что такое кислотные осадки, основной компонент, как образуются, чем опасны кислотные дожди
Результат выпадения кислотных осадков. Фото: dirtmotoshop.ru
Николай Дунец
Член Союза Журналистов России. Победитель конкурса «Золотое перо»
В последние годы многим людям приходится сталкиваться или хотя бы слышать о таком явлении, как кислотный дождь.
Такое атмосферное явления происходит из-за загрязнения атмосферы и воды различными техногенными загрязнениями. Первый зафиксированный кислотный дождь выпал в 1872 году.
Территории, подверженные кислотным осадкам
В прошлом веке, особенно в его последние десятилетия, это явление уже не являлось чем-то очень необычным. Где образуются кислотные дожди? Такие дожди (а в это понятие также входят и кислотные град, и такой же снег) с относительной регулярностью выпадают и в Европе, и в России, и в США.
Экологами разработана карта, на которой подробно обозначена каждая территория, подвергающаяся таким опасным явлениям.
На территории большинства субъектов Российской Федерации выпадение серы и нитратного азота от собственных источников не превышает 25 процентов от их суммарных выпадений. Вклад собственных источников по сере превышает этот порог в Мурманской (70%), Свердловской (64%), Челябинской (50%), Тульской и Рязанской (по 40%) областях и в Красноярском крае (43%).
Фото: Кислотные дожди на карте мира, vigivanie.com. Рыжим цветом отмечены территории, где выпадают кислотные дожди; фиолетовым — территории с загрязненным воздухом, что может привести к кислотным осадкам; бежевым — районы с потенциальными проблемами, где повышена чувствительность почв.
На Европейской территории России только 34 процента выпадений серы имеет российское происхождение. Из оставшейся части 39 процента поступает от европейских стран, а 27% из других источников. При этом наибольший вклад в трансграничное подкисление природной среды вносят соседние страны: Украина, Польша, Германия, Белоруссия и Эстония.
Кислотные дожди в России, geographyofrussia. com
Что такое кислотные дожди
Кислотный дождь – это осадки, в которых вода имеет низкий уровень рН. Таким показателем отображается концентрация водорода.
Нормальным показателем считается 5,6. Если с водой взаимодействуют газы, то показатель снижается до 1–4. Это становится причиной гибели микроорганизмов. Погибают и клетки более сложных организмов.
Признается, что кислотные дожди – это глобальная экологическая проблема. Идут они все чаще. Это не может не вызывать беспокойства и у научного сообщества, и у общественности. Выпадение ядовитых осадков отрицательно отражается на растительном и животном мире все земли.
Страдают от этого и люди. Порой достаточно просто побыть под кислотным дождем и получить легочное или сердечное заболевание.
Как уже было сказано, кислоты могут присутствовать не только в дожде, но и в снеге, в граде. Мало того, они могут находиться даже в тумане. При этом, чем выше концентрация во влаге каких-либо примесей, тем больший вред она наносит.
Чаще всего для выявления кислоты в атмосферной влаге требуются лабораторные анализы. Но порой об этом говорит появляющееся у человека чувство жжения при дыхании и даже на коже. Во многих случаях при таких осадках присутствует кисловатый запах. Признаком загрязнения является и изменившийся цвет воды. Если в таких условиях находиться на открытом пространстве, то все может закончится даже кислотными ожогами.
Кислотный дождь представляет собой разбавленную кислоту. Из-за этого воздух и почва (прежде всего, плодородный слой) насыщаются токсинами. Из-за кислоты погибают животные и растения, разрушаются минералы, пищевые продукты становятся просто ядовитыми.
Возрождение пострадавшей территории происходит в течение длительного времени. Кислота, проникая в почву, постепенно опускается в глубину, заражая грунтовые воды.
Процесс образования кислотных дождей: чем они опасны для людей
Кислотные дожди являются серьезной экологической проблемой, а их причиной можно назвать всеобщее загрязнение окружающей среды. Частые выпадения кислотных дождей вызывают тревогу не только у ученых, но и у простых людей, поскольку такие виды осадков оказывают отрицательное воздействие на здоровье.
Характеризуются кислотные дожди пониженным уровнем pH. Обыкновенные осадки имеют уровень этого показателя 5,6. Следует отметить, что даже при небольших отклонениях от нормы последствия для живых организмов могут быть серьезными.
При существенных сдвигах пониженный уровень кислотности может стать причиной гибели рыб, а также многих насекомых и даже земноводных. Кроме того, в тех районах, где отмечаются кислотные осадки, порой замечают наличие кислотных ожогов на листве деревьев, а некоторые растения даже отмирают. Негативное влияние после того, как выпали кислотные дожди, могут ощутить на себе и многие люди. Вслед за таким ливнем в атмосфере может произойти скопление токсических газов, и дышать такой газово-воздушной массой чрезвычайно не желательно. Последствия не заставят себя долго ждать, даже при небольшой прогулке во время таких осадков возможно появление сердечно-сосудистых, бронхолегочных заболеваний, а также астмы.
