Програма „Обичам психологията 

Естествен киселинен дъжд. Важни факти за киселинния дъжд. Може ли киселинният дъжд сам по себе си да представлява заплаха?

Напоследък доста често можете да чуете, че е започнал киселинен дъжд. Възниква, когато природата, въздухът и водата взаимодействат с различни замърсители. Такива валежи водят до редица негативни последици:

  • заболявания при хората;
  • загиване на земеделски растения;
  • намаляване на горските площи.

Киселинният дъжд възниква поради промишлените емисии на химически съединения, изгарянето на петролни продукти и други горива. Тези вещества замърсяват атмосферата. След това амоняк, сяра, азот и други вещества реагират с влагата, което води до киселинност на дъжда.

За първи път в човешката история киселинният дъжд е регистриран през 1872 г., а през ХХ век това явление става много често. От киселинните дъждове най-много вреди се нанасят на САЩ и европейските страни. Освен това еколозите са разработили специална карта, която показва зоните, които са най-изложени на опасни киселинни дъждове.

Причини за киселинния дъжд

Причините за отровните валежи са антропогенни и естествени. В резултат на развитието на индустрията и технологиите, заводи, фабрики и различни предприятия започнаха да отделят огромни количества азотни и серни оксиди във въздуха. Така че, когато сярата навлезе в атмосферата, тя взаимодейства с водни пари, образувайки сярна киселина. Същото се случва и с азотния диоксид, образува се азотна киселина, изпада заедно с атмосферните валежи.

Друг източник на замърсяване на въздуха са отработените газове на моторните превозни средства. Веднъж попаднали във въздуха, вредните вещества се окисляват и падат на земята под формата на киселинен дъжд. Утаяването на азот и сяра в атмосферата възниква в резултат на изгарянето на торф, въглища в ТЕЦ. Огромно количество серен оксид навлиза във въздуха по време на обработката на метали. При производството на строителни материали се отделят азотни съединения.

Определена част от сярата в атмосферата е от естествен произход, например серен диоксид се отделя след изригване на вулкан. Азотсъдържащи вещества могат да се отделят във въздуха в резултат на дейността на определени почвени микроби и светкавични разряди.

Ефектите от киселинния дъжд

Има много последствия от киселинния дъжд. Хората, попаднали в такъв дъжд, могат да развалят здравето си. Това атмосферно явление причинява алергии, астма, рак. Също така, дъждовете замърсяват реки и езера, водата става неизползваема. Всички обитатели на водите са в опасност, огромни популации от риби могат да загинат.

Киселинен дъжд пада върху земята и замърсява почвата. Това изчерпва плодородието на земята, намалявайки броя на културите. Тъй като валежите падат върху огромни площи, те се отразяват негативно на дърветата, което допринася за тяхното изсъхване. В резултат на влиянието на химичните елементи се променят метаболитните процеси в дърветата, инхибира се развитието на корените. Растенията стават чувствителни към температурни промени. След всеки киселинен дъжд дърветата могат рязко да хвърлят листата си.

Една от по-малко опасните последици от отровните валежи е разрушаването на каменни паметници и архитектурни обекти. Всичко това може да доведе до срутване на обществени сгради и къщи на голям брой хора.

Трябва сериозно да помислим за проблема с киселинния дъжд. Това явление пряко зависи от дейността на хората и затова е необходимо значително да се намали количеството на емисиите, които замърсяват атмосферата. Когато замърсяването на въздуха бъде намалено до минимум, планетата ще бъде по-малко податлива на такива опасни валежи като киселинни дъждове.

Решаване на екологичния проблем с киселинния дъжд

Проблемът с киселинните дъждове е глобален. В това отношение тя може да бъде решена само ако се обединят усилията на огромен брой хора. Един от основните методи за решаване на този проблем е намаляването на вредните промишлени емисии във водата и въздуха. Във всички предприятия е необходимо да се използват почистващи филтри и съоръжения. Най-дългосрочното, скъпо, но и най-обещаващото решение на проблема е създаването на екологично чисти предприятия в бъдеще. Всички съвременни технологии трябва да се използват, като се вземе предвид оценката на въздействието на дейностите върху околната среда.

Съвременните видове транспорт нанасят много вреди на атмосферата. Едва ли хората ще се откажат от колите в близко бъдеще. Днес обаче се въвеждат нови екологични превозни средства. Това са хибриди и електрически превозни средства. Автомобили като Tesla вече са спечелили признание в различни страни по света. Те работят на специални батерии. Електрическите скутери също постепенно набират популярност. Освен това не забравяйте за традиционния електрически транспорт: трамваи, тролейбуси, метро, ​​електрически влакове.

Не бива да забравяме, че замърсяването на въздуха се извършва от самите хора. Няма нужда да мислите, че някой друг е виновен за този проблем и това не зависи конкретно от вас. Това не е съвсем вярно. Разбира се, един човек не е в състояние да отдели токсични и химични агенти в атмосферата в големи количества. Редовното използване на леки автомобили обаче води до факта, че редовно изпускате отработени газове в атмосферата и това впоследствие става причина за киселинни дъждове.

За съжаление, не всички хора са наясно с такъв екологичен проблем като киселинния дъжд. Към днешна дата има много филми, статии в списания и книги за този проблем, така че всеки човек може лесно да запълни тази празнина, да осъзнае проблема и да започне да действа в полза на неговото решение.

Киселинният дъжд е често срещан проблем в много области по света. Те представляват сериозна опасност за хората и околната среда. Ето защо е необходимо правилно да се справите с този проблем, да го идентифицирате навреме, което ще ви позволи да се предпазите от такова отрицателно въздействие.

Киселинен дъжд - какво е това?

