Кислотные дожди

Новосибирский Государственный  Технический Университет

 

 

 

 

 

Реферат по дисциплине Экология на тему:

"Кислотные  дожди"

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Кузнецова Анна Андреевна

Группа ФБИ-02

Проверил: ********

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск 2013

План реферата

Введение………………………………………………………………………………………………………………………3

Суть явления…………………………………………………………………………………………………………………………4

Последствия воздействия кислотных  дождей на среду и здоровье человека……………………………………………………………………………………………………………………….5

Выводы…………………………………………………………………………………………………………………………9

Использованная литература………………………………………………………………………………………………………………….11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Под названием "кислотные дожди" скрывается сложный комплекс воздействий  техногенных загрязнений воздуха  на человека и природную среду, главные  последствия которых - рост аллергических заболеваний дыхательных органов, потери урожайности сельскохозяйственных растений, усыхание лесов, безрыбные озера и тд.

Кислотные дожди особенно характерны для стран Западной и Северной Европы, США, Канады, промышленных районов  Российской Федерации, Украины и  др.

Само понятие “кислотный дождь” вошло в обращение в 1872 году английским исследователем Робертом Смитом. Химик обнаружил, что в  промышленном городе Манчестере и вокруг него имеются “три вида воздуха”, а  именно: воздух с карбонатом аммония  в отдаленных полях; воздух с сульфатом  аммония в окрестностях и воздух с серной кислотой или бисульфатом  в городе. Смит указывал, что кислый воздух в городе обеспечивает краски в тканях и разъедает поверхности  металлов, что кислая дождевая вода повреждает растительность и материалы, что такие вещества, как мышьяк, медь и прочие металлы выпадают вместе с дождями в промышленных районах. И хотя ученые того времени отвергли теорию о существовании кислотных  дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели жизни в  водоемах, лесов, урожаев, и растительности.   
  После 1950 года произошло очень сильное увеличение выбросов и к в 1960-х годах кислотные дожди определились как проблема в ряде стран Европы и Северной Америки. Появились первые публикации по окружающей среде, которые охватывали крупномасштабные регионы с основными загрязнителями – окислов серы (SO_x) и окислов азота (NO_x) от разработки полезных ископаемых. Которые распространялись на сотни миль от мест разработки ветром, после чего они вымывались из атмосферы дождями, туманами и снегом..В 1968 году Уден опубликовал работу, где он доказал, что осадки над скандинавскими странами постепенно становятся все более кислыми, а также что большие количества окисляющих веществ – сернистые соединения – поступают в виде выбросов из промышленных районов в Центральной Европе и Великобритании. Строго говоря, то, что ветры могут переносить видимые и осязаемые частицы, как например, сажу или песчаную пыль, новостью не было, поскольку такие случаи известны уже давно. В 1755 году было отмечено, что красная песчаная пыль из Сахары достигла Англии, пройдя длинный путь над странами и континентами. В 1881 году ученые в Норвегии утверждали, что загрязнители воздуха, поступившие с ветрами из Англии, явились причиной того, что снег в определенных районах Норвегии принял серую окраску. В 1950 году в Европе можно было чувствовать запах дыма от огромного лесного пожара по другую сторону Атлантического океана, в канадской провинции Альберта. 
Еще в конце  позапрошлого  века  Фридрих  Энгельс  предупреждал:  «Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой.  За  каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед  имеет,  правда,  в  первую очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во  вторую  и  третью

очередь совсем  другие,  непредвиденные  последствия,  которые  очень  часто

уничтожают  последствия первых».  Знакомство  с  проблемой  кислотных  дождей

подтвердит  нам правоту этих слов.

 

Суть явления

Кислотный дождь — все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами (обычно — оксидами серы, оксидами азота)

Вода обычного дождя тоже представляет собой слабокислый  раствор. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как углекислый газ(СО2), вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота (CO2 + H2O <=> H2CO3). Тогда как в идеале рН дождевой воды равняется 5.6-5.7, в реальной жизни показатель кислотности (рН) дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности. 
Источниками возникновения кислотных дождей являются как природные процессы (вулканическая деятельность, гниение растительных остатков), так и деятельность человека, в первую очередь выбросы диоксида серы (SO2) и оксидов азота (NO, NO2, N2O3) при сжигании ископаемого и моторного топлива. В Соединнных Штатах более 2/3 выбросов диоксида серы и 1/4 оксидов азота приходится на электроэнергетику, основанную на сжигании ископаемого топлива, например угля. Кислотные дожди происходят тогда, когда выбросы газов вступают в атмосфере в реакцию с водой, кислородом и другими химическими элементами, формируя различные кислотные соединения. Преимущественно в результате таких реакций получаются слабые растворы серной и азотной кислоты. Выбросы электрических станций разносятся при помощи ветров на значительные расстояния, часто превышающие сотни километров, свободно попадая  даже на территории других государств. Проблема кислотных дождей возникла в Западной Европе и Северной Америке в конце 50-х годов. В последнее десятилетие она приобрела глобальное значение главным образом в связи с возросшими выбросами окислов серы и азота, а также аммиака и летучих органических соединений (ЛОС). По данным ЕЭК, двуокись (трехокись) серы поступает из теплоэлектростанций и других стационарных источников при сжигании ископаемого топлива (88%), при переработке сульфидных руд (5%), нефтепродуктов, производстве серной кислоты и др. (7%). Для окислов азота среди стационарных источников топливно-энергетический дает 85% выбросов, производство цемента, извести, стекла, металлургические процессы, сжигание мусора и др. - 12%. Азотные загрязнения поступают из нестационарных источников и – аммиак - от животноводческих предприятий и удобрений. Основные источники ЛОС-химические производства, промышленные и бытовые растворители, нефтехранилища, бензоколонок и т.д. 
В последние годы содержание в атмосферном воздухе российских городов  и