Причины выпадения кислотных осадков
Считается нормой, когда в атмосферных осадках присутствует слабая угольная кислота. Это признается естественным состоянием. Дело в том, что в воздухе всегда есть углекислый газ, и данная кислота образуется при его взаимодействии с влагой. Аномальные осадки образуются аналогично. Но при этом влага взаимодействует с другими летучими соединениями. В результате облака насыщаются серной или азотной кислотой. При этом, чем сильнее воздух загрязнен соединениями серы или просто серой, или соединениями азота, тем выше концентрация кислоты в осадках.
Причины кислотных дождей. Фото: en.ppt-online.org
В числе причин, обусловливающих аномальные осадки, выделяют такие:
- При вулканических извержениях происходят выбросы в атмосферу пепла и различных газов. Это и оксиды серы, и сульфаты, и сероводородные вещества.
- При разложении органических остатков, как животных, так и растений, в атмосферу попадают соединения серы и азота.
- Разряд молнии также обеспечивает естественное загрязнение атмосферы. Признается, что ежегодно за счет молний объем сформированных кислот достигает восьми миллионов тонн.
Вероятно, следует уточнить, что в названых выше случаях образующиеся кислотные дожди имеют естественное происхождение. Вред природе они могут нанести в том случае, когда речь идет о слишком больших загрязнениях. Утверждается, что такое произошло на земле более 250 миллионов лет назад. Это было связано с аномально высоким уровнем вулканической деятельности. Результатом кислотных дождей стало вымирание 95% всех живых организмов.
В настоящее время загрязнение атмосферы, в основном, происходит не из-за природных факторов, а из-за человеческой деятельности. Научным сообществом признается, что антропогенное воздействие в этом отношении сейчас составляет от 89 до 92%. Загрязнение атмосферы при этом происходит из-за:
- выбросов предприятий, функционирующих в машиностроение и металлургии, работы тепловых электростанции;
- при сжигании каменного угля, нефтепродуктов, газа, дров;
- за счет выделения метана, которое происходит на полях, где выращиваются злаковые культуры;
- из-за использования удобрений, содержащих азот, а также при обработке посевов пестицидами;
- при добыче полезных ископаемых, особенно открытым способом;
- фреонами, попадающими в атмосферу из неисправных холодильников;
- при использовании аэрозолей, в составе которых имеется хлороводород.
Как образуются кислотные дожди
Механизм образования кислотных осадков можно просто объяснить химическими формулами. Значительную роль в образовании кислотных осадков играют выбросы вредных веществ, происходящих при работе добывающих и перерабатывающих предприятий. В этих выбросах встречается до 65% серы и ее соединений. Они растворяются во влаге.
Формулы кислого дождя, ppt-online.org
Серные дожди
При попадании в атмосферу диоксида серы происходит реакция, называемая фотохимическим окислением с образованием серного ангидрида. Следующая реакция – его взаимодействие с водяным паром, в результате чего образуется сернистая кислота. Но процесс на этом не останавливается. Взаимодействие это соединения с водой продолжается, и эта кислота превращается в серную.
Азотные дожди
Половина кислотных дождей является азотными. В этом случае формирование дождевой влаги происходит за счет азотосодержащих соединений. Растворяясь в паре, они становятся азотистой или азотной кислотой. Когда такой дождь выпадает на землю, химическая реакция продолжается в почве. При этом происходит образование нитратов и нитритов.
Соляные дожди
Случается, что под воздействием соединений, содержащих хлор, формируются соляные дожди. Этот газ оказывается в воздухе одновременно с метаном. Такое происходит при выбросах ряда промышленных предприятий и при горении мусора.
Кроме названых веществ в атмосферу попадают и соединения, являющиеся в высокой степени токсичными. Виновниками также являются промышленные предприятия. Свою долю вносят и испарения, происходящие при разложении бытовых отходов.
Последствия кислотных дождей
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. На такой почве растения просто не могут существовать. Если в дожде присутствует высококонцентрированная кислота, погибают взрослые растения и семена. Одновременно часть ядовитых соединений отравляет и воздух.
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.
Влияние на человека
Кислотные дожди отрицательно влияют и на человека. Взаимодействуя с рядом строительных материалов, они освобождают из них поликарбонаты. Разрушение достигает такого уровня, что эти вещества, а также влага воздуха начинают окислять металлы, имеющиеся в сооружениях. Из-за этого постройки довольно быстро разрушаются. Из-за кислотных дождей погибает сельскохозяйственный скот, страдают посевы и обитатели водоемов в рыбных хозяйствах.