Смята се, че всяка валежи трябва да има киселинност в диапазона от 5,6-5,8 pH. В този случай водата, която попада в определена област, е леко кисел разтвор. Не представлява опасност за околната среда и е безвреден за хората.

Какво е киселинен дъжд

Ако киселинността на валежите се повиши, те се наричат ​​киселинни. Обикновено дъждът е леко кисел, което се обяснява с химическата реакция, която протича във въздуха между въглероден диоксид и вода. В резултат на това взаимодействие се образува въглеродна киселина. Именно тя придава на дъжда леко киселинни свойства. Повишаването на киселинността на валежите се обяснява с наличието на различни замърсители в състава на долните слоеве на атмосферата.

Най-често това явление се причинява от серен оксид. Той влиза в фотохимична реакция, която води до образуването на серен анхидрид. Това вещество взаимодейства с вода, което завършва с образуването на сярна киселина. Постепенно се окислява при висока влажност. Резултатът е особено опасна сярна киселина.

Друг химикал, който причинява киселинни дъждове, е азотният оксид. Той реагира химически с въздух и водни частици по същия начин, образувайки опасни съединения. Основната опасност от такива валежи е, че те външно не се различават от обикновените по цвят или мирис.

Причини за киселинния дъжд

Причините за валежи с висока киселинност се наричат:

Защо се образуват киселинни дъждове?

  • ауспух на превозно средствокоито работят на бензин. При изгаряне вредните вещества навлизат в атмосферата, замърсявайки я;
  • експлоатация на топлоелектрически централи. За производството на енергия се изгарят милиони тонове гориво, което се отразява негативно на околната среда;
  • добив, преработка и използване на различни минерали(руда, газ, въглища);
  • следствие от вулканични изригваниякогато в околната среда попаднат много киселинни емисии;
  • активни процеси на разлагане на биологични остатъци. В резултат на това се образуват химически активни съединения (сяра, азот);
  • дейност на промишлени съоръжениязанимава се с металообработка, машиностроене, производство на метални изделия;
  • активно използване на аерозоли и спрейовесъдържащи хлороводород, което води до замърсяване на въздуха;
  • използване на климатици и хладилна техника. Те работят за сметка на фреон, чието изтичане е особено опасно за околната среда;
  • производство на строителни материали. В процеса на тяхното производство се образуват вредни емисии, които провокират киселинни дъждове;
  • торене на почвата с азотсъдържащи съединениякоито постепенно замърсяват атмосферата.

Въздействието на киселинния дъжд върху хората и околната среда

Валежите, замърсени с киселинни вещества, са много опасни за цялата екосистема – флората, фауната и хората. Такива дъждове могат да провокират сериозни екологични проблеми, които изискват интегриран подход към тяхното решаване.

Когато киселинният дъжд попадне в почвата, хранителните вещества, необходими за нормалния растеж на растенията, се унищожават. Те изтеглят метали (олово, алуминий), опасни за хората, които преди това са били в неактивно състояние, върху повърхността на почвата. При продължително излагане на почвата на този фактор той става неподходящ за отглеждане на култури. А за възстановяване на свойствата му са необходими повече от една година и усърдна работа на специалисти.

Същото отрицателно въздействие на валежите с висока киселинност се оказва и върху състоянието на водните обекти. Те стават неподходящи за растеж на риби и водорасли, тъй като балансът на естественото им местообитание е нарушен.

Също така, високата киселинност на валежите води до замърсяване на въздуха. Въздушните маси са пълни с огромно количество токсични частици, които се вдишват от хората и остават на повърхността на сградите. Те унищожават боята, облицовъчните материали, металните конструкции. В резултат на това се нарушава външният вид на сгради, паметници, автомобили и всичко, което е на открито.

Ефекти от киселинно утаяване

Киселинният дъжд води до глобални екологични проблеми, които засягат всеки човек:

  • екосистемата на водните тела се променя, което води до смъртта на риби и водорасли;
  • вода от замърсени водоеми не може да се използва поради повишената концентрация на токсини в нейния състав;
  • увреждане на листата и корените на дърветата, което води до тяхната смърт;
  • почвата, където постоянно се отбелязва повишена киселинност на валежите, става неподходяща за растеж на всякакви растения.

Киселинните дъждове оказват негативно влияние не само върху състоянието на флората и фауната, но и върху човешкия живот. Смъртта на добитъка, търговските видове риби и реколтата се отразява негативно на икономическата ситуация в страната. А щетите на имущество (обшивки на сгради, обекти, представляващи архитектурна или историческа памет) водят до допълнителни разходи за тяхното възстановяване.

Подобни валежи оказват изключително негативно влияние върху здравето на населението. Хората с хронични заболявания на дихателната система, попаднали в района, засегнат от киселинни дъждове, ще се чувстват по-зле.

Растенията, рибите, животните, разположени на територията, където постоянно се наблюдават такива валежи, са много опасни за хората. При редовно ядене на такава храна, съединенията на живак, олово, алуминий проникват в тялото. Веществата, открити в киселинния дъжд, причиняват сериозни патологии при хората. Те нарушават работата на сърдечно-съдовата, нервната система, черния дроб, бъбреците, причиняват интоксикация, генетични мутации.

Как да се предпазите от киселинен дъжд

Валежите с висока киселинност са сериозен проблем в Китай, Русия и САЩ, където има много вредни металообработващи и въгледобивни предприятия. Невъзможно е да се справим с този проблем на местно ниво. Необходимо е да се предприемат комплексни мерки за осигуряване на взаимодействието на няколко държави. Учени от цял ​​свят разработват ефективни системи за пречистване, които ще сведат до минимум вредните емисии в атмосферата.

Обикновеният човек може да се предпази от въздействието на киселинния дъжд с чадър и дъждобран. Препоръчително е да не излизате изобщо при лошо време. По време на дъжд е необходимо да затворите всички прозорци и да не ги отваряте известно време след като е приключил.

