Какие вещества отвечают за формирование кислотных дождей


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.

Дожди

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.

Химик Роберт Ангус Смит

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).

Вулканический выброс

Природные источники

Природные источники проблемных осадков:

  1. 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.

  2. Гниющая растительность, лесные пожары и биологические процессы в окружающей среде и порождают кислотные дожди, образуя газы.
  3. 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.

Автомобильные выбросы

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.

Гибнет рыба

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.

Источник: vtorothodi.ru


Одни ли кислотные дожди могут таить в себе угрозу?

Проблематика кислотных дождей в последние десятилетия стала более глобальной, поэтому всем жителям Земли не мешало бы призадуматься о своей роли — положительной или отрицательной — в данном природном явлении. Следует знать, что большинство вредных веществ, которые попадают в воздух, являются продуктом жизнедеятельности людей и практически никуда не пропадают. Большинство их остается в атмосфере и в один прекрасный день вернется на землю вместе с осадками. А само влияние кислотных дождей настолько серьезно, что для ликвидации последствий в некоторых случаях может потребоваться не одна сотня лет.

Чтобы более детально ознакомиться с возможными последствиями кислотных дождей, желательно понять, что несет в себе само понятие. Большинство ученых единодушно полагают, что такую формулировку можно считать чрезмерно узкой для того, чтобы охватить весь потенциал глобальной проблемы. Не следует заниматься изучением исключительно одних дождей, нужно обратить внимание и на кислотный град, туман и снегопад, которые тоже относятся к носителям вредных веществ и соединений, потому что процессуально их образование в большинстве своем идентично. Не следует забывать и то, что при устойчивой засушливой погоде возможно появление токсических газов или пылевых облаков или всего вместе. А ведь эти образования тоже относятся кислотным осадкам.

Причины возникновения кислотных дождей


Причины выпадения кислотных дождей по большому счету находятся в прямой зависимости от человеческого фактора. Непрестанное загрязнение атмосферы с использованием кислотообразующих соединений (типа оксида серы, хлористого водорода, азота и пр.) приводит к нарушению баланса. Самые главные производители таких веществ – это, конечно же, крупные промышленные предприятия, например, металлургические, нефтеперерабатывающие, ТЭЦ которые сжигают уголь или мазут. Невзирая на фильтры и очистительные системы, современная техника все еще не достигла того уровня, который позволял бы сполна устранять не только негативные воздействия, но и сами промышленные отходы.

К тому же замечено увеличение выпадения кислотных дождей, связанное с ростом автотранспорта на планете. Большое количество выхлопных газов, хотя и в незначительных дозах, все же способствует появлению вредных кислотных соединений. А если пересчитать общую численность транспортных средств, то степень загрязнения, можно сказать, достигла критичной отметки. Кроме всего вышеизложенного, свою лепту привносят и многие бытовые предметы, например, аэрозоли, чистящие/моющие средства и т д.


Еще одной причиной возникновения кислотных дождей, не считая человеческий фактор, могут быть и некоторые природные процессы. В частности к их возникновению может привести вулканическая активность, в процессе которой происходит выбрасывание большого количества серы. Более того, она участвует в образовании газообразных соединений в процессе распада отдельных органических веществ, что в свою очередь тоже приводит к загрязнению воздуха.

Механизм образования кислотных дождей

Все вредные вещества, которые были выброшены в атмосферу, начинают вступать в реакцию с элементами солнечной энергии, углекислого газа или воды, в результате происходит образование кислотных соединений. Совместно с испарениями влаги они вздымаются в атмосферу, после чего происходит формирование облаков. Таким образом, происходит образование кислотных дождей, формирование снежинок или градин, которые вернут на землю все то, что впитали, вместе с другими химическими веществами.

В отдельных районах Земли были отмечены некоторые отклонения от нормы в пределах 2-3 единиц. Так, при допустимом уровне кислотности pH 5,6, в Подмосковье и Китае были случаи выпадения осадков с уровнем pH 2,15. Невозможно предсказать точное место появления кислотных дождей, поскольку есть вероятность, что сформировавшиеся облака могут быть отнесены ветром на большие расстояния от того места, где произошло загрязнение.


Состав кислотных дождей

Основные компоненты кислотных дождей — это серные и сернистые кислоты, а также присутствие озона, образуемого при грозах. Имеются и азотные виды осадков, в которых в качестве основных присутствуют азотные и азотистые кислоты. Редко причинами появления кислотных дождей могут стать хлор и метан. И, конечно же, с осадками могут выпасть иные вредные вещества, исходя из того, что было в составе бытовых и промышленных отходов, выбрасываемых в атмосферу в конкретных регионах.

Чем опасны кислотные дожди?

Кислотные дожди вместе с их последствиям – это предмет постоянных наблюдений, которые проводятся учеными всех стран. Однако их прогнозы являются чрезвычайно неутешительными. Осадки, в которых понижен уровень pH, представляют опасность не только для людей, но и для флоры и фауны.