Под воздействие кислотных дождей у людей развиваются такие заболевания, как: бронхит, воспаление легких, трахеит, бронхиальная астма. В ряде случаев люди даже получают химические ожоги.
К сожалению, этим дело не ограничивается. Мясные изделия, рыба, продукты, изготовленные из растений, оказываются насыщенными ртутью, свинцом, серой, мышьяком, селеном наносят вред здоровью человека. Сохраняются в продуктах животного происхождения и кислоты, и соли, из-за которых происходят пищевые отравления. При этом страдают печень, поджелудочная железа, почки, кровеносная и нервная системы.
Экономические последствия
Кислотные дожди наносят значительный вред и экономике. Для компенсации вреда, нанесенного сельскому хозяйству, лесу, водным объектам требуются значительные затраты. Поскольку страдают и посевные площади, потери урожая достигают больших значений.
Следствием может стать голод, особенно, если речь идет о слабо развитых регионах.
Так как из-за химических ожогов, болезней, вызванных попавшими в организм вредными соединениями, появляется необходимость в оказании медицинской помощи в значительных объемах, возрастают затраты на медицинские препараты и работу медперсонала. Стоимость компенсации последствий только при реализации такой программы достигает десятков миллиардов долларов.
Процесс образования кислотных дождей: чем они опасны для людей
Кислотные дожди – это атмосферные осадки, уровень pH которых ниже 5,6. Если говорить кратко, то кислотный дождь образуется в результате реакции воды с газами в воздухе. Эти газы представляют собой оксид азота, диоксид серы, сероводород и хлористый водород, которые выбрасываются в атмосферу в результате процессов сжигания топлива или различных промышленных производств. Источниками этих газов также являются естественные процессы, такие как извержения вулканов, удары молний и другие природные факторы.
Проблема повышенной кислотности касается не только дождя, но и других видов осадков. Существуют также кислотные туманы и кислотный снег. Загрязнение окружающей среды кислотными дождями вызывает не только закисление почвы, но также наносит вред растениям и оказывает негативное воздействие на животных в данной среде. Они также оказывают значительное влияние на здоровье человека, а также на здания и сооружения. Термин «кислотный дождь» впервые появился в 1872 году в книге шотландского химика Роберта Энгуса Смита, хотя это явление наблюдалось еще в конце 17 века. Самый низкий уровень pH осадков был зарегистрирован в Шотландии в 1974 году. Выпавший дождь имел pH 2,4. Еще более низкий уровень pH зафиксировали в Лондоне в 1952 году. Он имел значение 1,5 и был последствием смога.
Процесс образования кислотных дождей
Кислотные дожди возникают, когда капли воды соединяются с газообразными загрязнителями в атмосфере. В основном к таким загрязнителям относятся диоксид серы (SO2), который вызывает около 60% кислотных дождей в Европе. Кроме того, кислоты образуются из-за присутствия в воздухе оксидов азота (NOx), диоксида углерода (CO2), хлористого водорода (HCl) и сероводорода (h3S).
Источники загрязнения воздуха являются как антропогенными, так и естественными. Они возникают в результате процессов сжигания топлива в энергетике и транспортных средствах, а также на промышленных предприятиях. В случае диоксида углерода основным источником являются как раз промышленные производства. С другой стороны, основным источником оксида азота является сжигание топлива в транспортных средствах. Естественными источниками загрязнения воздуха в основном являются извержения вулканов и лесные пожары.
Частицы газообразных загрязнителей настолько малы, что могут перемещаться на большие расстояния. Следовательно, кислотные дожди не обязательно выпадают там, где происходит загрязнение. Такое перемещение загрязняющих веществ касается влажных осаждений, то есть водных осадков. В случае падения частиц кислоты на землю вместе с частицами пыли мы говорим о сухом осаждении. Сухое осаждение, в отличие от влажного, происходит близко к источнику загрязнения.
Последствия кислотных дождей
Кислотные дожди могут вызвать у людей различные проблемы со здоровьем. Они способствуют возникновению кашля, раздражения горла, астмы и даже бронхита. Кислотный дождь часто вызывает головные боли и боли в глазах. Сульфаты и нитраты, попадая в легкие, могут даже вызвать опухолевые изменения. Они также могут быть вредными косвенно, поскольку вымывают из окружающей среды тяжелые металлы, которые таким образом попадают в воду и пищу. Эти металлы могут накапливаться в организме и вызывать множество заболеваний не только у людей, но и у животных.
Меры борьбы с кислотными осадками
Разработкой мер, направленных на предупреждение вреда от кислотных дождей, занимаются в Соединенных Штатах, в России, в Китае. Причина – в этих странах находится большое количество предприятий, добывающих каменный уголь. Много и металлургических предприятий.