Киселинен дъжд

Общата концепция за "киселинен дъжд":

Терминът "киселинен дъжд" е въведен за първи път през 1872 г. от английския изследовател Ангъс Смит, чието внимание е привлечено от смога в Манчестър. И въпреки че учените от онова време отхвърлиха теорията за съществуването на киселинен дъжд, днес е очевиден факт, че киселинният дъжд е една от причините за смъртта на живи организми, гори, култури и други видове растителност. Освен това киселинните дъждове разрушават сгради и архитектурни паметници, правят металните конструкции неизползваеми, намаляват плодородието на почвата и могат да доведат до проникване на токсични метали във водоносни хоризонти.

Терминът "киселинен дъжд" се отнася до всички видове метеорологични валежи - дъжд, сняг, градушка, мъгла, киша, чието pH е по-ниско от средната стойност на pH на дъждовната вода, която е приблизително равна на 5,6. „Чистият“ дъжд обикновено винаги е леко кисел, тъй като въглеродният диоксид (CO 2 ) във въздуха реагира химически с дъждовната вода, за да образува слаба въглеродна киселина. Теоретично, такъв "чист", леко кисел дъжд трябва да има pH = 5,6, което съответства на равновесието между CO 2 на водата и CO 2 на атмосферата. Въпреки това, поради постоянното присъствие на различни вещества в атмосферата, дъждът никога не е напълно "чист", а pH му варира от 4,9 до 6,5, със средна стойност около 5,0 за умерената горска зона. В допълнение към CO 2, различни серни и азотни съединения също естествено навлизат в земната атмосфера, които придават киселинна реакция на валежите. По този начин „киселинен дъжд“ може да възникне и по естествени причини. Но освен естественото навлизане в земната атмосфера на различни оксиди с киселинна реакция, има и антропогенни източници, емисиите от които са многократно по-високи от естествените. Замърсяването на атмосферата с голямо количество серни и азотни оксиди може да повиши киселинността на валежите до pH = 4,0, което е извън стойностите, поносими от повечето живи организми.

Причини за киселинния дъжд:

Основната причина за киселинните дъждове е наличието на серен диоксид SO 2 и азотен диоксид NO 2 в земната атмосфера, които в резултат на химичните реакции, протичащи в атмосферата, се превръщат съответно в сярна и азотна киселини, утаяването на които на земната повърхност засяга живите организми и екотопа като цяло.

Видове серни съединения:

Най-важните серни съединения, открити в земната атмосфера, включват:

1. Серен диоксид - SO 2

2. Въглероден оксисулфид - COS

3. Въглероден дисулфид - CS 2

4. Сероводород - H 2 S

5. Диметилсулфид - (CH 3) 2 S

6. Сулфатен йон - SO 4 2-

Източници на серни съединения:

Естествени източници на емисии на сяра в атмосферата:

аз Биологична изолация. Почти без изключение традиционните модели на цикъла на сярата показват, че около 50% от сярата се появява в атмосферата поради нейните биологични трансформации в почвените и водните екосистеми. Предполага се, че в резултат на протичащи микробиологични процеси в тези естествени екосистеми сярата се изпарява под формата на сероводород (H 2 S). Многобройни научни данни показват, че микроорганизмите произвеждат сероводород главно по два начина:

1. възстановяване на сулфати.

2. разлагане на органична материя.

Десулфовибриокакто и свързаните с тях бактерии, сулфат-редуктори, обитават в изобилие блата, блата и лошо дренирани почви. Тези микроорганизми използват сулфати като краен акцептор на електрони. Също така, изключително голяма и разнообразна група от микроорганизми, включително аероби, термофили, психрофили, бактерии, актиномицети и гъбички, разграждат органични съединения, съдържащи сяра и освобождават сероводород. Повърхността на морето и неговите дълбоки слоеве също могат да съдържат значителни количества сероводород. Към момента източниците на образуване на диметилсулфид не са напълно известни, но се предполага, че в тяхното възникване участват морски водорасли. Биологичните серни емисии не надвишават 30-40 милиона тона годишно, което е приблизително 1/3 от общото количество освободена сяра.

II. Вулканична дейност. Когато изригне вулкан, сероводородът, сулфатите и елементарната сяра навлизат в земната атмосфера заедно с голямо количество серен диоксид. Тези съединения навлизат главно в долния слой - тропосферата, а при отделни, големи изригвания се наблюдава повишаване на концентрацията на серни съединения в по-високите слоеве - в стратосферата. С изригването на вулкани средно годишно в атмосферата навлизат около 2 милиона тона сяросъдържащи съединения. За тропосферата това количество сяра е незначително в сравнение с биологичното освобождаване, докато за стратосферата вулканичните изригвания са най-важните източници на сяра.

III. Повърхността на океаните. След изпаряването на водните капчици, навлизащи в атмосферата от повърхността на океаните, остава морска сол, съдържаща, заедно с натриеви и хлорни йони, серни съединения - сулфати.

Заедно с частици морска сол годишно в земната атмосфера влизат от 50 до 200 милиона тона сяра, което е много повече от емисиите на сяра в атмосферата по естествен път. В същото време, поради големия си размер, частиците на солта бързо падат от атмосферата и по този начин само незначителна част от сярата навлиза в горните слоеве и се разпръсква над сушата. Трябва обаче да се вземе предвид фактът, че сулфатите от морски произход не могат да образуват сярна киселина, следователно от гледна точка на образуването на киселинни дъждове те не са значими. Тяхното влияние засяга само регулирането на образуването на облаци и валежите.

