Кислотные дожди — кратко, несколько точных определений
Содержание:
- Последствия выпадения кислотных дождей
- Редкий вид кислотных дождей
- ÐоÑледÑÑвиÑ
- Отрицательные последствия кислотных дождей
- Общие сведения
- Что можно предпринять?
- Причины образования кислотных дождей
- Литература
- Причины образования кислотных осадков
- Как предупредить возникновение кислотных дождей?
- Источники азота в атмосфере
- Схема образования кислотных дождей
- Причины, приводящие к появлению кислотных осадков
Последствия выпадения кислотных дождей
- — Закисление водоёмов приводит к интоксикации воды, в результате чего многие живые организмы в водоёмах погибают. В некоторых случаях это приводит к полному вымиранию живых организмов в водоёмах. Кроме того, отравленная вода непригодна к употреблению.
- — Закисление почвы приводит к уменьшению плодородности почвы, к вымыванию питательных веществ, и, как итог, к интоксикации почвы. В результате этого многие растения погибают из-за накопления яда или разрушения корневой системы. Выжившие растения обладают замедленной скоростью развития, становятся слабее, иногда утрачивают свои функции (к примеру, фотосинтез), могут вызывать болезни у животных (если те съедят заражённое растение).
- — Вымирание животных и растений происходит в результате прямого попадания под кислотные дожди. Хотя в большинстве случаев это является причиной образования у них различных заболеваний.
Стоит отметить, что данная проблема является очень серьёзной, а потому с её последствиями пытаются бороться. К примеру, в водоёмах применяется метод известкования, благодаря чему удаётся нормализовать уровень кислотности воды. Методы по спасению почвы также существуют.
Редкий вид кислотных дождей
Зафиксированы единичные случаи выпадения аномальных осадков, состоящих из хлора. Наполнение хлором и его радикалами воздуха обусловлено деятельностью химических предприятий, сгоранием отходом. Кроме того, попаданию соединений хлора в атмосферу способствуют фотохимические разложения фреонов. Этот процесс приводит к появлению радикалов хлора.
Cl реагирует с метаном, образуя хлороводород. Это соединение хлора, наполняет воздух и, взаимодействуя с водой, превращается в соляную кислоту.
Кислотные осадки с таким составом нетипичные, поэтому пока не проводится мониторинг атмосферы, отслеживающий их.
Образование кислотных дождей происходит из-за развития промышленности, работы электростанций (кроме атомной энергетики), горения нефтепродуктов и других антропогенных факторов. Аномальные осадки высокой кислотности несут вред окружающей среде и здоровью людей.
Читайте далее:
Формула и свойства уксусной кислоты
Проба Троммера: для чего используется и методика проведение
Стандарты качества атмосферного воздуха, основные загрязнители, влияние на здоровье
Сколько образуется АТФ при гликолизе и окислении 1 молекулы глюкозы?
Что можно определить методикой алкалиметрии?
ÐоÑледÑÑвиÑ
Сама пÑиÑода подÑазÑÐ¼ÐµÐ²Ð°ÐµÑ ÑÑÑеÑÑвование киÑлоÑнÑÑ Ð´Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ¹. ÐлагодаÑÑ ÑÑÐ¾Ð¼Ñ ÑаÑÑÑ Ð¸Ñ Ð½Ðµ неÑÑÑ Ð¾Ð¿Ð°ÑноÑÑи. ÐивÑе оÑÐ³Ð°Ð½Ð¸Ð·Ð¼Ñ Ð¿ÑиÑпоÑÐ¾Ð±Ð»ÐµÐ½Ñ Ðº ваÑиаÑии киÑлоÑно-ÑелоÑного ÑоÑÑоÑÐ½Ð¸Ñ ÑÑедÑ. Ðез анÑÑопогенного влиÑÐ½Ð¸Ñ ÑкоÑиÑÑÐµÐ¼Ñ ÑоÑмиÑÑÑÑÑÑ ÑамоÑÑоÑÑелÑно в завиÑимоÑÑи Ð¾Ñ Ð¼Ð½Ð¾Ð³Ð¸Ñ ÑакÑоÑов. ÐÑли комÑ-Ñо невозможно ÑÑÑеÑÑвоваÑÑ Ð² данном меÑÑе, Ñо он найдÑÑ Ð´ÑÑгое.
Человек ÑÑÑпкие, вÑÑÑÑоеннÑе ÑÑÑÑÑами Ð»ÐµÑ ÑепоÑки наÑÑÑаеÑ. ÐивÑе оÑÐ³Ð°Ð½Ð¸Ð·Ð¼Ñ Ð°Ð´Ð°Ð¿ÑиÑÑÑÑÑÑ Ðº новÑм ÑÑловиÑм длиÑелÑное вÑемÑ. Ðогда ÑÐµÐ¼Ð¿Ñ ÑÑкоÑÑÑÑÑÑ Ð¿ÑÑÑм индÑÑÑÑиализаÑии, Ñо им пÑиÑодиÑÑÑ Ð»Ð¸Ð±Ð¾ погибаÑÑ, либо иÑкаÑÑ Ð½Ð¾Ð²Ñй Ñголок Ð´Ð»Ñ Ð¾Ð±Ð¸ÑаниÑ.
