любов 

Киселинен дъжд в света. Какво е киселинен дъжд. Защо се получава киселинно утаяване?

Киселинният дъжд е сериозен екологичен проблем и причината за него може да се дължи на глобалното замърсяване на околната среда. Честите количества киселинни дъждове предизвикват безпокойство не само сред учените, но и сред обикновените хора, тъй като тези видове валежи имат отрицателни ефекти върху здравето.

Киселинният дъжд се характеризира с ниско ниво на pH. Нормалните валежи имат ниво на този показател от 5,6. Трябва да се отбележи, че дори и при малки отклонения от нормата, последствията за живите организми могат да бъдат сериозни.

При значителни промени намаленото ниво на киселинност може да причини смъртта на риба, както и много насекоми и дори земноводни. Освен това в райони, където има киселинни валежи, понякога се забелязват киселинни изгаряния по листата на дърветата, а някои растения дори умират. Отрицателно влияниеслед като падна киселинен дъжд, много хора могат да го усетят. След такъв душ в атмосферата могат да се натрупат токсични газове и дишането на такава газово-въздушна маса е изключително нежелателно. Последствията няма да закъснеят, дори при кратка разходка по време на такива валежи могат да се появят сърдечно-съдови и бронхопулмонални заболявания, както и астма.

Единствената заплаха ли е киселинният дъжд?

Проблемът с киселинните дъждове в последните десетилетиястана по-глобален, така че би било добре всички жители на Земята да помислят за своята роля - положителна или отрицателна - в това природен феномен. Трябва да знаете, че повечето от вредните вещества, които влизат във въздуха, са продукти на човешката дейност и практически не изчезват никъде. Повечето от тях остават в атмосферата и един ден ще се върнат на земята заедно с валежите. А самото въздействие на киселинния дъжд е толкова сериозно, че в някои случаи може да са необходими стотици години, за да се премахнат последствията.

За да разгледате по-отблизо възможни последствиякиселинен дъжд, препоръчително е да разберете какво включва самото понятие. Повечето учени са съгласни, че тази формулировка може да се счита за твърде тясна, за да обхване пълния й потенциал глобален проблем. Не трябва да изучавате само дъждовете, трябва да обърнете внимание на киселинните градушки, мъглите и снеговалежите, които също са носители на вредни вещества и съединения, тъй като процесът на тяхното образуване е почти идентичен. Не трябва да забравяме, че продължително сухо време може да доведе до появата на токсични газове или облаци прах, или и двете. Но тези образувания също принадлежат към киселинните валежи.

Причини за киселинен дъжд

Причини за киселинен дъжд общо взетоса пряко зависими от човешкия фактор. Продължителното замърсяване на атмосферата с киселинно-образуващи съединения (като серен оксид, хлороводород, азот и др.) води до дисбаланс. Най-важните производители на такива вещества са, разбира се, големи промишлени предприятия, например металургични заводи, петролни рафинерии и топлоелектрически централи, които изгарят въглища или мазут. Въпреки филтрите и почистващите системи, модерна технологиявсе още не е достигнал нивото, което би ни позволило напълно да елиминираме не само отрицателните въздействия, но и индустриални отпадъци.

Освен това се забелязва увеличаване на киселинните дъждове, свързани с нарастването на превозните средства на планетата. Голямо количество отработени газове, макар и в малки дози, все пак допринася за появата на вредни киселинни съединения. И ако броите общ брой Превозно средство, тогава може да се каже, че степента на замърсяване е достигнала критично ниво. В допълнение към всичко по-горе, много домакински предмети също допринасят, например аерозоли, почистващи препарати и др.

Друга причина за киселинния дъжд, освен човешкия фактор, може да са някои естествени процеси. По-специално, появата им може да бъде причинена от вулканична дейност, по време на която се отделят големи количества сяра. Освен това той участва в образуването на газообразни съединения при разграждането на отделни органични вещества, което от своя страна също води до замърсяване на въздуха.

Механизъм на образуване на киселинен дъжд

Всички вредни вещества, изпуснати в атмосферата, започват да реагират с елементи на слънчева енергия, въглероден диоксид или вода, което води до образуването на киселинни съединения. Заедно с изпарението на влагата те се издигат в атмосферата, след което се образуват облаци. Така се получава киселинният дъжд, образуването на снежинки или градушка, които ще върнат на земята всичко, което са поели, заедно с други химикали.

В някои райони на Земята са отбелязани някои отклонения от нормата в рамките на 2-3 единици. Така, при приемливо ниво на киселинност от pH 5,6, в района на Москва и Китай имаше случаи на валежи с ниво на pH 2,15. Невъзможно за прогнозиране точно местоположениепоявата на киселинен дъжд, тъй като има възможност образуваните облаци да бъдат пренесени от вятъра на големи разстояния от мястото, където е станало замърсяването.

Състав на киселинния дъжд

Основните компоненти на киселинния дъжд са сярната и сярната киселина, както и наличието на озон, образуван по време на гръмотевични бури. Има и азотни видове утайки, в които азотната и азотната киселина присъстват като основни. Рядко киселинният дъжд може да бъде причинен от хлор и метан. И, разбира се, други вредни вещества могат да падат с валежите, въз основа на това, което е в състава на битовите и промишлени отпадъци, изхвърлени в атмосферата в определени региони.

Защо киселинният дъжд е опасен?

Киселинният дъжд, заедно с последствията от него, е обект на постоянни наблюдения, извършвани от учени от всички страни. Прогнозите им обаче са изключително разочароващи. Валежите с ниско ниво на pH представляват опасност не само за хората, но и за флората и фауната.

