Кислотні дощі: причини і наслідки

Размещено на http://www.allbest.ru/

УКООПСПІЛКА

Львівська комерційна академія

Реферат

на тему:

Кислотні дощі: причини і наслідки

Виконала:

Студентка гр 10.41

Голіян Х.І.

Львів 2011

Зміст

Вступ

1. Причини виникнення і механізми утворення

2. Наслідки кислотних опадів

3. Заходи по запобіганню негативних впливів

Висновки

Список використаної літератури

Вступ

Кислотні дощі - одна з глобальних екологічних проблем людства. Вона з'явилась внаслідок забруднення атмосфери. Стоїть поряд з парниковим ефектом, озоновими дірками і смогом. Сам термін «кислотні дощі» ввів англійський хімік більш ніж 100 років тому. Прагнучи досягти однохвилинну користь, людина різко змінила склад дощових та снігових опадів, наносячи цим самим шкоду всій біосфері.

Так, ще 200 років тому дощова та снігова вода була майже нейтральною з рН=7. Дощова вода вважається кислою, якщо її рН менше, чи рівний 5. В наш час дощова та снігова вода часто є просто слабким розчином сірчаної та азотної кислоти, попередниками яких були сірка та азот.Світовий рекорд по випадінню кислотного дощу належить шотландському місту Пітлохрі, де 10 квітня 1974 р. пройшов дощ з рН=4! Це вже не вода, а щось більше схоже на столовий оцет.

Цією проблемою займається екологічна служба кожного міста. Шкідливий вплив полягає в тому, що кислотні дощі збільшують розчинність сполук важких металів.

Тому вивчення даної проблеми є особливо актуальним в наш час: необхідно знати не тільки причини виникнення кислотних дощів і наслідки негативних впливів, а й засоби подальшого запобігання розповсюдженню кислотних опадів.

1. Причини виникнення і механізми утворення

Оксиди сульфуру й нітрогену, що викидаються в атмосферу внаслідок роботи теплових електростанцій та автомобільних двигунів, сполучаються з атмосферною вологою й утворюють дрібні крапельки сульфатної та нітратної кислоти, які переносяться вітрами у вигляді кислотного туману й випадають на землю кислотними дощами. Ці дощі згубно впливають на навколишнє середовище .

Механізми утворення кислотних дощів в атмосфері:

1) В утворенні сірчаної кислоти із діоксиду сірки SO2 в атмосфері приймають участь радикали ОН?, котрі присутні в атмосфері із середньою річною концентрацією близько 5·105 - 106 частинок в 1 см3. Радикали ОН? утворюються в атмосфері за рахунокфотолізу озону в ультрафіолетових променях з присутністю парів води. Схеми реакцій, які ведуть до утворення сірчаної кислоти, наступні:

ОН? + SO2 > НSO3?;

НSO3? + O2 > SO3 + НO2?;

SO3 + Н2О > Н2 SO4.

В подальшому сірчана кислота або випадає на поверхню Землі, або дає солі, реагуючи головним чином із аміаком. Солі зазвичай виводяться із атмосфери разом із дощами за рахунок гравітації. Даний механізм забезпечує вивід діоксиду сірки із атмосфери приблизно за 12 днів.

2) Інший механізм утворення сірчаної кислоти пов'язаний з окисненням діоксиду сірки в краплинках хмар, проходить також за рахунок радикала ОН?. В цьому випадку в процесі беруть участь іониSO2-3 і НSO3-, а окисником виступає кисень, і процес може носити ланцюговий характер, особливо в урбанізованих районах, де концентрація діоксиду сірки велика:

ОН? + НSO3- > НO2 + SO3?- ;

SO3?- + O2 > SO5?- ;

SO5?- + НSO3- > НSO5- + SO3?-.

Утворений в останній реакції радикал SO3?- знову вступає в реакцію з киснем, що і забезпечує протікання ланцюгових реакцій. Поряд з цим процес окиснення діоксида сірки в краплях каналізують іони заліза, а одночасна присутність іонів марганцю суттєво прискорює даний процес.

3) Третій механізм окиснення діоксиду сірки киснем має каталітичну природу. Каталіз здійснюється на поверхні аерозольних частинок, насамперед сажі.

4) Утворення азотної кислоти проходить в атмосфері двома основними шляхами. Перший з них - реакція радикала ОН? сNO2:

ОН?+NO2 > НNO3.

Ця реакція проходить вдень, так як радикал ОН?присутній в атмосфері у великій концентрації тільки в денний час.

5) Існує також і «нічний» механізм утворення азотної кислоти, який проходить через реакцію з озоном з утворенням радикала НNO3?:

NO2 + O3 > NO3? + O2;

NO3? + NO2 > N2O5?;

N2O5? + Н2О > 2НNO3

2. Наслідки кислотних опадів

Шкідлива дія на фактори навколишнього середовища:

- врожайність багатьох сільськогосподарських культур знижується на 3-8% внаслідок ушкодження листя кислотами;

- кислі опади спричиняють вимивання з ґрунту кальцію, калію й магнію, що викликає деградацію фауни та флори;

- деградують і гинуть ліси (особливо вразливі кедр, бук і тис); руйнування пам'ятників архітектури, житлових будинків, особливо тих, що оздоблені мармуром, вапняком;

- вдихання людьми повітря, забрудненого кислотним туманом, спричиняє захворювання дихальних шляхів, подразнення очей тощо .

А тепер докладніше про деякі з наслідків. В 70-х рр. в ріках і озерах скандинавських країн стала зникати риба, сніг у горах пофарбувався в сірий колір, листя з дерев опали на землю раніше, ніж зазвичай. Дуже скоро ті ж явища помітили в США, Канаді, Західній Європі. В Німеччині постраждало 30%, а місцями 50% лісів. і все це відбувалося далеко від міст і промислових центрів. Виявилося, що причина цих бід - кислотні дощі.

Щодо землі і рослин: знизилась продуктивність ґрунту, знизилась кількість корисних речовин, змінився склад ґрунтових мікроорганізмів. Величезну шкоду отримали ліси. Вони висихають. Кислота збільшує рухливість алюмінію, котрий токсичний для невеликих коренів. Особливо страждають хвойні дерева, тому, що голки змінюються не так часто, як листя, що призводить до накопичення більшої кількості шкідливих речовин за один і той же період. Хвойні дерева жовтіють, крони стають рідкіші. У листяних дерев теж змінюється колір листків, гине частина крони, пошкоджується кора. Причому, ліси природнім шляхом не відновлюються.

У сільськогосподарських культур: пошкоджуються покривні тканини рослин, змінюється обмін речовин в клітинах, рослини уповільнюють ріст і розвиток, зменшують опірність до хвороб і паразитів. знижується врожайність . Потрапляючи у воду, шкідливі речовини, що вмістяться в опадах, розчиняються та поглинаються водоростями. Водоростями живляться молюски, а молюсками - риби. У кінцевому підсумку через риб, раків, устриць, креветок, кальмарів важкі метали потрапляють в організм людини, що призводить до непоправних наслідків .Страждають від кислотних дощів і люди, які мусять пити питну воду, забруднену токсичними металами - ртуттю, свинцем, кадмієм і т. д Взимку поблизу ТЕС, металургійних заводів тощо інколи випадає також кислотний сніг. Він є ще більш шкідливим, ніж кислотний дощ. Як встановив англійський дослідник Т. Девіс, райони, де випадає такий сніг, одержують одразу чотирьох-п'ятимісячну дозу забруднення, а під час танення навесні відбувається процес концентрації шкідливих речовин, тому тала вода інколи містить вдесятеро більше кислот, ніж сніг, який Девіс назвав «екологічною бомбою уповільненої дії»

3. Заходи по запобіганню негативних впливів

Існують організаційні, технологічні та інші способи боротьби із забрудненням атмосфери.

Як зробити повітря чистим і уникнути кислотних дощів:

1) Зменшення кількості ТЕС за рахунок будівництва більш потужних, забезпечених новітніми системами очищення й утилізації (корисного використання) газу та пилу. Як відомо, одна потужна ТЕС забруднює повітря менше, ніж сотня котелень тієї самої сумарної потужності.

2) Очищення вугілля до його надходження в топки ТЕС від піриту (сірчаного колчедану).

3) Заміна вугілля та мазуту для ТЕС на екологічно чисте паливо - газ. ТЕС, які працюють на природному газі, крім СО (останній теж можна вилучити з диму), не викидають у повітря шкідливих газів.

4) Регулювання двигунів внутрішнього згорання в автомобілі, встановлення на них спеціальних каталізаторів, що нейтралізують чадний газ до СО.

5) Озеленення місті сіл.

6) правильне планування житлових і промислових районів у межах міста.

Методи боротьби з кислотними опадами:

по-перше, необхідно знизити викиди оксидів сірки й азоту (SO2 , NO2 і NO) в атмосферу, але в першу чергу сірчаного газу, адже саме сірчана кислота та її солі на 70-80% обумовлюють кислотність дощів, які йдуть на великих відстанях від місця викиду;

по-друге, необхідно розумно обмежити потреби людини;

по-третє, важливо розробити і вводити принципово нове технологічне отримання сірчаної і азотної кислот: час безконтрольних викидів пройшов.

Для очищення викидів в атмосферу від оксидів азоту широко використовують декілька методів відновлення: низькотемпературне аміаком; некаталітичне гомогенне в присутності кисню і аміаку; селективне каталітичне в присутності оксиду титана (ІV) і оксиду ванадію (V).

Для очищення відхідних газів від сірковмісних домішок використовують спеціальні пристрої - скрубери, заповнені вапном, вапняком і спеціальними домішками. так можна знизити вміст діоксиду сірки на 70-90%.

Для відновлення втрачених екологічних умов на озерах і в ґрунтах застосовують вапнування. Існує досить велика кількість методів нейтралізації антропогенних забруднень. Їх використання веде до збільшення витрат на виробництво, але іншого шляху для збереження навколишнього середовища немає . У водоймища, які постраждали від кислотних дощів, нове життя може вдихнути невелика кількість фосфатних добрив; вони допомагають планктону засвоювати нітрати, що веде до зниження кислотності води. Використання фосфатів дешевше, ніж вапна, тим більше, фосфати менше діють на хімічний склад води . Дуже важливим є нагляд за хімічним складом і кислотністю опадів, який ведеться на спеціальних станціях. Останні відбирають на хімічний аналіз сумарні проби, інколи вимірюють лише величину рН. Але частіше, цим не обмежуються і зазначають також наявність іонів сульфатів, нітрату амонію, важких металів тощо .

Висновки

За результатами нашого дослідження можна зробити такі висновки:

1. Основна причина виникнення кислотних опадів - це утворення дрібних крапельок сірчаної та азотної кислоти, внаслідок сполучення окисів сірки та азоту з атмосферною вологою. Причому, окиси сірки та азоту потрапляють в атмосферу через викиди автомобільних двигунів та ТЕС. Вони переносяться вітрами у вигляді кислотного туману й випадають на землю кислотними дощами та кислотним снігом.

2. Негативні наслідки проявляються на всій екосистемі. Руйнується ґрунт, у водоймах гинуть цінні види промислових риб, зникає унікальна рослинність, наявна інтенсивна міграція багатьох хімічних елементів, жовтіють і гинуть хвойні дерева і т. д. Сильно руйнуються цінні історичні пам'ятки. Якщо людина потрапляє під кислотний дощ, подразнюється її шкіра і слизові оболонки, порушується дихальна діяльність, з'являється біль у грудях. Через забруднену воду люди можуть одержувати дуже важкі отруєння. кислотний дощ

3. Засоби по запобіганню негативного впливу кислотних опадів - це боротьба із забрудненістю атмосфери, яка має проводитися комплексними заходами об'єднанням країн. Так як сірка та азот потрапляють в атмосферу через ТЕС та двигуни автомобілів, то і способи боротьби із забрудненням атмосфери ґрунтуються на очищенні та утилізацію газів та пилу від ТЕС, і регулюванні двигунів внутрішнього згорання та встановленні на них спеціальних каталізаторів. Кислотні опади - глобальна екологічна проблема людства, причиною якої і стала сама людина. Будь-хто має нести відповідальність за наслідки своїх дій, тому люди просто зобов'язані зробити все можливе, щоб зменшити негативні наслідки кислотних опадів і запобігти їм.

Список использованной литературы

1. Білявський Г. О. Основи загальної екології / Г. О. Білявський, М. М. Падун, Р. С. Фурдуй - 2-е вид., зі змінами. - К.: Либідь, 1995. - 368 с.

2. Гільметова О. В. Скільки кислоти в крапельці дощу? // Біологія і хімія в школі. - 2001. - №6. - С. 19 - 24.

3. Лыгин С. А. К рассмотрению проблемы кислотних дождей // Химия в школе. - 2003. - №6. - С. 35 - 38.

4. Новиков Ю. В. Екология, окружающая среда и человек. - М.: Книга, 2000. - 224 с.

5. Халікова І. В. Кислотні дощі та їх вплив на довкілля // Виховна робота в школі. - 2006. - №2. - С. 50 - 51.

Размещено на Allbest.ru