промышленных  центров  таких  вредных  примесей,  как  взвешенные  вещества,

диоксид серы,  существенно  уменьшилось,  так  как  со  значительным  спадом

производства  сократилось число промышленных выбросов, а концентрации  оксида

углерода  и диоксида азота выросли в  связи с ростом парка автомобилей.

    Список  городов  с  катастрофическим  уровнем  загрязнения  атмосферного

воздуха в  России увеличивается ежегодно,  но  многие  годы  в  нем  числятся

Братск, Екатеринбург, Кемерово, Красноярск,  Липецк,  Магнитогорск,  Москва,

Нижний Тагил, Новокузнецк, Новосибирск, Ростов-на-Дону, Тольятти.

    Наиболее  значимое влияние на  состав  атмосферы  оказывают  предприятия

черной и  цветной металлургии, химическая и  нефтехимическая  промышленность,

стройиндустрия,     энергетические     предприятия,      целлюлозно-бумажная

промышленность, автотранспорт, а в некоторых  городах и котельные.

 

 
Источники загрязненных выбросов в  атмосферу

Источники	Диоксиды серы (% от общего количества)	Оксиды азота(% от общего количества)
Источники выработки тепла и электроэнергии	55	37
промышленность	44	13
транспорт	1	50

 

Последствия воздействия кислотных дождей на среду и здоровье человека

Последствия кислотных дождей ученые до настоящего времени еще не установили до конца.  
Кислотные осадки являются проблемой, которая в случае ее бесконтрольного развития, может вызвать в результате существенные экономические и социальные издержки. Одно только известно, что если раньше, какие-то два-три десятилетия назад, люди могли спокойно собирать дождевую воду и умываться ей для придания коже лица молодости, то сейчас об этом не может идти и речи. Потому как последствия кислотных дождей могут оказать губительное воздействие на кожу лица и здоровье в целом. 
Кислотные дожди по вкусу, цвету и запаху совершенно не отличаются от обычного дождя. Кислотные дожди наносят вред человеку не напрямую. Гуляя под кислотным дождём, или даже плавая в кисловатой воде озера человек рискует не более, чем купаясь в чистой воде. Однако, загрязняющие вещества, являющиеся причиной кислотного дождя, такие как диоксид серы и оксиды азота наносят вред здоровью человека. Эти газы взаимодействуют в атмосфере, формируя микрочастицы сульфатов и нитратов, которые могут переноситься по воздуху на огромные расстояния и попадать глубоко в лёгкие человека путём их вдыхания. Эти частицы способны проникать и в помещения. Множество научных работ идентифицировало связь между увеличивающимися уровнями загрязнения воздуха такими частицами и увеличением заболеваемости и преждевременной смерти от сердечных и лёгочных заболеваний, например астмы и бронхитов. 
Кислотные дожди приводят к закислению озёр и ручьёв, наносят ущерб деревьям (особенно в горах), изменяют кислотный состав почв. В дополнение, кислотные дожди ускоряют коррозию строительных материалов и красок, воздействуют на исторические здания, статуи и другие объекты культурного наследия человека. А до того, как пыль осядет на землю, частицы диоксида серы, нитраты и их производные вносят свою лепту в уменьшение прозрачности воздуха, при этом представляя опасность для здоровья. 
Попытка прогнозирования роли азотной кислоты в окислении озер в ближайшие десятилетия дала следующие результаты:

• Доля нитратов в окислении озер составляет на сегодня в основном менее 10% (исходя из годового расчета). Воздействие нитратов часто является более определяющим при так называемых кислотных толчках.
• При существующей тенденции в отношении осаждений в течение десятилетнего периода нитраты будут играть все более важную роль как “движущая сила”, обеспечивающая поступление водородных ионов в поверхностные воды. Произойдет некоторое усиление кислотных толчков. Однако осаждение сульфатов по-прежнему будет играть главную роль в окислении.