Когато киселинният дъжд навлезе в почвата, той уврежда растенията, като ги лишава от хранителните вещества, от които се нуждаят за растеж и развитие. Освен всичко друго, токсичните метали се изтеглят на повърхността. При висока концентрация на киселини дърветата могат да умрат поради валежи, почвата става неизползваема за по-нататъшно отглеждане на култури и ще отнеме десетилетия, за да я възстановите.

Същата ситуация важи и за резервоарите. Съставът на киселинния дъжд причинява дисбаланс естествена среда, след което възниква проблемът със замърсяването на реката. Това от своя страна води до смъртта на рибите и забавя растежа на водораслите. Следователно могат да бъдат цели резервоари, езера и реки за дълго времепрестава да съществува.

Преди киселинният дъжд да удари земята, той преминава въздушни маси, оставят частици от токсични вещества в атмосферата. Това се счита за изключително неблагоприятно, тъй като влияе негативно на здравето на хората и животните, а също така значително уврежда сградите. Така че повечето бои и лакове и облицовъчни материали, метални конструкциизапочва да се разтваря веднага щом върху тях паднат капки от злополучния дъжд.

Глобални екологични проблеми на киселинните валежи

Сред глобалните екологични проблемипричинени от кисели валежи могат да бъдат:

  • Промени в екосистемата на водните тела, водещи до смъртта на флората и фауната. Ще бъде невъзможно да се използват такива източници за пиене, тъй като тежките метали ще превишат нормата многократно;
  • Увреждането на корените и листата ще доведе до унищожаване на защитата от студ и болести. Особено се отнася иглолистни дърветапри тежки студове;
  • Замърсяване на почвата с токсини. Зеленчуков святразположени в замърсени райони на почвата със сигурност ще отслабнат или ще умрат. Вредните елементи ще пристигнат заедно с полезни вещества, от които ще остават все по-малко.

Вреда от киселинния дъжд за хората

Смърт на домашни животни търговски видовериба, култури - всичко това в една или друга степен ще се отрази на качеството на живот и икономиката на всяка държава.

Рибата или животинското месо могат да бъдат опасни за здравето, ако се консумират точно на места, където е настъпило киселинно отравяне. Такова месо може да съдържа критично съдържание на токсични съединения или йони тежки метали. Ако попадне в човешкото тяло, може да доведе до тежка интоксикация, тежки заболяваниячерен дроб или бъбреци, запушване на нервни канали, кръвни съсиреци. Някои ефекти от киселинното отравяне може да отнеме поколения, докато станат очевидни.

Начини за борба с киселинните валежи

Днес основните рискови групи за киселинни валежи са САЩ, Китай и, разбира се, Русия. Всъщност в тези държави въгледопреработвателната и металургичната промишленост са силно развити и съответно има голям бройтакива предприятия. Въпреки това, както Канада, така и Япония се считат за опасни, в чиято посока киселинните валежи могат да бъдат задвижвани от вятъра. Според някои проучвания, ако не се вземат превантивни мерки, списъкът с такива държави може да се попълни с много повече кандидати и това няма да чака дълго.

Борбата с киселинните дъждове на местно ниво е почти безполезна. За да се промени ситуацията по-добра странатрябва да се вземат комплексни мерки. А те са възможни само при едновременни и координирани действия на много държави. Академичната наука се опитва да намери нови системи за пречистване, за да сведе до минимум емисиите на вредни вещества в атмосферата, но процентът на киселинните валежи все още само расте.

Ако имате въпроси, оставете ги в коментарите под статията. Ние или нашите посетители ще се радваме да им отговорим

Киселинният дъжд е цената за прогрес

Учените отдавна бият тревога: замърсяването на околната среда е достигнало невероятни размери. Изхвърляне на течни отпадъци във водни тела, отработени газове и летливи химически веществав атмосферата, погребването 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 новините съобщават за неща, които са нетипични за дадена област. метеорологични събития, Грийн Пийс бие тревога за масовото изчезване на цели видове животни; киселинният дъжд, който редовно вали над индустриалните градове, се превърна не в рядкост, а по-скоро в модел. Човек е изправен пред двусмислена ситуация: повишаването на жизнения стандарт е придружено от влошаване на околната среда, което се отразява на здравето. Този проблем отдавна е признат в световен мащаб. Човечеството трябва да се замисли: струва ли си технологичният прогрес последствията, които води след себе си? За да разберем по-добре този проблем, нека разгледаме едно от „постиженията“ на съвременната индустрия - киселинният дъжд, за който дори се преподава в училище в наши дни. Наистина ли са толкова опасни?

Киселинен дъжд: причини и последствия

Не само дъждът, но и снегът, росата и дори мъглата могат да бъдат киселинни. От вида на това

нормални валежи, но нивата им на киселинност са много по-високи от нормалните, поради което те отрицателно въздействиеНа заобикаляща среда. Механизмът за образуване на киселинен дъжд е следният: отработените газове и други промишлени отпадъци, съдържащи големи дози серни и натриеви оксиди, навлизат в атмосферата, където се свързват с водни капки, образувайки слабо концентриран киселинен разтвор, който под формата атмосферни валежипада на земята, причинявайки непоправима вреда на природата. Киселинният дъжд отравя водата, която пият животните; попадайки във водоеми, те бавно унищожават местната флора и фауна, убиват селскостопански култури, разливат се по нивите, попадат в почвата и я отравят. Такива валежи причиняват значителни щети дори на инженерните конструкции, корозират каменните стени на сградите и подкопават стоманобетонните носещи конструкции. Киселинни валежи- съдбата не само на големите градове и индустриалните

зони, токсичните облаци могат да бъдат пренесени от въздушни маси на хиляди километри и да паднат над гори и езера.