Фото: twimg.com
Борьба с экологическими проблемами в локальных масштабах невозможна. Нужен комплексный подход по сокращению вредных выбросов, кислотообразующих веществ в атмосферу, воду и почвы, который возможен лишь при межгосударственном сотрудничестве. Применение альтернативных источников энергии без использования угля, нефти и газа также приводит к сокращению кислотных осадков. Поможет также использование низкосернистого угля или его очистка от серы. Такие работы ведутся.
Конструкторы разрабатывают высокопроизводительные воздушные фильтры и очистные системы. Однако в короткие сроки решить такие проблемы нельзя. Негативные последствия от загрязнения атмосферы с последующим выпадением кислотных дождей продолжают возрастать ежегодно, за образование кислотных дождей ответственны многие крупные промышленные предприятия.
Поскольку проблема не решена, и ее решение – дело будущего, желательно принятия мер личной безопасности. Если появляется информация о возможном выпадении кислотных осадков, желательно не выходить из помещений. В случае, когда такое невозможно, следует обязательно пользоваться зонтом. Можно обезопасить себя и используя такую одежду, как длинный плащ и непромокаемая обувь.
Без соответствующего анализа невозможно определить, присутствует ли в дожде, снеге, тумане кислота. Поэтому, если получено предупреждение об угрозе осадков с кислотой, следует особо тщательно закрывать двери и окна жилых домов и производственных помещений. В таких случаях всегда присутствую летучие соединения, способные оказывать вредное воздействие и тогда, когда человек не находится под дождем или снегом.
Как уберечься от кислотных осадков
Осадки с повышенной кислотностью являются серьезной проблемой в Китае, России и США, где находится много вредных металлообрабатывающих и угледобывающих предприятий. Бороться с этой проблемой локально невозможно. Необходимо принимать комплексные меры, обеспечить взаимодействие нескольких государств. Ученые во всем мире разрабатывают эффективные очистные системы, которые позволят минимизировать вредные выбросы в атмосферу.
Простой человек сможет обезопаситься от воздействия кислотного дождя при помощи зонта и дождевика. Рекомендуется вовсе не выходить на улицу в плохую погоду. Во время дождя необходимо закрыть все окна и не открывать их еще некоторое время после его завершения.
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.
Содержание
- Формы осадков
- Влажные осадки
- Сухие осадки
- История
- Природные источники
- Техногенные источники
- Последствия выпадения кислотных дождей
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.
youtube.com/embed/yBsiTjA9vF4?rel=0″ frameborder=»0″ allowfullscreen=»allowfullscreen»>Что такое кислотные дожди и почему они вредны?
MEMPHIS, Tenn. (WMC) — Кислотный дождь или кислотное осаждение — это широкий термин, который включает любую форму осадков с кислотными компонентами, такими как серная или азотная кислота, которые выпадают на землю из атмосферы во влажной или сухой форме. . Это может быть дождь, снег, туман, град или даже кислотная пыль.
По данным Агентства по охране окружающей среды:
Шкала pH показывает, насколько кислым является объект. Объекты, которые не очень кислые, называются основными. Шкала имеет значения от нуля (самая кислая) до 14 (самая щелочная). Как видно из приведенной выше шкалы pH, чистая вода имеет значение pH 7. Это значение считается нейтральным — ни кислым, ни щелочным. Обычный чистый дождь имеет значение pH от 5,0 до 5,5, что является слегка кислым. Однако, когда дождь соединяется с двуокисью серы или оксидами азота, вырабатываемыми электростанциями и автомобилями, дождь становится гораздо более кислым. Типичный кислотный дождь имеет значение pH 4,0. Снижение значений pH с 5,0 до 4,0 означает, что кислотность в 10 раз выше (EPA)Кислотный дождь — это дождь, который стал кислотным из-за присутствия в воздухе определенных загрязняющих веществ.
Кислотные дожди — это тип кислотных отложений, которые могут проявляться во многих формах.
— Влажные отложения – это дождь, мокрый снег, снег или туман, кислотность которых выше нормы.
— Сухое осаждение является другой формой кислотного осаждения, когда газы и частицы пыли становятся кислыми.
— Как влажные, так и сухие отложения могут переноситься ветром, иногда на очень большие расстояния.
— Кислотные отложения во влажной и сухой форме падают на здания, автомобили и деревья и могут сделать озера кислыми.
— Кислотные отложения в сухой форме могут вдыхаться людьми и вызывать у некоторых людей проблемы со здоровьем.
Что такое кислотность? Кислотный и основной – это два способа описания химических соединений. Кислотность измеряется с помощью шкалы рН. Шкала рН проходит от нуля (самая кислая) до 14 (самая основная или щелочная). Вещество, которое не является ни щелочным, ни кислым, называется «нейтральным», и его pH равен 7.
