Основной компонент кислотных дождей – основные компоненты, источники и факты

Содержание

основные компоненты, источники и факты

Кислотные дожди – это смесь материалов, как мокрых, так и сухих, которые попадают на землю из атмосферы. Они содержат повышенный уровень азотной и серной кислот. Проще говоря, это означает, что дождь становится кислым из-за наличия в воздухе загрязняющих веществ. Воздух меняет свой состав из-за выбросов в атмосферу машин и производственных процессов. Основной компонент кислотных дождей – азот. Также в состав кислотных дождей входит сера.

В результате сгорания ископаемого топлива и промышленности, которая в основном излучает оксиды азота (NOx) и диоксид серы (SO2) возникают непоправимые изменения в атмосфере. Кислотность определяется на основе уровня рН в каплях воды. Нормальная дождевая вода имеет слабокислую среду с диапазоном рН 5.3-6.0. Углекислый газ и вода, присутствующие в воздухе вместе вступают в реакцию с образованием угольной кислоты, которая является слабо кислотой. Когда уровень рН дождевой воды падает ниже этого диапазона, образуются вышеупомянутые осадки.

Когда эти газы вступают в реакцию с молекулами воды и кислорода, помимо других химических веществ, обнаруженных в атмосфере, образуются серная и азотная кислоты. Их еще называют химические соединения средней кислотности. Они, как правило, приводят к выветриванию материи, коррозии металла, и шелушении краски на поверхности зданий.

Извержения вулканов также содержат определенные химические вещества, которые могут вызвать кислотный дождь. Кроме того, сжигание ископаемых видов топлива, работы заводов и автотранспортных средств в результате деятельности человека также приводят к повышению кислотности образований в атмосфере.

В настоящее время, большое количество кислотных осадков наблюдается в Юго-Восточной Канаде, Северо-восточных штатах Америки и большинстве стран Европы. Очень сильно от них страдают в России, Швеции, Норвегии и Германии, по крайней мере так гласит непристрастная статистика. Кроме того, в последнее время наблюдаются выпадения кислотных осадков в Южной Азии, Южной Африке, Шри-Ланке и Южной Индии.

Формы осадков

Кислотные осадки существуют в двух формах

влажная
сухая

Каждая из них по-разному влияет на поверхность земли. И каждая из них состоит из разнообразных химических элементов. Считается, что сухие формы осадков вредят больше, так как они распространяются на огромные расстояния, часто пересекая не только границы городов, но и государств.

Влажные осадки

Когда погода влажная, кислоты выпадают на землю в виде дождя, мокрого снега, или тумана. Климат подстраивается, обусловленный необходимостью реагировать. Кислоты удаляются из атмосферы и депонируют на земной поверхности. Когда кислота достигает земли, она оказывает негативное влияние на большое количество видов животных, растений и водных организмов. Вода попадает в реки и каналы, которые смешиваются с морской водой, тем самым влияя и на морскую среду обитания.

Сухие осадки

Это смесь кислых газов и частиц. Около половины кислотности в атмосфере падает обратно на землю за счет сухого осаждения. Если ветер дует в местах, где погода сухая, кислотные загрязнители превращаются в пыль или дым, и выпадают на землю в виде сухих частиц. Эти вещества оказывают негативное влияние на автомобили, дома, деревья и здания. Почти 50% кислых загрязняющих веществ из атмосферы попадают обратно за счет сухих осадков. Эти кислые загрязняющие вещества могут быть смыты с поверхности земли ливнями. Тогда уровень кислотности водных ресурсов повышается еще больше.

Если влажные осадки рано или поздно испаряются назад в атмосферу, то, в лесах сухие осадки закупоривают поры листьев деревьев.

История

Кислотные дожди и интересные факты о них известны довольно давно. Впервые о кислотных дождях упоминали еще в 1800-х годах, во времена промышленной революции. Шотландский химик Роберт Ангус Смит, был первым, который заявил об этом явлении в 1852 году. Он посвятил свою жизнь исследованию связи между кислотными дождями и атмосферными загрязнениями в Манчестере, Англия. Его работа обратила на себя внимание общественности только в 1960-е годы. Этот термин был придуман в 1972 году, когда «Нью-Йорк Таймс» опубликовали отчеты о воздействии изменения климата на рост лесов.

Кислотные осадки являются источником, как природных, так и техногенных катастроф. Но тут возникает и обратный эффект. Именно эти катастрофы, чаще всего, являются источниками образования кислотных дождей. Основная причина тут — сжигание ископаемого топлива, которое сопровождается выбросами в атмосферу диоксида серы (SO2) и оксидов азота (NOx).

Природные источники

Природные источники проблемных осадков:

Основной природный возбудитель кислотных дождей — вулканические выбросы. Вулканы выбрасывают кислотообразующие газы, которые создают аномальную кислотность. На ее фоне выпадает рекордное количество осадков. Земля страдает от таких явлений, как туман и снег. Страдает растительный покров и здоровье жителей в окрестностях вулканических образований.

