы два специальных метеорологических центра: «Запад» - находится в Осло, и «Восток» - в Москве. Они отслеживают, сколько в какой стране выбрасывается вредных веществ и где они потом выпадают в виде кислотных осадков. В среднем в Москве каждый пятый-третий дождь можно отнести к категории кислотных, Значительное количество дождей в Балтийском регионе также является кислотными. В Китае приблизительно 85% дождей содержат кислоты.


Над промышленными центрами, где сжигается много минерального топлива и в атмосферу поступает значительное количество окислов серы и азота, практически всегда наблюдается повышенная концентрация этих окислов в атмосфере..


Наибольшее количество окислов серы поступает в атмосферу при сжигании каменного и особенно бурого угля. При сжигании мазута окислы серы поступают в атмосферу в значительно меньших количествах.


Окислы азота, поступающие в атмосферу, образуются при так называемом высокотемпературном сжигании, когда температура пламени превышает 1000 °С. Большое количество окислов серы и азота поступает в атмосферу в составе выхлопных газов от автотранспорта. При аварийных ситуациях на объектах теплоэнергетики наблюдаются выбросы промышленных газов, и концентрация этих окислов многократно возрастает..


При образовании атмосферных осадков над крупными промышленными центрами в период аварийных выбросов промышленных газов интенсивность кислотных осадков усиливается. Во время боевых действий в Персидском заливе были подожжены сотни нефтяных скважин, и окрестные территории залили потоки кислотных дождей.


Под действием ветра кислотные осадки, преимущественно в виде дождей, могут распространяться на значительные расстояния и оказывать свое действие на значительные территории. В таких условиях говорят о трансграничном аспекте кислотных осадков..


Практически все европейские страны являются одновременно «экспортерами» и «импортерами» кислотных осадков. Из-за особенностей преимущественно западного переноса воздушных масс над Европой страны, расположенные восточнее, импортируют кислотные осадки, сформировавшиеся над территорией более западных стран.


Сопутствующие ОЯП: повышение кислотности почв и поверхностных вод.


Поражающий фактор: повышенное содержание серной и азотной кислот в атмосферных осадках.


Кислотные осадки вызывают ускоренное разрушение зданий и сооружений, их защитных покрытий, приводят к сокращению урожая сельскохозяйственных культур, поражают лесные запасы, наносят ущерб растениям, почвенным и водным экосистемам из-за повышения кислотности почв и поверхностных водоемов. Кислотные дожди оказывают и непосредственное действие на организм человека..


От концентрации вредных примесей в дождевой воде и времени воздействия на организм зависит реакция на кислотные дожди. Они могут вызвать разные реакции - немедленную в виде покраснения кожи и зуда и отсроченную в виде выпадения волос, нарушения биохимических процессов.


В США было подсчитано, что каждая тонна двуокиси серы, выброшенная в атмосферу, наносит вред более чем на 3000 долл. Таким образом, связанные с сернокислотными выбросами издержки только для Среднего Запада США составляют более 25 млрд. долл. в год. В настоящее время площадь районов Китая, на которые обрушивались кислотные дожди, составляет 30 % общей площади территории страны..


Оценки показывают, что ежегодные потери Китая от кислотных дождей, вызванных чрезмерным выбросом двуокиси серы, составляют в среднем около 15 млрд. долл. США. Такая оценка получена без учета влияния загрязнения воздуха на водные ресурсы, здания и другие объекты. Ущерб от кислотных дождей в индустриальных странах составляет до 4 % валового национального продукта. В Западной Европе этот ущерб в денежном выражении оценивается в 1,1 млрд. долл. США в год.


В последние годы кислотные дожди стали наблюдаться в промышленных районах Азии, Латинской Америки и Африки. Например, в Восточном Трансваале (ЮАР), где вырабатывается 4/5 электроэнергии страны, на 1 км2 выпадает около 60 т серы в год в виде кислотных осадков. В тропических районах, где промышленность практически неразвита, кислотные осадки вызваны поступлением в атмосферу оксидов азота за счет сжигания биомассы.


В России наиболее высокие уровни выпадений окисленной серы и оксидов азота (до 750 кг/км2 в год) на значительных по площади ареалах (несколько тыс. км2) наблюдаются в густонаселенных и промышленных регионах страны - в Северо-Западном, Центральном, Центрально-Черноземном, Уральском и других районах; на локальных ареалах (площадью до 1 тыс. км2) - в ближнем следе металлургических предприятий, крупных ГРЭС, а также больших городов и промышленных центров (Москва, Санкт-Петербург, Омск, Норильск, Красноярск, Иркутск и др.), насыщенных энергетическими установками и автотранспортом.


Превышение уровня критических нагрузок по выпадению окисленной серы отмечается в ряде областей (Ленинградская, Московская, Рязанская), на европейской территории России и по выпадениям оксидов азота - на половине этой территории. За последние пять лет, согласно результатам измерений, наблюдается неизменное повышение кислотности дождей (минимальные значения рН = 3,1-3,4) на Урале и в Предуралье, на северо-западе и юге европейской территории России.