ÐегаÑивнÑе ÑакÑоÑÑ ÐºÐ¸ÑлоÑнÑÑ Ð´Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ¹:
- Ðонижение ÑРпоÑÐ²Ñ Ð¸ водÑ.
- ÐеÑеÑаÑпÑеделение веÑеÑÑв на гÑаниÑе ÑÑед из-за ÑазноÑÑи Ð¸Ñ ÐºÐ¾Ð½ÑенÑÑаÑий, Ñезкое пеÑеÑÑгивание ÑÑÑоÑвÑегоÑÑ Ð±Ð°Ð»Ð°Ð½Ñа в дÑÑгÑÑ ÑÑоÑонÑ.
- ХимиÑеÑкие ожоги живÑÑ Ð¾Ñганизмов.
- ÐаÑÑÑение пÑиÑоднÑÑ Ð¿Ð¸ÑевÑÑ ÑепоÑек.
- ÐÑмиÑание гÑÑпп живÑÑ Ð¾Ñганизмов из-за наÑÑÑÐµÐ½Ð¸Ñ Ð±Ð°Ð»Ð°Ð½Ñа.
ÐÑли подÑÑожиÑÑ ÑеловеÑеÑким ÑзÑком, Ñо закиÑление ÑÑед обиÑÐ°Ð½Ð¸Ñ Ð½ÐµÐ³Ð°Ñивно ÑказÑваеÑÑÑ Ð½Ð° Ð¸Ñ Ð¾Ð±Ð¸ÑаÑелÑÑ. ÐÑи Ñезком изменении ÑРводнÑе оÑÐ³Ð°Ð½Ð¸Ð·Ð¼Ñ Ñ Ð»ÑгкоÑÑÑÑ Ð¿Ð¾Ð´Ð´Ð°ÑÑÑÑ Ð¼Ð¾ÑÑ. ÐÑÑпнÑе пÑедÑÑавиÑели водной ÑаÑÐ½Ñ Ð¼Ð¾Ð³ÑÑ Ð²ÑжиÑÑ, но иÑпÑÑаÑÑ ÑилÑнейÑий ÑÑÑеÑÑ, коÑоÑÑй обÑзаÑелÑно оÑÑазиÑÑÑ Ð½Ð° Ð¸Ñ Ð¿Ð¾ÑомÑÑве.
ÐаземнÑе ÑаÑÑÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¿Ð»Ð¾Ñо адапÑиÑÑÑÑÑÑ Ðº ÑÐµÐ·ÐºÐ¾Ð¼Ñ Ð¸Ð·Ð¼ÐµÐ½ÐµÐ½Ð¸Ñ ÐºÐ¸ÑлоÑноÑÑи поÑвÑ. ÐзÑоÑлÑе и ÑÑаÑÑе пÑедÑÑавиÑели ÑлоÑÑ Ð¿Ð¾Ð³Ð¸Ð±Ð°ÑÑ. ÐаловеÑоÑÑно, ÑÑо Ð¼Ð¾Ð»Ð¾Ð´Ñ Ð¿ÐµÑенеÑÑÑ ÐºÐ°ÑаÑÑÑоÑÑ, но пÑи изменении ÑиÑÑаÑии в благопÑиÑÑнÑÑ ÑÑоÑÐ¾Ð½Ñ Ð¾Ð±ÑзаÑелÑно пÑÐ¾Ð´Ð¾Ð»Ð¶Ð¸Ñ ÑазвиваÑÑÑÑ.
ÐлиÑние на Ñеловека
ÐовоÑиÑÑ ÑÑÐ¾Ð¸Ñ Ð¾ наÑелении гоÑодов. Ðно болÑÑе вÑего ÑÑÑÐ°Ð´Ð°ÐµÑ Ð¾Ñ Ð²ÑеднÑÑ Ð²ÑбÑоÑов Ð²Ð²Ð¸Ð´Ñ ÑоÑÑедоÑоÑÐµÐ½Ð¸Ñ ÐºÑÑпнÑÑ Ð¿ÑоизводÑÑв. СелÑÑкие жиÑели подвеÑÐ¶ÐµÐ½Ñ Ð²Ð¾Ð·Ð´ÐµÐ¹ÑÑÐ²Ð¸Ñ Ð½ÐµÐ±Ð»Ð°Ð³Ð¾Ð¿ÑиÑÑнÑÑ ÑакÑоÑов ÑолÑко пÑи близком пÑоживании Ñ Ð·Ð¾Ð½Ð¾Ð¹ обÑÐ°Ð·Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ ÐºÐ¸ÑлоÑнÑÑ Ð°Ð³ÐµÐ½Ñов.
