Для получения полной версии работы перейдите по ссылке

Из бетона и других минеральных строительных материалов, а также стекла под действием кислотных дождей выщелачиваются не только карбонаты, но и силикаты. Если рН осадков достигает значений, равных 4,5–3, то ионы алюминия начинают вымываться из кристаллической решетки. С уменьшением рН интенсивно протекает разрушение силикатной кристаллической структуры, как, например, в полевом шпате (сырье для производства керамики, стекла, цемента):

3KAlSi₃O₈ + 12Н₂О + 2H⁺→ КAl₃Si₃O₁₀(ОН)₂ + 6H₄SiO₄ + 2К⁺,

2КAl3Si₃O₁₀(ОН)₂ + 18Н₂О + 2Н⁺ → 3Al₂O₃(Н₂О)₃ + 6H₄SiO₄ + 2К⁺.

Подобным образом кислотные дожди разрушают древние оконные стекла церквей, соборов и дворцов. Старинное стекло из-за повышенного содержания оксидов щелочных и щелочно-земельных металлов более подвержено действию кислот, чем современное.

Металлы под действием кислотных дождей, туманов и рос разрушаются еще быстрее, чем строительные материалы и стекло. Корка образующегося на поверхности железных изделий гигроскопичного сульфата железа (II) окисляется кислородом воздуха, при этом образуется основная соль сульфата железа (III), являющаяся составной частью ржавчины:

2FeSO₄ + Н₂О + 0,5O₂ → 2Fe(ОН)SO₄.

Такой же ущерб претерпевают изделия из бронзы, на которых образуется так называемая патина, состоящая из карбонатов и сульфатов. Слои пыли и копоти на поверхности создают пленку, которая удерживает влагу и в которой постоянно растворяются кислотообразующие газы. Кислота разъедает металл, переводя его в виде ионов в раствор, что становится заметным при отслаивании корки налета, достигающей миллиметровой толщины. Изделие при этом теряет свою первоначальную форму.

Раздел 3.

Меры по предотвращению образования кислотных осадков

Пути сокращения эмиссии кислотообразующих веществ в атмосферу можно условно разделить на две группы: первая включает технические меры (такие как десульфуризация выбросов угольных теплоэлектростанций), вторая включает структурные меры (такие как более эффективное использование энергии).

Технические меры

Поступления в атмосферу промышленных выбросов могут быть непрерывными, периодическими, залповыми или мгновенными. Непрерывные или периодические определяются технологическими особенностями производства и учитываются технологическим регламентом. Залповые выбросы возможны при авариях, взрывных работах, при сжигании быстрогорящих отходов производства. При мгновенных выбросах загрязнения выбрасываются в доли секунды, иногда на значительную высоту.

Для обезвреживания аэрозолей (пылей и туманов) используют сухие, мокрые и электрические методы. В основе сухих аппаратов (циклоны, пылеуловители, фильтры) лежат гравитационные, инерционные и центробежные механизмы осаждения или фильтрационные механизмы. В мокрых пылеуловителях (различные газопромыватели) осуществляется контакт запылённых газов с жидкостью. В электрофильтрах отделение загрязнённых частиц аэрозоля происходит на осадительных электродах.

Очистка газа подразумевает отделение от газа или превращение в безвредное соединение загрязняющего вещества, поступающего от промышленного источника. Существует несколько методов выделения из отходящих газов газообразных и парообразных токсичных веществ:

1. абсорбционные

2. адсорбционные

3. каталитические

4. конденсации

5. компромирования

6. термические.

Выбор метода обработки определяется параметрами газового потока и концентрации загрязняющих веществ. [21]

Для защиты воздушного бассейна от выбросов кислотообразующих веществ возможно использование следующих методов обработки отходящих газов:

Абсорбция – поглощение веществ из растворов или газов твёрдыми телами или жидкостями. Поглощаемое вещество перемещается из газа в направлении градиента конденсации. Абсорбент должен быть высокоселективным по отношению к определяемому компоненту и инертным к остальным составляющим. На скорость абсорбции воздействуют главным образом давление и температура. С ростом давления и снижения температуры скорость абсорбции увеличивается.

Выделяется физическая абсорбция и хемосорбция. Для физической абсорбции Применяют воду и органические растворители, не вступающие в реакцию с извлекаемым газом, их водные растворы. При хемосорбции в качестве абсорбента используют водные растворы солей и щелочей, органические вещества и водные суспензии различных веществ.

Основным абсорбционным оборудованием являются беспосадочные распылители, абсорберы, абсорбционные колонны с насадкой, скрубберы.

В последних газообразные продукты сгорания пропускаются через водный раствор извести, в результате образуется нерастворимый сульфат кальция СаSО₄. Этот метод позволяет удалить до 95% SО₂, но является дорогостоящим (снижение температуры дымовых газов и понижение тяги требует дополнительных затрат энергии на их подогрев; кроме того, возникает проблема утилизации СаSO₄) и экономически эффективен лишь при строительстве новых крупных предприятий.

Абсорбционные методы применяют для очистки газов от диоксида серы на заводах по производству серной кислоты; газов, содержащих оксида азота, образующиеся в процессах нефтеперегонки, при сжигании топлива. Для абсорбции оксидов азота используют воду, растворы щелочей и селективные сорбенты, кислоты и окислители.

Например существует метод очистки дымовых газов от оксидов азота с помощью изоциановой кислоты НNСО (удаляется до 99% оксидов азота, превращающихся в нетоксичные вещества - азот и воду), однако метод является сравнительно дорогостоящим.

Адсорбционные методы используют для очистки газов с невысоким содержанием газообразных и парообразных примесей. Различают физическую и химическую адсорбцию. Методы основаны на поглощении примесей пористыми телами – адсорбентами. Процессы очистки проводят в периодических или непрерывных адсорберах. При использовании метода достигается высокая степень очистки, но невозможно очищать запылённые газы.

Адсорбционные методы в отличие от абсорбционных позволяют проводить очистку газов при повышенных температурах. Для адсорбции загрязняющих газов и паров полезны вещества с очень большой активной поверхностью. К основным промышленным адсорбентам относятся активированные угли, силикагели, алюмогели (активный оксид алюминия), уголиты, глинозём, бентонит.

Наиболее широкое распространение в качестве адсорбента получил активированный уголь. Он является одним из немногих веществ, которые можно использовать для очистки влажных газов. Особенностью угля является то, что наряду с газом, который нужно уловить, адсорбируются и другие примеси. Методы адсорбции имеют не только экологическое, но и экономическое значение, поскольку позволяют возвращать в производство значительные объёмы паров летучих растворителей.