Гниющая растительность, лесные пожары и биологические процессы в окружающей среде и порождают кислотные дожди, образуя газы.
Диметил сульфид — это типичный пример основных биологических источников серосодержащих элементов в атмосферы. Именно его выбросы реагируют с молекулами воды с помощью электрической активности. Азотная кислота становится кислотными дождями.

Техногенные источники

Человеческая деятельность, приводящая к выбросам химических газов, таких как сера и азот, является основной причиной кислотных дождей. Именно мы, люди, виновны в том, что атмосфера уничтожает планету. Эта деятельность связана с источниками загрязнения воздуха. Именно последствия техногенной деятельности приводят к выбросам серы и азота с заводов, энергетических объектов и автомобилей.

В частности, использование угля для производства электроэнергии является крупнейшим источником выбросов газообразных веществ, что приводит к выпадению кислотных дождей.

Автомобили и заводы также выпускают большое количество газообразных выбросов в воздух. Самое страшное, что этот процесс повторяется ежедневно, особенно в промышленно развитых районах города с большим количеством движения автомобиля. Эти газы реагируют в атмосфере с водой, кислородом и другими химическими веществами с образованием различных кислых соединений, например, серной кислоты, нитрата аммония и азотной кислоты. В результате этих экспериментов выпадает чрезвычайно высокое количество кислотных дождей.

Существующие ветры разносят эти кислотных смеси на больших площадях через границы. Они падают обратно на землю в виде кислотных дождей или других форм осадков. Достигнув земли, они распространяются по поверхности, впитываясь в почву и попадают в озера, реки и, наконец, смешиваются с морской водой.

Газы — диоксид серы (SO2) и оксидов азота (NOx) являются в основном производным, происходящим от электроэнергии за счет сжигания угля и именно они являются причиной кислотных дождей.

Последствия выпадения кислотных дождей

Кислотный дождь оказывает существенное воздействие на окружающую среду и здоровье населения. Воздействие на водную среду очень велико. Кислотные дожди либо выпадают прямо на водные тела, либо по лесам, полям и дорогам текут в ручьи, реки и озера. В течение определенного периода времени, кислоты накапливаются в воде и снижают уровень pH. Водные растения и животные нуждаются в определенном уровне рН. Чтобы выжить он должен оставаться на отметке около 4,8. Если уровень pH падает ниже, то условия становятся враждебными для выживания водных организмов.

Кислотные дожди имеют тенденцию изменять рН и концентрацию алюминия. Это в значительной степени влияет на уровень концентрации рН в поверхностном слое воды, тем самым влияя на рыбу, а также на другие водные формы жизни. При уровне pH ниже 5, большинство икринок не вылупляются.

Ниже уровень также может убить взрослых рыб. Осадки с водосборных бассейнов, которые сбрасываются в реки и озера, сокращают биоразнообразие в реках и озерах. Вода становится более кислой. Многие виды, включая рыб, растения и различных насекомых в озерах, реках и ручьях, заболели, а некоторые даже полностью были ликвидированы из-за избытка кислотных дождей, попадающих в водные ресурсы.

Политики, ученые, экологи и исследователи бьют в колокола, пытаясь донести до людей вред кислотных дождей. В отличие от мокрых осадков, сухие сложнее измерить. При осаждении кислоты вредные организмы не поверхности земли смываются в озера и ручьи, это может вызвать неконтролируемые изменения климата.

vtorothodi.ru

Кубок городов — 1999. 2 тур

Дата: 1999-05-23

Показать ответы

Вопрос 1: Это вещество — основной компонент кислотных дождей. В газообразной форме оно может вызвать тяжелые ожоги. Последствием попадания этого вещества в желудок может стать усиленное потоотделение, а в случае большой дозы — и рвота. При случайном же вдыхании его не исключен и летальный исход. Назовите это вещество.

Вопрос 2: Согласно «Философскому словарю», это — «общее понятие, отражающее наиболее существенные свойства и отношения предметов, явлений объективного мира». Ввел в употребление этот термин Аристотель, а его первоначальное значение — «речь, произнесенная на площади». Что это за слово?

Вопрос 3: Эту книгу известный американский фантаст Дэвид Брин называет одним из величайших научно-фантастических произведений всех времен и утверждает, что она помогла реформировать систему, которую автор книги полагал абсолютно нереформируемой. Назовите эту книгу.

Вопрос 4: Дзен-буддисты считают, что ЭТО порождает все вещи, дает бытие этому миру и представляет собой Вселенную в потенции. А еще ЭТО — фамилия главного героя одного популярного романа. Назовите фамилию другого главного героя этого романа.

Вопрос 5: Он считался потомком Геракла. Одно из его произведений называется «Воздух, земля и вода», другое — «Прогнозирование». А как называется широко известный текст, автором которого он, вопреки распространенному заблуждению, скорее всего, не является?

Вопрос 6: В книге Артура Конан Дойла «Подвиги бригадира Жерара» главный герой Этьен Жерар говорит, что после русской кампании 1812 года он не может видеть эти два цвета рядом. Какие?