Кислотные дожди образуются, когда вода вступает в реакцию с двуокисью серы или двуокисью азота. (https://socratic.org)Источники кислотных дождей Кислотные дожди вызываются химической реакцией, которая начинается, когда в воздух выбрасываются такие соединения, как диоксид серы и оксиды азота. Эти вещества могут подниматься очень высоко в атмосферу, где они смешиваются и реагируют с водой, кислородом и другими химическими веществами, образуя более кислотные загрязнители, известные как кислотные дожди. Диоксид серы и оксиды азота очень легко растворяются в воде и могут переноситься ветром на очень большие расстояния. В результате эти два соединения могут перемещаться на большие расстояния, где они становятся частью дождя, мокрого снега, снега и тумана, с которыми мы сталкиваемся в определенные дни.
Деятельность человека является основной причиной кислотных дождей. За последние несколько десятилетий люди выпустили в воздух так много различных химических веществ, что они изменили состав газов в атмосфере. Электростанции выделяют большую часть диоксида серы и большую часть оксидов азота, когда они сжигают ископаемое топливо, такое как уголь, для производства электроэнергии. Кроме того, выхлопные газы автомобилей, грузовиков и автобусов выделяют в воздух оксиды азота и диоксид серы. Эти загрязняющие вещества вызывают кислотные дожди.
Мертвые или умирающие деревья — обычное явление в районах, пострадавших от кислотных дождей, таких как эти леса в горах Езера в Чешской Республике. Кислотные дожди вымывают алюминий из почвы. Этот алюминий может быть вреден как для растений, так и для животных. Кислотные дожди также удаляют из почвы минералы и питательные вещества, необходимые деревьям для роста. На больших высотах кислотный туман и облака могут лишать листву деревьев питательных веществ, оставляя их с коричневыми или мертвыми листьями и иголками. В этом случае деревья менее способны поглощать солнечный свет, что делает их слабыми и менее способными выдерживать отрицательные температуры (USEPA). (https://www.usgs.gov/media/images/forest-affected-acid-rain)Кислотные дожди могут вызывать проблемы со здоровьем у людей могут усугубить эти заболевания. Респираторные заболевания, такие как астма или хронический бронхит, затрудняют дыхание людей. Загрязнение, вызывающее кислотные дожди, также может создавать крошечные частицы. Когда эти частицы попадают в легкие людей, они могут вызывать проблемы со здоровьем или усугублять существующие проблемы со здоровьем. Кроме того, оксиды азота вызывают образование приземного озона. Этот приземный озон вызывает проблемы с дыханием, такие как пневмония и бронхит, и может даже вызвать необратимое повреждение легких. Последствия для здоровья, о которых люди должны беспокоиться, вызваны не кислотными дождями, а вдыханием людьми этих крошечных частиц или озона. Купание в кислом озере или прогулка по кислой луже не более вредны для человека, чем плавание или прогулка по чистой воде.
Кислотные дожди вредят лесам
Кислотные дожди могут быть чрезвычайно вредными для лесов. Кислотные дожди, которые просачиваются в землю, могут растворять питательные вещества, такие как магний и кальций, которые необходимы деревьям для здоровья. Кислотные дожди также вызывают попадание алюминия в почву, из-за чего деревьям трудно поглощать воду. Деревья, расположенные в горных районах на возвышенностях, такие как ели или пихты, подвергаются большему риску, поскольку они подвергаются воздействию кислотных облаков и тумана, которые содержат большее количество кислоты, чем дождь или снег. Кислые облака и туман лишают их листьев и хвои важных питательных веществ. Эта потеря питательных веществ облегчает инфекциям, насекомым и холодной погоде повреждение деревьев и лесов.
Кислотные дожди наносят ущерб озерам и ручьям Без загрязнения или кислотных дождей большинство озер и ручьев имели бы уровень pH около 6,5. Однако кислотные дожди привели к тому, что многие озера и ручьи на северо-востоке США и в некоторых других местах имеют гораздо более низкий уровень pH.
Кроме того, алюминий, попадающий в почву, в конечном итоге попадает в озера и ручьи. К сожалению, это повышение уровня кислотности и алюминия может быть смертельным для водных животных, включая фитопланктон, подёнок, радужную форель, мелкоротого окуня, лягушек, пятнистых саламандр, раков и других существ, которые являются частью пищевой сети. Эта проблема может усугубиться во время сильных ливней или весной, когда начинает таять снег. События такого типа известны как эпизодическое закисление.
Кислотный дождь повреждает здания и объекты Кислотный дождь также может оказывать разрушительное воздействие на многие объекты, включая здания, статуи, памятники и автомобили. Химические вещества, обнаруженные в кислотных дождях, могут привести к отслаиванию краски, а каменные статуи могут начать казаться старыми и изношенными, что снижает их ценность и красоту.