При попадании в грунт, кислотные дожди наносят вред растениям, лишая их питательных веществ, которые необходимы для роста и развития. Кроме всего прочего, происходит вытягивание на поверхность токсичных металлов. При большой концентрации кислот, из-за осадков могут отмирать деревья, почва приходит в негодность для дальнейшего выращивания урожая, и чтобы ее восстановить, потребуются десятилетия.

Такая же ситуация и с водоемами. Состав кислотных дождей приводит к нарушению баланса природной среды, после чего возникает проблема загрязнения рек. Это в свою очередь влечет за собой гибель рыб, а также замедляет рост водорослей. Следовательно, целые водоемы, озера и реки могут на долгое время перестать существовать.

Перед попаданием на землю кислотные дожди, проходя воздушными массами, оставляют частицы токсических веществ в атмосфере. Это считается чрезвычайно неблагоприятным, ведь негативно влияет на здоровье людей и животных, а также существенно вредит строениям. Так большинство лакокрасочных и облицовочных материалов, металлических конструкций начинает растворяться, как только на них попадают капли злосчастного дождя.

Глобальные экологические проблемы кислотных осадков

Среди глобальных экологических проблем, вызванных кислотными осадками, могут быть:

  • Изменения в экосистеме водоемов, приведшие к гибели животного и растительного мира. Такими источниками невозможно будет пользоваться для питья, ведь тяжелые металлы будут многократно превышать нормы;
  • Повреждение корней и листьев, приведет к уничтожению защиты от холодов и болезней. Особенно это касается хвойных деревьев в лютые морозы;
  • Загрязнения грунта токсинами. Растительный мир, находящийся на зараженных участках почвы, непременно ослабеет или погибнет. Вредоносные элементы будут поступать вместе с полезными веществами, которых будет оставаться все меньше и меньше.

Вред кислотных дождей для людей

Гибель домашних животных, промысловых видов рыб, посевов – все это в той или иной степени отразится на качестве жизни и экономике любого государства.

Опасным для здоровья может быть мясо рыб или животных при употреблении его в пищу именно в тех местах, где произошло отравление кислотами. В таком мясе может быть критическое содержание ядовитых соединений или ионы тяжелых металлов. При попадании в людские организмы, это может привести к тяжелой интоксикации, серьезным заболеваниям печени или почек, закупориванию нервных каналов, образованию тромбов. Некоторые последствий кислотных отравлений могут проявиться лишь спустя поколения.

Способы борьбы с кислотными осадками

В наши дни в основной группе риска по выпадению кислотных осадков лидируют Соединенные Штаты, Китай, и, конечно же, Россия. Собственно в этих государствах сильно развита углеперерабатывающая и металлургическая промышленность и, соответственно, имеется большое количество таких предприятий. Однако опасными считаются и Канада, и Япония, в направлении которых кислотные осадки могут быть пригнаны ветром. В соответствии с некоторыми исследованиями, в случае непринятия профилактических мер, список таких государств может пополниться еще многими кандидатами, причем этого не придется долго ждать.

Борьба с кислотными дождями на локальном уровне почти бесполезна. Чтобы ситуация изменилась в лучшую сторону необходимо предпринимать комплексные меры. А они возможны лишь при одновременных и согласованных действиях многих стран. Академическая наука пытается найти новые очистительные системы для минимизирования выбросов вредных веществ в атмосферу, однако, процентная составляющая кислотных осадков пока лишь растет.

Источник: MilitaryArms.ru

Что такое кислотный дождь

Кислотный дождь — это любой вид осадков, будь-то снег, град, туман, которые содержат некое количество кислоты. Они снижают водородный показатель, или как его ещё называют ph, в жидкости.

Нормой ph для дождевой воды является 5,6. Если этот показатель ниже, то осадки называют кислотными. Снизить уровень ph может:

  • оксид серы;
  • азот;
  • хлористый водород;
  • летучие органические соединения.

Основной компонент современных кислотных дождей — оксид серы. Из него образуется серный ангидрид. Он поднимается с земли в атмосферу, вступает в реакцию с молекулами воды и образует сернистую кислоту. После она вместе с атмосферными осадками выпадает на землю.

Образование кислотных дождей

 

Причина возникновения кислотных дождей

Существует два механизма регулярного образования кислотных дождей:

  • Естественные. Они образуются вследствие природных воздействий.
  • Антропогенные. На их появление влияет деятельность человека.

Чтобы понять,  откуда берутся в природе кислотные дожди, нужно более подробно рассмотреть механизм их образования.

На образование кислотных осадков может повлиять деятельность различных микроорганизмов. Их жизнедеятельность разрушает некоторые органические вещества, образуя соединения серы, которая попадает в атмосферу.

Также выброс серы происходит благодаря вулканической деятельности. Вместе с ней в атмосферу попадают сульфаты, сернистый водород.

Оксид азота образуется в результате распада азотсодержащих соединений, грозовых разрядов, горения биологической массы.

Что касается человеческой деятельности, то тут все просто. Добывая себе полезные ископаемые, выращивая и удобряя различные растения для пропитания, человек постепенно разрушает планету. На образование кислотных дождей может повлиять даже, казалось бы, такие незначительные действия как использование аэрозолей, содержащих хлор, применение бытовых и промышленных растворителей. При выращивании злаковых культур происходит выделение метана, а атмосфера наполняется фреонами, по причине его утечки из неисправных холодильников.

