Кислотные дожди

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Башкирский государственный университет»

Реферат

на тему

Кислотные дожди

Выполнил: студент 3 курса фак. БФиЖ,

Мухамедьянова Э.С.

Уфа 2012

Содержание

Введение

1. Кислотные дожди. Что такое кислотные дожди

2.Когда возник термин «кислотный дождь» или немного истории

3.Причины возникновения кислотных дождей

4.Химические реакции

5.Последствия выпадения кислотных дождей и пути их разрешения

Заключение

Введение

Человечество, к сожалению, каждый день, час и минуту наносит непоправимый вред окружающей природной среде. С экранов телевизора часто можно услышать очередную весть о случившейся природной катастрофе, будь-то землетрясение, наводнение, извержение вулкана, сход лавины.

Но в последнее время проскальзывают известия и о том, что после выпадения осадков в виде дождя, листья здоровых деревьев покрылись непонятными пятнами, а в худших случаях - вовсе отпали. Что стало причиной данной аномалии? Ученые нашли ответ на данный вопрос, который звучит не утешительно - этот эффект вызывают кислотные дожди.

1. Кислотные дожди. Что такое кислотные дожди?

Кислотный дождь -- все виды метеорологических осадков -- дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами (обычно -- оксидами серы, оксидами азота)

Рисунок 1 - Влияние кислотных дождей на окружающую среду

Следует заметить, что кислотные дожди - не природное явление, а результат жизнедеятельности человечества. Многочисленные заводы и фабрики в процессе производства в окружающую среду, а преимущественно в атмосферу, выбрасывают колоссальное количество оксидов азота, которые, вступая в химическую реакцию с кислородом, образуют окислы азота и двуокись серы.

После попадания вредных химических веществ в атмосферу происходит их постепенная трансформация в кислотообразующие частицы, которые впоследствии вступают во взаимодействие с водой, накопившейся в воздухе, превращая её в сильно концентрированные кислотные растворы. Это приводит к понижению содержания pH в дождевой воде.

2.Когда возник термин «кислотный дождь» или немного истории

В 1872 году Роберт Смит английский инженер в своей работе «Воздух и дождь: начало химической климатологии» впервые в истории употребил термин «кислотные дожди».

Большое внимание он уделил викторианскому смогу в английском городе Манчестер. Многие ученые того времени пришли к выводу, что как таковых «кислотных дождей» не бывает, но спустя годы, сомнений в том, что данное явление существует, даже не может возникнуть. Сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели лесов, урожаев, и растительности. Кроме того, кислотные дожди разрушают здания и памятники культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почвы и могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.

Вода обычного дождя тоже представляет собой слабокислый раствор. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как углекислый газ, вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота, тогда как в идеале pH дождевой воды равняется 5-6,5-7. В реальной жизни показатель кислотности дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности. Это, прежде всего, зависит от состава газов, содержащихся в атмосфере той или иной местности, таких как оксид серы и оксиды азота.

Ярким подтверждением этому служит ситуация, произошедшая в конце семидесятых годов 20 века. Городок Уилинг, находящийся в штате Западная Виргиния, прославился на всю планету шедшими в течение трех дней кислотными осадками. Женщины, носящие в то время модные, дорогие капроновые чулки и колготки, не понимали, почему они покрывались мелкими дырами и постепенно расползались. Оказалось, что дождевые капли, содержащие в своем составе большое количество кислоты, разъели капрон.

В 1883 году шведский ученый Сванте Август Аррениус ввел в обращение два термина -- кислота и основание. Он назвал кислотами вещества, которые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода. Основаниями он назвал вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-ионы. Водородный показатель является взятым с обратным знаком десятичным логарифмом активности ионов водорода в растворе и его используют в качестве показателя кислотности воды.

3.Причины возникновения кислотных дождей

Существует довольно широкий спектр причин возникновения этого явления, включающие природные катаклизмы и человеческий фактор. Как уже было сказано, кислотные дожди возникают в результате слияния паров воды и оксида азота и двуокиси серы. Данные химические вещества попадают в окружающую среду в результате сильных извержений вулканов, но содержание серы в атмосфере после катаклизма составляет около 2,5 миллион тон, что сравнительно мало по сравнению с выбросами заводов, фабрик, котельных. Основными факторами скапливания кислоты в атмосфере являются - переработка и выплавка металлов на заводах, сгорание топлива в котельных, сжигание мусора, огромное число средств передвижения. Около 250 миллионов тонн серы в год -- таковы показатели техногенного поступления.

4.Химические реакции

Даже нормальная дождевая вода имеет слабокислую реакцию из-за наличия в воздухе диоксида углерода. А кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы и различными оксидами азота. Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий, тепловых электростанций. Соединения серы, сульфид, самородная сера и другие содержатся : в углях и в руде (особенно много сульфидов в бурых углях, при сжигании или обжиге которых образуются летучие соединения -- оксид серы IV (сернистый ангидрид), оксид серы VI (серный ангидрид), сероводород -- (образуется в малых количествах при недостаточном обжиге или неполном сгорании, при низкой температуре). Различные соединения азота содержатся в углях, и особенно в торфе (так как азот, как и сера, входит в состав биологических структур, из которых образовались эти полезные ископаемые). При сжигании таких ископаемых образуются оксиды азота (например, оксид азота, вступая в реакцию с водой атмосферы, под воздействием солнечного излучения, или так называемых «фотохимических реакций»), которые превращаются в растворы кислот -- серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.