Программа кислотных дождей Агентства по охране окружающей среды
Электростанции вырабатывают электроэнергию, которую мы используем каждый день. К сожалению, электростанции также производят большое количество оксидов азота и диоксида серы — загрязнителей, вызывающих кислотные дожди, — когда они сжигают ископаемое топливо, особенно уголь, для производства энергии. Конгресс принял закон под названием «Поправки к Закону о чистом воздухе 1990 года», и в этом законе говорилось, что EPA должно начать программу кислотных дождей. Программа ограничивает или ограничивает количество двуокиси серы, которое электростанции могут выбрасывать в воздух, и выдает электростанциям квоты на покрытие выбросов двуокиси серы. Это также снижает количество оксидов азота, которые могут выделять электростанции.Уменьшение загрязнения Ученые нашли различные способы уменьшить количество диоксида серы, выбрасываемого угольными электростанциями. Один из вариантов — использовать уголь с меньшим содержанием серы. Другой вариант — «промыть» уголь, чтобы удалить часть серы. На электростанции также можно установить оборудование, называемое скрубберами, которое удаляет диоксид серы из газов, выходящих из дымовой трубы.
Поскольку оксиды азота образуются в процессе сжигания угля и других ископаемых видов топлива, некоторые электростанции меняют способ сжигания угля. Другие источники энергии Отличный способ уменьшить количество кислотных дождей — производить энергию без использования ископаемого топлива. Вместо этого люди могут использовать возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветровая энергия. Возобновляемые источники энергии помогают уменьшить количество кислотных дождей, потому что они производят гораздо меньше загрязнения. Эти источники энергии могут быть использованы для питания машин и производства электроэнергии.
Машины-уборщики Легковые и грузовые автомобили являются основными источниками загрязняющих веществ, вызывающих кислотные дожди. В то время как одна машина сама по себе не производит большого загрязнения, все машины на дороге вместе взятые создают много загрязнения. Поэтому производители автомобилей обязаны уменьшить количество оксидов азота и других загрязняющих веществ, выделяемых новыми автомобилями. Один тип технологии, используемой в автомобилях, называется каталитическим нейтрализатором. Это оборудование уже более 20 лет используется для уменьшения количества оксидов азота, выделяемых автомобилями. Некоторые новые автомобили также могут использовать более чистое топливо, такое как природный газ.
Автомобили, которые меньше загрязняют окружающую среду и более безопасны для окружающей среды, часто обозначаются как автомобили с низким уровнем выбросов. Вы можете узнать, какие транспортные средства относятся к транспортным средствам с низким уровнем выбросов, изучив «Руководство по экологичным транспортным средствам» Агентства по охране окружающей среды (https://www.epa.gov/greenvehicles).
Copyright 2021 WMC. Все права защищены.
Нажмите здесь , чтобы подписаться на нашу рассылку!
Нажмите здесь , чтобы сообщить об орфографической или грамматической ошибке. Пожалуйста, включите заголовок.
Кислотный дождь — ScienceAid
3 части:
Кислотный дождь
Ссылка на эту статью
Комментарии
В дожде есть романтика. Падение крошечных влажных капель осадков может сделать даже самый унылый вечер волшебным. Это волшебство – идти домой летней ночью под дождем, ритмы флип-флоп, шагая вместе с каплями по лужам, пока с тебя спадает июльская жара. Открытое окно со звуком капель, падающих на лужи, или ржавая крыша, гремящая от капель дождя, дарит комфорт, а прохладные весенние дожди — это признак лета, дающего надежду после темной холодной зимы.
Было ли это полезно? Да | Нет| Мне нужна помощь
Но не все, что содержится в этих капельках воды, является чистым совершенством. Высокий уровень кислоты в дожде породил термин, невообразимо придуманный в 1950-х годах: Кислотный дождь. Хотя кислотные дожди были впервые обнаружены в 17 веке после того, как в мраморе были отмечены плохие условия, со времен промышленной революции ученые зафиксировали высокие уровни кислоты в дожде.
Было ли это полезно? Да | Нет| мне нужна помощь
Содержимое
- 1 Кислотный дождь
- 1. 1 Причина кислотных дождей
- 1.2 Кислотное осаждение
- 1.3 Состав кислотного дождя
- 1.3.1 Химический процесс
- 1.4 Источники
- 1.4.1 Антропогенные источники
- 1.4.2 Природные источники
- 1.5 Побочные эффекты
- 1.6 Измерение кислотных дождей
- 1.7 Методы профилактики
- 1.7.1 Десульфурация и денитрификация
- 1.8 Замена ископаемого топлива
- 1.9 Восстановление SO2
- 1.10 Сокращение (NO)x
- 2 Ссылка на эту статью
- 3 комментария
Дистиллированный или чистый дождь обычно имеет рН 7 и считается нейтральным. Дождь или осадки с pH ниже 5,6 называются кислотными дождями. Литературное значение кислотного дождя дождь с избытком солей .
