Глобальные экологические проблемы Земли. Кислотные дожди. Глобальные экологические проблемы кислотные дожди реферат

Кислотные дожди как глобальная экологическая проблема — реферат

Самарский Государственный Технический Университет

Кафедра химической технологии и промышленной экологии

Курсовая работа по экологии

«Кислотные дожди как глобальная экологическая проблема»

Выполнил студент: 2-ХТФ-2

Тригуб Л.В.

Проверил: Доцент, кандидат КХМ

Богомолова Г.Я.

Самара 2013

Содержание:

Введение

История возникновения проблемы

Механизм образования и выпадения кислотных дождей

Последствия кислотных дождей

Способы защиты от кислотных дождей

Заключение

Список используемой литературы

Введение

«Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания».

Жан Батист Ламарк

Хозяйственная деятельность людей, бурный рост промышленности за последние 200 лет привели к загрязнению природной среды, в том числе атмосферы, токсичными отходами. Одним из следствий загрязнения атмосферы являются атмосферные осадки, содержащие кислоты.

Атмосферные явления и раньше сопровождались переносом на большие расстояния различных веществ, пыли, листьев, даже мелких животных. Происходило и образование кислоты в атмосфере после больших пожаров и извержения вулканов, выпадали кислотные дожди, но характер экологической проблемы это явление приобрело в конце девятнадцатого столетия. Несмотря на то, что причины возникновения кислотных дождей изучены и меры по их предотвращению принимаются, совершаемых усилий недостаточно для того, чтобы преодолеть это явление.

Выпадение кислотных осадков в городах, где атмосфера наиболее загрязнена, является неприятным явлением, из-за кислотных осадков страдают люди, машины, строения. Но значительно больше проблем возникает по причине того, что тучи, содержащие кислоты, перемещаются на сотни километров и орошают поля, леса, озера, нанося вред природе и сельскому хозяйству. Среди российских городов с наиболее загрязненной атмосферой – Москва, Екатеринбург, Братск, Кемерово, Красноярск, Липецк, Магнитогорск, Ростов-на-Дону, Нижний Тагил, Новосибирск, Новокузнецк, Тольятти.

Природные источники кислотных дождей – вулканическая деятельность, гниение растительных остатков и другие. Однако вклад природы в этот процесс относительно не велик – количество соединений серы, попадающих в атмосферу с извержением вулкана, обычно не превышает миллиона тонн, в то время как металлургия, энергетика и транспорт ежегодно загрязняют атмосферу сотнями миллионов тонн оксидов серы.

Загрязнение атмосферы диоксидом серы и оксидами азота происходит при сжигании ископаемого топлива (например, угля) и эксплуатации автотранспорта. Кроме того, при нарушении герметичности фреоновых контуров холодильников и кондиционеров, и при использовании аэрозольных баллончиков с неэкологичными репеллентами в атмосферу попадает хлороводород, а при выращивании риса и добыче нефти – метан, которые, вступая в реакцию с дождевой влагой, также являются причиной возникновения кислотных дождей.

История возникновения проблемы

Термин «кислотные дожди» ввел в 1872 г. английский инженер Роберт Смит в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии».

Кислотные дожди, содержащие растворы серной и азотной кислот, наносят значительный ущерб природе. Земля, водоемы, растительность, животные и постройки становятся их жертвами. На территории России в 1996 г. вместе с осадками выпало более 4 млн. т серы и 1,25 млн. т нитратного азота. Особенно тревожная ситуация сложилась в Центральном и Центрально-Черноземном районах, а также в Кемеровской области и Алтайском крае, в Норильске. В Москве и Санкт-Петербурге с кислотными дождями на землю в год выпадает до 1500 кг серы на 1 км2. Заметно меньше кислотность осадков в прибрежной зоне северных, западно- и восточносибирских морей. Самым благоприятным регионом в этом отношении признана Республика Саха (Якутия).

Вскоре после второй мировой войны бурное развитие промышленности постоянно увеличивало нагрузку на природу и привело к превращению экологической проблемы в одну из важнейших проблем современности.