Наибольший вклад в трансграничное подкисление природной среды России соединениями серы вносят Украина, Польша, Германия. В свою очередь, из России больше всего окисленной серы направляется в страны Скандинавии. Соотношения принимают следующие значения: с Украиной - 1:17, с Польшей - 1:32, с Норвегией - 7:1. Экспортируется «мокрая» часть выбросов (аэрозоли), сухая часть загрязнений выпадает в непосредственной близости от источника выброса или на незначительном удалении от него.


В настоящее время практика прогнозирования кислотных осадков практически отсутствует..


Борьба с кислотными осадками ведется в следующих направлениях:


- очистка промышленных выбросов в атмосферу от окислов серы и азота с помощью различных фильтров;

- переход на минеральное топливо с пониженным содержанием серы (замена угля мазутом, природным газом и т.п.);

- замена минерального топлива альтернативными источниками энергии (ядерная энергетика, ветровые электростанции и т.п.).

Озоновая дыра

Озоновой дырой называют уменьшение общего содержания озона (ОСО) в так называемом озоновом слое над некоторым районом до значений менее 200 единиц Добсона (Д.е.). Некоторые исследователи говорят об озоновой дыре при уменьшении ОСО до 220 Д.е. Озоновый слой охватывает весь земной шар и располагается в стратосфере на высотах от 9 до 50 км с максимальной концентрацией озона на высотах околоП км и 19-22 км. Насыщенность атмосферы озоном постоянно меняется в любой части планеты, достигая максимума весной в приполярной области. Нормальному озоновому слою соответствуют значения 275-300 Д.е. Минимальное значение ОСО (88 Д.е.) наблюдалось над Антарктидой в 1993 г.


Впервые истощение озонового слоя привлекло внимание широкой общественности в 1985 г., когда над Антарктидой было обнаружено пространство с пониженным (до 50 %) содержанием озона, получившее название "озоновой дыры". С тех пор результаты измерений подтверждают повсеместное уменьшение озонового слоя практически на всей планете. Так, например, в России за последние десять лет концентрация озонового слоя снизилась на 4-6 % в зимнее время и на 3 % - в летнее. В настоящее время истощение озонового слоя признано всеми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности.


Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения. Живые организмы весьма уязвимы для жесткого ультрафиолетового излучения, ибо энергии даже одного фотона из этих лучей достаточно, чтобы разрушить химические связи в большинстве органических молекул. Не случайно поэтому в районах с пониженным содержанием озона многочисленны солнечные ожоги, наблюдается увеличение заболевания людей раком кожи и др.


Так, например, по мнению ряда ученых-экологов, к 2030 г. в России при сохранении нынешних темпов истощения озонового слоя заболеют раком кожи дополнительно 6 млн. человек. Кроме кожных заболеваний возможно развитие глазных болезней (катаракта и др.), подавление иммунной системы и т. д. Установлено также, что растения под влиянием жесткого ультрафиолетового излучения постепенно теряют свою способность к фотосинтезу, а нарушение жизнедеятельности планктона приводит к разрыву трофических цепей водных экосистем и т.д.


Наука еще до конца не установила, каковы же основные процессы, нарушающие ОСО. Предполагается как естественное, так и антропогенное происхождение "озоновых дыр". Ряд ученых настаивают на естественном происхождении "озоновой дыры". Причины ее возникновения одни видят в естественной изменчивости ОСО, циклической активности Солнца, другие связывают эти процессы с рифто-генезом и дегазацией Земли. Большинство ученых, связывают появление озоновых дыр с повышенным содержанием хлорфторуглеродов (фреонов). Фреоны широко применяются в промышленном производстве и в быту (хладоагрегаты, растворители, распылители, аэрозольные упаковки и др.). Поднимаясь в атмосферу, фреоны разлагаются с выделением атомов хлора и брома, губительно действующих на молекулы озона.


По данным международной экологической организации "Гринпис", основными поставщиками хлорфторуглеродов (фреонов) являются США - 30,85 %, Япония - 12,42 %, Великобритания - 8,62% и Россия - 8,0 %. Считается, что США пробили в озоновом слое "дыру" площадью 7 млн. км2, Япония - 3 млн. км2, что в семь раз больше, чем площадь самой Японии. В последнее время в США и ряде западных стран построены заводы по производству новых видов хладореагентов (гидрохлорфторуглеродов) с низким потенциалом разрушения озонового слоя.


Прогноз ОСО в настоящее время ведется статистическими методами, основанными на многолетних наблюдениях с так называемых озоновых станций и с космических аппаратов. Борьба с уменьшением ОСО ведется организационными и инженерными методами. Наибольшее распространение получил метод замены озоноразрушающих веществ на нейтральные к озону компоненты. Согласно протоколу Монреальской конференции (1990 г.), пересмотренному затем в Лондоне (1991 г.) и Копенгагене (1992 г.), предусматривается снижение выбросов хлорфторуглерода.