Purificarea gazelor

Depunerea acida reprezinta fenomenul prin care acizi din atmosfera ajung pe suprafata Pamantului. Depunerea poate fi umeda sau uscata. Depunerile uscate se refera la procesele prin care gazelle acide, precursorii acestora sau particulelel acide vin in contact cu suprafata solului si sunt retinute de aeasta. Principalele specii associate cu depunerile acide uscate sunt: dioxid de sulf(gaz), particule de sulfati acizi(acid sulfuric, sulfat acid de amoniu) si acid azotic(gaz). Depunerile acide uscate se estimeaza a fii doar o mica fractiune din depunerile acide totale deoarece cea mai mare cantitate de SO42- NO3- depusa sub forma uscataeste neutralizata de gazelle bazice si particulelel din atmosfera.

Cu toate acestea se estimeaza ca sulfatii si azotatii depusi prin depunerile uscate reprezinta o fractiune importanta din depunerile totale de sulfati si azotati.

Depunerile acide umede sau ploile acide reprezinta un process prin care acizii din atmosfera se depun prin intermediul ploii sau zapezii. Principalii acizi dizolvati sunt acidul sulfuric si acidul azotic, iar alti acizi cum ar fi acidul clorhidric si acizii organici reprezinta doar o mica parte din aciditatea totala cu toate ca acizii organici au o contributie insemnata in zonele situate la distante mari fata de emisiile de poluantii respectivi. Acizii sub forma gazoasa si cei sub forma de particule pot fi incorporate in picaturile de nori. Moleculele si particulele mici sunt incorporate in picaturile mici prin formare de germeni de cristalizare, difuzie Browniana, ciocnire, difuzioforeza (transport in picaturile mici Indus de fluxul de vapori de apa la aceeasi suprafata), termoforeza (transport indus termic la suprafata rece) si transport electrostatic. Toate mecanismele de retinere a poluantilor gazosi de ctre picaturile mici din nori sunt dominate de fixarea advectiva si difuziva. Pe cale experimentala s-a ajuns la concluzia ca cea mai mare parte din acidul sulfuric se formeaza in interiorul picaturilor mici de apa din nori.

Dioxidul de sulf difuzeaza in picaturile mici de apa si este oxidat la acid sulfuric printr-un numar mare de mecanisme. La pH mai mare de 5.5 predomina reactia de oxidare a dioxidului de sulf de catre ozonul dizolvat. La pH mic oxidarea dioxidului de sulf are loc prin intermediul peroxidului de hydrogen. In anumite conditii oxidarea cu oxygen molecular catalizata de metale sau negru de fum poate contribuii la formarea cidului sulfuric. Cea ami mare cantitate de acid azotic din ploiile acide se datoreaza difuziei acidului azotic in picaturile mici. Cu toate ca exista dovezi ca o anumita cantitate de acid azotic se formeaza in picaturile mici, mecanismul formarii acestuia nu este pana in prezent identificat.

Ploile acide se formeaza in troposfera stratul inferior al atmosferei, reactiile fiind declansate de radiatiile solare si determinate de oxigenul si apa din atmofera. Un mechanism posibil al formarii ploilor acide consta in faptul ca ciclul de reactie incepe cu absorbirea unui foton din radiatia solara de catre o molecula de ozon stratoferic sau care se formeaza in troposfera prin actiunea poluantilor pe baza de carbon sau azot.

Molecula de ozon se scindeazapunand in libertateo molecula de oxigen si un atom de oxigen chimic reactiv, care se asociaza cu o molecula de apa pentru a forma doi radicali hidroxil. Concentratia radicalilor hidroxil in atmosfera este redusa, dar si sunt deosebit de activi si se regenereaza permanent din reactiile de oxidare pe care le declanseaza.

Astfel:

a) radicalul hidroxil transforma dioxidul de azot in acid azotic

b) radicalul hidroxil se combina cu dioxidul de sulf si cu o molecula de oxigen formand trioxidul de sulf si hidroperoxilul

c) trioxidul de sulf reactioneaza cu apa si se optine acidul sulfuric

d) hidroperoxilul impreauna cu o molecula de apa formeaza peroxidul de hidrogen si elibereaza o molecula de oxigen. Peroxidul de hidrogen se combina de sulf formand acid sulfuric

e) hidroxilul se poate combina cu monoxidul de carbon si cu o molecula de oxigen, rezultand dioxidul de carbon si hidroperoxidul

f) hidroperoxilul reactioneaza cu monoxidul de azot si se formeaza dioxid de azot si hidroxil, continundu-se astfel reactiile declansate. Acest mecanism este reprezentat in figura de mai jos.

Figura 24 de la pagina 84

Valoarea pH-ului apei de ploaie in echilibru cu dixidul de carbon atmosferic este 5.6, valoare care a fost frecvent citata ca pH-ul de fond natural al apei de ploaie. Cu toate acestea, in prezenta altor specii schimice cum ar fi dioxidul de sulf, sulfatii, amoniacul, acizii organici, sarea de mare, praf alcalin din scoara terestra, valoarea 'naturala' a pH-ului apei de ploaie poate varia intre 4.9 si 6.5 in functie de timp si zona.

Ploile acide au efecte negative asupra tuturor factorilor din mediul natural si artificial. Efectul asupra organismului uman are loc fie direct, fie indirect prin degradarea mediului sau de viata. Efectul direct asupra organismelor umane se manifesta prin cresterea frecventei tulburarlor cardio-respiratorii mai ales la bolnavii cronici chiar la concentratii mici ale dioxidului de sulf si a oxizilor de azot in atmosfera.

Asupra plantelor efectul ploilor acide este remarcabil in special asupra padurilor. Ploaia acida este responsabila de distrugerea masiva a fondului forestier din Canada, Europa Occidentala si Scandinavia.

Cercetarile de specialitate au aratat ca in 1983 in RFG 34% din totalul arborilr se ingalbenisera si isi pierdusera frunzele, iar cu un an mai tarziu (1984) s-a constatat ca 50% din copaci erau bolnavi, in prezent aceasta situatie a fost partial remediata pimtr-o politica sustinuta de reducere a emisiilor de gaze acide la nivelul Uniunii Europene.

Ploile acide determina viteza de patrundere a pesticidelor in frunza si micsorarea duratei persistentei lor la suprafata. Astfel, actiunea unei ploi acide cu pH 2.8 a stabilit micsorarea persistentei a doua tipuri de fungicide aplicate unor culturi de cartofi.

In Romania concentratia maxima admisibila pentru dioxid de sulf la 30 de minute este stabilita la 0.75 mg/m3, iar concentratia la 24 de ore este de 0.25 mg/m3. valoarea concentratiei medii anuale (maxim admisibila) pentru dixidul de sulf este 0.06 mg/m3 (STAS 12574-87). Aceste concentratii sunt depasite in multe cazuri.

Poluarea cu sulf in Romania este puternica in unele zone industriale ca Hunedoara, Lupeni, Petrila, Resita, Zlatna(sunt prezentate in tabelul de mai jos). Cazuri deosebit de grave de poluare s-au produs la copsa Mica si Hunedoara unde efectul poluarii cu oxizi de sulf este amplificat de prezenta negrului de fum, acesta fiind un catalizator al oxidarii dioxidului de sulf - poluant mult mai nociv.