Ответ: Красный и белый («алые пятна, которые сверкали на снегу позади нас»). Ответы «алый и белый», «цвет крови и цвет снега», естественно, тоже засчитываются.

Автор: Наиля Курмашёва

Вопрос 7: Герцог Сен-Симон, собиравший анекдоты о дворе Людовика XIV, рассказывал об одном невежественном аристократе. Однажды этот аристократ начал рассуждать по поводу висящих на стене картин, написанных на один и тот же, весьма распространенный сюжет, и сказал, что все они принадлежат кисти одного художника. Над ним стали смеяться — каждая картина была написана в своей манере. «Чепуха, — воскликнул тот, — подпись художника стоит на каждой картине». А как, по его мнению, звали этого художника?

Ответ: «INRI» — сокращение латинского словосочетания, означающего в переводе «Иисус из Назарета Царь Иудейский». Все картины изображали распятие. Естественно, принимается и ответ «Инри», т. е. написанный кириллицей.

Автор: Елена Завьялова

Вопрос 8: Карикатура в журнале «Reader’s digest»: руководитель представляет сотруднику новичка: «А это наш новый сотрудник. Покажите ему, чем вы занимаетесь, когда думаете, что…». Закончите фразу руководителя.

Вопрос 9: Существует версия, что это слово — искаженное испанцами название индейского племени карибов, отличавшихся жестокими обычаями. В русском языке оно появилось в XVIII в. Мы не знаем, когда оно появилось в английском языке, но Шекспир, судя по всему, был с ним знаком. Какое его произведение позволяет сделать такой вывод?

Ответ: «Буря».

По мнению шекспироведов, имя персонажа этой пьесы Калибана — производная от слова «каннибал», о котором и идет речь в вопросе.

Автор: Максим Поташев

Вопрос 10: Эта нетранзитивная триада наверняка известна вам с детства. Вторая ее составляющая может применяться и в футболе, и в легкой атлетике. Третья — отличается незаурядной выносливостью. Назовите первую составляющую.

Вопрос 11: По имеющимся данным, относящимся к началу 70-х годов XX века, на тот момент в США на эти деньги можно было купить бутылку виски «Лонг Джон», носки, пепельницу, мыло, полкило колбасы, подтяжки и билет в кино. Назовите самую известную покупку, сделанную на ту же сумму.

Вопрос 12: Название этого загадочного объекта состоит из двух слов. Первое слово есть в названиях произведений Конан Дойла, Майн Рида или Джека Лондона. Второе слово (правда, во множественном числе) — в названии одного из самых известных произведений В.И.Ленина. А в чем, по некоторым сведениям, находился в течение нескольких веков этот объект?

[XML]

db.chgk.info

что это такое, чем вызваны, компоненты, фото

Глобальные изменения нарушают естественные природные процессы. Последствия стремительного технического прогресса наносят вред всему живому. Одна из серьезных экологических проблем, кислотные дожди, приобрела планетарное распространение.

Понятие кислотный дождь

В химической терминологии существует понятие кислотности водного раствора. Это основополагающий принцип кислотного дождя.

Уровень кислотности воды обусловлен концентрацией водородных ионов Н+, единица измерения которых ммоль/л. Для щелочности нужны гидроксильные ионы ОН-. Данные величины взаимосвязаны: при увеличении щелочности понижается кислотность, и наоборот. Нейтральной (одинаковое количество Н+ и ОН-) воды в природе нет.

Шкала кислотности начинается от рН — 0 (высокая кислотность). Концентрация в 7 ммоль/л считается нейтральной, от 7 до 14 происходит увеличение щелочности. В чистой дождевой воде водородный показатель слабокислый.

Под термин «кислотные дожди» попадают осадки, кислотность которых от 0 до 5,7 ммоль/л. За всю историю максимально низкое значение (2,25) зарегистрировано в Китае.

Причиной появления этого явления в мире становятся выбросы промышленных предприятий и автотранспорта. В воздухе химические соединения распадаются на сульфатные, нитратные частицы и перемешиваются с атмосферной влагой. Получается подобие разбавленной кислоты. Чем выше концентрация веществ, тем больше кислотность осадков.

История появления термина

Начало развития европейской промышленности в начале XIX века привело к упоминанию в ученых кругах явления повышенной кислотности дождей. Химик из Шотландии Роберт Смит на протяжении своей жизни изучал взаимосвязь между загрязнениями атмосферы в Манчестере и кислотными осадками. В 1852 году он первым заговорил о климатологической аномалии в виде кислотных дождей, но поддержки своей гипотезы Смит не получил.

Не сдаваясь, он в течение 10 лет публиковал доклады о химическом составе атмосферы. Общественность заинтересовалась мнением учёного только после выхода его книги в 60-е годы. Термин официально признали после публикации в «Нью-Йорк Таймс» отчетов о влиянии природных изменений на леса. Со временем стали появляться предложения по решению проблемы кислотных дождей в странах Старого и Нового света.