Было ли это полезно? Да | Нет| мне нужна помощь
Кислотные дожди чрезвычайно вредны для растений, водных организмов, зданий и архитектуры из-за отложения солей.
Причина кислотных дождей
Кислотные дожди вызываются выбросами диоксида серы (SO2) и оксидов азота (NOX) в атмосферу. Затем они переносятся ветром или воздухом и реагируют с водой, кислородом и другими атмосферными химическими веществами с образованием серной и азотной кислот. Эти кислоты смешиваются с молекулами воды, прежде чем выпадают на землю.
Было ли это полезно? Да | Нет| Мне нужна помощь
Хотя очень небольшая часть вредных кислот в кислотных дождях присутствует естественным образом (например, извержения вулканов), основные источники SO2 и NOX в атмосфере образуются в результате сжигания ископаемого топлива для выработки электроэнергии, запуска машин , автомобили, тяжелое оборудование и в обрабатывающей промышленности, промышленности и нефтеперерабатывающих заводах.
Было ли это полезно? Да | Нет| Мне нужна помощь
Кислотное осаждение
Кислотный дождь — это осаждение кислот в воздухе. Кислотные отложения делятся на две категории.
- Влажное осаждение
Влажное осаждение кислоты происходит, когда любая форма осадков (дождь, снег и т. д.) удаляет кислоту из атмосферы и доставляет ее на поверхность Земли. По сути, это то, о чем мы думаем, когда думаем о кислотных дождях. Серная и азотная кислоты поступают на поверхность Земли с осадками.
Было ли это полезно? Да | Нет| Мне нужна помощь
- Сухое осаждение
Кислотное осаждение также происходит в отсутствие осадков и известно как сухое осаждение. Сухое осаждение вызывается мельчайшими частицами (или твердыми частицами) в выбросах продуктов сгорания. На это событие может приходиться до 20–60 % всех наблюдаемых кислотных отложений. Сухое осаждение происходит, когда частицы и газы прилипают к земле, растениям или другим поверхностям.
Было ли это полезно? Да | Нет| Мне нужна помощь
Состав кислотного дождя
Компоненты кислотного дождя
- H 2 SO 4
- HNO 3
- HCl
Кислотный дождь обычно состоит из любой из трех вышеупомянутых кислот. H 2 SO 4 вносит основной вклад в кислотные осадки (60-70%), в то время как HNO 3 вносит около 30-40% кислотных дождей. HCl является второстепенным компонентом кислотных дождей.
Было ли это полезно? Да | Нет| Мне нужна помощь
Химический процесс
При сжигании ископаемого топлива образуется SO 2 и NO x . Они превращаются в серную кислоту и азотную кислоту.
Образование серной кислоты:
SO 2 + H 2 O → H 2 SO 3 H 2 SO 3 + [O] → H 2 SO 4
Образование азотной кислоты Оксиды азота реагируют с H 2 O и превратить его в азотную кислоту.
2НО + O 2 → 2НО 2 2NO 2 + H 2 O + O → 2HNO 3
Комбинация азотной и серной кислот образует кислотные дожди.
Источники
Существует два типа источников, испускающих различные оксиды серы и азота, которые реагируют с H3O с образованием азотной и серной кислот.
- Антропогенные источники
- Природные источники
Антропогенные источники
Основной причиной кислотных дождей являются соединения серы и азота из антропогенных источников. Ежегодно из антропогенных источников в атмосферу Земли попадают миллионы тонн закиси азота (NOx).
- Ископаемое топливо
- Угольные электростанции: Электростанции дают от 60% до 70% серы.
- Автомобильный выхлоп
- Домашнее пожарное или бытовое топливо
- Ядерные взрывы
- Отходы заводов по производству удобрений
- Животноводство
- Промышленность и фабрики
Природные источники
Основным природным явлением, которое способствует выбросу кислотообразующих газов в атмосферу, являются выбросы из:
- Биологические процессы: Кислотообразующие газы также образуются в результате процессов, происходящих в океанах, на суше и в заболоченных местах. Основным биологическим источником соединений, содержащих серу, является диметилсульфид.
- Азотная кислота в дождевой воде является важным источником для жизни растений, а также образуется в результате электрической активности в атмосфере, такой как молния.
- Кислоты выделяются в водоемы организмами, осуществляющими анаэробную деятельность.
H 2 S + H 2 SO 3 → H 2 SO 4
SO 2 9021 3 + Н 2 О → SO 2 Н 2 О
SO 2 + H 2 O ⇌ H + HSO - 3
HSO - 902 12 3 ⇌ H + + SO 2- 3
Неблагоприятное Последствия
Кислотные дожди имеют следующие неблагоприятные последствия:
- Коррозионное действие
Коррозионное действие этих кислотных дождей повреждает здания, деревянные, стальные, а также цементные и бетонные конструкции. Он также повреждает ткани и другие волокнистые материалы.