Как да се справим с киселинния дъжд?

Последиците от киселинните дъждове са пагубни не само за околната среда, но и за икономиката и всеки знае това. Тогава защо не се предприемат драстични мерки за подобряване на ситуацията? За да се намалят емисиите в атмосферата, са необходими многомилиардни инвестиции: необходима е модернизация на производствената технология, а за автомобилните изгорели газове - преход към повече модерни възгледигориво. Резултатът ще бъде забележим само когато всички се включат в решаването на този проблем. глобална общност. За съжаление, в стремежа си към просперитет и увеличаване на БВП, правителствата на много страни не обръщат нужното внимание на проблема с опазването на околната среда.

Причини за киселинен дъжд

Основната причина за киселинните дъждове— присъствие в атмосферата поради промишлени емисии на серни и азотни оксиди, хлороводород и други киселинно образуващи съединения. В резултат на това дъждът и снегът се подкисляват. Образуването на киселинен дъжд и неговото въздействие върху околната среда е показано на фиг. 1 и 2.

Наличието във въздуха на забележими количества, например амоняк или калциеви йони, води до образуването на алкални, а не на киселинни валежи. Въпреки това, те също често се наричат ​​киселинни, тъй като когато попаднат в почвата или водния обект, те променят своята киселинност.

Максимално регистрирана киселинност на валежите в Западна Европа- с pH = 2,3, в Китай - с pH = 2,25. от учебно помагалоВ експерименталната база на Екологичния център на Руската академия на науките в Московска област през 1990 г. е регистриран дъжд с pH = 2,15.

Подкисляването на естествената среда се отразява негативно на състоянието. В този случай от почвата се измиват не само хранителни вещества, но и токсични метали, като олово, алуминий и др.

Разтворимостта на алуминия се увеличава в подкислена вода. В езерата това води до заболяване и смърт на рибите, забавяйки развитието на фитопланктона и водораслите. Киселинният дъжд разрушава облицовъчните материали (мрамор, варовик и др.) и значително намалява експлоатационния живот на стоманобетонните конструкции.

По този начин, окисляване на естествената средае един от най-важните екологични проблеми, който изисква решения в близко бъдеще.

Ориз. 1. Образуване на киселинен дъжд и въздействието му върху околната среда

Ориз. 2. Приблизителна киселинност на дъждовната вода и някои вещества в pH единици

Проблем с киселинното утаяване

Развитието на промишлеността, транспорта и развитието на нови енергийни източници води до факта, че количеството на промишлените емисии непрекъснато нараства. Това се дължи главно на използването на изкопаеми горива в топлоелектрическите централи, индустриални предприятия, в автомобилни двигатели и в отоплителни системи на жилищни сгради.

В резултат на изгарянето на изкопаеми горива в атмосферата на Земята навлизат съединения на азот, сяра, хлор и други елементи. Сред тях преобладават оксидите на сярата - S0 2 и азота - NO x (N 2 0, N0 2). Комбинирайки се с водни частици, серните и азотните оксиди образуват сярна (H 2 SO 4) и азотна (HNO 3) киселини с различна концентрация.

През 1883 г. шведският учен С. Арениус въвежда два термина - "киселина" и "основа". Той нарече киселини вещества, които при разтваряне във вода образуват свободни положително заредени водородни йони (Н +), а основи - вещества, които при разтваряне във вода образуват свободни отрицателно заредени хидроксидни йони (ОН -).

Водните разтвори могат да имат рН (индикатор за киселинността на водата или индикатор за степента на концентрация на водородни йони) от 0 до 14. Неутралните разтвори имат рН 7,0, киселинната среда се характеризира с рН стойности ​​по-малко от 7,0, алкална - повече от 7,0 (фиг. 3).

В среда с рН 6,0 видове риби като сьомга, пъстърва, хлебарка и сладководни скариди. При рН 5,5 умират срамните бактерии, които се разлагат органична материяи листа и органичен отпадъкзапочва да се натрупва на дъното. След това умира планктонът - малки едноклетъчни водорасли и прости безгръбначни, които формират основата хранителната веригарезервоар Когато киселинността достигне pH 4,5, всички риби, повечето жаби и насекоми умират и само някои видове сладководни безгръбначни оцеляват.

Ориз. 3. Скала за киселинност (pH)

Установено е, че делът на техногенните емисии, свързани с изгарянето на изкопаеми въглища, представлява около 60-70% от тях общ брой, делът на петролните продукти е 20-30%, останалите производствени процеси- 10 %. 40% от емисиите на NOx идват от изгорелите газове на автомобилите.

Последици от киселинен дъжд

Характеризира се със силно кисела реакция (обикновено pH<5,6), получили название кислотных (кислых) дождей. Впервые этот термин был введен британским химиком Р.Э. Смитом в 1872 г. Занимаясь вопросами загрязнения г. Манчестера, Смит доказал, что дым и пары содержат вещества, вызывающие серьезные изменения в химическом составе дождя, и что эти изменения можно заметить не только вблизи источника их выделения, но и на большом расстоянии от него. Он также обнаружил некоторые вредные ефектите от киселинния дъжд: обезцветяване на тъкани, корозия на метални повърхности, разрушаване на строителни материали и смърт на растителност.

Експертите казват, че терминът „киселинен дъжд“ не е достатъчно точен. За този тип замърсители изразът „киселинни валежи“ е по-подходящ. Наистина, замърсителите могат да паднат не само под формата на дъжд, но и под формата на сняг, облаци, мъгла („мокри валежи“) и под формата на газ и прах („сухи валежи“) по време на сухи периоди.

Въпреки че алармата прозвуча преди повече от век, индустриалните държави отдавна пренебрегваха опасностите от киселинния дъжд. Но през 60-те години. ХХ век еколозите съобщават за намаляване на рибните стада и дори пълното им изчезване в някои езера в Скандинавия. През 1972 г. проблемът с киселинния дъжд беше повдигнат за първи път от шведски учени по околната среда на Конференцията на ООН за околната среда. Оттогава опасността от глобално подкисляване на околната среда се превърна в един от най-належащите проблеми, пред които е изправено човечеството.

Към 1985 г. риболовът в 2500 езера в Швеция е бил сериозно засегнат от киселинния дъжд. В 1750 от 5000 езера в Южна Норвегия рибата е напълно изчезнала. Проучване на водоеми в Бавария (Германия) показа, че през последните години има рязък спад в броя, а в някои случаи и пълното изчезване на рибата. При изследване на 17 езера през есента беше установено, че pH на водата варира от 4,4 до 7,0. В езера, където pH е 4,4; 5.1 и 5.8 не е уловена нито една риба, а в останалите езера са открити само единични екземпляри от езерна и дъгова пъстърва и овъглен.

Заедно със смъртта на езерата настъпва деградация на горите. Въпреки че горските почви са по-малко податливи на подкисляване, отколкото водните тела, растителността, растяща върху тях, реагира изключително негативно на повишената киселинност. Киселинните валежи под формата на аерозоли обгръщат иглите и листата на дърветата, проникват в короната, текат по ствола и се натрупват в почвата. Директните щети се изразяват в химически изгаряния на растенията, намаляване на растежа и промени в състава на растителността под купона.

Киселинните валежи разрушават сгради, тръбопроводи, извеждат от строя автомобили, намаляват плодородието на почвата и могат да позволят изтичането на токсични метали във водоносните хоризонти.

Много паметници на световната култура са изложени на разрушителното въздействие на киселинните валежи. Така в продължение на 25 века мраморните статуи на световноизвестния архитектурен паметник на Древна Гърция, Акропола, са били постоянно изложени на ерозия от вятъра и дъжд. Напоследък киселинните валежи ускориха този процес. В допълнение, това е придружено от отлагане на кора от сажди върху паметниците под формата на серен диоксид, отделян от промишлени предприятия. За свързване на отделни архитектурни елементи древните гърци са използвали малки железни пръти и скоби, покрити с тънък слой олово. Така те бяха защитени от ръжда. По време на реставрационните работи (1896-1933 г.) стоманените части са използвани без никакви предпазни мерки и поради окисляването на желязото под въздействието на киселинни разтвори в мраморните конструкции се образуват големи пукнатини. Ръждата води до увеличаване на обема и напукване на мрамора.

Резултатите от проучвания, проведени по инициатива на една от комисиите на ООН, показват, че киселинните валежи също имат пагубен ефект върху древните витражи в някои градове на Западна Европа, което може напълно да ги унищожи. Застрашени са над 100 000 проби от цветно стъкло. Античните витражи са били в добро състояние до началото на 20 век. През последните 30 години обаче процесът на унищожаване се ускори и ако не се извършат необходимите реставрационни работи, витражите могат да умрат след няколко десетилетия. Особено застрашени са цветните стъкла, произведени през 8-17 век. Това се обяснява с особеностите на производствената технология.

Смог

Замърсяване на въздуха

В резултат на замърсяването на околната среда възникват много локални и глобални екологични проблеми, които са характерна черта на съвременната екологична криза. Най-известните от тях са свързани със замърсяването на въздуха. Следва информация за някои от тези явления.

Замърсяване на атмосферния въздухе всяка промяна в състоянието и свойствата му, която има отрицателно въздействие върху здравето на хората и животните, състоянието на растенията и екосистемите. Атмосферното замърсяване може да бъде естествено (естествено) или антропогенно (причинено от човека).

Естествено замърсяваневъздух се причинява от вулканична дейност, изветряне на скали, ветрова ерозия, дим от горски и степни пожари.

Антропогенно замърсяванесвързани с отделянето на различни замърсители по време на човешката дейност. По своя мащаб то значително надвишава естественото замърсяване.

Разграничетелокално, регионално и глобално замърсяване на въздуха. Пример за локално замърсяване е района на Красноярск, в непосредствена близост до KRAZ; регионален - платото Путорана в околностите на Норилск; глобално - повишено съдържание на CO 2 в цялата съвременна атмосфера на земното кълбо.

Основните замърсители (замърсители) са серен диоксид (SO 2), въглеродни оксиди (CO) и прахови частици. Те представляват около 98% от общия обем на вредните вещества. В допълнение към основните замърсители, в атмосферата на градовете и големите населени места се наблюдават още около 70 вида вредни вещества, сред които най-често срещаните са формалдехид, флуороводород, амоняк, фенол, бензол, въглероден дисулфид и др. в много градове концентрацията на основните замърсители е серен диоксид и въглероден оксид – най-често надвишава допустимите нива.

Основен източнициАтмосферните замърсители включват топлинни и атомни електроцентрали, котелни централи, предприятия от черната металургия, химическо производство, емисии от превозни средства, рафиниране на газ и нефт и изгаряне на отпадъци.

