Образование смога и кислотных дождей


Осадки, вызванные загрязнением окружающей среды, являются глобальной экологической проблемой. Частота их появления с каждым годом возрастает, что беспокоит не только научное сообщество, но и общественность. Ядовитые осадки негативно влияют на организм человека, флору и фауну планеты. Прогулявшись под кислотным дождем можно столкнуться с сердечными и легочными патологиями.

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.

Почва

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.

Сегодня уже не редкость осадки на 2 – 3 pH ниже нормы. Проблема наиболее характерна для стран с развитой тяжелой промышленностью: Китая, США, России. Фиксировались случаи, когда на территории этих стран в результате интенсивной работы предприятий металлургии выпадали осадки, pH которых составлял всего 2 – 3 единицы. Под ударом находятся и соседние страны (Канада, Мексика, Япония, Корея), ведь отравленные облака могут перенестись ветрами куда угодно.

Причины возникновения

Кислотосодержащие осадки существовали и негативно влияли на экосистему планеты всегда, но раньше они имели исключительно природное происхождение. А сегодня основными причинами возникновения кислотных дождей являются антропогенные факторы:

  • токсичные выбросы предприятий тяжелой промышленности;
  • выхлопные газы транспорта;
  • добыча и переработка угля, нефти, газа;
  • сжигание любых видов органического топлива;
  • использование азотистых удобрений;
  • фреоновые выбросы из кондиционеров, холодильных установок;
  • использование хлороводородных аэрозолей.

Выбросы

Природными факторами, вызывающими токсичные осадки, являются:

  • вулканические извержения, при которых атмосфера заполняется большим количеством серы;
  • гниющие животные и растительные останки, выделяющие газообразную серу;
  • молнии, приводящие к появлению в атмосфере соединений азота.

Последствия

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.

Прежде всего, следует рассказать о влиянии кислотных дождей на человека. У людей, вышедших в дождливую погоду без зонта, могут обостриться симптомы аллергии или астмы, появиться злокачественные новообразования. Особенно чувствительны к атмосферным токсинам маленькие дети.

Из-за образования кислотных дождей страдают все части биосферы:

  1. 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.

    Рыба
  2. Для плодородных почв кислотосодержащие осадки – экологическое бедствие. Окисленный грунт подвергается коррозии, становится непригодным для хозяйственного использования.Лужа
  3. 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.Листья

Опасность кислотных осадков также заключается в негативном воздействии на архитектурные объекты. Кислоты постепенно разъедают камень, бетон и прочие материалы, составляющие основу строительных конструкций.

Архитектура

Это может привести к обрушению отдельных частей зданий. Выпадением кислотных дождей обусловлено постепенное разрушение памятников архитектуры, статуй, уличных скульптур.

Источник: TainaPrirody.ru

Фотохимический смог (по-английски – дым) возникает в результате фотохимических реакций, протекающих под действием ультрафиолетового излучения солнца на оксиды азота, диоксид серы, углеводороды, галогены и др. в безветренную погоду. При этом процессе возникают новые токсичные вещества – фотооксиданты, придающие воздуху желтоватый цвет и неприятный запах. Резко ухудшается видимость, у людей возникает раздражение глаз, слизистых оболочек, появляются симптомы удушья, обостряются легочные и сердечно-сосудистые заболевания. В 1952 году за 3 дня смога над Лондоном погибли 4000 человек. Смог приводит к гибели растений, разрушению лакокрасочных покрытий, синтетических и резиновых материалов, возникновению коррозии металла и строительных конструкций.


Кислотные осадки (дожди) появляются в результате взаимодействия кислотообразующих окислов серы или азота с парами воды и имеют рН меньше 5,6. Кислотные дожди известны более 100 лет, но проблема возникла около 20 лет назад. В городах концентрация окислов серы достигает 2 мг/м3, над промышленными центрами она еще выше. Попав в воздух, кислотообразующие окислы вступают в соединение не сразу, а в течение 8-10 суток. За это время они переносятся воздушными потоками на расстояние до 2000 км, в основном, в Северном направлении, а затем выпадают на землю. В России средняя плотность выпадения кислотных осадков 4 т/км2 в год, а в городах Новомосковск, Норильск, Магнитогорск — до 12 т/км2 в год. Кислота разъедает легкие человека, металлы, краску, известняк. Очень опасны кислотные дожди для растений. Нарушенный кислотный баланс почв приводит к изменению структуры почвы, ухудшает ее плодородие. Особенно чувствительны к кислым почвам злаковые культуры (пшеница, рожь), что вызывает необходимость проведения агрохимических мероприятий, связанных с подщелачиванием почвы. При закислении водоемов рН воды уменьшается, вследствие чего увеличивается растворимость в ней алюминия и тяжелых металлов, ухудшается способность воды к самоочищению. В 1979г. 40 стран подписали Конвенцию о сокращении трансграничного загрязнения воздуха, где обязались уменьшить количество выбросов в атмосферу кислотообразующих веществ.