Прогнозирование выпадения кислотных дождей

Существует возможность составления прогноза очередного выпадения кислотных дождей. Для этого устанавливают количественную связь между источником и локализацией выпадения осадков. При изучении естественного атмосферного массопереноса нужно знать течение распада и изменения химических соединений. Учитываются множественные процессы, протекающие в жидкой и газообразной фазе.

Такая сложная система соотношений для будущего прогнозирования требует решения проблемы экологической безопасности человечества. Для этого ученые рассчитывают совершенную математическую модель. За основу берется концентрация положительных ионов Н+ в жидкости.

Компоненты кислотных дождей

При водородном показателе осадков pH менее 5,7 можно говорить о возникновении кислотного дождя. Кислотность часто появляется и в других видах климатических осадков.

Основными компонентами кислотных дождей являются серные и азотные соединения. В воздухе они образуются после взаимодействия с водой при фотохимической реакции. Большую часть опасных осадков (2/3) составляют серная и сернистые кислоты. Главные источники их появления — выбросы производств и транспорта.

Кроме основных видов возникают осадки, содержащие хлор и плавиковые кислоты. На причину их возникновения влияет отсутствие средств и методов борьбы с парниковыми газами (фреоны, фторводороды).
Кислотная седиментация
Загрязнение воздуха происходит от антропогенных и природных источников. Фоновый уровень естественного зашлаковывания стабилен и редко изменяется. Степень загрязненности атмосферы в результате промышленного прогресса увеличивается постоянно.
Под общим понятием седиментации понимают оседание, всплывание дисперсных частиц в дисперсионной среде. Это заключительный этап круговорота загрязняющих веществ.
Процесс седиментации проходит двумя путями:
Влажный (вымывание кислотных веществ из атмосферы).
Сухой (выпадение осадков).
Взаимосвязь этих процессов — это кислотная седиментация, приводящая в итоге к закислению атмосферы.
Сухая седиментация
При сухой седиментации газообразные вещества выпадают в осадок под действием турбулентной диффузии. Она появляется из-за неравномерного трения по поверхности Земли воздушных масс при передвижении.
Опасность для окружающей среды представляет прямой перенос молекул серы и азота, адсорбированных на пылевых частицах. После осаждения токсичные элементы поглощаются природными поверхностями (водой, почвой, растениями).
Влажная седиментация
Важным условием образования облаков является перенасыщение воздуха водяным паром. Водяной пар конденсируется до перенасыщения. Процесс должен происходить при 500°С, но температура в атмосфере на этом уровне не превышает 100,5°С. Вследствие чего перенасыщенность возникает только на ядрах сернистых и азотистых соединений и приводит к накоплению кислотных осадков.
Облака увеличиваются и накапливают аэрозольные частицы. Седиментация повышается, соответствуя размерам капель и под гравитационным действием они падают. Падающие капли дождя промывают атмосферу, одновременно поглощая новые частицы.
На землю осадки попадают с растворенными веществами, которые повышают истощаемые запасы необходимых элементов или приводят к загрязнению, в зависимости от состава.
Кислотные туманы и облака
Для анализирования туманов экологи выбирают лесные и высокогорные регионы, где они присутствуют более 60 дней в течение года.
Кислотный туман в мегаполисе
Химический состав определяют до образования тумана по количественному содержанию кислотных газов и аэрозольных частиц. В образующемся тумане в условиях предварительного задымления содержатся катионы Н+, нитраты, сульфаты, соединения органики (ацетаты, формиаты).
При появлении в тумане карбонатной пыли, аммиачных примесей кислотность понижается. В городском воздухе регистрируются металлы переменной валентности от промышленных и автомобильных выбросов. Диоксид серы в ходе окислительных реакций переходит в серную кислоту. Днем оксиды азота под фотохимическим воздействием превращаются в азотную кислоту.
По внутреннему химическому взаимодействию облака схожи с туманами, но ионный состав в облачной массе ниже. На количество образования ионов в туманах влияет то, что они образуются в более загрязненных околоповерхностных слоях воздуха. Облачные массы имеют меньшую загрязненность из-за перемешивания с чистыми воздушными потоками. Концентрационных примесей в облаках меньше, так как в них много водяных капель.
Воздействие кислотных осадков на природу
Образовавшиеся опасные осадки влияют на природу. В первую очередь страдают пресные водоемы и растительные насаждения. Часто влияние кислотных дождей получается не прямым, а косвенным. Опасны не сами осадки с повышенной кислотностью, а протекающие в биосфере под их воздействием окислительно-восстановительные процессы.
