§ 2. КИСЛОТНЫЕ ОСАДКИ

Сжигание каменного угля на ТЭС ведет к выбросам в атмосферу не только двуокиси углерода. Примеси серы, содержащиеся в угле, приводят к выбросам сернистого газа SO2, а при высокой температуре в топках котлов ТЭС (700°С) возникают оксиды азота (N20, N204).

ТЭС на угле, обладающая электрической мощностью в 1 ГВт, ежегодно потребляет 3 млн т угля и выбрасывает в окружающую среду 11 млн т СО2, 120 тыс. т сернистого газа, 20 тыс. т оксидов азота и 750 тыс. т золы. Сжигание нефти дает в 2 раза меньше выбросов сернистого газа, сжигание газа - в 100 раз меньше. В целом ежегодно в атмосферу выбрасывается 99 млн т сернистого газа, 2,50 млн т пыли, более 65 млн т оксидов азота.

Антропогенные выбросы сернистого газа в 2 раза превышают поступление этого газа в результате природных явлений, антропогенные выбросы оксидов азота составляют примерно 40% от естественных выбросов. Смешиваясь в облаках с парами воды, сернистый газ порождает серную кислоту, а оксиды азота - азотную кислоту, которые затем падают на землю в виде кислотных осадков. Проблема кислотных осадков возникла в начале 70-х годов XX в. Наиболее остро она проявилась в странах Скандинавского полуострова, где в тысячах озер стали исчезать рыба, микроорганизмы, причем вода вроде бы оставалась такой же чистой. Понадобились годы исследований, чтобы понять, что закисление среды и ее последствия - не только скандинавская проблема. Все грозные признаки этого налицо в восточных районах США (за 20 лет кислотность увеличилась в 10 - 30 раз в 30- 60% озер), в Канаде, ФРГ, Англии, Бельгии, Нидерландах, Польше и других странах Западной и Восточной Европы. Западные области СНГ также попадают в ареал распространения кислотных осадков (рис. 10.6, наличие кислоты при рН<7).

От таких осадков страдают не только озера, но и леса, поля, пастбища. Кислота, падающая с неба, разъедает исторические памятники, трубопроводы, столбы, бетонные фундаменты, кабели. В Западной Европе жертвами кислотных осадков стали 38 % лесов. Только в ФРГ от кислотных осадков пострадало около 50 % лесов,

163

Рис. 10.6. Среднегодовые значения рН дождей над Европой в 1985 г.
Рис. 10.6. Среднегодовые значения рН дождей над Европой в 1985 г.

в Австрии - около 30%, поражены леса в Чехии, Словакии, Польше (75 %) и других странах Европы.

Швеция имеет более 100 тыс. озер на своей территории, из них 18 тыс. "мертвые", лишенные жизни (рис. 10.7).

В Норвегии в 5000 из 17 500 озер исчезла рыба. В Канаде из-за частых кислотных осадков стали мертвыми 14 000 озер.

164

Рис. 10.7. Влияние кислотности материковых вод на выживание организмов
Рис. 10.7. Влияние кислотности материковых вод на выживание
организмов

Из-за кислотных осадков скорость коррозии в промышленных районах в 2 -10 раз выше, чем в сельской местности. Когда люди вдыхают туман, содержащий капельки кислоты, это вызывает у них аллергию и бронхит. При вдыхании кислотных частиц с пылью,

165

содержащей тяжелые металлы (медь, цинк и др.), возможно появление раковых опухолей.

Главным "экспортером" кислотных дождей в Европе в 80-х годах стала Великобритания. В нашу страну поступает в 8 раз больше сернистого газа и в 7,3 раза больше оксидов азота, чем выносится с ее территории в другие государства.

Для уменьшения выбросов сернистого газа предлагаются следующие меры.

  1. Промывка угля после измельчения. Это приводит и удалению 50 - 90% соединений серы-пирита и к увеличению стоимости электроэнергии примерно на 10%.
  2. Химическое удаление серы - десульфурация. В этом случае затраты на производство электроэнергии возрастут на 15 - 25%. В США в 1991 г. около 50% угля, используемого на ТЭС, подвергалось очистке. Во Франции и Великобритании очищается весь уголь.
  3. Замена угля на низкосернистые виды топлива: нефть и газ.
  4. Сжигание угля в псевдосжиженном слое в смеси с песком и известью, которая постоянно как бы кипит под действием вдуваемого снизу воздуха. В результате сера соединяется с известью и удаляется с золой.
  5. Использование скрубберов - жидких фильтров, содержащих водный раствор извести, для газообразных продуктов сгорания.

Снижение выбросов оксидов азота возможно при использовании специальных горелок для последовательного дожигания первичных продуктов сгорания, с помощью селективного каталитического восстановления оксидов азота и др. Следует подчеркнуть, что чем выше степень очистки газов, тем выше ее стоимость (рис. 10.8).

Наиболее неблагоприятные районы России по кислотным осадкам: Кольский полуостров, восточный склон Уральского хребта и район Таймыра. Кислотные осадки присутствуют в радиусе 10 - 20 км вокруг индустриальных гигантов. При наличии кислотных дождей снижается урожайность капусты, свеклы, огурцов,

Рис. 10.8. Нелинейный рост стоимости очистки от загрязнений.
Рис. 10.8. Нелинейный рост
стоимости очисткиот
загрязнений.
Высокая степень очистки отходящих газов от таких загрязнителей атмосферы, как SO2 и NPx, может достигаться при низких затратах, однако на определенном этапе они резко возрастают. Стоимость очистки от SO2 рассчитана для Восточной Европы (в нем. марках за тонну удаленного загрязнителя), от NOx, - для Западной Европы

166

Рис. 10.9. Индексы объемов выбросов некоторых загрязнителей воздуха.
Рис. 10.9. Индексы объемов выбросов некоторых загрязнителей воздуха.
Страны Большой семерки предприняли энергичные меры по повышению эффективности использования энергии и контролю за выбросами. Несмотря на экономический рост почти на 60% по сравнению с 1970 г., выбросы CO2 и NOx в этих странах остались практически на прежнем уровне главным образом благодаря повышению эффективности использования энергии, а выбросы оксидов серы сократились на 40 % благодаря как повышению эффективности использования энергии, так и эффективным технологиям, снижающим степень загрязнения

лука, гороха, салата, ячменя, кукурузы. Повышенная кислотность переносится лишь картофелем. Для уменьшения кислотности необходимо известкование почвы.

Мировое сообщество предпринимает определенные шаги по борьбе с кислотными дождями. В 1983 г. вступила в силу Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на больших расстояниях.

В 1985 г. в Хельсинки 20 государств Европы и Канада подписали Протокол о 30%-ном снижении выбросов серы.

Принятые в странах Большой семерки в 1970-1990 гг. меры позволили при росте ВВП на 60 % практически не увеличить выбросы CO2 и NOx и снизить выбросы SOx (рис. 10.9).

167

Rambler's Top100
Lib4all.Ru © 2010.