Еще в 40-х гг. академик В. И. Вернадский (1863 - 1945), основоположник учения о ноосфере (сфере разума), писал о том, что хозяйственная деятельность людей стала оказывать на географическую среду не менее сильное воздействие, чем геологические процессы, происходящие в самой природе. С тех пор «обмен веществ» между обществом и природой многократно возрос и приобрел глобальные масштабы. Однако, «завоевывая» природу, люди в значительной степени подорвали естественные основы собственной жизнедеятельности. Произошло заметное ухудшение состояния окружающей среды. В некоторых странах и районах экологическая ситуация стала очень опасной, достигнув уровня экологического кризиса. Только экономический ущерб от загрязнения окружающей среды исчисляется ежегодно миллиардами долларов, не говоря уже о социальном, эстетическом и других видах ущерба.

Проблема кислотных дождей в последнее десятилетие 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 животноводческих предприятий и удобрений. Основные источники ЛОС-химические производства, промышленные и бытовые растворители, нефтехранилища, бензоколонки и т. д.

Механизм образования и выпадения кислотных осадков

При сжигании любого ископаемого топлива (угля, горючего сланца, мазута) в составе выделяющихся газов содержатся диокиси серы и азота. В зависимости от состава топлива их может быть меньше или больше. Особенно насыщенные сернистым газом выбросы дают высокосернистые угли и мазут. Миллионы тонн диоксидов серы, выбрасываемые в атмосферу, превращают выпадающие дожди в слабый раствор кислот.

Окисды азота образуются при соединении азота с кислородом воздуха при высоких температурах, главным образом в двигателях внутреннего сгорания и котельных установках. Получение энергии, увы, сопровождается закислением окружающей среды. Дело осложняется еще и тем, что трубы теплоэлектростанций стали расти в высоту, и достигают 250—300, даже 400 м, следовательно, выбросы в атмосферу теперь рассеиваются на огромные территории.

Кислотность водного раствора определяется присутствием в нем положительных водородных ионов Н+ и характеризуется концентрацией этих ионов в одном литре раствора C(H+) (моль/л или г/л). Щелочность водного раствора определяется присутствием гидроксильных ионов ОН– и характеризуется их концентрацией C(ОН–).

Как показывают расчеты, для водных растворов произведение молярных концентраций водородных и гидроксильных ионов – величина постоянная, равная

C(H+)*C(ОН–) = 10–14

другими словами, кислотность и щелочность взаимосвязаны: увеличение кислотности приводит к снижению щелочности, и наоборот.

Раствор является нейтральным, если концентрации водородных и гидроксильных ионов одинаковы и равны (каждая) 10–7 моль/л. Такое состояние характерно для химически чистой воды.

Из сказанного следует, что для кислых сред выполняется условие:

10–7 < C(H+) ≤ 100,

для щелочных сред:

10–14 ≤ C(H+) < 10–7.

На практике степень кислотности (или щелочности) раствора выражается более удобным водородным показателем рН, представляющим собой отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации водородных ионов:

рН = –lgC(H+).

Например, если в растворе концентрация водородных ионов равна 10–5 моль/л, то показатель кислотности этого раствора рН = 5. При этом изменению показателя кислотности рН на единицу соответствует десятикратное изменение концентрации водородных ионов в растворе. Так, концентрация водородных ионов в среде с рН = 2 в 10, 100 и 1000 раз выше, чем в среде с рН = 3, 4 и 5 соответственно.

В кислых растворах рН < 7, и чем меньше, тем кислее раствор. В щелочных растворах рН > 7, и чем больше, тем выше щелочность раствора.

Шкала кислотности идет от рН = 0 (крайне высокая кислотность) через рН = 7 (нейтральная среда) до рН = 14 (крайне высокая щелочность).

Чистая природная, в частности дождевая, вода в отсутствие загрязнителей тем не менее имеет слабокислую реакцию (рН = 5,6), поскольку в ней легко растворяется углекислый газ с образованием слабой угольной кислоты:

СО2 + Н2О Н2СО3.

Для определения показателя кислотности используют различные рН-метры, в частности дорогостоящие электронные приборы. Простым способом определения характера среды является применение индикаторов – химических веществ, окраска которых изменяется в зависимости от рН среды. Наиболее распространенные индикаторы – фенолфталеин, метилоранж, лакмус, а также естественные красители из красной капусты и черной смородины.

Дождевая вода, образующаяся при конденсации водяного пара, должна иметь нейтральную реакцию, т.е. рН=7. Но даже в самом чистом воздухе всегда есть диоксид углерода, и дождевая вода, растворяя его, чуть подкисляется (рН 5,6—5,7). А вобрав кислоты, образующиеся из диоксидов серы и азота, дождь становится заметно кислым. Уменьшение рН на одну единицу означает увеличение кислотности в 10 раз, на две — в 100 раз и т.д. Мировой рекорд принадлежит шотландскому городку Питлокри, где 20 апреля 1974 г. выпал дождь с рН 2,4, — это уже не вода, а что-то вроде столового уксуса.