Многие реакции протекают не локально, а на расстоянии, в сотнях километров от источника образования. Поэтому предотвратить распространение и влияние кислотных дождей невозможно. Из-за деятельности экономически развитых стран ущерб наносится всем регионам планеты.
По расчетам группы ученых в России каждый 5 дождь можно считать кислотным. В Китае этот показатель составляет 85%.
Гибель сельскохозяйственных растений
Токсичные осадки загрязняют сельскохозяйственные площади. Исследования доказали, что кислотные дожди наносят вред растениям по всей планете. Нарушаются растительные покровные ткани, клеточный обмен веществ, что заканчивается гибелью.
Негативное влияние кислотных дождей на леса
Резкое падение урожайности привело к проведению опытов по степени восприимчивости выращиваемых культур к почвенной кислотности. Даже гибридные сорта томатов, фасоли, сои, хлопчатника, подсолнечника оказались неустойчивы, их рост и развитие замедлялись, и они погибали.
Сокращение лесных массивов
Леса сильно подвержены осадкам, которые обладают повышенной кислотностью. Продуктивность почв падает, питательных веществ для поступления взрослым растениям не хватает. Почвенные микроорганизмы погибают или меняется их состав.
Лесные площади на протяжении многих километров поражены суховершинностью. После закисления почв происходит быстрое высвобождение и распространения алюминия, который губителен для корней.
Лиственная масса угнетается, ветви оказываются хрупкими. Из-за не частой смены хвои деревья хвойных пород поражаются сильнее: кроны становятся редкими, хвоинки желтеют.
Источники кислотных дождей
Закисление поверхностных вод
Основными закислителями водоемов значатся серные и азотистые соединения. Осадки кислотной природы, влияющие на быстрое закисление водных масс, приводят к снижению видового разнообразия животных. Первыми на начальное изменение кислотности реагируют микроорганизмы.
Концентрация фитопланктона резко снижается и он замещается на грибки. Органика не перерабатывается и водоем засоряется. У поверхностных вод способность нейтрализации кислот очень низкая. Жизнь водных организмов нарушается и они погибают.
Кислотные дожди способствуют разрушению каменной кладки, а также сооружений и памятников.
Кроме губительного действия на живую природу, осадки поражают архитектурные строения. Под сернокислотными дождями прочный мрамор замещается на гипс. Это хрупкий и мягкий материал, который из-за климатических колебаний (мороз, жара, ветер) быстро разрушается. Тысячелетние памятники культуры, дошедшие до нас в неизменном виде, интенсивно разрушаются.
Вред кислотных дождей для людей
Накопление кислотных осадков в экосистеме многих стран представляет не локальное осложнение, а серьезную экологическую проблему глобального характера. Вдыхание смога, влажного воздуха с опасными соединениями вредит общему состоянию здоровья людей.
После выпадения кислотных дождей первой страдает дыхательная система. Мелкодисперсные частицы проникают в альвеолы, что со временем вызывает рак легких. Количество регистрируемых случаев бронхиальной астмы, начиная с раннего возраста, увеличивается. Осложнения болезни приводит к преждевременной смертности.
Туман в Лондоне 1952 года привел к летальному исходу более 4000 человек.
Пищеварение в не меньшей степени подвержено последствиям высокой кислотности в биосфере. Выпас животных на закисленных почвах, ловля рыбы и водозабор в токсичных водоемах приводит к употреблению мяса и воды с содержанием ионов тяжелых металлов. В итоге появляются интоксикации, патологии почек, печени невыясненной этиологии.
Решение проблемы кислотных осадков
В решении проблемы кислотных дождей требуется масштабный подход. В программах по снижению кислотных выбросов обязаны участвовать государства всей планеты.
Частично справиться с проблемой можно путем сокращения энергозатрат. Для этого электростанциям следует отказаться или минимизировать потребление минерального топлива.
С сернистыми выбросами можно бороться установкой улавливающих серу фильтров при дистилляции нефти и регулировании процессов горения на мусоросжигательных заводах.
https://youtu.be/A6oW26trotw
Снизить закисление водоемов способны фосфатные удобрения в малых количествах. Фосфаты помогают планктону перерабатывать нитраты, в итоге кислотность снижается. Переход транспорта на экотопливо, восстановление лесных насаждений поможет улучшить состояние воздуха.
В перспективе, чтобы активизировать борьбу с кислотными дождями, требуется постройка новых экологически безопасных предприятий и усовершенствование фильтрующих сооружений.
Массивные выбросы кислотосодержащих соединений приводят к окислению природной среды. Пока общие для всех стран пути решения проблемы минимальны. Поэтому государствам нужно спланировать единую методику по предотвращению образования кислотных осадков.
bezotxodov.ru
Особо токсичный компонент кислотных дождей. Кислотные дожди

