Кислотные осадки

БРАТСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
 
 
 
 
 

Доклад

по дисциплине «Экология»:

«Кислотные  осадки» 
 
 
 
 

Выполнил:

Студент гр. СТ-11         Шатских И.П.

Проверила:

Камышникова И.В. 
 
 
 

КИСЛОТНЫЕ ОСАДКИ

КИСЛОТНЫЕ ОСАДКИ, дождь, снег или дождь со снегом, имеющие повышенную кислотность. Кислотные осадки возникают главным образом из-за выбросов оксидов серы и азота в атмосферу при сжигании ископаемого топлива (угля, нефти и природного газа). Растворяясь в атмосферной влаге, эти оксиды образуют слабые растворы серной и азотной кислот и выпадают в виде кислотных дождей.

Относительная кислотность раствора выражается индексом рН (кислотность определяется наличием свободных ионов водорода Н+; рН – это показатель концентрации ионов водорода). При рН = 1 раствор представляет собой сильную кислоту (как электролит в аккумуляторной батарее); рН = 7 означает нейтральную реакцию (чистая вода), а рН = 14 – это сильная щелочь (щелок). Поскольку рН измеряется в логарифмической шкале, водная среда с рН = 4 в десять раз более кислая, чем среда с рН = 5, и в сто раз более кислая, чем среда с рН = 6.

Обычная незагрязненная дождевая вода имеет рН = 5,65. Кислотными называются дожди с рН менее 5,65. На значительных территориях на востоке  США, юго-востоке Канады и западе Европы среднегодовые значения рН атмосферных  осадков колеблются от 4,0 до 4,5.

В восточных  районах США кислотность атмосферных  осадков приблизительно на 65% определяется присутствием серной кислоты (H2SO4), на 30% – азотной кислоты (HNO3) и на 5% – соляной кислоты (HCl). Главными источниками оксидов серы (SO2 и SO3), обусловливающих образование серной кислоты, являются тепловые электростанции, работающие на нефти и угле, а также металлургические заводы. Оксид азота (NO) и диоксид азота (NO2), из которых образуется азотная кислота, поступают в атмосферу примерно в равных количествах от тепловых электростанций, работающих на нефтепродуктах и угле, и с выхлопными газами автомобильных двигателей. Сравнительно небольшое количество соляной кислоты в атмосферных осадках образуется в результате аккумуляции газообразного хлора от различных природных и промышленных источников. Кислотные дожди могут также выпадать при поступлении в атмосферу серной кислоты и азотсодержащих газов (диоксида азота NO2 и аммиака NH3) от естественных источников (например, при извержении вулканов).

Источники загрязненных выбросов в атмосферу.            

В 60-е годы огромное внимание привлекли исследования изменений, которые наблюдались  в химии осадков , которые были вызваны кислотными дождями. Было установлено, что основную роль в составе кислотных  дождей принадлежит двуокислу серы и окислу азота, которые оказывали  загрязняющее действие на больших расстояниях. Благодаря интенсивному переносу воздушных  масс. Кислые осадки вызывают изменения, которые происходят на всей поверхности  и производят мобилизацию ионов  всех металлов, особенно Ca, Vg, Al, Mn, Fe, Zn.В природных условиях диоксид серы попадает в атмосферу несколькими путями: морской пеной, брызгами, волнами, в процессе гниения водорослей и жизнедеятельности планктона, в результате извержения вулканов. Однако, в настоящее время половина выбросов двуокиси серы является результатом хозяйственной деятельности человека. На сегодня общий антропогенный выброс серы в атмосферу составляет 75-100 млн. тонн в год. Это, по меньшей мере, столько же, сколько поступает в виде газообразных сернистых соединений вследствие естественных процессов из морей, болотистых почв и вулканов.                         

 Источники  загрязненных выбросов в атмосферу

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.

Наиболее  характерны кислотные дожди для  индустриальных стран с высокоразвитой энергетикой. За год теплоэлектростанции  России выбрасывают в атмосферу  около 18 миллионов тонн сернистого ангидрида, а помимо этого, благодаря  западному переносу воздуха, приходят сернистые соединения с Украины  и Западной Европы.

Для борьбы с кислотными дождями необходимо направить усилия на сокращения выбросов кислотообразующих веществ угольными  электростанциями. А для этого  необходимо:

1. принятие более жесткого природоохранного законодательства в странах БРИКС
2. использование низкосернистого угля или его очистка от серы
3. установка фильтров для очистки газообразных продуктов
4. внедрение двигателей с усовершенствованным циклом сгорания
5. широкое распространение каталитических дожигателей выхлопных газов
6. применение альтернативных источников энергии

 Вызываемые  выбросом диоксида серы промышленными  предприятиями «кислотные дожди» значительно  сократились на большой части  территории Европы и Северной Америки  благодаря Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния 1979 года. Конвенция, к которой присоединилось 51 государство, регулируется Европейской экономической комиссией ООН. Ее охват заметно расширился с принятием восьми протоколов по таким вопросам, как борьба с приземным озоном, стойкими органическими загрязнителям, тяжелыми металлами, а также относительно дальнейшего сокращения выбросов серы, выбросов летучих органических соединений и ограничения выбросов окислов азота.

Антропогенные выбросы сернистого газа в 2 раза превышают  поступление этого газа в результате природных явлений, антропогенные  выбросы оксидов азота составляют примерно 40% от естественных выбросов. Смешиваясь в облаках с парами воды, сернистый газ порождает  серную кислоту, а оксиды азота - азотную  кислоту, которые затем падают на землю в виде кислотных осадков. Проблема кислотных осадков возникла в начале 70-х годов XX в. Наиболее остро  она проявилась в странах Скандинавского полуострова, где в тысячах озер стали исчезать рыба, микроорганизмы, причем вода вроде бы оставалась такой  же чистой. Понадобились годы исследований, чтобы понять, что закисление среды  и ее последствия - не только скандинавская  проблема. Все грозные признаки этого  налицо в восточных районах США (за 20 лет кислотность увеличилась  в 10 - 30 раз в 30- 60% озер), в Канаде, ФРГ, Англии, Бельгии, Нидерландах, Польше и  других странах Западной и Восточной  Европы. Западные области СНГ также  попадают в ареал распространения  кислотных осадков

В 1979 г. под  эгидой Европейской экономической  комиссии была заключена Конвенция  о трансграничном загрязнении воздуха  на большие расстояния (в силе с 1983 г.). Государства-участники взяли  обязательство ограничить и, насколько  это возможно, уменьшить загрязнение  воздуха, обмениваться информацией, проводить  консультации, научные исследования и мониторинг (контроль) качества воздуха. В 1985 г. к Конвенции был принят Протокол, содержащий обязательства  государств-участников сократить выбросы  серы в воздух на своих территориях  и уменьшить их трансграничные потоки на 30 % к 1993 г. Протокол, принятый в 1988 г., предусматривает контроль выбросов окислов азота и их трансграничных потоков.