По ряду показателей, в первую очередь по массе и распространенности вредных эффектов, атмосферным загрязнителем номер один считают диоксид серы.

Диоксид серы, попавший в атмосферу, претерпевает ряд химических превращений, ведущих к образованию кислот. Частично диоксид серы в результате фотохимического окисления превращается в триоксид серы (серный ангидрид) SО3, который реагирует с водяным паром атмосферы, образуя аэрозоли серной кислоты: 2SО2 + О2 = 2SО3, SО3 + Н2О=Н2SО4. Основная часть выбрасываемого диоксида серы во влажном воздухе образует кислотный полигидрат SО*nН2О, который часто называют сернистой кислотой и изображают условной формулой Н2SО3: SО2 + Н2О=Н2SО3. Сернистая кислота во влажном воздухе постепенно окисляется до серной: 2Н2SO3 + O2= 2Н2SO4.

Аэрозоли серной и сернистой кислот приводят к конденсации водяного пара атмосферы и становятся причиной кислотных осадков (дожди, туманы, снег). При сжигании топлива образуются твердые микрочастицы сульфатов металлов (в основном при сжигании угля), легко растворимые в воде, которые осаждаются на почву и растения, делая кислотными росы. Аэрозоли серной и сернистой кислот составляют около 2/3 кислотных осадков, остальное приходится на долю аэрозолей азотной и азотистой кислот, образующихся при взаимодействии диоксида азота с водяным паром атмосферы: 2NО2 + Н2О=НNО3 + НNО2.

Существуют еще два вида кислотных дождей, которые пока не отслеживаются мониторингом атмосферы.

Находящийся в атмосфере хлор (выбросы химических предприятий; сжигание отходов; фотохимическое разложение фреонов, приводящее к образованию радикалов хлора) при соединении с метаном (источники поступления метана в атмосферу: антропогенный – рисовые поля, а также результат таяния гидрата метана в вечной мерзлоте вследствие потепления климата) образует хлоро-водород, хорошо растворяющийся в воде с образованием аэрозолей соляной кислоты:

Сl + СН4 =Сh4 + НСl, Сh4 + Сl2= СН3Сl + Сl.

Поступление в атмосферу больших количеств SO2 и окислов азота приводит к заметному снижению рН атмосферных осадков. Это происходит из-за вторичных реакций в атмосфере, приводящих к образованию сильных кислот – серной и азотной. В этих реакциях участвуют кислород и пары воды, а также частицы техногенной пыли в качестве катализаторов:

2SO2 + О2 + 2Н2О = 2h3SO4;

4NO2 + 2Н2O + О2 = 4HNO3.

В атмосфере оказывается и ряд промежуточных продуктов указанных реакций. Растворение кислот в атмосферной влаге приводит к выпадению «кислотных дождей».

Показатель рН осадков в ряде случаев снижается на 2 – 2,5 единицы, то есть, вместо, нормальных 5,6 – 5,7 до 3,2 – 3,7.

Следует напомнить, что рН – это отрицательный логарифм концентрации водородных ионов, и, следовательно, вода с рН = 3,7 в сто раз «кислее» воды с рН = 5,7.

В промышленных районах и в зонах атмосферного заноса окислов серы и азота рН дождевой воды колеблется от 3 до 5.

Впервые кислотные дожди были отмечены в Западной Европе, в частности в Скандинавии, и Северной Америке в 1950-х гг. Сейчас эта проблема существует во всем индустриальном мире, и приобрела особое значение в связи с возросшими техногенными выбросами оксидов серы и азота. За несколько десятилетий размах этого бедствия стал настолько широк, а отрицательные последствия столь велики, что в 1982 г. В Стокгольме состоялась специальная международная конференция по кислотным дождям, в которой приняли участие представители 20 стран и ряда международных организаций.

До сих пор острота этой проблемы сохраняется, она постоянно в центре внимания национальных правительств и международных природоохранных организаций. В среднем кислотность осадков, выпадающих в основном в виде дождей в Западной Европе и Северной Америке на площади почти 10 млн. км2, составляет 5,4-5, а туманы здесь нередко имеют рН, равный 3-2,5. В последние годы кислотные дожди стали наблюдаться в промышленных районах Азии, Латинской Америки и Африки. Например, в Восточном Трансваале (ЮАР), где вырабатывается 4/5 электроэнергии страны, на 1 км2 выпадает около 60 т серы в год в виде кислотных осадков.