5. Последствия выпадения кислотных дождей и пути их разрешения

К сожалению, в нашем мире не осталось ни одного уголка, где бы ни выпали смертоносные осадки. Последствия кислотных дождей - ужасны и катастрофичны, не только для природы, но и для всего человечества в целом.

После выпадения кислотных дождей в США в большинстве рек и озер перестала размножаться рыба, так как кислотность в водах в несколько раз превышала норму, снег в горных местностях приобрел ужасный серо - желтый оттенок, около 30 процентов лесных массивов исчезло с лица земли. Во многих странах погиб весь сельскохозяйственный урожай, что нанесло непоправимый удар по экономике.

Человек, употребляющий рыбу или воду из водоема, пострадавшего от кислотных дождей, может стать жертвой тяжелых и даже смертельных заболеваний. Попав под дождь, содержащий огромное количество кислоты, человеку грозят химические ожоги и удушье, так как дыхательные пути не справляются с вредными химическими веществами.

Огромное влияние кислота, содержащаяся в дождевой воде, оказывает на металлоконструкции и трубопроводы. Самолеты и здания покрываются коррозией из-за чего приходят в непригодность для эксплуатации. Исторические памятники, которые на протяжении нескольких веков украшают просторы планеты, могут разрушиться.

Последствия выпадения кислотных дождей наблюдаются в США, Германии, Чехии, Словакии, Нидерландах, Швейцарии, Австралии, республиках бывшей Югославии и ещё во многих странах земного шара. Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы -- озера, реки, заливы, пруды -- повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Выделяют три стадии воздействия кислотных дождей на водоемы. Первая стадия -- начальная. С увеличением кислотности воды (показатели рН меньше 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи, уменьшается количество кислорода в воде, начинают бурно развиваться водоросли (буро-зеленые). Первая стадия эутрофикации (заболачивания) водоема. При кислотности рН 6 погибают пресноводные креветки. Вторая стадия -- кислотность повышается до рН 5.5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон -- крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Третья стадия -- кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых. Первая и вторая стадии обратимы при прекращении воздействия кислотных дождей на водоем. По мере накопления органических веществ на дне водоемов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как кадмий, ртуть и свинец из донных отложений и почв.

Эти токсичные металлы представляют опасность для здоровья человека. Люди, пьющие воду с высоким содержанием свинца или принимающие в пищу рыбу с высоким содержанием ртути, могут приобрести серьёзные заболевания. Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. Ученые считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца ещё не изучен, "сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон, и тяжелые металлы в совокупности приводят к деградации лесов.^[3] Экономические потери от кислотных дождей в США, по оценкам одного исследования, составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов и к концу века убытки достигнут 1.750 миллиардов долларов от потери лесов; 8.300 миллиардов долларов от потери урожаев (только в бассейне реки Огайо) и только в штате Миннесота 40 миллионов долларов на медицинские расходы. Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов,- это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу).

Пути разрешения возникшей угрозы человечеству

Разрушительные последствия кислотных дождей заставили задуматься ученых о том, как препятствовать возникновению таких опасных осадков и вовсе избавиться от данного явления. Единственным и самым верным способом, безусловно, является сокращение выбросов тяжелых металлов и их оксидов в атмосферу. Достичь этого возможно лишь при обеспечении каждого предприятия дорогостоящим очистным сооружением, которое сможет задерживать двуокись серы в фильтрах, что сделает воздух более чистым и свежим.

Сократить количество транспортных средств в крупных городах и мегаполисах, которые выбрасывают колоссальное количество выхлопных газов. Ну и, конечно же, восстанавливать лесные массивы, которые в последнее время подверглись массовому вырубанию, очищать загрязненные водоемы путем разведения планктона, способного отфильтровывать и поглощать кислоты. Научиться не сжигать, а перерабатывать мусор на заводах, чтобы образованные при сжигании вещества не попадали в окружающую нас среду.

Для борьбы с кислотными дождями необходимо направить усилия на сокращения выбросов кислотообразующих веществ угольными электростанциями. А для этого необходимо:

- использование низкосернистого угля или его очистка от серы;

- установка фильтров для очистки газообразных продуктов;

- применение альтернативных источников энергии.

Заключение

Дождь является необходимостью для человечества, однако если выпадают кислотные дожди, это опасно как для природы, так и для людей в целом. Однако, кислотные дожди являются последствиями нанесения вреда окружающей среде самими человеком. Чем больше строятся фабрики и заводы, тем больше увеличивается кислотность и повышается риск выпадения кислотных осадков. Из-за повышения кислотности и кислотных дождей в реках гибнут рыбы, вода становится непригодной, листья деревьев покрываются пятнами. Бороться с этим и находить пути выхода должны люди.

Возможно, спустя десятки лет, термин «кислотный дождь» уйдет из обихода, а пока это реальная угроза для жизни человечества и существования планеты Земля.

Список используемой литературы

кислотный дождь окружающая среда

1. Маврищев В.В. Основы общей экологии / Учебное пособие. - Минск: Валерия, 2000. - 309 с.

2. Стожаров А.Н. Экология /Учебное пособие. - Минск-2002. - С.196.

Размещено на Allbest.ru