Ðа заÑе индÑÑÑÑиализаÑии ÑаÑакÑеÑнÑми оказалиÑÑ ÑазнообÑазнÑе ÑеÑпиÑаÑоÑнÑе Ð·Ð°Ð±Ð¾Ð»ÐµÐ²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð½Ð¸Ð¶Ð½Ð¸Ñ Ð´ÑÑаÑелÑнÑÑ Ð¿ÑÑей, кожнÑе болезни. ÐкÑивнÑе ÑаÑÑиÑÑ Ð±ÑквалÑно виÑали во вÑÐµÐ¼Ñ Ñмога â индÑÑÑÑиалÑного ÑÑмана, вÑзванного кÑÑпнÑми пÑоизводÑÑвеннÑми пÑедпÑиÑÑиÑми. Ðолное оÑÑÑÑÑÑвие заÑиÑÑ Ð¾Ñ Ð¿Ð¾ÑажаÑÑÐ¸Ñ ÑакÑоÑов и Ð¸Ñ Ð¼Ð°Ð»Ð¾Ð¸Ð·ÑÑенноÑÑÑ Ð¿Ð¾Ð´Ð²ÐµÑгали опаÑноÑÑи каждого жиÑÐµÐ»Ñ ÐºÑÑпного гоÑода.
Ð¡ÐµÐ³Ð¾Ð´Ð½Ñ Ð²Ñедное влиÑние Ñнижено за ÑÑÑÑ ÑжеÑÑоÑÐµÐ½Ð¸Ñ ÑÑебований к вÑеднÑм вÑбÑоÑам. ÐÐ°Ð²Ð¾Ð´Ñ Ð¾Ð±ÑзÑÑÑ ÑÑÑанавливаÑÑ ÑилÑÑÑÑ, пÑоизводÑÑвеннÑй Ñикл делаÑÑ ÐºÐ°Ðº можно более замкнÑÑÑм, повÑоÑно иÑполÑзоваÑÑ Ð¾ÑÑодÑ. ТÑанÑпоÑÑнÑе ÑÑедÑÑва обоÑÑÐ´Ð¾Ð²Ð°Ð½Ñ ÐºÐ°ÑализаÑоÑами, нейÑÑализÑÑÑими окÑÐ¸Ð´Ñ Ð°Ð·Ð¾Ñа и ÑеÑÑ. ÐеÑмоÑÑÑ Ð½Ð° Ñакие меÑÑ, киÑлоÑа ÑпоÑобна оказаÑÑ Ð´Ð¾ÑÑаÑоÑное влиÑние, внеÑÑи ÑÐ²Ð¾Ñ Ð»ÐµÐ¿ÑÑ Ð² ÑоÑÑ Ð¾Ð½ÐºÐ¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸ÑеÑÐºÐ¸Ñ Ð·Ð°Ð±Ð¾Ð»ÐµÐ²Ð°Ð½Ð¸Ð¹ и Ð³Ð¸Ð±ÐµÐ»Ñ Ð¿Ð»Ð¾Ð´Ð¾Ð²ÑÑ ÑаÑÑений.
Отрицательные последствия кислотных дождей
Отрицательных последствий выпадения кислотных дождей множество. Ядовитые осадки приводят к:
- нарушению экобаланса водоемов;
- окислению почвы;
- угнетению жизнеспособности растений;
- ухудшению здоровья людей;
- разрушению построек, архитектурных объектов.
Из-за образования кислотных дождей страдают все части биосферы:
- Наиболее негативное воздействие оказывается на гидросферу, причем как прямое, так и косвенное. Под прямым влиянием подразумевается отравление и гибель рыбы из-за непосредственного попадания ядовитых веществ в водоем. Косвенное влияние означает, что токсичные осадки разрушают донные известняковые и прочие породы. Содержащиеся в породах тяжелые металлы растворяются в воде, в итоге крупные популяции рыб погибают или подвергаются мутации.
- Для плодородных почв кислотосодержащие осадки – экологическое бедствие. Окисленный грунт подвергается коррозии, становится непригодным для хозяйственного использования.
- Значительным последствием кислотных дождей является угнетение растительности. Хлористые и азотистые виды кислотных дождей нарушают обменные реакции между почвой и корневой системой, в результате развитие корней замедляется, повышается чувствительность растений к температурным колебаниям и атакам насекомых-вредителей. Ядовитые дождевые капли оставляют на листьях ожоги. Бывали случаи, когда пораженные деревья полностью сбрасывали листву.
Это может привести к обрушению отдельных частей зданий. Выпадением кислотных дождей обусловлено постепенное разрушение памятников архитектуры, статуй, уличных скульптур.
Кислотность дождя изменяется в сочетании с серной и азотной кислотой. Поэтому, когда он падает на землю или воду, он меняет свои химические характеристики и ставит под угрозу баланс экосистем. Такое явление определяется, как подкисление окружающей среды. Приводит к серьезным последствиям.
- Океаны и моря с их флорой и фауной;
- Внутренние воды, пресноводные источники с их обитателями;
- Зеленые насаждения, делая их сильно уязвимыми;
- На культурные и исторические памятники;
- На человека – прямо или посредственно губя его здоровье.
Внутренние воды также подкисляются очень быстрыми темпами, что вызывает особую обеспокоенность, поскольку, хотя только 1% воды планеты является пресной, в ней живет 40% рыб. Это подкисление увеличивает концентрацию ионов металлов – в основном ионов алюминия – что может привести к гибели многих рыб, земноводных и водных растений в подкисленных озерах. Кроме того, тяжелые металлы транспортируются в подземные воды, которые становятся непригодными для потребления.
В лесах изменившийся уровень кислотности почвы и концентрации металлов, таких как алюминий, не позволяют растительности должным образом поглощать воду и питательные вещества, в которых она нуждается. Наносится вред корням, замедляется рост растений, они становятся более слабыми и более уязвимыми для болезней и вредителей.
Кислотные дожди способны нанести вред целым регионам. Время полного разложения токсичных соединений, попавших в почву или воду, доходит до 15-и лет. Какой вред растениям наносят кислотные дожди? Оказавшись в грунте, эти вещества разрушают все то, что необходимо растениям. При этом происходит высвобождение солей таких металлов, как свинец, алюминий и ртуть.
Глобальные проблемы
Под воздействием кислотных дождей появляются такие глобальные экологические проблемы:
- Изменяется структура воды. Повышается ее жесткость, воду насыщают токсины и кислоты. Кислотные дожди наиболее опасны для растительного и животного мира. результате животные и растения погибают. Случается, что после таких дождей содержание в воде тяжелых металлов оказывается выше предельно-допустимых норм в 8 раз.
- Из-за того, что листья и корневая система растений повреждается, растения погибают. Следствие – гибель травоядных, что вынуждает хищных животных переходить на другие территории. То есть, нарушаются пищевые цепочки.
- Загрязненный верхний слой почвы из-за ветров продолжает загрязнять воздух. Ветер переносит ядовитую пыль на значительные расстояния, отравляя природу и там.
Общие сведения
Кислотными называют не только дожди, но и прочие виды осадков (град, снег, туман), в составе которых присутствуют кислоты. То есть для таких осадков характерен пониженный водородный показатель, характеризующий уровень ионов водорода в жидкости. Чем выше концентрация водородных ионов, тем кислее жидкость.
Нормальная дождевая вода не должна иметь pH ниже 5,6. Если значение ниже, то говорят о кислой воде. Основными компонентами кислотных дождей являются серные и азотные оксиды, хлористый водород и некоторые органические соединения. Особо токсичным, приносящим наибольший вред биосфере компонентом, является диоксид серы. Для этого химического соединения характерен наибольший вес среди токсичных атмосферных веществ.
Токсичные вещества, попадая в воздух, в атмосфере контактируют с углекислотой, водой, солнечной радиацией, образуя молекулы кислот. С мельчайшими каплями воды кислоты устремляются в верхние атмосферные слои, где образуются облака, из которых на землю выпадают кислотные дожди.
Что можно предпринять?
Выяснение того, в чем опасность кислотных дождей, уже неактуально. Теперь на повестке дня в каждом государстве, на каждом промышленном предприятии должны в первую очередь стоять меры обеспечения чистоты окружающего воздуха.
В Росси заводы-гиганты, такие как «РУСАЛ», в последние годы очень ответственно стали подходить к данному вопросу. Они не жалеют средств для установки современных надежных фильтров и сооружений очистки, предотвращающих попадание в атмосферу оксидов и тяжелых металлов.
Все чаще находят применение альтернативные способы получения энергии, не влекущие за собой опасных последствий. Энергия ветра и солнца (например, в быту и для автомобилей) – это уже не фантастика, а успешная практика, помогающая снизить объем вредных выхлопов.
Расширение лесопосадок, очистка рек и озер, правильная переработка мусора – всё это эффективные методы в борьбе с загрязнением окружающей среды.
Причины образования кислотных дождей
В составе нормальных осадков, помимо воды, присутствует угольная кислота. Она является результатом взаимодействия Н2О с углекислым газом. Распространённые компоненты кислотных осадков – слабые растворы азотной и серной кислоты. Изменение состава в сторону понижения рН происходит вследствие взаимодействия атмосферной влаги с окислами азота и серы. Реже окисление осадков происходит под влиянием фторводорода или хлора. В первом случае в составе дождевой воды присутствует плавиковая кислота, во втором – соляная.
- Природным источником загрязнения атмосферы соединениями серы являются вулканы в период активности. Во время извержения выделяется в основном оксид серы, в меньших количествах сероводород и сульфаты.
- Серо- и азотосодержащие вещества попадают в атмосферу при гниении растительных остатков и трупов животных.
- Факторами естественного загрязнения воздуха азотными соединениями являются молнии и грозовые разряды. На них приходится 8 млн тонн кислотообразующих выбросов в год.
