Кислотные дожди

                  Министерство образования и науки Украины

            Общеобразовательной школы  I-III ступени  №64

                                Кабинет химии

 

 

                      РЕФЕРАТ

                        

                                    на тему:

 

               «Кислотные дожди»

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                    Выполнила:

                                                            ученица 10 класса

                                                                    ДОШ I—III ступеней №64

                                                             Стецкая Анастасия

 

 

                                    

 

 

                                

 

                               

 

    

                                  Донецк-2012

Что такое вода, знают  все. Ее на Земле огромное количество - полтора миллиарда кубических километров.

Если представить Ленинградскую  область дном гигантского стакана  и попытаться в него вместить всю  воду Земли, то высота его должна быть больше, чем расстояние от Земли до Луны. Казалось бы, воды так много, что ее должно всегда хватать в избытке. Но беда в том, что во всех океанах вода соленая. Нам же, да и почти всему живому нужна вода пресная. А вот ее не так много. Поэтому мы опресняем воду.

В пресной воде рек  и озер много растворимых веществ, в том числе ядовитых, в ней  могут быть болезнетворные микробы, поэтому использовать ее, а тем  более пить без дополнительной очистки  нельзя. Когда идет дождь, капли воды (или снежинки, когда идет снег) захватывают из воздуха вредные примеси, попавшие в него из труб какого - нибудь завода.

В результате в некоторых  местах Земли выпадают вредные, так  называемые кислотные дожди. Ни растениям, ни животным это не нравится.

Благодатные капли дождя всегда радовали человека, но теперь уже во многих районах планеты дожди превратились в серьезную опасность.

Кислотные осадки ( дожди, туманы, снег) - это осадки, кислотность  которых выше нормальной. Мерой кислотности  является значение pH (водородный показатель). Шкала значения pH идет от 02 ( крайне высокая кислотность), через 7 ( нейтральная Среда) до 14 (щелочная среда), причем нейтральная точка ( чистая вода) имеет pH=7. Дождевая вода в чистом воздухе имеет pH=5,6. Чем ниже значение pH, тем выше кислотность. Если кислотность воды ниже 5,5 , то осадки считаются кислотными. На обширных территориях промышленно развитых стран мира выпадают осадки, кислотность которых превышает нормальную от 10 - 1000 раз (рН= 5-2,5).

Химический анализ кислотных осадков показывает присутствие серной (H₂SO₄) и азотной ( HNO₃) кислот. Наличие серы и азота в этих формулах показывает, что проблема связана с выбросом данных элементов в атмосферу. При сжигании топлива в воздух попадает диоксид серы, также происходит реакция атмосферного азота с атмосферным кислородом и образуются оксиды азота.

Эти газообразные продукты( диоксид серы и оксид азота) реагируют  с атмосферной водой с образованием кислот (азотной и серной ).

В водных экосистемах  кислотные осадки вызывают гибель рыб и других водных обитателей. Подкисление воды рек и озер серьезно влияет и на сухопутных животных, так как многие звери и птицы входят в состав пищевых цепей, начинающихся в водных экосистемах.

Вместе с гибелью  озер становится очевидной и деградация лесов. Кислоты нарушают защитный восковой покров листьев, делая растения более уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных микроорганизмов. Во время засухи через поврежденные листья испаряется больше влаги.

Выщелачивание биогенов из почвы и высвобождение токсичных элементов способствует замедлению роста и гибели деревьев. Можно предположить, что происходит и с дикими видами животных, когда погибают леса.

Если разрушается лесная экосистема, то начинается эрозия почвы, засорение водоемов, наводнение и ухудшение запасов воды становятся катастрофическими.

В результате закисления в почве происходит растворение  питательных веществ, жизненно необходимых  растениям; эти вещества выносятся  дождями в грунтовые воды. Одновременно выщелачиваются из почвы и тяжелые металлы, которые затем усваиваются растениями, вызывая у них серьезные повреждения. Используя такие растения в пищу, человек также получает вместе с ними повышенную дозу тяжелых металлов.

Когда деградирует почвенная  фауна, снижаются урожаи, ухудшается качество сельскохозяйственной продукции, а это, как мы знаем, влечет за собой ухудшение здоровья населения.

Под действием кислот из горных пород и минералов высвобождается алюминий, а также ртуть и свинец. которые затем попадают в поверхностные  и грунтовые воды. Алюминий способен вызывать болезнь Альцгеймера, разновидность преждевременного старения. Тяжелые металлы, находящиеся в природных водах, отрицательно влияют на почки, печень, центральную нервную систему, вызывая различные онкологические заболевания. Генетические последствия отравления тяжелыми металлами могут проявиться через 20 лет и более не только у тех, кто употребляет грязную воду, но и у их потомков.

Кислотные дожди разъедают  металлы, краски , синтетические соединения, разрушают архитектурные памятники.

 

Человечество, к сожалению, каждый день, час и минуту наносит  непоправимый вред окружающей природной  среде. С экранов телевизора часто  можно услышать очередную весть  о случившейся природной катастрофе, будь-то землетрясение, наводнение, извержение вулкана, сход лавины.

Но в последнее время проскальзывают известия и о том, что после выпадения осадков в виде дождя, листья здоровых деревьев покрылись непонятными пятнами, а в худших случаях – вовсе отпали. Что стало причиной данной аномалии? Ученые нашли ответ на данный вопрос, который звучит не утешительно – этот эффект вызывают кислотные дожди.

Что такое кислотные дожди?

Под термином «кислотный дождь» учеными понимается любой вид метеорологических осадков: снег, смог, туман, дождь, град, при котором можно наблюдать резкое снижение pH.