В тропических районах, где промышленность практически неразвита, кислотные осадки вызваны поступлением в атмосферу оксидов азота за счет сжигания биомассы. В России наиболее высокие уровни выпадений окисленной серы и оксидов азота (до 750 кг/км2 в год) на значительных по площади ареалах (несколько тыс. км2) наблюдаются в густонаселенных и промышленных регионах страны – в Северо-Западном, Центральном, Центрально-Черноземном, Уральском и других районах; на локальных ареалах (площадью до 1 тыс. км2) – в ближнем следе металлургических предприятий, крупных ГРЭС, а также больших городов и промышленных центров (Москва, Санкт-Петербург, Омск, Норильск, Красноярск, Иркутск и др.), насыщенных энергетическими установками и автотранспортом. Минимальные значения рН осадков в этих местах достигают 3,1-3,4.

referat911.ru

Глобальные экологические проблемы Земли. Кислотные дожди — реферат

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ №38

РЕФЕРАТ

Тема: «Глобальные экологические проблемы Земли. Кислотные дожди».

Выполнила:

Студентка группы 1ПЭ-1

Мангушева Лилия

Проверил:

Кушхов С.Т.

Москва 2012

Содержание:

Введение

Возникновение и состав кислотных дождей.
Влияние на биосферу.
Способы борьбы.

Заключение

Список литературы

Введение

«Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания». Жан Батист Ламарк

Кислотность водного раствора определяется присутствием в нем положительных водородных ионов Н+ и характеризуется концентрацией ионов водорода в одном литре раствора (моль/л или г/л). Щелочность водного раствора определяется присутствием гидроксильных ионов ОН - и характеризуется их концентрацией. Шкала кислотности лежит в интервале от pH = 0 (высокая кислотность) через pH = 7 (нейтральная среда) до pH = 14 (высокая щелочность). Изменение значения pH на единицу соответствует изменению концентрации ионов водорода в 10 раз. Однако вода обычного дождя представляет собой слабокислый раствор, в котором показатель кислотности рН дождевой воды равняется 5.6-5.7. Кислотные дожди обозначает осадки с pH меньше 5,7. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как двуокись углерода (СО2), вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота (CO2 + h3O —> h3CO3). Показатель кислотности (рН) дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности. Это, прежде всего, зависит от состава газов, содержащихся в атмосфере той или иной местности, таких как оксид серы и оксиды азота. В дождевой воде присутствуют, и катионы щелочных элементов (Na+, K+) и анионы (HCO3- , Cl- и др.), практически нет катионов щелочноземельных элементов (Ca+2, Mg+2).

Кислотный дождь это все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами, в основном оксидами серы и оксидами азота. Термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским исследователем Робертом Смитом в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии».

Впервые в 1950-х гг. кислотные дожди были отмечены в Западной Европе, в Скандинавии, и Северной Америке. В среднем кислотный показатель осадков pH, выпадающих в виде дождей в Западной Европе и Северной Америке на площади почти 10 млн. км2, меняется от pH 5 до 4,5, а туманы здесь нередко имеют рН, равный 3-2,5. В последние годы кислотные дожди стали наблюдаться в промышленных районах Азии, Латинской Америки и Африки. Например, в Восточном Трансваале (ЮАР), где вырабатывается 4/5 электроэнергии страны, на 1 км2 выпадает около 60 т серы в год в виде кислотных осадков. В связи с возросшими техногенными выбросами оксидов серы и азот эта проблема приобрела особое значение во всем индустриальном мире. За несколько десятилетий размах этого бедствия стал настолько широк, а отрицательные последствия столь велики, что в 1982 г. в Стокгольме состоялась специальная международная конференция по кислотным дождям, в которой приняли участие представители 20 стран и ряда международных организаций.