Кислотные дожди естественного происхождения – постоянное явление на Венере, так как планета окутана облаками из серной кислоты. Следы ядовитого тумана, разъедающего скалы у кратера Гусева, обнаружены на Марсе. Природные кислотные дожди кардинально меняли облик и доисторической Земли. Так, 252 млн лет назад они стали причиной вымирания 95% биологических видов планеты. В современном же мире главный виновник экологических катастроф – человек, а не природа.
Основные антропогенные факторы, вызывающие образование кислотных дождей:
- выбросы предприятий металлургии, машиностроения и энергетики;
- выделение метана при выращивании риса;
- выхлопы автотранспорта;
- использование спреев, содержащих хлороводород;
- сжигание органического топлива (мазута, угля, газа, дров);
- угольная, газовая и нефтяная добыча;
- удобрение почв азотсодержащими препаратами;
- утечка фреона из кондиционеров и холодильников.
Литература
Wikimedia Foundation
.
2010
.
Смотреть что такое «Кислотные дожди» в других словарях:
— (кислые дожди) атмосферные осадки (в т. ч. снег), подкисленные (pH ниже 5,6) из за повышенного содержания в воздухе промышленных выбросов, главным образом SO2, NO2, HCl и др. В результате попадания кислотных дождей в поверхностный слой почвы и… … Большой Энциклопедический словарь
— (кислые дожди), характеризуются повышенным содержанием кислот (в основном серной); водородный показатель pHСовременная энциклопедия
Дожди, вызванные загрязнением атмосферы двуокисью серы (SО2). Оказывают биоцидное действие, в частности, гибель рыбы (напр., в водоемах Скандинавии из за переноса газоных выбросов в промышленных городах Англии). Экологический словарь. Алма Ата:… … Экологический словарь
кислотные дожди
— – дожди с pH <5,6. Общая химия: учебник / А. В. Жолнин … Химические термины
— (кислые дожди), атмосферные осадки (в том числе снег), подкисленные (рН ниже 5,6) из за повышенного содержания в воздухе промышленных выбросов, главным образом SO2, NO2, HCl и др. В результате попадания кислотных дождей в поверхностный слой почвы … Энциклопедический словарь
Один из видов интенсивного загрязнения окружающей среды, представляющий собой выпадение с дождём капель серной и азотной кислот, возникающих при реагировании оксидов серы и азота, выбрасываемых в воздух промышленными предприятиями и транспортом,… … Географическая энциклопедия
Кислотные дожди
— (acid rain), хим. загрязнение водных ресурсов, флоры и фауны, вызванное эмиссией отработанных газов в рез те сжигания ископаемых видов топлива. Кислотность дождя, снега и тумана увеличивается в связи с абсорбацией отработанных газов, преимущ.… … Народы и культуры
— (кислые дожди), атм. осадки (в т.ч. снег), подкисленные (рН ниже 5,6) из за повыш. содержания в воздухе пром. выбросов, гл. обр. SO2, NO2, НСl и др. В результате попадания К. д. в поверхностный слой почвы и водоёмы развивается подкисление, что… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Кислотные дожди
— вызываются присутствием в атмосфере двуокисей серы и азота, которые появляются благодаря процессам окисления серы и азота при горении ископаемого горючего. Дальнейшее окисление происходит в облаках, реакции в которых катализируются озоном,… … Начала современного естествознания
Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности
Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.
С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.
Как бороться с кислотными дождями — вопрос, который уже давно заботит самые просветленные умы нашего времени. Планета, которую мы унаследовали от наших предков, уже не та. А передадим мы ее нашим детям в еще более плачевном состоянии. Через чрезмерное сжигание наших невозобновляемых ископаемых видов топлива на электростанциях, заводах и на транспорте, мы создали загрязнения, кислотные дожди и прочие экологические катаклизмы.
Сегодня любой дождь имеет высокий уровень азотной и серной кислот. Он оказывает разрушительное воздействие на наши океаны, озера и реки, и на все живое, что населяет нашу планету.
Причины образования кислотных осадков
В химической структуре естественных осадков в норме помимо воды присутствует угольная кислота. Неорганическое соединений образуется в результате реакций водяных молекул с углекислым газом в атмосфере. Появление аномальных осадков происходит по аналогичной схеме, только вместо окиси углерода в воздухе присутствуют другие летучие соединения и производные металлов. В структуре кислотных дождей присутствуют растворы серной или азотной кислоты различной концентрации.
Выделяют следующие причины возникновения аномального выпадения осадков:
- Воздух насыщается производными серы после вулканического извержения. Во время выброса пепла и летучих газов в атмосферу выделяется большое количество оксидов серы, сульфатов и сероводородных веществ.
- В процессе органического разложения животных и растений в воздухе скапливаются серосодержащие и азотистые вещества.
- К источникам естественного загрязнения воздуха также относят разряды молнии во время грозы. В пасмурную погоду в воздушной оболочке Земли ежегодно формируется до 8 млн т кислотных веществ.
Кислотные ливни естественного происхождения нередко становились причиной вымирания живых организмов более 250 млн лет назад, когда погибло до 95% от общего количества биосферы. В реалиях современного мира создает катастрофу не природа, а деятельность человека. Поэтому на долю антропогенных факторов приходится до 89-92% загрязнений экосферы:
- выбросы машиностроительных и металлургических заводов, энергостанций;
- сжигание горючих полезных ископаемых и органического топлива: угля, дров, природного газа;
- выделение метана при выращиваний злаковых культур;
- выхлопные газы автомобилей;
- удобрение почвы азотными соединениями, опрыскивание продуктов растительного происхождения пестицидами;
- добыча полезных ископаемых;
- утечка фреона из холодильников;
- использование содержащих хлороводород аэрозолей.
Как образуются кислотные осадки?
Несмотря на большое количество природных выбросов ядовитых соединений, человек – главный виновник экологических бедствий. Существенную роль в возникновении КД играет добывающая и перерабатывающая промышленность. В 65% случаев в структуре осадков обнаруживается присутствие производных серы. Механизм образования аномальной экологической проблемы заключается в растворении ядовитых газов в дождевой влаге.
В атмосферу выбрасываются тонны токсичных соединений и ядовитых газов. В воздухе скапливается диоксид серы, который в процессе фотохимического окисления преобразовывается в серный ангидрид. Данное химическое соединение вступает в реакцию с водяными парами. Продуктом их взаимодействия выступает серная кислота. Из оставшихся частиц серного диоксида формируются молекулы сернистой кислоты, которая после длительного взаимодействия с водой становится серной.
½ кислотных ливней относится к азотным. Дождевая влага формируется из летучих соединений азотсодержащих веществ, которые при растворении в водяном паре трансформируются в азотистую и азотную кислоту. Такие осадки выпадают и формируются по аналогичному принципу, что и серные осадки. После выпадения разбавленные кислоты попадают в грунт, где распадаются на нитраты и нитриты.
В редких случаях наблюдаются соляные дожди, которые формируются из летучих хлорсодержащих соединений. Хлор попадает в атмосферную среду вместе с метаном в процессе сжигания мусорных отходов или после выброса промышленных предприятий.
Как предупредить возникновение кислотных дождей?
Предупредить снег или дождь невозможно. Чтобы решить проблему кислотных осадков, надо устранить причины их возникновения. Снижение выбросов оксидов азота и серы в атмосферу можно добиться несколькими способами:
- освоением альтернативных источников получения энергии;
- уменьшение содержания серы в ископаемых энергоносителях.
Использование альтернативных источников энергии
Альтернативные источники энергии намного меньше загрязняют воздух. С уменьшением вредных выхлопов сократится и вероятность выпадения кислотного дождя. Использовать их можно в энергетике и тяжелой промышленности. Уже сейчас вместо нефти, газа и угля с успехом используют:
- Солнечную энергию, которая вырабатывается в кремниевых полупроводниковых батареях с помощью физических и химических реакций.
- Ветрогенераторы для получения электричества.
- Замену ТЭЦ и АЭС на гидроэлекростанции. Электроэнергия вырабатывается с помощью силы воды.
Гидротермальная энергетика предполагает применение внутреннего тепла Земли в качестве топлива. Биотопливо может стать хорошей заменой бензину и газу. Оно образуется в процессе переработки отходов деревообработки и сельского хозяйства.
Снижение содержания серы в различных видах топлива
Одна из причин выпадения кислотных осадков – сера, которая высвобождается при сжигании угля и нефтепродуктов. Чтобы свести к минимуму отрицательное влияние на окружающую среду, нужно использовать топливо с ее низким содержанием. Но его запасы ограничены. Выходом может стать снижение содержания серы искусственно.
Этот метод представляет собой сложный технологический процесс. Современные способы позволяют убрать до 50% серы от ее первоначального уровня. Это ничтожно мало. Кроме того, метод требует значительных финансовых затрат, поэтому широкого применения он не нашел.
Снижение выбросов оксидов азота
Оксид азота еще одно вещество, которое резко увеличивает риск выпадения кислотных осадков. Оно образуется в результате реакции с кислородом в процессе горения топлива.
Количество ядовитого оксида зависит от температуры горения. Чем она выше, тем больше оксида. Время нахождения топлива в печи и объем воздуха тоже влияют на массу конечного продукта горения. Для уменьшения азотных выхлопов необходимы технологии, которые бы дали возможность ускорить горение при минимальных температурах.
Советуем почитать: Как правильно утилизировать стиральную машину?
Известкование
Известкование это внесение в почву или воды щелочи. Чаще всего для этого используют карбонат кальция. Цель – нейтрализовать кислую среду. Попадая в воду известь быстро растворяется. Образовавшееся щелочное соединение почти мгновенно восстанавливает уровень pH в водоеме или почве.
Эта мера популярна в странах Скандинавского полуострова. Там известь разбрасывают с вертолетов. Чтобы водородный показатель приблизился к норме, на 1 кубометр нужно 5 кг карбоната натрия.
Известкование снижает содержание тяжелых металлов. Ртуть, кадмий, свинец, соединяясь с щелочью, дают труднорастворимые осадки. Но как только среда вновь становится кислой, осадки растворяются.
Способ хорош для водоемов со стоячей водой. В реках с быстрым течением он малоэффективен.
Очистка угля
При сгорании угля, выделяется сера. Чтобы уменьшить выделение вредного вещества топливо предварительно очищают. Существующими методами можно удалить до 30% серы.
Так как сера в угле содержится в форме пирита, система очистки ориентирована на его фильтрование. Делают это вручную. В настоящее время ученые разрабатывают эффективные методы, которые позволят освободить каменный уголь от примесей пирита на 95%. Общее содержание серы, по предварительным оценкам, удастся снизить на 65%.
Применение малосернистых углей
Уголь – главный источник топлива для мелких котельных. С точки зрения экологии, они наносят больший вред, чем крупные станции. Выходом может стать применение малосернистых углей (с содержанием серы до 1%). В таких котельных применяют различные виды топлива. Их объединяет то, что после сгорания они оставляют мало золы. Содержание опасных летучих веществ в них так же невысоко. Оно редко достигает 10%.
Источники азота в атмосфере
Азот наполняет атмосферу в процессе антропогенных воздействий и природных явлений. К естественным факторам выделения азота и его образований относят:
- сгорание биомассы;
- процессы в почве;
- гроза;
- иные источники.
Сгорание биомассы может быть как природным фактором попадания соединений азота в атмосферу, так и следствием деятельности человека. К этим источникам причисляют лесные пожары, горение саванны. Такое уничтожение биомассы высвобождает двенадцать тонн вещества каждый год.
Электрические разряды способствуют появлению оксидов азота. Воздействие их на атмосферу при высоких температурах обуславливает образование соединения азота с кислородом в воздухе. Таким способом вырабатывается восемь тонн N2O5, впоследствии участвующего при образовании осадков.
Помимо указанных, есть и другие менее существенные источники соединений азота:
- разложение закиси в стратосфере с наполнением оксидами тропосферы;
- окисление аммиака с образованием NO, NO2;
- различные биологические и фотолитические процессы мирового океана.
Основная часть перечисленных природных причин может привести к наполнению азотом аномальных дождей на 50%.
Эффект от кислотных дождей
Среди деятельности людей, приводящей к осадков с азотом, выделяют:
- работу двигателей внутреннего сгорания;
- горение газа, нефти, угля и других полезных ископаемых, когда при высоких температурах образуется NO;
- деятельность предприятий химической промышленности, выбрасывающие азот.
Поступление кислотных осадков в атмосферу выше внутри промышленных регионов, мегаполисах, чем на территориях небольших населённых пунктов, свободных от больших предприятий. Кроме случаев лесных пожаров.
Схема образования кислотных дождей
Появлению таких осадков предшествует цепочка химических реакций. Так проходит процесс образования кислотных дождей, на примере серы:
- Диоксид серы, попав в воздух с отходами промышленности, трансформируется вследствие фотохимических реакций. Образуется серный ангидрид.
- Последний, соединяясь с молекулами воды, образует серную кислоту.
- Другая часть диоксида посредством реакций преобразовывается в сернистую кислоту.
- Сернистая кислота, пройдя окисление, становится серной.
Аномальные осадки, содержащие N2O5, образуются по принципу серных, поскольку оксид азота, взаимодействуя с дождевой водой, образует кислоты.
Если причина кислотности хлор, то образование происходит следующим образом:
- Наполнение хлором воздуха за счёт отходов химической промышленности или продуктов горения.
- Вследствие реакции хлора и метана получается хлороводород.
- Образовавшееся вещество взаимодействует с водой, получается соляная кислота.
Исходя из указанного, можно утверждать, что многие вещества, загрязняющие атмосферу образуют аномальные осадки повышенной кислотности. При этом основную массу среди «образующих» элементов составляет SO2, поскольку его выбрасывает в воздух промышленные предприятия.
Схема образования кислотных дождей зависит от уровня кислотности осадков, а он обусловлен составляющими веществами.
Преобразование соединений серы
Многие промышленные выбросы содержат серу. Механизм образования кислотных дождей заключается в окислении указанного вещества. Воздух наполняется частично окисленной серой. Атмосфера содержит окислители, превращающие соединения серы в сульфаты и кислоту.
Взаимодействие сернистой кислоты и кислорода повышает уровень окисления серы, из чего получается сернистый ангидрид. Триокись при взаимодействии с водой, находящейся в воздухе, преобразуется в серную кислоту.
Помимо двуокиси, окисляются и другие соединения этого вещества. Они образуют кислоту, молекулы которой быстро конденсируется. Этим объясняется относительно небольшое количество серы в аномальных осадках.
Преобразование соединений азота
Азот также наполняет атмосферу, как правило, это NO (окись). Реакция её окисления образует двуокись, которая преобразовывается в азотную кислоту. Этому способствует взаимодействие с радикалом гидроксила.
По сравнению с серной кислотой, азотная более летучая, поэтому она почти не конденсируется, а её пары поглощаются частицами аэрозоли, облаками, осадками.
Такая ситуация считается проблемой промышленных государств, но подобные химические превращения серы и азота характерны для регионов, подверженных горению биомасс.
Причины, приводящие к появлению кислотных осадков
Основной причиной кислотных дождей считаются NO2 и SO2 (двуокиси азота, серы), накапливающиеся в воздушной оболочке планеты.
В результате химических реакций, эти элементы превращаются в кислоты, выпадающие с ливнями или снегом на землю. Провоцирующие опасные дожди ангидриды попадают в воздух благодаря естественным и антропогенным факторам.
Естественные факторы
Кислотные дожди могут образовываться под влиянием природных процессов, происходящих на Земле. Под влиянием естественных факторов в атмосфере аккумулируется 10-12% производных азота и от четверти до трети (колеблется в разные сезоны) всех серосодержащих соединений на планете.
Вулканическая деятельность
При извержении вулканов в тропосферу, а при мощных извержениях и в стратосферу, попадают производные серы.
Ежегодный выброс серосодержащих соединений составляет около 2 000 000 тонн.
Распад азотсодержащих соединений
Из-за гниения растений, животных и лесных пожаров происходит распад биомассы. В результате за год в воздух поступает около 12 000 000 т оксидов азота. Пожары носят как естественный характер, так и являются результатом поджогов.
Деятельность микроорганизмов
Каждый год почвенные бактерии высвобождают из NO3 до 8 000 000 т оксидов азота. Треть эмиссии S в атмосферу приходится на деятельность микроорганизмов, продуцирующих сероводород путём восстановления сульфатов и разложения органики. Бактерии класса Desulfovibrio, обитающие на болотах, плохо дренированных участках, в топях высвобождают H2 S (сероводород), поставляя его в тропосферу.
Грозовые разряды
Во время вспышек молнии в воздухе из-за экстремально повышенной температуры азот с кислородом переходят в плазменное состояние, образуя оксиды азота. Каждый год из-за грозы в атмосферу попадает до 8 млн. т оксида азота.
Прочие природные причины
В эту группу входят:
- распад соединений азота в стратосфере и вынос получившейся смеси оксидов NO2 и NO в приземные слои;
- деятельность океанов. В результате испарения воды, высвобождаются связанные частицы серы из морской соли. Жизненные процессы микроорганизмов поставляют в атмосферу 2,5-12 млн. т оксидов азота ежегодно. Водоросли продуцируют диметилсульфиды.
- окисление аммиака (NH3) в атмосфере;
Выбросы остальных источников слишком незначительны, чтобы оказывать ощутимое влияние на изменение реакции осадков.
Антропогенные факторы
Кислотные дожди чаще всего выпадают из-за загрязнений, связанных с жизнедеятельностью человека. В итоге антропогенных выбросов в воздух попадает более 60-65% (65-75 млн. т) производных серы, 37-50% (57 млн. тонн) азотсодержащих соединений и 100% летучих органических соединений (ЛОС).
Выбросы промышленных предприятий
Нефтеперерабатывающие, металлургические и производящие серную кислоту предприятия опережают остальные производства по выбросам сернистых соединений. Причиной ежегодного поступления 1 млн. тонн азота в атмосферу Земного шара также являются промышленные предприятия.
Выхлопы транспортных средств
Чем опасны автомобильные выхлопы. Они поставляют в тропосферу до 35-40% оксидов азота. При сгорании дизельного топлива, бензина в приземном слое образуются вредные вторичные загрязнители (озон, серная кислота, формальдегид и пероксиацетилнитрат). Их присутствие может вызвать кислотные дожди.
Энергетические предприятия
Энергетические предприятия лидируют по количеству выбросов SO2. От сжигания угля на электростанциях и заводах в атмосферу поступает 70% соединений серы. Во время горения часть вещества переходит в сернистый газ, часть оседает в твёрдом виде в золе.
При высокотемпературном (t0 выше 10000C) сгорании нефти, угля, газа происходит реакция между кислородом и содержащимся в топливе азотом, образуя диоксид NO2 и тетраоксид диазота N2O4.
Удобрения и пестициды, используемые в сельском хозяйстве
Избыточное использование в сельском хозяйстве пестицидов и азотсодержащих удобрений выглядит оправданным, улучшая рост культур, но на самом деле приводит к накоплению вредных веществ в почве, часть из которых поступает в воздух.
Другие факторы, зависящие от деятельности человека
Кислотные дожди выпадают из-за следующих антропогенных факторов.
- Использование аэрозолей, в состав которых входит хлор.
- Загрязнение атмосферы фреонами, в результате утечки из неисправных холодильников.
- Выделение метана при выращивании злаковых культур.
- Бытовые и промышленные растворители, химическая промышленность, бензозаправки являются источниками ЛОС.