Антропогенни източници на емисии на сяра в атмосферата:

Видове азотни съединения:

Съставът на атмосферата включва редица азотсъдържащи съединения, от които азотният оксид (N 2 O) е най-разпространеният. Този газ в долните слоеве на въздуха е неутрален и не участва в образуването на киселинни дъждове. Също така в състава на земната атмосфера има кисели азотни оксиди, като: азотен оксид NO и азотен диоксид NO 2. Освен това съставът на атмосферата включва единственото алкално азотно съединение - амоняк.

Най-важните азотни съединения, открити в земната атмосфера са:

1. Азотен оксид - NO 2

2. Азотен оксид - НЕ

3. Азотен анхидрид - N 2 O 3

4. Азотен диоксид - NO 2

5. Азотен оксид - N 2 O 5

Източници на азотни съединения:

Естествени източници на емисии на азотни съединения в атмосферата:

аз Почвата емисия на азотни оксиди.По време на дейността на денитрифициращите бактерии, живеещи в почвата, от нитратите се отделят азотни оксиди. По данни за 1990 г. всяка година по света по този начин се образуват около 8 милиона тона азотни оксиди (по отношение на азота).

II. Гръмотевични бури.По време на електрически разряди в атмосферата, поради много високата температура и преминаването в плазмено състояние, молекулният азот и кислородът във въздуха се комбинират, за да образуват азотни оксиди. Образуваният по този начин азотен оксид е около 8 милиона тона.

III. Изгаряне на биомаса.Този вид източник може да бъде както от изкуствен, така и от естествен произход. Най-голямо количество биомаса се изгаря в резултат на процеса на изгаряне на гората (за получаване на производствено пространство) и пожари в саваната. При изгарянето на биомаса 12 милиона тона азотни оксиди (по отношение на азот) влизат във въздуха през годината.

IV. Други източници.Други източници на естествени емисии на азотни оксиди са по-малко значими и трудни за оценка. Те включват: окисляване на амоняка в атмосферата, разлагане на азотен оксид, разположен в стратосферата, в резултат на което смес от образуваните оксиди NO и NO 2 навлиза в тропосферата, и накрая, фотолитични и биологични процеси в океани. Тези източници съвместно произвеждат през годината от 2 до 12 милиона тона азотни оксиди (по отношение на азота).

Антропогенни източници на емисии на азотни съединения в атмосферата:

Сред антропогенните източници на образуване на азотен оксид на първо място се нарежда изгарянето на изкопаеми горива (въглища, нефт, газ и др.). По време на горенето, в резултат на поява на висока температура, азотът и кислородът във въздуха се комбинират. В този случай количеството на образувания азотен оксид NO е пропорционално на температурата на горене. В допълнение, азотните оксиди се образуват в резултат на изгарянето на азотсъдържащи вещества, присъстващи в горивото. Чрез изгаряне на изкопаеми горива човечеството ежегодно изпуска около 12 милиона тона във въздушния басейн на Земята. азотни оксиди. Малко по-малко азотни оксиди, около 8 милиона тона. годишно идва от изгарянето на гориво (бензин, дизелово гориво и др.) в двигатели с вътрешно горене.. Промишлеността по света отделя около 1 млн.т. азот годишно. Така поне 37% от близо 56 Mt. годишните емисии на азотен оксид се образуват от антропогенни източници. Този процент обаче ще бъде много по-висок, ако към него се добавят продукти от изгаряне на биомаса.

Атмосферен амоняк:

Амонякът, който е алкален във воден разтвор, играе важна роля в регулирането на киселинния дъжд, тъй като може да неутрализира киселинните съединения в атмосферата:

NH 3 + H 2 SO 4 = NH 4 HSO 4

NH3 + NH4HSO4 = (NH4)2SO4

NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3

Така киселинното утаяване се неутрализира и се образуват сулфати и амониев нитрат.

Почвата е най-важният източник на атмосферен амоняк. Органичните вещества в почвата се разграждат от определени бактерии и един от крайните продукти на този процес е амонякът. Учените успяха да установят, че активността на бактерията, която в крайна сметка води до образуването на амоняк, зависи преди всичко от температурата и влажността на почвата. На високи географски ширини (Северна Америка и Северна Европа), особено през зимните месеци, отделянето на амоняк от почвата може да бъде незначително. В същото време тези райони имат най-високи нива на емисии на серен диоксид и азотен оксид, в резултат на което киселините в атмосферата не се неутрализират и по този начин се увеличава рискът от киселинни дъждове. По време на разграждането на урината на домашни любимци се отделят големи количества амоняк. Този източник на амоняк е толкова важен, че в Европа надхвърля капацитета на почвата да отделя амоняк.

Химични трансформации на серни съединения:

Като правило сярата се включва в емисиите не в напълно окислена форма (степента на окисление на сярата в нейния диоксид е 4, т.е. един серен атом е прикрепен към два кислородни атома). Ако серните съединения са във въздуха за достатъчно дълго време, тогава под действието на окислителите, съдържащи се във въздуха, те се превръщат в сярна киселина или сулфати. В процеса на окисление на газообразния серен диоксид (SO 2) с кислород (O 2), сярата повишава степента на окисление и преминава в серен триоксид (SO 3), който от своя страна е много хигроскопично вещество и взаимодейства с атмосферната вода, много бързо се превръща в H 2 SO4. Поради тази причина при нормални атмосферни условия серен триоксид не се намира във въздуха в големи количества. В резултат на реакцията се образуват молекули на сярна киселина, които бързо кондензират във въздуха или на повърхността на аерозолни частици.

В допълнение към серен диоксид, в атмосферата има и значителни количества други естествено срещащи се серни съединения, които в крайна сметка се окисляват до сярна киселина (или сулфати).