CaCO 3 + H 2 SO 4 ⇌ CaSO 4 + CO 2 + H 2 O
- Разложение материнских пород
Низкий уровень pH вызывает выделение многих токсичных металлов и элементов в избыточных количествах, так как скорость распада и разложения материнских пород увеличивается. Однако в небольших количествах эти элементы не представляют никаких проблем, но в более высоких концентрациях многие из них являются высокотоксичными.
Было ли это полезно? Да | Нет| мне нужна помощь
- Плодородие почвы
Кислотные дожди могут нанести серьезный ущерб биологии и химическому составу почвы. Некоторые микробы не могут переносить изменения низкого pH и погибают. Кислота денатурирует ферменты этих микробов. Ионы гидроксония кислотных дождей мобилизуют токсины, такие как алюминий, и вымывают необходимые питательные вещества и минералы, такие как магний.
Было ли это полезно? Да | Нет| Мне нужна помощь
2H + (водный) + Mg 2 (глина) + ⇌ 2H + (глина) + Mg 2+ (водн.)
- 900 22 Воздействие на леса и растительность
Кислотные дожди снижают скорость фотосинтеза за счет разрушения молекул хлорофилла. Это также замедляет рост растений и снижает их чувствительность к болезням, в то время как ферменты нарушаются из-за изменения рН. Кислотные дожди также повреждают корни деревьев и ослабляют их. Проницаемость мембран растений для поглощения также снижается из-за кислотных дождей.
Было ли это полезно? Да | Нет| Мне нужна помощь
- Воздействие на лишайники
Кислотные дожди повреждают лишайники и препятствуют их росту. Лишайники являются чувствительными биоиндикаторами загрязнения воздуха и полностью отсутствуют в местах с высоким уровнем загрязнения воздуха.
- Воздействие на водные системы
Кислотные осадки резко влияют на водную жизнь из-за низкого содержания минералов. Как более низкий pH, так и более высокая концентрация алюминия в поверхностных водах из-за кислотных дождей могут убить рыбу, закупорив ее жабры и уменьшив содержание O 9 в ней.0212 2 впуск. Поскольку озера и реки становятся более кислыми, биоразнообразие сокращается. Многие виды бактерий и сине-зеленых водорослей погибают из-за подкисления H 2 O, нарушая экологический баланс.
Было ли это полезно? Да | Нет| Мне нужна помощь
- Здоровье человека
Тяжелые металлы, такие как кадмий, алюминий и палладий, которые попадают в кровоток водных животных, затем передаются по пищевой цепи другим животным и человеку. Эти тяжелые металлы влияют на стабильность клеточных мембран, поэтому оказываются вредными для здоровья. Присутствие тяжелых металлов влияет на нервную систему человека, пищеварительную систему и дыхательную систему, вызывая или усугубляя такие заболевания, как астма и бронхит.
Было ли это полезно? Да | Нет| Мне нужна помощь
- Воздействие на здоровье животных
Животные-земноводные пострадали от высокого уровня кислотности воды из-за кислотных дождей. Некоторые виды лягушек и жаб в настоящее время находятся на грани исчезновения из-за неспособности их яиц и личинок выживать в среде с высоким содержанием кислоты. Закисление водоемов сказалось на доступности корма для птиц, питающихся рыбой. Кролики, которые жили в лесах, которые были свидетелями кислотных дождей, изучаются, поскольку высокий уровень кислотности вызывает повреждение их пищеварительной системы, вызванное желчными солями. Сообщается, что высокий уровень алюминия является причиной недоедания и голода у некоторых лесных животных.
Было ли это полезно? Да | Нет| Мне нужна помощь
Измерение кислотных дождей
Кислотные дожди измеряются с помощью шкалы pH. Чем ниже шкала pH вещества, тем оно более кислое.
- Обычный дождь: 7.0pH
- Слабокислотный: 5,6 pH
- Кислотный дождь: pH менее 5,6
Методы профилактики
Технические решения
- Энергосбережение:
Энергосбережение приведет к меньшему расходу топлива и снижению выбросов оксидов серы и азота.
Десульфурация и денитрификация
- ДДГ:
Многие угольные электростанции используют десульфурацию ископаемых газов (ДДГ) для удаления серосодержащих газов из дымовых газов. ДДГ удаляет до 95% SO 2 из ископаемых газов.
- Денитрификация:
Денитрификация – это использование технологии, которая удаляет или восстанавливает оксид азота (NO) x излучение в атмосферу.
Замена ископаемого топлива
Замена ископаемого топлива другими альтернативными формами энергии может предложить будущие решения.
Восстановление SO2
Выбросы диоксида серы можно уменьшить путем удаления серы перед сжиганием топлива с помощью процесса, называемого газификацией очистки угля.