Основните видове замърсяване на въздуха са: смог, киселинни валежи, натрупване на парникови газове и изтъняване на озоновия слой.

Смог– (в широк смисъл) всяко замърсяване на въздуха, видимо с просто око.

Първият официално регистриран случай на замърсяване на въздуха, който имаше сериозни последици, беше смогът в град Донора (САЩ) през 1948 г. В рамките на 36 часа бяха регистрирани две дузини смъртни случая, стотици жители се почувстваха много зле. Четири години по-късно, през декември 1952 г., в Лондон се случва още по-трагичен инцидент. Над 4000 души загинаха за пет дни заради мръсния въздух. Въпреки че силен смог беше наблюдаван в Лондон и други градове няколко пъти през следващите години, за щастие подобни катастрофални последици не се повториха.



Условия за образуване: замърсяване на въздуха с прах и газ в комбинация с неблагоприятни климатични условия (висока влажност на въздуха, повишена слънчева активност), което води до синергичен (взаимно подсилващ се) ефект. Допълнително условие за повишен смог е тихото време и температурната инверсия. Последното се проявява в блокиране на студен въздух над земята от слой от горен топъл въздух. Това се случва, когато студеният въздух "изтича" (клинове) под топлия въздух. В резултат движението на въздуха нагоре се блокира и замърсителите не се пренасят нагоре, а се натрупват над Земята. Феноменът на температурна инверсия може да бъде подсилен от релефни елементи. По този начин планините около замърсената зона предотвратяват хоризонталното изтичане на замърсители.

Има три вида смог:

· Мокър смог (Лондонски тип) - комбинация от газообразни замърсители (главно SO 2), прахови частици и капки мъгла. Концентрациите на серни оксиди, прах и въглероден окис достигат опасни за хората нива. Така през 1952 г. в Лондон повече от 4000 души са загинали от влагата на смога.

· Леден смог (Аляски тип) - комбинация от замърсяване с прах и газ и замръзнала мъгла.

· Фотохимичен смог (тип Лос Анджелис) - вторично замърсяване на въздуха поради разлагането и химичното взаимодействие на замърсители, предимно азотни оксиди и летливи въглеводороди, под въздействието на слънчева светлина. Последствието от вторичното замърсяване на атмосферата по време на фотохимичния смог е образуването на фотохимични окислители (агресивни и вредни съединения O 3 (озон), CO (въглероден окис), пероксил-цилнитрати (PAN) и др. Само в Токио през 1970 г. този тип смогът е причинил отравянето на 10 хиляди души, а през 1971 г. – 28 хиляди.

Условия за образуване на фотохимичен смог.Изгарянето на гориво в автомобилен двигател се извършва при високи температури и започва взаимодействието между кислорода и азота, които са част от атмосферния въздух. Атомарният кислород, образуван по време на дисоциацията на кислородните молекули, е способен да раздели молекула на относително инертен азот, инициирайки верижна реакция:

O 2 + лек квант ® O* + O* (кислородни радикали)

O* + N 2 ® NO + N*

N* + O 2 ® NO + O*

В резултат на това в отработените газове се появява азотен оксид, който след като бъде изпуснат в атмосферата, се окислява от атмосферния кислород, превръщайки се в азотен диоксид. Кафявият азотен диоксид е фотохимично активен. Поглъщайки светлината, тя дисоциира:

Така във въздуха се появява реактивен кислороден атом, който може да реагира, за да образува озон:

O* + O 2 ® O 3 .

Наличието на озон е най-характерната характеристика на фотохимичния смог. Не се образува при изгаряне на горивото, а е вторичен замърсител. Притежавайки силни окислителни свойства, озонът има вредно въздействие върху човешкото здраве и разрушава много материали, предимно каучук.

ДА СЕ отрицателни ефекти от смога се прилага:

§ влошаване на състоянието на хората (главоболие, задушаване, гадене, алергични явления по кожата, очите, лигавиците на горните дихателни пътища); може да увеличи смъртността;

§ смогът води до изсъхване на растителността и загуба на реколта;

§ причинява преждевременно износване на сгради, метални конструкции, каучукови изделия и др. Например смогът в Лос Анджелис е по-вреден за каучука, докато лондонският смог е по-вреден за желязото и бетона.

В наши дни екологичните проблеми на автомобилния транспорт в големите руски градове се превърнаха в сериозен проблем. Така автомобилните емисии в Москва и Санкт Петербург възлизат на стотици хиляди тонове годишно. Автомобилният транспорт уверено заема първо място сред всички други източници на замърсяване на въздуха. Ето защо в Москва, Санкт Петербург и други големи градове смогът става чест посетител, особено при тихо време.

За необходимо е предотвратяване на смога :

§ подобряване на автомобилните двигатели;

§ ефективно пречистване на отработените газове;

§ Количеството въглероден оксид, произведен в автомобилните двигатели, може да бъде намалено чрез изгарянето му в по-малко опасен въглероден диоксид. Увеличаването на дела на въздуха в горимата смес спомага за намаляване на емисиите не само на CO, но и на неизгорели въглеводороди. Най-ефективни са каталитичните конвертори, при които въглеродният оксид и неизгорелите въглеводороди се окисляват до въглероден диоксид и вода, а азотните оксиди се редуцират до молекулярен азот. За съжаление каталитичните камери за допълнително изгаряне не могат да се използват при зареждане на автомобил с оловен бензин. Такъв бензин съдържа оловни съединения, които необратимо отравят катализатора. Уви, оловният бензин все още се използва масово у нас;

§ за да се намалят емисиите на серен диоксид, серните съединения първо се отстраняват от маслото, а отработените димни газове се пречистват допълнително. Изпускането на серни съединения в атмосферата може също да бъде намалено чрез изгаряне на твърдо гориво в кипящ слой. Емисиите на прахови частици от топлоелектрическите централи се намаляват чрез използване на електростатични филтри или вакуумни въздушни филтри.

Киселинни валежи– това е всеки валеж (дъжд, мъгла, сняг), чиято киселинност е по-ниска от нормалната поради подкисляването му от въздушни примеси. Киселинните валежи също включват загубата на сухи киселинни частици от атмосферата (известни още като киселинни отлагания).

Терминът „киселинен дъжд“ е въведен през 1872 г. от английския инженер Робърт Смит в неговата монография „Въздух и дъжд: Началото на химическата климатология“. При липса на замърсители във въздуха реакцията на дъждовната вода е леко кисела (pH = 5,6), тъй като въглеродният диоксид от въздуха лесно се разтваря в нея, за да образува слаба въглена киселина. Следователно валежите със стойност на pH 5,5 трябва да бъдат по-точно наречени киселинни.

Химическият анализ на киселинните утайки показва наличието на сярна (H 2 SO 4) и азотна (HNO 3) киселини. Наличието на сяра и азот в тези формули показва, че проблемът е свързан с изпускането на тези елементи в атмосферата. Когато горивото се изгаря, серен диоксид се отделя във въздуха, а атмосферният азот също реагира с атмосферния кислород, за да образува азотни оксиди. Следователно условията за образуване на киселинни валежи са масивното навлизане в атмосферата на серен диоксид (SO 2) и азотни оксиди (NO 2 и др.), Които поради разтварянето си във вода подкиселяват валежите:

SO 3 + H 2 O ® H 2 SO 4,

NO 2 + H 2 O ® HNO 3 .

Киселинността на утайките обикновено се дължи на наличието на сярна киселина 2/3 и азотна киселина 1/3.

Фигура 2. Механизъм на образуване на киселинни утайки

Киселинността на валежите зависи както от количеството киселини (нивото на замърсяване на атмосферата със серни и азотни оксиди), така и от количеството вода, постъпваща в земята под формата на валежи. pH намалява (което означава, че киселинността се повишава) на валежите в следната последователност: силни дъждове ® ръмежи ® мъгли. Киселинната роса, която се образува от киселинни отлагания (сухи кисели валежи) върху повърхността на растения и други предмети, когато падне малко количество капеща вода (роса), може да има значителна киселинност.

Киселинното утаяване илюстрира праговия ефект. Повечето почви, езера и реки съдържат алкални химикали, които могат да реагират с някои киселини, като ги неутрализират. Въпреки това, редовното дългосрочно излагане на киселини изчерпва повечето от тези подкисляващи агенти. Тогава сякаш внезапно започва масовата гибел на дървета и риби в езерата и реките. Когато това се случи, е твърде късно да се предприемат каквито и да било мерки за предотвратяване на сериозни щети. Закъснението е 10 - 20 години.

Източнициизхвърляне на серни и азотни оксиди в атмосферата: топлоелектрически централи (работещи на нискокачествени въглища и мазут); промишлени котелни; изгорели газове от моторни превозни средства и др. Получените слаби разтвори на сярна и азотна киселина в атмосферата могат да изпаднат като валежи, понякога няколко дни по-късно, на стотици километри от източника на емисии (Фигура 2).

Като цяло киселинността на валежите, особено в местата, където са концентрирани промишлени предприятия, може да бъде 10-1000 пъти по-висока от нормалната.

Динамика.Киселинният дъжд е забелязан за първи път в Западна Европа, особено в Скандинавия и Северна Америка през 50-те години на миналия век. Сега този проблем съществува в целия индустриален свят и придоби особено значение във връзка с увеличените причинени от човека емисии на серни и азотни оксиди.

Средно киселинността на валежите, които падат главно под формата на дъжд в Западна Европа и Северна Америка на площ от почти 10 милиона km 2, е 5-4,5, а мъглите тук често имат pH 3-2,5 .

В Русия най-високите нива на изхвърляне на окислена сяра и азотни оксиди (до 750 kg/km2 годишно) на големи площи (няколко хиляди km2) се наблюдават в гъсто населените и индустриални райони на страната - в Северозападния, Централния, Централна Черна земя, Урал и други региони; в местни райони (до 1 хил. km2 площ) - в непосредствена близост до металургични предприятия, големи държавни електроцентрали, както и големи градове и индустриални центрове (Москва, Санкт Петербург, Омск, Норилск, Красноярск, Иркутск, и др.), наситени с енергийни инсталации и автотранспорт. Минималните стойности на pH на валежите в тези места достигат 3,1-3,4. Република Саха (Якутия) е призната за най-благоприятен регион в това отношение.

Специфична особеност на киселинния дъжд е неговият трансграничен характер, дължащ се на преноса на киселиннообразуващи емисии от въздушните течения на големи разстояния – стотици и дори хиляди километри. Това до голяма степен се улеснява от приетата някога „политика за високи комини“ като ефективно средство срещу замърсяването на въздуха в земята.

Почти всички държави са едновременно „износители“ на своите и „вносители“ на чужди емисии. Най-голям принос за трансграничното подкисляване на руската природна среда със серни съединения имат Украйна, Полша и Германия.

Около 75% от киселинните отлагания, които попадат в Канада, се издухват от Съединените щати и само 15% от киселинните отлагания, които падат в североизточните щати, идват от емисии в Канада. Този голям положителен баланс на транспортиране на киселинни отлагания между Съединените щати и Канада доведе до обтегнати отношения между двете страни.

Канадски учени и длъжностни лица, както и много американски учени критикуваха правителството на САЩ, че не е предприело достатъчно бързи действия за намаляване на вредните емисии от промишлени предприятия и електроцентрали с поне 50%. Министерството на околната среда на Онтарио изчислява, че киселинните отлагания застрашават 48 000 канадски езера и техните индустрии за спортен риболов с 1,1 милиарда долара годишно и туристически индустрии с 10 милиарда долара годишно. Канадците също са загрижени, че киселинното отлагане вреди на горското стопанство и свързаните с него индустрии, които наемат един на всеки 10 души в страната и генерират 14 милиарда долара годишно.

Последиците от киселинните валежи са ограничени до отрицателно въздействие върху компонентите на екосистемата:

1. Киселинното утаяване води до деградация на горите поради директни изгаряния на растителни тъкани, измиване на хранителни вещества от почвите и намалена устойчивост на растенията към вредители и болести. Измиването на алуминий и тежки метали от почвата от постъпващите киселини и по-нататъшното им навлизане в растенията или водните басейни причинява отравяне на организмите. Горите изсъхват, а сухите върхове се развиват на големи площи. Киселината увеличава мобилността на алуминия в почвата, което е токсично за малките корени, което води до потискане на листата и иглите и чупливост на клоните. Иглолистните дървета са особено засегнати, тъй като иглите се сменят по-рядко от листата и следователно натрупват повече вредни вещества за същия период. Иглолистните дървета пожълтяват, короните им изтъняват, малките корени се повреждат. Но дори и при широколистните дървета цветът на листата се променя, зеленината пада преждевременно, част от короната умира и кората е повредена. Няма естествено възобновяване на иглолистните и широколистните гори. В средата на 70-те години беше забелязано, че гъсталаците от смърч започват да пожълтяват и да се рушат; 50 милиона хектара гори в 25 европейски страни страдат от сложна смес от замърсители, включително киселинен дъжд. Примери:

§ В Холандия и Великобритания до 1986 г. около една трета от дърветата са били „напълно или умерено голи“. В Германия същото се случи с 20%, в Чехословакия и Швейцария с около 16% дървета.

§ В Германия са увредени 30%, а на някои места 50% от горите. И всичко това се случва далеч от градовете и индустриалните центрове. Оказа се, че причината за всички тези проблеми е киселинният дъжд.

§ В допълнение, замърсяването на атмосферата от топлоелектрическите централи и топлоелектрическите централи е довело, както смятат учените, до нов феномен на увреждане на някои видове меки дървесни видове, както и до бързо и едновременно намаляване на скоростта на растеж на при най-малко шест вида иглолистни дървета.

3. Скандинавия усети особено негативно въздействие от „киселинния дъжд“. През 70-те години в реки и езера В скандинавските страни рибата започна да изчезва, снегът в планините посивя, а листата от дърветата покриха земята преди време. Много скоро същите явления бяха забелязани в САЩ, Канада и Западна Европа. Стойността на pH варира в различните водни обекти, но в ненарушена естествена среда диапазонът на тези промени е строго ограничен. Естествените води и почви имат буферни способности, способни са да неутрализират определена част от киселината и да опазват околната среда. Въпреки това е очевидно, че буферният капацитет на природата не е неограничен. Интензивността на въздействието зависи от буферния капацитет на екосистемата. Възможностите на буфера обаче са ограничени; с непрекъснатия поток на киселинни утайки в екосистемата, той се изразходва химически и идва момент, в който дори леко по-нататъшно подаване на киселина води до намаляване на pH в биотопа на екосистемата. Тъй като рН намалява във водните екосистеми, репродуктивната способност намалява и се отбелязва смъртта (предимно на по-примитивните) организми; Дългосрочните хранителни вериги са нарушени не само във водата, но и в почти водните сухоземни екосистеми. Записано:

§ Намалена способност за възпроизвеждане на сьомга и пъстърва при pH< 5,5.

§ Смърт и намалена продуктивност на много видове фитопланктон при pH<6 – 8.

§ Нарушаване на азотния цикъл в езерата, когато стойността на pH варира от 5,4 до 5,7.

§ Увреждане на корените на дърветата и смърт на много видове риби поради отделянето на алуминиеви, оловни, живачни и кадмиеви йони от почвите и дънните седименти.

4. Канадски еколози успяха да установят, че популацията на жителите на кораловия риф Карибско море рибната популация е намаляла с 32-72% през последните 10-15 години. Science NOW съобщава. Еколозите назовават няколко възможни причини за намаляването на броя на коралите. Сред тях са увеличаването на киселинността на водата поради нарастващите нива на CO 2 в атмосферата и повишаването на температурите на океана.

5. Киселинният дъжд не само убива дивата природа, но и разрушават архитектурни паметници . Издръжлив, твърд мрамор, смес от калциеви оксиди (CaO и CO 2), реагира с разтвор на сярна киселина и се превръща в гипс (CaSO 4). Температурните промени, дъждът и вятърът разрушават този мек материал. Историческите паметници на Гърция и Рим, престояли хилядолетия, бяха унищожени пред очите ни през последните години. Същата съдба заплашва Тадж Махал, шедьовър на индийската архитектура от периода на Моголите, а в Лондон - Тауър и Уестминстърското абатство. В катедралата "Свети Павел" в Рим слой от портландски варовик е ерозирал с един инч В Холандия статуите в катедралата "Свети Йоан" се топят като бонбони. Кралският дворец на площад Дам в Амстердам е разяден от черни отлагания. Повече от 100 хиляди ценни стъклописа, украсяващи катедралите в Табернакъл, Контербъри, Кьолн, Ерфурт, Прага, Берн и други европейски градове, може да бъдат напълно загубени през следващите 15-20 години.

