Было решено использовать его в водонепроницаемых станциях по выработке углерода, чтобы уменьшить количество серы, загрязняющей атмосферу. Также будут использоваться солнечные и ветряные электростанции.
Влияние кислотных дождей на окружающую среду
Глобальные изменения вмешиваются в естественные природные процессы. Последствия быстрого технического прогресса пагубно сказываются на всех живых организмах. Одна из самых больших экологических проблем — кислотные дожди — приобрела глобальный характер.
В химической терминологии существует понятие кислотности водных растворов. Это основной принцип кислотных дождей.
Уровень кислотности воды определяется концентрацией ионов водорода H+, которая измеряется в ммоль/л. Для щелочности необходим гидроксильный ион OH-. Эти ценности взаимосвязаны. При увеличении щелочности кислотность уменьшается, и наоборот. В природе не существует нейтральной воды (равное количество H+ и OH-).
Шкала кислотности начинается с pH -0 (высокая кислотность). Концентрация в 7 ммоль/л считается нейтральной, но наблюдается увеличение щелочности от 7 до 14. В чистой дождевой воде водородные показатели являются слабокислыми.
Термин «кислотный дождь» относится к осадкам с концентрацией от 0 до 5,7 ммоль/л. Самая низкая цена, зарегистрированная на сегодняшний день (2,25), зафиксирована в Китае.
Промышленное вещание и автомобильный транспорт являются причиной этого явления во всем мире. В воздухе химикаты распадаются на сульфаты и нитраты, которые смешиваются с атмосферной влагой. В результате получается своего рода легкая кислота. Чем выше концентрация, тем более кислотный осадок.
История появления термина
С появлением европейской промышленности в начале 19 века ученые начали отмечать феномен повышения кислотности осадков. Шотландский химик Роберт Смит всю жизнь изучал взаимосвязь между загрязнением воздуха и кислотными осадками в Манчестере. В 1852 году он впервые заговорил о климатических аномалиях в виде кислотных дождей, но поддержки его доводам не было.
Он отложил ее и в течение десяти лет публиковал отчеты о химическом составе атмосферы. Аудитория заинтересовалась его взглядами только после публикации его книги в 1960-х годах. Этот термин был официально признан, когда газета New York Times опубликовала отчет о последствиях физических изменений в лесах. Со временем стали появляться предложения по решению проблемы кислотных дождей в странах Старого и Нового Света.
Прогнозирование выпадения кислотных дождей
Можно предусмотреть следующее событие, связанное с кислотными дождями. Это достигается путем количественного определения источника и места выпадения осадков. При изучении переноса массы в природной атмосфере массы необходимо знать ход разложения и изменения химических веществ. Учитываются многочисленные процессы, происходящие во влажной и газообразной фазах.
Такая сложная система взаимосвязей для прогнозирования будущего требует решений для экологической безопасности человечества. Для этого ученые рассчитывают полные математические модели. Основа — это концентрация положительных ионов H+ в жидкости.
Масса кислотосодержащих соединений приводит к окислению в природной среде. Пока решение, общее для всех государств, минимально. Поэтому государствам необходимо разработать единую методику предотвращения выпадения кислотных осадков.
Причины возникновения
Кислотные дожди всегда существовали и оказывали негативное влияние на планетарные экосистемы, но в прошлом они имели исключительно природное происхождение. Сегодня основной причиной кислотных дождей являются антропогенные факторы.
- токсичные выбросы предприятий тяжелой промышленности;
- выхлопные газы транспорта;
- добыча и переработка угля, нефти, газа;
- сжигание любых видов органического топлива;
- использование азотистых удобрений;
- фреоновые выбросы из кондиционеров, холодильных установок;
- использование хлороводородных аэрозолей.
К природным факторам, вызывающим выпадение токсичных осадков, относятся
-
, при которых атмосфера заполняется большим количеством серы;
- гниющие животные и растительные останки, выделяющие газообразную серу;, приводящие к появлению в атмосфере соединений азота.
Последствия
Негативные последствия кислотных дождей многочисленны. Токсичные осадки приводят к:.
- нарушению экобаланса водоемов;
- окислению почвы;
- угнетению жизнеспособности растений;
- ухудшению здоровья людей;
- разрушению построек, архитектурных объектов.
Прежде всего, необходимо обсудить влияние кислотных дождей на человека. У людей, выходящих под дождь без зонта, могут развиться аллергические или астматические симптомы, а также злокачественные новообразования. Маленькие дети особенно чувствительны к токсинам воздуха.
Образование кислотных дождей влияет на все части биосферы.
- Наиболее негативное воздействие оказывается на гидросферу, причем как прямое, так и косвенное. Под прямым влиянием подразумевается отравление и гибель рыбы из-за непосредственного попадания ядовитых веществ в водоем. Косвенное влияние означает, что токсичные осадки разрушают донные известняковые и прочие породы. Содержащиеся в породах тяжелые металлы растворяются в воде, в итоге крупные популяции рыб погибают или подвергаются мутации.
- Для плодородных почв кислотосодержащие осадки – экологическое бедствие. Окисленный грунт подвергается коррозии, становится непригодным для хозяйственного использования.
- Значительным последствием кислотных дождей является угнетение растительности. Хлористые и азотистые виды кислотных дождей нарушают обменные реакции между почвой и корневой системой, в результате развитие корней замедляется, повышается чувствительность растений к температурным колебаниям и атакам насекомых-вредителей. Ядовитые дождевые капли оставляют на листьях ожоги. Бывали случаи, когда пораженные деревья полностью сбрасывали листву.
Риск кислотных дождей также оказывает негативное влияние на здания. Кислота постепенно разрушает камень, бетон и другие материалы, из которых состоит фундамент здания.
Это может привести к обрушению части здания. Кислотный дождь может постепенно ухудшить состояние зданий, статуй и уличных скульптур.
Методы борьбы
Не имеет смысла решать проблему кислотных дождей на местном уровне. Это глобальная проблема, которая может быть решена только общими усилиями всех развитых стран.
Основным способом решения экологической проблемы является сокращение токсичных выбросов с заводов. Пока что процесс идет наоборот — выбросы растут с каждым годом. Промышленные предприятия, являющиеся основным источником загрязнения воздуха, должны быть оснащены средствами фильтрации и очистки. Ученые всего мира работают над системами очистки, чтобы сделать промышленные объекты более экологичными.
При рассмотрении вопроса о том, как бороться с кислотными дождями, необходимо учитывать еще один загрязняющий фактор — транспорт. Конечно, никто не хочет водить машину. Однако сегодня автомобильный рынок предлагает экологически чистые продукты — электромобили и гибриды. Многие знакомы с аккумуляторными батареями Tesla.
Визуально кислотный дождь ничем не отличается от обычного, поэтому тем, кто выходит на улицу в сырую погоду, необходимо принять меры предосторожности. Возьмите с собой зонтик для нанесения макияжа. Следите за тем, чтобы капли дождя не попадали на открытые части тела. Не открывайте окна или вентиляционные каналы сразу после дождя. В противном случае свежий воздух может надышаться токсичными летучими веществами.
В настоящее время существуют международные и национальные программы, направленные на защиту окружающей среды, включая бизнес-оборудование с перерабатывающими предприятиями. Известкование используется для защиты водоемов от воздействия вредных отложений.
Масса кислотосодержащих соединений приводит к окислению в природной среде. Пока решение, общее для всех государств, минимально. Поэтому государствам необходимо разработать единую методику предотвращения выпадения кислотных осадков.
Формы кислотных осадков
Жидкие осадки — это то, что мы обычно считаем кислотным дождем. Сульфаты и нитраты, образующиеся в атмосфере, выпадают на землю вместе с дождем, снегом, туманом или градом.
Кислотные частицы и газы могут выпадать из атмосферы в отсутствие влаги в виде сухого осаждения. Кислотные частицы и газы могут быстро попадать на поверхности (водоемы, растительность, здания) или вступать с ними в реакцию, образуя крупные частицы, которые могут быть вредны для здоровья человека. Если накопленная кислота будет удалена с поверхности при следующем дожде, эта кислотная вода может протекать через почву и наносить вред растениям и дикой природе, таким как насекомые и рыба.
Количество атмосферной кислоты, выпавшей на землю в результате сухого дождя, зависит от количества осадков в данной местности. Например, в более сухих районах доля осадков в виде жидкости выше, чем в районах, где выпадает несколько дюймов осадков в год.
Измерение кислотного дождя
Кислотность и щелочность осадков измеряется по шкале pH, где 7,0 — нейтральный показатель. Чем ниже pH вещества (ниже 7), тем оно более кислотное. Чем выше pH вещества (выше 7), тем более щелочным оно является. pH обычного дождя составляет около 5,6. Она слегка кислая, потому что углекислый газ (co2) растворяется, образуя слабую угольную кислоту. Кислотные дожди обычно имеют pH между 4,2 и 4,4.
Если в озерах и ручьях образуются кислотные отложения, они могут вызвать некоторые
В районах, пострадавших от экстремальных осадков, жизнь восстанавливается медленно. Когда вода, в том числе дождевая, содержащая минералы, вода и почва отравлены. Поэтому полная фильтрация инфицированных территорий в регионе невозможна.
Состав кислотных осадков
Кислотные дожди образуются в результате взаимодействия серы и диоксида серы с молекулами воды в верхних слоях атмосферы. Дождевая вода может содержать озон. Озон образуется во время гроз. Если в атмосфере вместо производных серы имеются соединения азота, на землю выпадают осадки, насыщенные нитратами. В редких случаях высокая концентрация хлора и метана в воздухе может вызвать атекс.
Токсичные соединения, выбрасываемые в атмосферу из промышленных труб или получаемые при испарении бытовых отходов, могут попадать в осадки.
Последствия кислотных осадков
Когда выпадают кислотные дожди, их последствия могут вызвать экологические и экономические проблемы в регионе. Токсичные соединения могут оставаться в воде и на земле в течение 5-15 лет.
Попадая в землю, токсины разрушают питательные вещества, необходимые для роста растений, и выделяют на поверхность соли свинца, алюминия или ртути. Почва становится непригодной для роста растений. Высокая концентрация кислоты в дождевой воде может привести к гибели взрослых растений и побегов. Некоторые токсичные соединения остаются в воздухе.
Кислотные дожди вызывают следующие глобальные экологические проблемы:.
- Изменение структуры воды, повышение ее жесткости, насыщение кислотами и токсинами. Такой эффект вызывает гибель животных и растений, потому что жидкость становится непригодной для питья. Содержание в воде тяжелых металлов после выпадения КД превышает норму в 4-8 раз.
- Повреждения листвы и корневой системы приводят к вымиранию растений и травоядных животных. Отсутствие дии вынуждает хищников охотиться в другой местности, это приводит к нарушению пищевой цепи.
- Наблюдается сильное загрязнение почвенного слоя и воздушной оболочки. Токсины вместе с пылью могут переноситься с ветром на большие расстояния, продолжая отравлять окружающую среду.
Влияние кислотных осадков на человека
Кислотные дожди влияют на жизнь и здоровье человека. Химические вещества просачиваются из поликарбоната в стекло и некоторые строительные материалы, вызывая ржавчину и коррозию металла и ускоряя износ зданий. Кислотная вода от дождей убивает животных, влияет на рыболовство и сельскохозяйственные угодья.
Кислотные дожди вызывают респираторные заболевания:.
- бронхита;
- воспаления легких;
- трахеита;
- получения химических ожогов;
- бронхиальной астмы.
Употребление рыбы и мясных продуктов, полученных в результате рыбной ловли, опасно. Наиболее токсичные соединения (ртуть, свинец, сера, мужчина и селен) не разрушаются при термической обработке. Следовательно, неорганические кислоты и токсичные соли остаются в животном продукте и могут вызвать пищевое отравление. Отравление может привести к серьезным повреждениям печени, поджелудочной железы и почек, а также негативно повлиять на функционирование нервной и кровеносной систем.
Воздействие кислотных осадков на экологию
Негативное воздействие Atex на окружающую среду сильно проявляется в озерах и крупных реках. Флора и фауна требуют нейтральной среды для роста. Смещение водородного показателя в кислую или щелочную сторону приводит к гибели организмов и экосистем. Подкисление водоемов приводит к значительной гибели растений и животных, потере рыболовных пор, миграции некоторых видов и нарушению пищевой цепи.
Как уберечься от кислотных осадков и предотвратить их появление?
В США, Китае и Российской Федерации были разработаны меры по предотвращению положительного воздействия кислотных дождей от многочисленных нефтеперерабатывающих и углелитейных заводов в этих странах.
Бороться с экологическими проблемами в локальном масштабе практически невозможно. С катастрофами приходится бороться комплексно, только при сотрудничестве многих стран. Специалисты продолжают разрабатывать воздушные фильтры и системы очистки, пытаясь решить экологическую проблему в краткосрочной перспективе, но темпы негативного воздействия разреженной кислоты растут с каждым годом.
Для защиты организма от воздействия кислоты необходимо иметь зонтик или приспособление для защиты от дождя в пасмурную погоду. Остерегайтесь подвергать открытые участки кожи воздействию воды и растворенных в ней химических веществ. Важно помнить, что нормальные осадки невозможно отличить от кислоты невооруженным глазом. Поэтому всегда рекомендуется принимать меры предосторожности и следить за новостями.
Если СМИ предупреждают о возможном кислотном дожде, не стоит выходить на улицу без необходимости. Когда выпадает снег, град или дождь, окна и двери должны быть хорошо заперты, чтобы избежать попадания летучих и жидких токсичных соединений.