В России наиболее высокие уровни выпадений окисленной серы и оксидов азота см. таблицу (до 750 кг/км2 в год) на значительных по площади ареалах (несколько тыс. км2) наблюдаются в густонаселенных и промышленных регионах страны - в Северо-Западном, Центральном, Центрально-Черноземном, Уральском и других районах; на локальных ареалах (площадью до 1 тыс. км2) - в ближнем следе металлургических предприятий, крупных ГРЭС, а также больших городов и промышленных центров (Москва, Санкт-Петербург, Омск, Норильск, Красноярск, Иркутск и др.), насыщенных энергетическими установками и автотранспортом. Минимальные значения рН осадков в этих местах достигают 3,1-3,4. Больше всего окисленной серы из России направляется в страны Скандинавии. Соотношения здесь такие: с Украиной - 1:17, с Польшей - 1:32, с Норвегией - 7:1.

Возникновение и состав кислотных дождей.

Попадающие в воздух загрязняющие вещества в значительной мере подвергаются физическим и химическим воздействиям в атмосфере, испытывая частичное или полное химическое превращение. При этом может меняться агрегатное состояние. Эти процессы идут параллельно их распространению. Химический анализ кислотных осадков показывает присутствие азотной (HNO3) и серной (h3SO4) кислот. Около 2/3 кислотных осадков составляют аэрозоли серной и сернистой кислот, остальное приходится на долю аэрозолей азотной и азотистой кислот. Присутствие соединений азота и серы связано с выбросом этих элементов в атмосферу.

I. Почвенная эмиссия оксидов азота. В процессе деятельности живущих в почве денитрифицирующих бактерий из нитратов высвобождаются оксиды азота. Согласно данным на 1990 г. ежегодно во всем мире образуется этим путем около 8 млн. т. оксидов азота (в пересчете на азот).

II. Грозовые разряды. Во время электрических разрядов в атмосфере из-за очень высокой температуры и перехода в плазменное состояние молекулярные азот и кислород в воздухе соединяются в оксиды азота. Образовавшееся таким способом количество оксида азота составляет около 8 млн. т.

III. Горение биомассы. Данный вид источника может иметь как искусственное, так и естественное происхождение. Наибольшее количество биомассы сгорает в результате процесса выжигания леса (с целью получения производственных площадей) и пожаров в саванне. При горении биомассы в воздух поступает 12 млн. т. оксидов азота (в пересчете на азот) в течение года.

IV. Прочие источники. Прочие источники естественных выбросов оксидов азота менее значительны и с трудом поддаются оценке. К ним относятся: окисление аммиака в атмосфере, разложение находящейся в стратосфере закиси азота, вследствие чего происходит попадание смеси образовавшихся оксидов NO и NO2 в тропосферу и, наконец, фотолитические и биологические процессы в океанах. Эти источники совместно вырабатывают в течение года от 2-ух до 12 млн.т. оксидов азота (в пересчете на азот).

Антропогенные источники эмиссии соединений азота в атмосферу:

Среди антропогенных источников образования оксидов азота на первом месте стоит горение ископаемого топлива (уголь, нефть, газ и т.д.). Во время горения в результате возникновения высокой температуры находящиеся в воздухе азот и кислород соединяются. Количество образовавшегося оксида азота NO пропорционально температуре горения.

Оксиды азота образуются и при горении имеющихся в топливе азотосодержащих веществ. Сжигая ископаемое топливо, человечество ежегодно выбрасывает в воздушный бассейн Земли около12 млн.т. оксидов азота. Немного меньше оксидов азота, около 8 млн.т. в год поступает от сжигания горючего (бензина, дизельное топливо и т.д.) в двигателелях внутреннего сгорания.

Промышленностью во всем мире выбрасывается около 1 млн.т. азота ежегодно. Таким образом, по крайней мере, 37% из почти 56 млн.т. ежегодных выбросов оксида азота образуется из антропогенных источников. Этот процент, однако, будет намного больше, если к нему прибавить продукты сжигания биомассы.

Техногенные мировые выбросы оксидов азота в атмосферу составляют в год около 70 млн. т (природные выбросы оксидов азота, по некоторым оценкам, равны в год 700 млн. т), примерно 30% их приходится на долю США, 25% – на долю стран Западной Европы и лишь несколько процентов – на долю России. В табл. приведены выбросы вредных веществ в атмосферу в России с 1993-1997г.

Суммарные антропогенные выбросы оксидов азота в атмосферу больше. Дополнительный источник таких выбросов – сельское хозяйство, интенсивно использующее химические удобрения, в первую очередь содержащие соединения азота. Вклад этой отрасли мирового хозяйства в загрязнение атмосферы оксидами азота учесть трудно, по некоторым данным, поступление оксидов азота в атмосферу с сельскохозяйственных полей сопоставимо с промышленными выбросами. В состав атмосферы входит ряд азотосодержащих соединений, из которых наиболее распространена закись азота (N2O). Этот газ в нижних слоях воздуха нейтрален и не участвует в образовании кислотных дождей. Также в составе атмосферы Земли находятся двуокись азота NO2 и аммиак Nh4.