Химични трансформации на азотни съединения:

Азотният оксид NO е най-често срещаното азотно съединение, което се отделя, което реагира с атмосферния кислород, за да образува азотен диоксид. Последният, в резултат на реакцията с хидроксилния радикал, се превръща в азотна киселина NO 2 + OH = HNO 3. Получената по този начин азотна киселина, за разлика от сярната, може да остане дълго време в газообразно състояние, тъй като не кондензира добре. Това се дължи на факта, че азотната киселина е по-летлива от сярната киселина. Парите на азотната киселина могат да се абсорбират от облаци или капчици от утаяване или аерозолни частици.

Киселинно утаяване (киселинен дъжд)

Последната стъпка в цикъла на замърсителя е утаяването, което може да се случи по два начина:

1. отмиване на утайки или мокро утаяване

2. утаяване, или суха седиментация

Комбинацията от тези два процеса се нарича киселинна седиментация.

Въздействието на киселинния дъжд върху околната среда

Резултатът от киселинната седиментация е, че киселинните атмосферни микроелементи, серни и азотни съединения попадат върху земната повърхност, което води до силни промени в киселинността на водните тела и почвите. На първо място, повишаването на киселинността се отразява на състоянието на сладководни водоеми и гори. Киселинният дъжд има различни ефекти. Първоначално валежите с високо съдържание на азот в началото допринасят за растежа на дърветата в гората, тъй като дърветата се снабдяват с хранителни вещества. В резултат на постоянната им консумация обаче гората е пренаситена с тях, което води до вкисляване на почвата. В резултат на промените в киселинността на почвата се променя разтворимостта на тежки и токсични метали в тях, които могат да влязат в тялото на животните и хората, като се предават по трофичната верига, в която ще се случи тяхното натрупване. Под действието на киселинността се променя биохимичната структура на почвата, което води до смъртта на почвената биота и някои растения.

Под въздействието на киселинния дъжд от растенията се измиват неорганичните съединения, които включват всички основни микро- и макроелементи. Така, например, калий, калций, магнезий и манган обикновено се измиват в най-големи количества. Различни органични съединения, като захари, аминокиселини, органични киселини, хормони, витамини, пектинови и фенолни вещества и др., също са подложени на измиване от растенията. В резултат на тези процеси се увеличава загубата на биогенни елементи, необходими за растенията, което води до тяхното увреждане.

Водородните йони, влизащи в почвата с киселинни дъждове, могат да бъдат заменени с катиони в почвата, което води до излугване на калций, магнезий и калий или тяхното утаяване в дехидратирана форма. Подвижността на токсичните тежки метали като манган, мед и кадмий се увеличава. Разтворимостта на тежките метали е силно зависима от pH. Разтворени и в резултат на това лесно усвоени от растенията, тежките метали са отровни за растенията и могат да доведат до тяхната смърт. Един от най-опасните елементи за живите организми, живеещи в почвата, е алуминият, разтворен в силно кисела среда. Много почви, като тези в северните умерени и бореални горски зони, абсорбират по-високи концентрации на алуминий от тези на алкални катиони. Въпреки че много растителни видове са в състояние да издържат на това съотношение, когато паднат значителни количества киселинни дъждове, съотношението алуминий-калций в почвената вода се променя толкова много, че растежът на корените е отслабен и дърветата са застрашени.

Промените в състава на почвата могат да променят състава на почвените микроорганизми, да повлияят на тяхната активност и по този начин да повлияят на процесите на разлагане и минерализация, както и на фиксиране на азот и вътрешно подкиселяване.

Въпреки киселинните валежи, почвата има способността да изравнява киселинността на околната среда, т.е. до известна степен може да устои на повишаването на киселинността. Устойчивостта на почвата обикновено определя наличието на скали от варовик и пясъчник (които включват калциев карбонат CaCO 3), които в резултат на хидролиза имат алкална реакция.

Подкиселяване на сладките води.

Подкиселяването на прясна вода е загубата на способността им да неутрализират. Подкиселяването обикновено се причинява от силни киселини като сярна и азотна киселина. За дълъг период от време сулфатите играят по-важна роля, но по време на епизодични събития (топене на сняг), сулфатите и нитратите действат заедно.

Процесът на подкиселяване на водните тела може да бъде разделен на 3 фази:

1. Загуба на бикарбонатни йони, т.е. намаляване на способността за неутрализиране при постоянна стойност на pH.

2. Намаляване на pH с намаляване на количеството на бикарбонатните йони. След това стойността на pH пада под 5,5. Най-чувствителните видове живи организми започват да умират още при pH = 6,5.

Смъртта на живите същества, освен действието на силно токсичен алуминиев йон, може да бъде причинена и от факта, че под въздействието на водороден йон се отделят кадмий, цинк, олово, манган и други токсични тежки метали. Количеството хранителни вещества за растенията започва да намалява. Алуминиевият йон образува неразтворим алуминиев фосфат с ортофосфатния йон, който се утаява под формата на дънен седимент: Al 3+ + PO 4 3- ª AlPO 4. По правило намаляването на рН на водата върви успоредно с намаляването на популациите и смъртта на риби, земноводни, фито- и зоопланктон, както и много различни други организми.

Подкиселяването на езера и реки е достигнало най-голям мащаб в Швеция, Норвегия, САЩ, Канада, Дания, Белгия, Холандия, Германия, Шотландия, Югославия и в редица европейски страни. Проучване на 5000 езера в Южна Норвегия установи, че 1750 от тях са загубили рибни популации, а 900 други езера са в сериозна опасност. В Южна и Централна Швеция има загуба на риба в 2500 езера, същото се очаква и в други 6500 езера, където вече са открити признаци на подкиселяване. Близо 18 000 езера имат pH на водата по-малко от 5,5, което има много неблагоприятен ефект върху рибните популации.