Следует заметить, что  кислотные дожди – не природное  явление, а результат жизнедеятельности  человечества. Многочисленные заводы и фабрики в процессе производства в окружающую среду, а преимущественно в атмосферу, выбрасывают колоссальное количество оксидов азота, которые, вступая в химическую реакцию с кислородом, образуют окислы азота и двуокись серы.

После попадания вредных химических веществ в атмосферу происходит их постепенная трансформация в кислотообразующие частицы, которые впоследствии вступают во взаимодействие с водой, накопившейся в воздухе, превращая её в сильно концентрированные кислотные растворы. Это приводит к понижению содержания pH в дождевой воде.

Когда возник термин «кислотный дождь» или немного истории

В 1872 году Роберт Смит английский инженер в своей работе «Воздух  и дождь: начало химической климатологии»  впервые в истории употребил  термин «кислотные дожди».

Большое внимание он уделил викторианскому смогу в английском городе Манчестер. Многие ученые того времени пришли к выводу, что как таковых «кислотных дождей» не бывает, но спустя годы, сомнений в том, что данное явление существует, даже не может возникнуть.

Ярким подтверждением этому служит ситуация, произошедшая в конце семидесятых годов 20 века. Городок Уилинг, находящийся в штате Западная Виргиния, прославился на всю планету шедшими в течение трех дней кислотными осадками. Женщины, носящие в то время модные, дорогие капроновые чулки и колготки, не понимали, почему они покрывались мелкими дырами и постепенно расползались. Оказалось, что дождевые капли, содержащие в своем составе большое количество кислоты, разъели капрон.

Существует довольно широкий спектр причин возникновения этого явления, включающие природные катаклизмы и человеческий фактор. Как уже было сказано, кислотные дожди возникают в результате слияния паров воды и оксида азота и двуокиси серы. Данные химические вещества попадают в окружающую среду в результате сильных извержений вулканов, но содержание серы в атмосфере после катаклизма составляет около 2,5 миллион тон, что сравнительно мало по сравнению с выбросами заводов, фабрик, котельных.

Основными факторами  скапливания кислоты в  атмосфере являются – переработка и выплавка металлов на заводах, сгорание топлива в котельных, сжигание мусора, огромное число средств передвижения. Около 250 миллионов тонн серы в год — таковы показатели техногенного поступления.

Последствия выпадения кислотных дождей для экологии и экономики

К сожалению, в нашем  мире не осталось ни одного уголка, где бы ни выпали смертоносные осадки. Последствия кислотных дождей – ужасны и катастрофичны, не только для природы, но и для всего человечества в целом.

После выпадения кислотных  дождей в США в большинстве  рек и озер перестала размножаться рыба, так как кислотность в  водах в несколько раз превышала  норму, снег в горных местностях приобрел ужасный серо – желтый оттенок, около 30 процентов лесных массивов исчезло с лица земли. Во многих странах погиб весь сельскохозяйственный урожай, что нанесло непоправимый удар по экономике.

Человек, употребляю рыбу или воду из водоема, пострадавшего  откислотных дождей, может стать жертвой тяжелых и даже смертельных заболеваний. Попав под дождь, содержащий огромное количество кислоты, человеку грозят химические ожоги и удушье, так как дыхательные пути не справляются с вредными химическими веществами.

Огромное влияние кислота, содержащаяся в дождевой воде, оказывает  на металлоконструкции и трубопроводы. Самолеты и здания покрываются коррозией  из-за чего приходят в непригодность  для эксплуатации. Исторические памятники, которые на протяжении нескольких веков украшают просторы планеты, могут разрушиться.

Пути разрешения возникшей угрозы человечеству

Разрушительные последствия  кислотных дождей заставили задуматься ученых о том, как препятствовать возникновению таких опасных осадков и вовсе избавиться от данного явления. Единственным и самым верным способом, безусловно, является сокращение выбросов тяжелых металлов и их оксидов в атмосферу. Достичь этого возможно лишь при обеспечении каждого предприятия дорогостоящим очистным сооружением, которое сможет задерживать двуокись серы в фильтрах, что сделает воздух более чистым и свежим.

Сократить количество транспортных средств в крупных городах  и мегаполисах, которые выбрасывают  колоссальное количество выхлопных газов. Ну и, конечно же, восстанавливать лесные массивы, которые в последнее время подверглись массовому вырубанию, очищать загрязненные водоемы путем разведения планктона, способного отфильтровывать и поглощать кислоты. Научиться не сжигать, а перерабатывать мусор на заводах, чтобы образованные при сжигании вещества не попадали в окружающую нас среду.

Возможно, спустя десятки  лет, термин «кислотный дождь» уйдет  из обихода, а пока это реальная угроза для жизни человечества и существования  планеты Земля.

Экологические и экономические последствия

 

Последствия выпадения  кислотных дождей наблюдаются в США, Германии, Чехии,Словакии, Нидерландах, Швейцарии, Австралии, 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. 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. 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. 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.

Эти токсичные металлы  представляют опасность для здоровья человека. Люди, пьющие воду с высоким  содержанием свинца или принимающие в пищу рыбу с высоким содержанием ртути, могут приобрести серьёзные заболевания. Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. Ученые считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца ещё не изучен, "сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон, и тяжелые металлы в совокупности приводят к деградации лесов.Экономические потери от кислотных дождей в США, по оценкам одного исследования, составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов и к концу века убытки достигнут 1.750 миллиардов долларов от потери лесов; 8.300 миллиардов долларов от потери урожаев (только в бассейне реки Огайо) и только в штате Миннесота 40 миллионов долларов на медицинские расходы. Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов,- это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу).