44.Қышқыл жаңбыр қандай қауіптілік туғызады? Ауа газдарды катты заттардан тазалау процессы

Өсімдік жақсы өсуі үшін топырақтың рН шамасы 5-7 аралықта болуы тиіс. рН шамасы 4-ке тең қышқыл жаңбырлар топырақтың құнарлылығын төмендетуі мүмкін. Егер топарықтың рН шамасы 3-ке тең болса, онда мұндай жерде мүлдем ештене өспейді. Әсіресе мұндай жағдайлар алып заводтардың маңында байқалады. Мысалы, түсті металлургияның ірі өндіріс орындары (Братск, Норильск) 150 км радиуске дейінгі қашықтықтағы орман жағдайына кері әсер етеді.

Топырақты қышқыл өндірістік газдардың әсерінен қорғау мәселесін шешу мүмкіндігі – завод құбырларын биік етіп салу жолы 1960-65 жж. Батыс Европа елдері қатарында орындалған болатын. Алайда бұл жағдайда көрші мемлекеттер зардап шекті. Мысалы, құрамында күкірті көп отынды пайдаланбайтын Норвегия осы саясаттың құрбаны болды, себебі Англия және Батыс Европа елдері өндірістерімен шығарылған қоспалардың Норвегия аймағына таралуы мен орын ауыстыруына метеорологиялық жағдайлар негіз болды. Жоғарыда көрсетілгендей, қышқыл жаңбырлар негізінен антропогендік бастау алады. Қышқыл жауындардың пайда болуы энергетикалық шикізат – отынды өңдеу салдарынан атмосферада күкірт пен азот оксидтері және органикалық заттардың жинақталуынан болады. Қазіргі таңға дейін пайдаланылған және эксплуатацияға жарамды көмір, мұнай және газ кен орындарының ішінен жер бетінде негізгі үлес көмірге тиесілі. Бұл ресурстардың қатынасы (энергетикалық шкалада) 83: 14: 3 тең, ал қолдану құрылымы басқаша 33: 44: 23. Ресейде газдың пайдаланылуы бүкіл жер жүзі бойынша орташа үлеске қарағанда жоғары үлесті құрайды. Зиянды антропогенді заттардан (жану өнімдері) қоршаған ортаны қорғаудың екі жолы бар: бастапқы отынды тазарту және бөлінетін газдарды тазарту. Ауа азотының есебінен отын жанғанда түзілетін азот оксидтерінің мөлшері жанудың төмен температурадағы режимін қолданғанда төмендейді. Азот оксидінен шығатын газды тазарту үшін оксидті бос азотқа дейін каталитикалық тотықсыздандыру әдісін қолданады. Мысалы, Германияда NO_x оксидін аммиак қатысында каталитикалық тотықсыздандыру процесі кең қолданылады. Катализатор титан диоксиді негізінде ванадий, вольфрам немесе молибден оксидтерін қоса отыра дайындалады. Ол 300-400 °С температурада жұмыс істейді. Мұндай катализатордағы химиялық процестерді мынадай түрде келтіруге болады: NO + 4NH₃ = 5N₂ + 6H₂O --- 6NO₂+ 8NH₃ = 7N₂ + 12H₂O

Бұл әдіс NO_x шығатын газдарды 95% дейін тазартуға мүмкіндік береді. .

Ал табиғатты антропогенді күкірт диоксидінен қорғау үшін, бұл мәселені екі жолмен шешу қажет:отынды күкіртқұрамды заттардан тазарту жолымен және жану кезінде бөлінген газдарды тазарту жолымен. Мұндай жол қатты және сұйық отында да (көмір мен мұнай) әрқашан қоспа ретінде күкірттің болуына негізделген. Күкіртті көмірдің құрамынан жою үшін кейбір елдерде (АҚШ) қатты отынның алдын ала тазартуы жүргізіледі. Көмірді алдын ала тазарту күкірттің мөлшерін 10-30% дейін азайтады. Көмірдегі күкірт органикалық немесе пиритті формада болуы мүмкін. Пиритті қолмен бөліп алады, ал органикалық күкірттен флотация жолымен құтылады. Сонымен қатар органикалық күкіртті тазартудың химиялық (гидрогенизация) және микробиологиялық әдістері болады. Аналогты әдістерді сұйық отынды тазарту үшін де пайдаланады. Бөлінген газдарды күкіртқұрамды қоспалардан тазарту үшін арнайы құралдар – әкпен, әктаспен және арнайы қосындылармен толтырылған скрубберлер қолданылады. Осылайша бөлінген газдардағы күкірт диоксидін 70-90% азайтуға болады.

45.Қалалық аймақта неліктен ылғалды тұманша (смог) пайда болады? КО күкірт косылыстарынын антропогенді әсері.Түтінді-тұман. Түтінді-тұман деген термин ағылшынның “smoke- түтін, fog- тұман” деген сөздерінен шыққан. Түтінді-тұман атмосфералық құбылыс, ол тропосфераның төменгі ауасына адам әрекетінен пайда болған ыластандырушы заттардың жиналуынан және осы заттардың күн радиациясымен әрекеттесу реакциясының өнімдері мен сол ауаның ыластануынан пайда болады. Түтінді тұман үлкен қалалардың ауа кеңістігінде түзіледі, автокөліктер мен авиациялық тасымалдаудың дамуы нәтижесінде басқа да аймақтарды қамтиды. Түтінді-тұман мынадай түрлерге бөлінеді: ылғалды, мұзды және фотохимиялық түтінді тұмандар.Ылғалды түтінді- тұман - қатты және сұйық отындардың (NO, SO₂, CO, ең бастысы күкірт диоксиді) жануынан түзілетін газ күйдегі заттар, шаң тозаң, күйе және тұманның улы қоспасы. Көбінесе күз-қыс мезгілдерінде байқалады және ол қолайсыз ауа райы кезінде, ылғалды теңіз климаты бар қоңыржай (қоңыр салқын) жерлерде (ендіктерде) болатын құбылыс. Мұндай түтінді-тұманды Лондондық деп атайды, өйткені 1952 ж осы түтінді-тұманнан желтоқсанның 3-нен 9-на дейін 4 мың адам опат болып, 10мың адам науқасқа шалдыққан. Ылғалды түтінді-тұман қолқаның, өкпенің шырышты қабатының ісінуін, тұншығуды қолқа демікпесін (астма), қолқа ауыруын, көздің тітіркенуін т.б. туғызады. Лондонда шаң-газдардың бөлінуін, атмосфераның ластануын азайтатын әрекеттерден кейін бұл құбылыс едәуір азайды. 1972 жылдың желтоқсанында күшті тұман байқалды, бірақ бұл жолы ешқандай зиянды жқтары болған жоқ. 1962 жылдың аяғында Фурда (ФРТ) Түтінді–Тұманнан 3 күннің ішінде 156 адам қайтыс болған. Күкірт диоксидінің атмосфераға түсуінің негізгі көзі- вулкандар. Вулкан газдарының құрамындағы күкір диоксидінің жылдық бөліну мөлшері 8-11млн т. Сонымен қатар, вулкан газдарымен бірге күкіртсутек (H₂S) бөлінеді, ол ауадағы оттектің әсерінен күкірт диоксидіне айналады. Вулкан атқылауында күкіртсутектің түзілуін жоғары температурада (1800⁰C-дан жоғары) бу фазада жүретін реакциямен байланыстырады.Күкірт диоксидінің түзілуінің басқа да табиғи көздері бар, ол күкірттің тотықсызданған ұшқыш қосылыстары-органикалық сульфидтер (меркаптандар, диметилсульфид және т.б.) болып табылады, олар атмосферада күкірттің диоксидіне дейін тотығады. Бұл қосылыстар сульфаттар және табиғи күкірт бар органикалық материалдардың биогенді процестерінің нәтижесінде түзіледі. Мұхит пен жердің топырағында едәуір мөлшерде еріген сульфаттар болады, олар микроорганизмдердің анаэробты (оттексіз) жағдайда тигізетін әсерінен күкірсутекке дейін тотықсызданады. Теңіз суларында сульфаттардың тотықсыздануы мен күкіртсутектің түзілу жылдамдығы біршама жоғары болады. Бұдан басқа, күкірт диоксидінің түзілуіне адамдардың іс-әрекеті де әсер етеді. Мәселен, құрамында күкірт бар (3·10⁶ моль/жыл) қазба отындарды және сульфидтік рудаларды күйдіргенде күкірт диоксиді бөлінеді:

2CuS + 3O₂ = 2CuO + SO₂

Күкірт диоксидінің атмосферадан кетуіне(сток) жауын-шашынмен жуылуы және өсімдіктермен сіңірілуі әсер етеді. Күкірт диоксидінің бұлттардағы су тамшыларында жеңіл ериді, бұл кезде күкіртті қышқыл түзіледі:H₂O + SO₂ = H₂SO₃

Судың ұсақ тамшыларының беттік қабаттары үлкен болғандықтан, оларға оттек жеңіл сіңіріліп күкіртті қышқылды күкірт қышқылына дейін тотықтырады:

2H₂SO₃ + O₂ = 2H₂SO₄

Бұл реакция қоршаған ортадағы басқа да химиялық процестерге қарағанда тез жүреді.Бұл реакцияның жылдамдығы күкірт қышқылын өнеркәсіпте алуға жеткіліксіз болғанымен, күкірт диоксиді көздерінің аймағында қышқылдық жаңбырлардың жауып тұруына жеткілікті. Күкірт диоксидінің күкірт қышқылына айналуы азот оксидтерінің қатысуымен де өткізіледі.

46.Лос-Анджелеса және Лондон тұманшасы (смог) арасындағы негізгі ерекшеліктерді атаңыздар.Лос-Анджелес пен Лондонның түтінді-тұмандары арасындағы айырмашылықтарының тізімі.

Сипаттама	Лос-Анджелес	Лондон
Ауаның температурасы	24-тен 32°С дейін	-1-ден 4°С дейін
Қатысты ылғалдылық	<70%	85% (+тұман)
Температуралық өзгерістердің түрі	1000 м биіктікте құлай	Бірнеше жүз метр биіктікте сәулелену
Желдің жылдамдығы	<3м·с-1	Желсіз
Көрінгіштік	<0,8-1,6 км	<30м
Әлдеқайда жиі байқалатын айлар	Тамыз-Қыркүйек	Желтоқсан-Қаңтар
Негізгі отындар	Бензин	Көмір мен бензин
Негізгі құраушылар	O3, NO, NO2, CO, органикалық заттар.	Заттың бөлшегі, СО, S қосылыстары
Химиялық реакция типі	Тотығу	Тотықсыздану
Максималды қоюлану уақыты	Түскі мезгіл	Таңертең
Денаулыққа негізгі әсері	Көздің уақытша тітіркенуі (ПАН)	Жөтел, жұтқыншақтың тітіркенуі (SO2/күйе)
Оңай бүлінетін материалдар	Резеңке бұзылады	Темір, бетон

Лос-Анджелес бассейнінен табылған түтінді-тұман көмір жағатын қалалар үшін типтік бұрындары қарастырылғаннан қатты ерекшеленеді. Лос-Анджелестік түтінді-тұман пайда болған кезде, Лондондық тұманға сипатты тұман болмайды және көріну бірнеше метрге дейін азаймайды. Әрине, Лос-Анджелестік түтінді-тұман күн шуақты күндері тез пайда болады. Лондондық тұман желмен тарап кетеді, ал жеңіл теңіз лебі Лос-Анджелес бассейнінде тау маңындағы ластануды ұстап тұрады және оның теңізге түсуіне кедергі жасайды.Ластану сонымен қатар атмосфераның жоғарғы жағына көтеріле алмайды, себебі инверсионды қабатпен ұсталынады: ауа жоғарғыға қарағанда төменгі қабатта суықтау және жылы ауаның төбесі суық ауа мен ластаушының таралуына кедергі жасайды.