6. Проучване на здравната история на голям брой градски жители ясно показва, че градските райони с най-високи нива на замърсяване на въздуха имат най-голям брой респираторни заболявания и най-ниска средна продължителност на живота. Ефект върху хора и продукти:

· алергични реакции на кожата и лигавиците при хора;

· преждевременно износване поради ускорена корозия на сгради, конструкции, архитектурни паметници (изработени от мрамор);

· продуктивността на земеделските земи рязко намалява.

Мерки за намаляване на разрушителните ефекти на киселинните валежи.Необходимо е да се спаси природата от подкисляване. За да направите това, ще е необходимо рязко да се намалят емисиите на сяра и азотни оксиди в атмосферата, но преди всичко на серен диоксид, тъй като именно сярната киселина и нейните соли представляват 70–80% от киселинността на дъжда, който пада като цяло. разстояния от мястото на промишлените емисии.

Водните обекти, повредени от киселинен дъжд, могат да получат нов живот чрез малки количества фосфатни торове; те помагат на планктона да абсорбира нитрати, което води до намаляване на киселинността на водата. Фосфатът е по-евтин за използване от вар, а също така има по-малко влияние върху химията на водата.

Една от мерките за контрол на киселинните отлагания е мониторингът. Наблюденията на химичния състав и киселинността на валежите в Русия се извършват от 131 станции, които вземат общи проби за химичен анализ, и 108 точки, в които се измерва само рН.

Системата за контрол на замърсяването на снежната покривка в Русия се извършва в 625 точки, изследващи площ от 15 милиона km 2. Вземат се проби за наличие на сулфатни йони, амониев нитрат, тежки метали и се определя рН.

Киселинен дъжд - всички видове метеорологични валежи - дъжд, сняг, градушка, мъгла, суграшица - при които има понижение на pH на валежите поради замърсяване на въздуха с киселинни оксиди, обикновено серни оксиди и азотни оксиди

Киселинният дъжд е един от термините, които индустриализацията донесе на човечеството.

Споменато за първи път през 1872 г., понятието става наистина актуално едва през втората половина на 20 век.

Всяка дъждовна вода има определено ниво на киселинност. Но в нормалния случай този индикатор съответства на неутрално ниво на pH - 5,6-5,7 или малко по-високо.

Предпоставки за повишаване на киселинността на атмосферните води възникват, когато промишлените предприятия отделят големи количества серни оксиди и азотни оксиди. Най-характерните източници на такова замърсяване са изгорелите газове на автомобилите, металургичните производства и топлоелектрическите централи (ТЕЦ). За съжаление, сегашното ниво на развитие на технологиите за пречистване не позволява филтриране на азотни и серни съединения, които възникват в резултат на изгарянето на въглища, торф и други видове суровини, използвани в промишлеността.

Последици от киселинен дъжд

1 Киселинните дъждове значително повишават киселинността на езерата, водоемите и резервоарите, в резултат на което естествената им флора и фауна постепенно измират. В резултат на промените в екосистемата на водните обекти те се заблатяват, задръстват и имат повишена тиня. Освен това в резултат на такива процеси водата става неподходяща за използване от човека. Повишава съдържанието на соли на тежки метали и различни токсични съединения, които при нормални условия се абсорбират от микрофлората на резервоара.

2 Киселинният дъжд води до деградация на горите и изчезване на растения. Иглолистните дървета са особено засегнати, тъй като бавното обновяване на листата не им дава възможност самостоятелно да елиминират ефектите от киселинния дъжд. Младите гори също са много податливи на такива валежи, чието качество бързо намалява. При постоянно излагане на вода с висока киселинност дърветата умират.

3 В САЩ и Европа киселинният дъжд е една от честите причини за лошите реколти и изчезването на селскостопански култури на огромни площи. Освен това причината за тези щети се крие както в прякото въздействие, което киселинният дъжд оказва върху растенията, така и в нарушенията в минерализацията на почвата.

4 Киселинният дъжд нанася непоправими щети на архитектурни паметници, сгради и конструкции. Действието на такива валежи причинява ускорена корозия на металите и повреда на механизмите.

5 Като се има предвид сегашната киселинност на киселинния дъжд, в някои случаи той може да причини пряка вреда на хората и животните. На първо място, хората в рискови райони страдат от заболявания на горните дихателни пътища. Но не е далеч денят, когато насищането на вредни вещества в атмосферата ще достигне ниво, при което достатъчно високи концентрации на сярна и нитратна киселина ще изпаднат под формата на валежи. В такава ситуация заплахата за човешкото здраве ще бъде значително по-висока.

Почти невъзможно е да се справим със самите валежи. Падайки върху обширни площи, киселинният дъжд причинява значителни щети и няма конструктивно решение на този проблем.

Друго нещо е, че в случай на киселинен дъжд е критично необходимо да се борим не с последствията, а с причините за това явление. Търсенето на алтернативни източници на производство на енергия, екологични превозни средства, нови производствени технологии и технологии за пречистване на емисиите в атмосферата е непълен списък на това, на което човечеството трябва да обърне внимание, за да не станат катастрофални последствията.