Директно въздействие на киселинните валежи върху околната среда

1. Смърт на растенията.Пряката смърт на растенията се наблюдава най-много в близост до прекия източник на емисии, както и в радиус от няколко десетки километра от този източник. Основната причина е високата концентрация на серен диоксид. Това съединение се адсорбира върху повърхността на растението, главно върху листата му, и прониквайки в тялото на растението, участва в различни окислително-редукционни реакции. Под тяхно влияние настъпва окисляване на ненаситените мастни киселини на мембраните, като по този начин се променя тяхната пропускливост, което допълнително засяга жизненоважни процеси като дишане и фотосинтеза. На първо място настъпва смъртта на лишеите, които могат да съществуват само в много чисто състояние на околната среда. Лишеите са чувствителни индикатори за различни видове замърсяване на въздуха. Последните изследвания от университета в Нотингам показват, че образуващите възглавници видове от рода Cladonia могат да служат като чувствителни индикатори за киселинни дъждове.

2. пряко въздействие върху хората.Частиците на киселинния аерозол са особено опасни за човешкото здраве. Степента на тяхната опасност зависи преди всичко от техния размер. Големи аерозолни частици се задържат в горните дихателни пътища, докато малки (по-малко от 1 микрон) капчици, състоящи се от смес от сярна и азотна киселини, могат да проникнат в най-отдалечените части на белите дробове и да причинят значителни увреждания там. Освен това метали като алуминия (и други тежки метали) могат да попаднат в хранителната верига, на върха на която стои човек, което може да доведе до неговото отравяне.

3. Корозия на метали, сгради и паметници.Причината за корозията е повишаване на концентрацията на водородни йони върху повърхността на металите, от което до голяма степен зависи тяхното окисляване. В крайградските райони степента на корозия на металните конструкции е няколко микрометра годишно, докато в замърсените градски райони може да достигне 100 микрона. през годината. Киселинният дъжд може да причини щети не само на метали, но и на сгради, паметници и други конструкции. Паметниците, изградени от варовик и пясъчник, се разрушават много бързо, когато са изложени на киселинни дъждове. Съдържащ се в пясъчници и варовици, CaCO 3, превръщайки се в калциев сулфат, лесно се отмива от дъждовната вода.

В момента основното гориво в Естония е изкопаем нефтен шист, който има доста високо съдържание на сяра. Въпреки това, поради термичното му използване, в атмосферата се отделят и основни оксиди, които неутрализират киселинните компоненти. Следователно изгарянето на шисти не причинява киселинни дъждове. Напротив, в Североизточна Естония падат алкални валежи, чието pH може да достигне 9 или повече единици.

Начини за решаване на проблеми

За да се реши проблемът с киселинните дъждове, е необходимо да се намалят емисиите на серен диоксид и азотен оксид в атмосферата. Това може да се постигне по няколко начина, включително чрез намаляване на енергията, получавана от хората от изгарянето на изкопаеми горива и увеличаване на броя на електроцентралите, използващи алтернативни източници на енергия(енергия на слънчева светлина, вятър, енергия на приливите).Други възможности за намаляване на емисиите на замърсители в атмосферата са:

1. Намаляване на съдържанието на сяра в различни видове гориво.Най-приемливото решение би било да се използват само тези горива, които съдържат минимални количества серни съединения. Такива горива обаче са много малко. Само 20% от всички световни петролни запаси имат съдържание на сяра под 0,5%. И в бъдеще, за съжаление, съдържанието на сяра в използваните горива ще се увеличава, тъй като петролът с ниско съдържание на сяра се произвежда с ускорени темпове. Същото е и с изкопаемите въглища. Отстраняването на сярата от състава на горивото се оказа много скъп процес във финансово отношение, освен това е възможно да се отстранят не повече от 50% серни съединения от състава на горивото, което е недостатъчно количество.

2. Използването на високи тръби.Този метод не намалява въздействието върху околната среда, но повишава ефективността на смесване на замърсители в по-високите слоеве на атмосферата, което води до киселинни валежи в по-отдалечени райони от източника на замърсяване. Този метод намалява въздействието на замърсяването върху местните екосистеми, но увеличава риска от киселинни дъждове в по-отдалечени региони. Освен това този метод е много неморален, тъй като страната, в която се появяват тези емисии, прехвърля част от последствията върху други страни.

3. Технологични промени.Количеството азотни оксиди NO, което се образува при горене, зависи от температурата на горене. В хода на проведените експерименти беше възможно да се установи, че колкото по-ниска е температурата на горене, толкова по-малко се появява азотен оксид, освен това количеството NO зависи от времето, прекарано от горивото в зоната на горене с излишен въздух. По този начин подходящи промени в технологията могат да намалят емисиите. Намаляване на емисиите на серен диоксид може да се постигне чрез десулфуризиране на крайните газове. Най-често срещаният метод е мокрият процес, при който крайните газове се пропускат през варовиков разтвор, което води до образуването на калциев сулфит и сулфат. По този начин може да се отстрани най-голямото количество сяра от крайните газове.

4. Варуване.За да се намали подкиселяването на езера и почви, към тях се добавят алкални вещества (CaCO 3). Тази операция е много разпространена в скандинавските страни, където вар се пръска от хеликоптери върху почвата или във водосборна зона. Скандинавските страни са най-засегнати от киселинни дъждове, тъй като повечето скандинавски езера имат бедно на гранит или варовик легло. Такива езера имат много по-ниска способност да неутрализират киселини от езерата, разположени в райони, богати на варовик. Но наред с предимствата, варуването има и редица недостатъци:

· В течащата и бързо смесваща се вода на езерата неутрализацията не е достатъчно ефективна;

· Има грубо нарушение на химичния и биологичния баланс на водата и почвата;

Не е възможно да се премахнат всички вредни ефекти от подкиселяването;

· Тежките метали не могат да бъдат отстранени чрез варуване. Тези метали по време на намаляване на киселинността се превръщат в слабо разтворими съединения и се утаяват, но когато се добави нова порция киселина, те се разтварят отново, като по този начин представляват постоянна потенциална опасност за езерата.

Трябва да се отбележи, че все още не е разработен метод, който при изгаряне на изкопаеми горива ще позволи минимизиране на емисиите на серен диоксид и азот, а в някои случаи и пълно предотвратяване.

Киселинен дъжд - цената на прогреса

Учените отдавна бият тревога: замърсяването на околната среда достигна невероятни размери. Изхвърляне на течни отпадъци във водни обекти, отработени газове и летливи химикали в атмосферата, заравяне на ядрени останки под земята - всичко това доведе човечеството до ръба на екологична катастрофа.

Вече станахме свидетели на началото на промени в екосистемата на планетата: от време на време в новините съобщават за метеорологични явления, които са нетипични за определен район, Green Peace алармира във връзка с масовото изчезване на цели видове животни, киселинните дъждове не са рядкост, а по-скоро закономерност, които редовно преминават над индустриалните градове. Човек е изправен пред двусмислена ситуация: повишаването на стандарта на живот е придружено от влошаване на околната среда, което се отразява на здравословното състояние. Този проблем отдавна е признат в целия свят. Човечеството трябва да се замисли: струва ли си технологичният прогрес последствията, които води? За да разберете по-добре този проблем, помислете за едно от "постиженията" на съвременната индустрия - киселинния дъжд, за който в наше време се разказва дори в училище. Наистина ли са толкова опасни?

Киселинни дъждове: причини и последствия

Не само дъждът може да бъде кисел, но и сняг, роса и дори мъгла. На пръв поглед

нормални валежи, но киселинните им стойности са много по-високи от нормалните, което е причина за негативното им въздействие върху околната среда. Механизмът на образуване на киселинни дъждове е следният: отработените газове и други промишлени отпадъци, съдържащи големи дози серен оксид и натрий, навлизат в атмосферата, където се свързват с водни капчици, образувайки слабо концентриран киселинен разтвор, който пада на земята като валежи, нанасяне на непоправими вреди на природата. Киселинният дъжд отравя водата, която пият животните; попадайки във водни обекти, те бавно унищожават местната флора и фауна, убиват селскостопански култури, разливат се по нивите, попадат в почвата, отравяйки я. Такива валежи причиняват значителни щети дори на инженерните конструкции, разяждайки каменните стени на сградите и подкопавайки стоманобетонните носещи конструкции. Киселинните валежи са съдбата не само на големите градове и промишлеността

зони, отровните облаци могат да се пренасят с въздушни маси на хиляди километри и да падат над гори и езера.

Как да се справим с киселинния дъжд?

Последствията от киселинните дъждове са пагубни не само за околната среда, но и за икономиката и всички знаят това. Защо тогава не се вземат решителни мерки за подобряване на ситуацията? За да се намалят емисиите в атмосферата, са необходими многомилиардни инвестиции: необходимо е да се модернизира производствената технология; що се отнася до автомобилните ауспуси, е необходимо да се премине към по-модерни видове гориво. Резултатът ще бъде осезаем само когато цялата световна общност се включи в решаването на този проблем. За съжаление, в стремежа към просперитет и растеж на БВП, правителствата на много страни не обръщат нужното внимание на проблема за опазване на околната среда.

Извозване, преработка и обезвреждане на отпадъци от 1 до 5 клас на опасност

Работим с всички региони на Русия. Валиден лиценз. Пълен комплект заключителни документи. Индивидуален подход към клиента и гъвкава ценова политика.

Използвайки този формуляр, можете да оставите заявка за предоставяне на услуги, да поискате търговска оферта или да получите безплатна консултация от нашите специалисти.

Изпратете

Киселинният дъжд е смес от материали, както мокри, така и сухи, които падат на земята от атмосферата. Те съдържат повишени нива на азотна и сярна киселини. Най-просто казано, това означава, че дъждът става кисел поради наличието на замърсители във въздуха. Въздухът променя състава си поради емисии от машини и производствени процеси. Основният компонент на киселинния дъжд е азотът.Сярата се намира и в киселинните дъждове.

Изгарянето на изкопаеми горива и индустрии, които отделят основно азотни оксиди (NOx) и серен диоксид (SO2), причиняват необратими промени в атмосферата. Киселинността се определя въз основа на нивото на pH във водните капчици. Нормалната дъждовна вода е леко кисела с диапазон на pH 5,3-6,0. Въглеродният диоксид и водата, присъстващи във въздуха, реагират заедно, за да образуват въглеродна киселина, която е слаба киселина. Когато нивото на pH на дъждовната вода падне под този диапазон, се образуват гореспоменатите валежи.

Когато тези газове реагират с вода и молекули на кислорода, се образуват сярна и азотна киселини, наред с други химикали, открити в атмосферата. Те също се наричат ​​химични съединения със средна киселинност. Те са склонни да причинят изветряне на материята, корозия на метала и отлепване на боята по повърхността на сградите.

Вулканичните изригвания също съдържат определени химикали, които могат да причинят киселинни дъждове. Освен това изгарянето на изкопаеми горива, работата на фабрики и превозни средства в резултат на човешката дейност също водят до повишаване на киселинността на образуванията в атмосферата.

В момента голямо количество киселинни валежи се наблюдават в Югоизточна Канада, Североизточните щати на Америка и по-голямата част от Европа. Те страдат много в Русия, Швеция, Норвегия и Германия, поне според безпристрастната статистика. В допълнение, скорошни киселинни валежи са наблюдавани в Южна Азия, Южна Африка, Шри Ланка и Южна Индия.

Валежни форми

Киселинните валежи се срещат в две форми

  • мокър
  • суха

Всеки от тях има различен ефект върху повърхността на земята. И всеки от тях се състои от различни химични елементи. Смята се, че сухите форми на валежи са по-вредни, тъй като се разпространяват на големи разстояния, като често преминават не само границите на градовете, но и на държавите.