Загрязнение атмосферы вызывает выпадение опасных кислотных дождей. Вред окружающей среде наносят промышленные предприятия, тепловые электростанции и транспорт.

Если ближайшее время не будет решена проблема загрязнения окружающей среды, возможны серьезные экономические проблемы. Токсические осадки приведут к гибели животных и растений.

Чем опасны кислотные дожди

Впервые о токсичных дождях заговорили в конце 19 века. Уже в это время люди задумались о загрязнении окружающей среды. Ученые заметили, что пар и дым, которые выбрасывают в атмосферу предприятия, негативно сказываются на атмосферных осадках.

Вред от кислотных дождей:

— коррозия металла;

— разрушение строительных материалов;

— гибели растительности.

Последствия кислотных дождей

Глобальные проблемы

Вещества, входящие в состав ядовитых кислотных дождей, окисляют водные ресурсы. Особенно чувствительны к ним реки и озера. Некоторые виды рыб гибнут из-за повышенной кислотности воды. Другие же умирают от голода, так как погибает их основной корм.

Также негативные последствия выпадения кислотных дождей можно заметить и на растительности. Например, деревья, которые растут в высокогорных районах попросту погружаются в загрязненные облака. Это разрушает их листву, приводит к ослаблению самого растения.

Вред и пагубное воздействие кислотных дождей заметно и на зданиях, транспорте. Под их воздействием происходит разрушение металла, бетона, фасадного покрытия. Ядовитые осадки наносят вред памятникам мировой архитектуры.

Вред кислотных дождей

Влияние на человека

Если человек попадет под осадки с пониженным ph или искупается в реке, вреда на себе не ощутит. Опасные соединения находятся в воздухе, которым он постоянно дышит. Сульфаты попадая в лёгкие провоцируют развитие бронхита или астмы. Также негативные соединения попадают в организм человека вместе с питьевой водой и продуктами питания.

Регулярное употребление продуктов, которые произрастали на территории, где постоянно выпадают зараженные осадки, приводит к накоплению в организме алюминия, ртути, свинца. Эти вещества пагубно сказываются на здоровье человека, приводят к серьезным патологиям сердца, почек, печени. Также они могут привести к интоксикации и генетической мутации. Так влияние кислотных дождей оказывается и на человека, и на окружающую среду.

Экономические последствия

Попадая в землю,  кислоты уничтожают питательные вещества необходимые растениям. Также они поднимают на поверхность почвы опасные для человека металлы. Такая земля становится непригодной для выращивания овощей и фруктов. Чтобы восстановить грунт, требуется несколько лет и кропотливый труд многих специалистов.

Загрязнения вода и растительность приводит к гибели скота, промысловых видов рыбы. Это негативно сказывается на экономической ситуации по всему миру.

Так как происходит порча фасадов зданий, транспорта, архитектурных памятников требуется материальные средства для их восстановления.

Как бороться с кислотными дождями

Кислотные дожди наносят непоправимый вред, и чтобы найти пути решения, человечеству следует объединить свои усилия. Необходимо установить дорогостоящие фильтры на предприятиях или уменьшить их деятельность. Это снизит выброс вредных веществ в атмосферу и воду. Также уже несколько лет рассматривается вариант создания безопасных для экологии производств.

Сокращение вредных выбросов

Ежегодно звучит призыв к сокращению токсичных выбросов с предприятий. Они являются основными источниками вредных веществ. Владельцев предприятий побуждают установить мощные очистные сооружения. Ученые пытаются создать систему очистки, которая сделает промышленные предприятия более безопасными.

Последствия кислотных дождей

Переход на альтернативные источники энергии

Внести свой вклад в сокращение выброса вредных веществ в атмосферу может каждый. Для этого человеку нужно уменьшить употребление электроэнергии. Достаточно лишь выключать свет, когда уходите из комнаты, пользоваться кондиционером в случаях особой надобности.

Чтобы снизить количество выбрасываемой серы в атмосферу, было принято решение на электростанциях использовать уголь, который предварительно промывают водой. Также используются солнечные и ветряные электростанции.

Использование экологичных автомобилей

Сильно загрязняют атмосферу выбросы, которые производит транспорт. Полностью отказаться от него не получится. Решить эту проблему можно с помощью электромобилей и гибридов.

Новые автомобили могут использовать более чистый вид топлива — природный газ. Свыше 20 лет их оборудуют каталитическим нейтрализатором. Он снижает уровень окислов азота, который образуется в процессе работы автомобиля.

Другие действенные методы

Чтобы сократить количество токсичных дождей, нужен комплексный подход. Помимо массового внедрения альтернативных источников энергии, следует регулярно чистить выхлопные и дымовые трубы, восстанавливать поврежденную среду. В последнем случае добавляется известь в озера, реки, ручьи. Это помогает уравновесить их кислотность.

Источник: EcologAnna.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.