Источник: studopedia.ru

Понятие фотохимического смога


Многокомпонентное загрязнение воздуха смесью выхлопных газов и аэрозольных частиц называется фотохимическим смогом (от англ. Smoke ― дым, коптить). Такой тип загрязнения называется также сухим (лос-анджелеский тип). Основным источником данного явления служат выхлопные газы автомобилей. Кроме того, выделяют другие типы смога:

  • Влажный смог лондонского типа.
    Смесь тумана с дымом и промышленными выбросами.
  • Ледяной аляскинский.
    Источником явления служат бытовые газы и пар отопительных систем в условиях низкой температуры.
  • Туман радиационного происхождения.
    Он возникает после радиационного охлаждения поверхности планеты и влажных приземных воздушных масс до точки росы.

В состав фотохимического смога входят оксиды серы и азота, озон, соединения перекисного характера, называемые фотооксидантами. В случае его высокой концентрации, смог выглядит как скопление голубоватого тумана. Такая плотность препятствует движению транспорта и ухудшает видимость. Хотя чаще фотохимическое загрязнение представляет собой сизую дымку. Его появление всегда сопровождается неприятным запахом.

Причины возникновения

Фотохимический туман образуется вследствие поглощения кислородом и оксидами азота ультрафиолета солнечных лучей и перехода их в возбужденное состояние. Вследствие этого, данные субстанции моментально окисляют продукты сгорания транспортного топлива. Результатом описанных процессов, является атмосферное накопление новых органических соединений.

Условиями образования смога выступают:


  • присутствие в воздухе большого количества пыли и газов (оксидов азота, углеводородов);
  • солнечная активность;
  • отсутствие ветра на протяжении 24 часов (длительный антициклон) внутри околоземных слоев воздуха.

Подходящие условия для образования смога наблюдаются летом и в начале теплой осени. Повышенная солнечная активность стимулирует расщепление диоксида азота с образованием оксида азота и атомарного кислорода. Последний, в свою очередь, с молекулярным кислородом дает избыток озона. Оксид азота вступает в реакцию с олефинами выхлопных газов, результатом которой также является озон.

Ночью, при отсутствии солнечного света, озон реагирует с олефинами. Вследствие чего, воздух насыщается перекисями, которые и становятся источником реакционно-активных свободных радикалов.

Данные процессы активнее наблюдаются в городах, защищенных от продувания естественными преградами (холмами, горами). Важно то, что вредные выбросы способны к перемещению по воздуху на колоссальные расстояния.

Чем опасен фотохимический смог?

Опасность смога для людей и животных обусловлена химическим составом, необходимостью вдыхать его продолжительное время. Ведь токсичные газы, пыль концентрируются внутри слоев воздуха, где живут люди. По утверждениям Всемирной организации здравоохранения, треть случаев развития онкозаболеваний обусловлена именно загрязнением воздуха, и только десятая часть ─ наследственной предрасположенностью.

Смог провоцирует:


  • формирование воспалительных процессов слизистой респираторных путей, глаз;
  • снижение функциональной способности легких к газообмену;
  • повышение риска возникновения аллергии;
  • ускорение «старения» нервной системы ─ снижение памяти, повышение риска развития болезни Альцгеймера;
  • формирование патологической усталости;
  • снижение иммунитета.

Наиболее вредно то, что в состав этого тумана входят канцерогенные вещества, провоцирующие рак. Степень ущерба для здоровья каждого конкретного человека неодинакова. В группе риска находятся:

  • пациенты, страдающие заболеваниями сердечно-сосудистой системы (стенокардией, ИБС, гипертонией);
  • люди с избыточным весом;
  • курильщики;
  • диабетики;
  • больные с хроническими патологиями верхних дыхательных путей (бронхиальной астмой, эмфиземой легких);
  • пожилые люди (после 65 лет).

Реакция на длительное пребывание в условиях смога часто запоздалая. Т.е. человек долгое время чувствует себя нормально, и лишь спустя некоторый период появляются патологические симптомы.

Фотохимическое загрязнение вредит не только людям, но также растениям и конструкциям зданий. Воздействие на растительность проявляется в разрушении хлорофилла, нарушении дыхания, замедлении развития. Сначала смог вызывает вздутие листовой пластины растения, изменение окраски (низ становится серебристо-бурым, верх пятнистым), затем оно погибает. Как следствие, происходит уменьшение количества зеленых насаждений, снижение урожайности культур.


Отмечено, что разрушение металлических конструкций происходит в 20 раз быстрее в промышленных районах, чем в местах далеких от производств. Фотохимический туман ускоряет процессы коррозии, разрушает здания, сооружения, ухудшает качество материалов, промышленных изделий.

Источник: bezotxodov.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.