 

 Если осаждение нитратов удвоится, а осаждение сульфатов при  этом останется неизменным или уменьшится, то роль нитратов в окислении поверхностных  и грунтовых вод сильно возрастет. Это зависит, во-первых, от того, что  растения не будут в состоянии  воспринять поступивший азот и, во-вторых, от того, что сульфаты сильнее связываются  в почве при повышении ее кислотности

 
 
 
Проблемы, которые возникают в  связи с выпадением кислотных  дождей:

• Деревья теряют часть листьев, становясь беззащитными перед морозами болезнями
• Корни деревьев так же могут замедлить своё развитие, что скажется на нехватке питательных веществ
• Из-за химических реакций почвы потеряют некоторые микроэлементы и станут менее питательными
• Увеличение уровня кислотности воды и почв может стать проблемой для водных животных и растений
• Кислотные дожди могут растворить скрепляющий раствор в кладках зданий, повредить конструкции из природного камня, особенно известняка, что, в свою очередь, может привести к потере прочности конструкций и сооружений

Ни для кого не является секретом тот факт, что кислотные дожди  негативным образом сказываются  на состоянии всей окружающей среды. В водоемах с течением времени  повышается концентрация ионов тяжелых  металлов с высоким уровнем токсичности, к примеру, свинца и кадмия. В качестве мер предосторожности : не стоит в дождь выходить на улицу без соответствующего инвентаря — зонта либо плаща-дождевика. Если игнорировать этот совет, то все примеси, которые присутствуют в якобы чистой дождевой воде, тянут за собой большое количество проблем.  

Последствия выпадения кислотных  дождей наблюдаются: 
-в США,  
-в Германии, 
-в Чехии, 
-в Словакии,  
-в Нидерландах,  
-в Швейцарии,  
-в Австралии,  
-в республиках бывшей Югославии и ещё во многих странах земного шара.  
Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоемы — озера, реки, заливы, пруды — повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна.  
 
Выделяют три стадии воздействия кислотных дождей на водоемы: 
1) Первая стадия — начальная. С увеличением кислотности воды (показатели рН меньше 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема, пищи, уменьшается количество кислорода в воде, начинают бурно развиваться водоросли (буро-зеленые). Первая стадия эутрофикации (заболачивания) водоема. При кислотности рН 6 погибают пресноводные креветки.  
2)Вторая стадия — кислотность повышается до рН 5.5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ.  
3)Третья стадия — кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых. Первая и вторая стадии обратимы при прекращении воздействия кислотных дождей на водоем. По мере накопления органических веществ на дне водоемов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как кадмий, ртуть и свинец из донных отложений и почв. 

Но кроме вреда кислотные  дожди имеют и полезное действие: считается, что недостаток железа в той форме, в какой его усваивают микроорганизмы, сильно снижает способность планктона перерабатывать атмосферный углекислый газ в ходе фотосинтеза, и противостоять таким образом глобальному потеплению климата .Так как облака, содержащие капельки воды с высокой кислотностью, формируются в большей степени в результате промышленных выбросов, ученые полагают, что многие индустриальные страны и в частности Китай, производя много парниковых выбросов, одновременно, в некоторой степени, снижают этот негативный климатический эффект за счет "удобрения" океана. 
 
Кислотные дожди не часто повреждают деревья напрямую. Вместо этого наиболее вероятно увядание деревьев из-за повреждения их листвы, закисления почвы и уничтожения питательных веществ в ней, выдерживании корней в контакте с ядовитыми соединениями, которые, попав туда однажды, очень медленно оттуда вымываются. Очень часто повреждение или смерть деревьев являются результатом синергетического эффекта воздействия последствий кислотных дождей в совокупности с другими причинами.

Учёные знают, что подкисленная вода растворяет питательные вещества и минеральные элементы и вымывает их из почвы до того, как деревья  сумеют воспользоваться этими веществами для питания и продолжения  роста. В это же время кислотные  дожди переносят в почву ядовитые для растений компоненты, такие как  алюминий. Учёные верят, что такое  одновременное сочитание вымывания микроэлементов и увеличения токсичности почвы являются причиной нанесения ущерба деревьям. Эти субстанции со временем вымываются из почв и с водой попадают в реки и озёра. Чем более насыщенны дожди кислотой, тем больше вымывается из почвы питательных веществ 
Однако, деревья могут повреждаться кислотными дождями даже тогда, когда в почве содержится достаточное количество питательных веществ. Леса в высокогорных регионах часто подвергаются воздействию кислот более сильному, чем леса на равнинах. Это обусловленно тем, что деревья в горах часто произрастают окутанные кислотными туманами и облаками, которые имеют более высокую концентрацию кислот, чем дождевые капли. Учёные считают, что когда листья часто омываются таким кислотным туманом, он вымывает питательные вещества, находящиеся в листьях и иголках. Потеря микроэлементов из тканей растений делает их более восприимчивыми к другим факторам окружающей среды, например к холодной зимней погоде, увеличивая шанс их гибели или повреждения. 

 

 

Выводы

От загрязнения  воздуха страдают животные  и  растения.  Например,

отходы медеплавильных заводов —  хлор,  мышьяк,  сурьма  —  вызывают  гибель