основные компоненты, источники и факты
Содержание статьи
Кислотные дожди – это смесь материалов, как мокрых, так и сухих, которые попадают на землю из атмосферы. Они содержат повышенный уровень азотной и серной кислот. Проще говоря, это означает, что дождь становится кислым из-за наличия в воздухе загрязняющих веществ. Воздух меняет свой состав из-за выбросов в атмосферу машин и производственных процессов. Основной компонент кислотных дождей – азот. Также в состав кислотных дождей входит сера.
В результате сгорания ископаемого топлива и промышленности, которая в основном излучает оксиды азота (NOx) и диоксид серы (SO2) возникают непоправимые изменения в атмосфере. Кислотность определяется на основе уровня рН в каплях воды. Нормальная дождевая вода имеет слабокислую среду с диапазоном рН 5.3-6.0. Углекислый газ и вода, присутствующие в воздухе вместе вступают в реакцию с образованием угольной кислоты, которая является слабо кислотой. Когда уровень рН дождевой воды падает ниже этого диапазона, образуются вышеупомянутые осадки.
Когда эти газы вступают в реакцию с молекулами воды и кислорода, помимо других химических веществ, обнаруженных в атмосфере, образуются серная и азотная кислоты. Их еще называют химические соединения средней кислотности. Они, как правило, приводят к выветриванию материи, коррозии металла, и шелушении краски на поверхности зданий.
Извержения вулканов также содержат определенные химические вещества, которые могут вызвать кислотный дождь. Кроме того, сжигание ископаемых видов топлива, работы заводов и автотранспортных средств в результате деятельности человека также приводят к повышению кислотности образований в атмосфере.
В настоящее время, большое количество кислотных осадков наблюдается в Юго-Восточной Канаде, Северо-восточных штатах Америки и большинстве стран Европы. Очень сильно от них страдают в России, Швеции, Норвегии и Германии, по крайней мере так гласит непристрастная статистика. Кроме того, в последнее время наблюдаются выпадения кислотных осадков в Южной Азии, Южной Африке, Шри-Ланке и Южной Индии.
Формы осадков
Кислотные осадки существуют в двух формах
влажная
сухая
Каждая из них по-разному влияет на поверхность земли. И каждая из них состоит из разнообразных химических элементов. Считается, что сухие формы осадков вредят больше, так как они распространяются на огромные расстояния, часто пересекая не только границы городов, но и государств.
Влажные осадки
Когда погода влажная, кислоты выпадают на землю в виде дождя, мокрого снега, или тумана. Климат подстраивается, обусловленный необходимостью реагировать. Кислоты удаляются из атмосферы и депонируют на земной поверхности. Когда кислота достигает земли, она оказывает негативное влияние на большое количество видов животных, растений и водных организмов. Вода попадает в реки и каналы, которые смешиваются с морской водой, тем самым влияя и на морскую среду обитания.
Сухие осадки
Это смесь кислых газов и частиц. Около половины кислотности в атмосфере падает обратно на землю за счет сухого осаждения. Если ветер дует в местах, где погода сухая, кислотные загрязнители превращаются в пыль или дым, и выпадают на землю в виде сухих частиц. Эти вещества оказывают негативное влияние на автомобили, дома, деревья и здания. Почти 50% кислых загрязняющих веществ из атмосферы попадают обратно за счет сухих осадков. Эти кислые загрязняющие вещества могут быть смыты с поверхности земли ливнями. Тогда уровень кислотности водных ресурсов повышается еще больше.
Если влажные осадки рано или поздно испаряются назад в атмосферу, то, в лесах сухие осадки закупоривают поры листьев деревьев.
История
Кислотные дожди и интересные факты о них известны довольно давно. Впервые о кислотных дождях упоминали еще в 1800-х годах, во времена промышленной революции. Шотландский химик Роберт Ангус Смит, был первым, который заявил об этом явлении в 1852 году. Он посвятил свою жизнь исследованию связи между кислотными дождями и атмосферными загрязнениями в Манчестере, Англия. Его работа обратила на себя внимание общественности только в 1960-е годы. Этот термин был придуман в 1972 году, когда «Нью-Йорк Таймс» опубликовали отчеты о воздействии изменения климата на рост лесов.
Кислотные осадки являются источником, как природных, так и техногенных катастроф. Но тут возникает и обратный эффект. Именно эти катастрофы, чаще всего, являются источниками образования кислотных дождей. Основная причина тут — сжигание ископаемого топлива, которое сопровождается выбросами в атмосферу диоксида серы (SO2) и оксидов азота (NOx).
Природные источники
Природные источники проблемных осадков:
Основной природный возбудитель кислотных дождей — вулканические выбросы. Вулканы выбрасывают кислотообразующие газы, которые создают аномальную кислотность. На ее фоне выпадает рекордное количество осадков. Земля страдает от таких явлений, как туман и снег. Страдает растительный покров и здоровье жителей в окрестностях вулканических образований.
Гниющая растительность, лесные п
10i5.ru
Основные источники кислотных дождей
Окислы азота (известные также как азотные окислы NO₂) — это окись азота NO и двуокись азота NO₂.
Окись азота – это бесцветный, горючий газ с легким запахом. Хотя и несколько токсичен, его запах недостаточно сильный, чтобы приносить беспокойство. Двуокись азота — это красновато- коричневый негорючий газ с характерным запахом. При больших концентрациях он сильно токсичен, вызывает серьезное повреждение легких с отдаленными последствиями.