Мокри валежи

Когато времето е влажно, киселините падат на земята като дъжд, киша или мъгла. Климатът се коригира, воден от необходимостта да се реагира. Киселините се отстраняват от атмосферата и се отлагат на земната повърхност. Когато киселината достигне земята, тя оказва отрицателно въздействие върху голям брой животински, растителни и водни организми. Водата навлиза в реки и канали, които се смесват с морска вода, като по този начин засягат морските местообитания.

Сухи валежи

Това е смес от киселинни газове и частици. Около половината от киселинността в атмосферата пада обратно на земята чрез сухо отлагане. Ако вятърът духа на места, където времето е сухо, киселинните замърсители се превръщат в прах или дим и падат на земята като сухи частици. Тези вещества имат отрицателно въздействие върху автомобили, къщи, дървета и сгради. Близо 50% от киселинните замърсители от атмосферата се рециклират чрез сухи валежи. Тези киселинни замърсители могат да бъдат отмити от земната повърхност от дъждовни бури. Тогава нивото на киселинност на водните ресурси се повишава още повече.

Ако мокрите валежи рано или късно се изпарят обратно в атмосферата, тогава в горите сухите валежи запушват порите на листата на дърветата.

История

Киселинните дъждове и интересните факти за тях са известни отдавна. Киселинният дъжд се споменава за първи път през 1800 г., по време на индустриалната революция. Шотландският химик Робърт Ангъс Смит е първият, който съобщава за това явление през 1852 г. Той посвети живота си на изследване на връзката между киселинния дъжд и замърсяването на въздуха в Манчестър, Англия. Творчеството му привлича общественото внимание едва през 60-те години на миналия век. Терминът е въведен през 1972 г., когато The New York Times публикува доклади за въздействието на изменението на климата върху растежа на горите.

Киселинните валежи са източник както на природни, така и на причинени от човека бедствия. Но има и обратен ефект. Именно тези катастрофи най-често са източници на киселинни дъждове. Основната причина за това е изгарянето на изкопаеми горива, което е придружено от емисии на серен диоксид (SO2) и азотни оксиди (NOx) в атмосферата.

естествени извори

Естествени източници на проблемни валежи:

  1. Основният естествен причинител на киселинните дъждове са вулканичните емисии. Вулканите отделят киселинни газове, които създават необичайна киселинност. На негов фон пада рекордно количество валежи. Земята страда от явления като мъгла и сняг. Страдат растителната покривка и здравето на жителите в близост до вулканични образувания.
  2. Гниещата растителност, горските пожари и биологичните процеси в околната среда генерират киселинни дъждове, образувайки газове.
  3. Диметилсулфидът е типичен пример за основните биологични източници на сяросъдържащи елементи в атмосферата. Именно нейните емисии реагират с водните молекули с помощта на електрическа активност. Азотната киселина се превръща в киселинен дъжд.

Техногенни източници

Човешките дейности, които отделят химически газове като сяра и азот, са основната причина за киселинните дъждове. Ние, хората, сме виновни за това, че атмосферата унищожава планетата. Тази дейност е свързана с източници на замърсяване на въздуха. Именно последствията от техногенните дейности водят до емисии на сяра и азот от заводи, енергийни съоръжения и автомобили. По-специално, използването на въглища за производство на електроенергия е най-големият източник на газообразни емисии, което води до киселинни дъждове.

Автомобилите и фабриките също отделят големи количества газообразни емисии във въздуха. Най-лошото е, че този процес се повтаря ежедневно, особено в индустриализираните райони на града с голям автомобилен трафик. Тези газове реагират в атмосферата с вода, кислород и други химикали, за да образуват различни киселинни съединения като сярна киселина, амониев нитрат и азотна киселина. Тези експерименти водят до изключително големи количества киселинни дъждове.

Съществуващите ветрове пренасят тези киселинни смеси върху големи площи през границите. Те падат обратно на земята като киселинен дъжд или други форми на валежи. Стигайки до земята, те се разпространяват по повърхността, попиват в почвата и навлизат в езера, реки и накрая се смесват с морска вода.

Газовете серен диоксид (SO2) и азотни оксиди (NOx) се получават главно от електричество от изгаряне на въглища и са причина за киселинни дъждове.

Ефекти от киселинния дъжд

Киселинният дъжд оказва значително влияние върху околната среда и общественото здраве. Въздействието върху водната среда е много голямо. Киселинните дъждове или падат директно върху водни тела, или текат през гори, полета и пътища в потоци, реки и езера. За определен период от време във водата се натрупват киселини и понижават pH. Водните растения и животни се нуждаят от определено ниво на pH. За да оцелее, трябва да остане около 4,8. Ако pH падне под, тогава условията стават враждебни за оцеляването на водните организми.

Киселинният дъжд има тенденция да променя pH и концентрацията на алуминий. Това силно влияе върху нивото на pH в повърхностния воден слой, като по този начин засяга рибите, както и други водни форми на живот. Под pH 5 повечето яйца няма да се излюпят.

По-ниските нива могат да убият и възрастни риби. Утайките от водосборните басейни, които се заустват в реки и езера, намаляват биоразнообразието в реките и езерата. Водата става по-кисела. Много видове, включително риби, растения и различни насекоми в езера, реки и потоци, са се разболели, а някои дори са били напълно унищожени поради излишък от киселинни дъждове, навлизащи във водните ресурси.

Политици, учени, еколози и изследователи бият камбани в опит да образоват хората за вредата от киселинния дъжд. За разлика от мокрите валежи, сухите валежи са по-трудни за измерване. Когато киселината се отлага, вредните организми на земята се измиват в езера и потоци, което може да причини неконтролирано изменение на климата.