Двуокись азота является сильным окислителем, который реагирует с воздухом, образуя едкую азотную кислоту и токсичные органические нитраты. Также она играет большую роль в атмосферных реакциях, в результате которых получается озон или смог на поверхности земли.
В масштабах земли, количество окислов азота, производимое природными источниками при действии бактерий, вулканов и молний, превышает эмиссию этих веществ в результате деятельности человека. Человек производит такие загрязнители при сжигании ископаемого топлива в стационарных источниках (электростанции) 24% и в мобильных источниках (автотранспорт) 49%. Другой источник атмосферного загрязнения — это процессы, не связанные с горением. Например, производство азотной кислоты, сварочные процессы и применение взрывчатых веществ.
В атмосфере окиси азота смешиваются с водой, производя азотную кислоту. Такое кислотное загрязнение может переноситься ветром на многие сотни километров и выпадает в виде кислотного дождя.
Двуокись серы — это бесцветный газ, принадлежащий к семейству газов, называемых (оксиды) серы. Он вступает в реакцию на поверхности частиц, находящихся в воздухе, он растворим в воде. И может быть окислен в капельках воды, имеющейся в воздухе.
Естественными источниками двуокиси серы являются испарения вулканов, океаны, биологическое разложение и лесные пожары.
Наиболее важным источником двуокиси серы, выделяющимся в результате деятельности человека, является сжигание полезных ископаемого топлива, плавка, производство серной кислоты, превращение древесной целлюлозы в бумагу, сжигание отходов и производство серы. Сжигание угля является крупнейшим источником двуокиси серы, ответственным за выброс 50% годового количества выделенной двуокиси серы, при этом при сжигании нефти выделяется еще 25-30%.
Возникают проблемы со здоровьем человека и животных, связанные с вдыханием больших концентраций сернокислого газа, дыхательные проблемы, заболевания дыхательных путей, изменения в дыхательных путях, осложнения имеющихся сердечно-сосудистых заболеваний.
В атмосфере двуокись серы смешивается с парами воды и получается серная кислота. Это кислотное загрязнение разносится ветром на многие сотни километров и выпадает в виде кислотных осадков.
Трансграничное загрязнение
Стационарные источники эмиссий, такие как электростанции, работающие на газе и на угле, и подвижные источники, такие как автомобили, корабли и самолеты выбрасывают сложную смесь поллютантов, включая двуокись серы и окиси азота (предшественники кислотных дождей). Сейчас точно установлено, что такое воздушное загрязнение передается на сотни и тысячи километров. Следовательно, когда кислотные осадки уже выпали, их воздействие на окружающую среду ощутимо в регионах, расположенных далеко от мест их образования.
Поскольку кислотное загрязнение не признает границ, поэтому не существует четкого соответствия между количеством кислотных осадков, произведенным в данной стране и количеством кислотных осадков, выпавших в ней.
В Европе преобладают западные или восточные ветры, следовательно, большая часть атмосферных загрязнений, произведенная Великобританией, пересекает Северное море и выпадает в Скандинавии. В то время как Великобритания производит больше загрязнений, чем она получает в виде кислотных осадков, Норвегия и Швеция получают пропорционально гораздо большее количество кислотных осадков, по сравнению с их невысокой эмиссией.
Для контроля распространения межграничного загрязнения, Экономическая Комиссия ООН по Европе создала Конвенцию по Крупномасштабному Трансграничному загрязнению (1979). С этого времени выбросы двуокиси серы в Европе значительно уменьшились, но увеличение транспортного движения означает, что выброс окислов азота значительно не уменьшился.
Следовательно, в то время как другие проблемы окружающей среды, такие как глобальное потепление и истощение озонового слоя, получают большее внимание в последние годы, межграничные кислотные осадки продолжают оставаться проблемой.
studfiles.net
Основные характеристики компонентов кислотных дождей и сопутствующих газов
Диоксид серы. Диоксид серы — наиболее распространенное загрязняющее вещество антропогенного происхождения; он в первую очередь участвует в формировании кислотных дождей. Немаловажную роль играют и сульфатные аэрозоли. Поскольку образование серной кислоты из газообразного диоксида серы происходит с участием радикалов НО» при протекании фотохимических реакций, то скорость образования кислоты зависит от времени суток и времени года.[ …]
Рассеивание дымов наиболее интенсивно в дневное время, ночью интенсивность их рассеивания уменьшается, в результате чего возможны высокие концентрации диоксида серы, сохраняющиеся и в последующие дни. Наблюдения показывают, что, например, в США в промышленных зонах в течение недели наблюдаются 3—5 периодов интенсивной задымленности с повышением концентрации диоксида серы от 5—10 до 60—80 б.д., продолжительность их может меняться от нескольких часов до суток.[ …]
Оксиды азота (оксид и диоксид азота). Основное количество оксидов азота антропогенного происхождения выделяется в виде оксида и значительно меньшая часть — в виде диоксида. Оксид азота достаточно быстро окисляется до диоксида. Выше рассмотрен ряд реакций с участием диоксида азота, основным продуктом которых является газообразная азотная кислота.[ …]
В летний период при интенсивном солнечном облучении скорость превращения диоксида азота в кислоту весьма велика — 50 % диоксида переходит в кислоту в течение 12—14 ч. Вследствие высокой растворимости в воде (облака, дождь) и сорбции на увлажненных поверхностях азотная кислота быстро выпадает на поверхность.[ …]
Содержание оксидов азота в промышленных и сельскохозяйственных регионах неодинаково. В городах США среднегодовая концентрация составляет 17—31 б.д., в сельскохозяйственных районах она гораздо ниже — 6—9 б.д. Однако данные не показательны, так как часто концентрация оксидов азота превышает 300 б д. и в течение года наблюдаются периоды со среднесуточной, концентрацией выше 100 б д.[ …]
В городах наиболее высокие концентрации оксидов азота наблюдаются утром до начала фотохимических процессов. Главный источник их — автотранспорт и отопительные системы. В результате применяемых природоохранных мероприятий, направленных на снижение концентрации вредных выбросов, концентрации оксидов азота, в отличие от диоксида серы (среднегодовые концентрации которого, например, в ряде регионов США за последние 10 лет уменьшились на 30—40 %) существенно не снизились.[ …]
При повышенной освещенности и большой концентрации оксидов азота и углеводородов в воздухе концентрация озона может быть более 200 б. д. В отдельных случаях эпизоды с повышенной концентрацией озона могут продолжаться несколько дней. Это отрицательно отражается на здоровье населения, к тому же при этом одновременно сильно возрастает и концентрация сульфатных аэрозолей. Можно отметить еще две характерные особенности озона — в городах ночью концентрация его снижается (обычно до 30— 40 б.д.), в то время как в высокогорных областях она практически не меняется в течение суток. Кроме того, зимой концентрация озона значительно ниже, чем летом (обычно 30—40 б.д.). Максимальные концентрации озона в промышленных районах США в 1,5—1,7 раза выше, чем в сельскохозяйственных.[ …]
Многолетние наблюдения, проведенные в разных странах, свидетельствуют о постоянстве концентрации озона в атмосфере. Так, в США в последние 10 лет среднегодовая концентрация озона в дневное время была практически неизменной — на уровне 120—140 б.д. Снижение концентрации взона — важная экономическая проблема, так как ее уменьшение позволило бы значительно сократить потери сельскохозяйственной продукции.[ …]
Ниже приведены усредненные концентрации основных загрязняющих веществ (в б.д.), составляющие в промышленных, сельскохозяйственных и отдаленных районах соответственно: диоксид серы 6—12, 5—10 и 4; оксиды азота 35—65, 3—25 и 3; озон 20—65, 35—50 и 20—50.[ …]
Вернуться к оглавлению
ru-ecology.info
Кислотные дожди — это… Что такое Кислотные дожди?
Скульптура, пострадавшая от кислотного дождя
Кисло́тный 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).
История термина
Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским исследователем Робертом Смитом. Его внимание привлек викторианский смог в Манчестере. ^[1] И хотя ученые того времени отвергли теорию о существовании кислотных дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели жизни в водоемах, лесов, урожаев, и растительности. Кроме того, кислотные дожди разрушают здания и памятники культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв 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 двуокись углерода (СО2), вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота (CO2 + h3O —> h3CO3). ^[2]. Тогда как в идеале рН дождевой воды равняется 5.6-5.7, в реальной жизни показатель кислотности (рН) 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. В 1883 году шведский ученый Сванте Аррениус ввел в обращение два термина — кислота и основание. Он назвал кислотами вещества, которые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода (Н+). Основаниями он назвал вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-ионы (ОН-). Термин рН используют в качестве показателя кислотности воды. Термин рН значит в переводе с английского — показатель степени концентрации ионов водорода.
Химические реакции
Необходимо отметить, что даже нормальная дождевая вода имеет слабокислую (pH около 6) реакцию из-за наличия в воздухе диоксида углерода. Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы (SO2) и различными оксидами азота (NОх). Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций. Соединения серы (сульфиды, самородная сера и другие) содержатся в углях и рудах (особенно много сульфидов в бурых углях), при сжигании или обжиге которых образуются летучие соединения — оксид серы (IV) — SO₂— сернистый ангидрид, оксид серы (VI) — SO₃ — серный ангидрид, сероводород — H₂S(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 (кислотные оксиды, ангидриды) — например, оксид азота (IV) NO₂.Вступая в реакцию с водой атмосферы (часто под воздействием солнечного излучения, так называемые «фотохимические реакции»), они превращаются в растворы кислот — серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.
Экологические и экономические последствия
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 рН6 погибают пресноводные креветки. Вторая стадия — кислотность повышается до рН5.5, 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 алюминий, 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 Минессота 40 миллионов долларов на медицинские расходы. Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов,- это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.
Литература
↑ «Environmental Issues for the ’90s: A Handbook for Journalists.» Logan Robert A., Wendy Gobbons and Stacy Christiansen. p. 3
↑ «Химия и общество» Американское химческое общество. с 423—424
↑ »За чистоту воздуха» Хилари Френч, с. 101.
Wikimedia Foundation. 2010.
dic.academic.ru