Атмосферный аммиак:

Аммиак, имеющий в водном растворе щелочную реакцию, играет значительную роль в регулировании кислотных дождей, так как он может нейтрализовать атмосферные кислотные соединения:

Nh4 + h3SO4 = Nh5HSO4

Nh4 + Nh5HSO4 = (Nh5)2SO4

Nh4 + HNO3 = Nh5NO3

Важнейшим источником атмосферного аммиака является почва. Находящиеся в почве органические вещества разрушаются определенными бактериями, и одним из конечных продуктов этого процесса является аммиак. Ученым удалось установить, что активность бактерии, приводящая, в конечном счете, к образованию аммиака, зависит в первую очередь от температуры и влажности почвы. В высоких географических широтах (Северная Америка и Северная Европа), особенно в зимние месяцы, выделение аммиака почвой может быть незначительным. В то же время на этих территориях наблюдается наибольший уровень эмиссии двуокиси серы и оксидов азота, в результате чего находящиеся в атмосфере кислоты не подвергаются нейтрализации и, таким образом, возрастает опасность выпадения кислотного дождя. В процессе распада мочи домашних животных высвобождается большое количество аммиака. Этот источник аммиака настолько значителен, что в Европе он превышает возможности выделения аммиака почвой.

Почвенная эмиссия оксидов азота. В процессе деятельности живущих в почве денитрифицирующих бактерий из нитратов высвобождаются оксиды азота. Согласно современным данным ежегодно во всем мире образуется 8 млн. т оксидов азота.

Грозовые разряды. Во время электрических разрядов в атмосфере из-за очень высокой температуры и перехода в плазменное состояние молекулярные азот и кислород в воздухе соединяются в оксиды азота. В состоянии плазмы атомы и молекулы ионизируются и легко вступают в химическую реакцию. Общее количество образовавшихся таким способом оксидов азота составляет 8 млн. т в год.

Горение биомассы. Этот источник может быть как естественным, так и искусственным. Наибольшее количество биомассы сгорает в результате выжигания леса (с целью получения производственных площадей) и пожаров в саванне. При горении биомассы в воздух поступает 12 млн. т оксидов азота в год.

Азот, как и сера, входит в состав биологических структур. Различные соединения азота содержатся в углях, и особенно в торфе. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот — серной, сернистой, азотистой и азотной и, в дальнейшим вместе со снегом или дождем, выпадают на землю. Суммарные антропогенные выбросы оксидов азота в атмосферу больше. Дополнительный источник таких выбросов - сельское хозяйство, интенсивно использующее химические удобрения, в первую очередь содержащие соединения азота. Вклад этой отрасли мирового хозяйства в загрязнение атмосферы оксидами азота учесть трудно. По некоторым данным, поступление оксидов азота в атмосферу с сельскохозяйственных полей сопоставимо с промышленными выбросами. В России около 25% выбросов оксидов азота дает сжигание топлива на предприятиях электро- и теплоэнергетики, столько же -на предприятиях металлургической, машиностроительной и не связанной с процессами горения топлива химической отраслей промышленности (например, получение азотной кислоты и взрывчатых веществ). 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 животноводческих предприятий и удобрений. Основные источники ЛОС-химические производства, промышленные и бытовые растворители, нефтехранилища, бензоколонки и т.д. Главный источник техногенных оксидов азота в атмосфере - автотранспорт и другие виды моторного транспорта (около 40%). Природные поступления в атмосферу оксидов азота связаны главным образом с электрическими разрядами, при которых образуется N0, впоследствии - NО2. Значительная часть оксидов азота природного происхождения перерабатывается в почве микроорганизмами, т. е. включена в биохимический круговорот. Для экологически благополучных районов России естественная фоновая концентрация оксидов азота равна 0,08 мкг/м3 (Арктика) - 1,23 мкг/м3 (средние широты), что существенно ниже ПДК, равной 40 мкг/м3. Оксиды азота техногенного происхождения образуются при сгорании топлива, особенно если температура превышает 1000 "С. При высоких температурах часть молекулярного азота окисляется до оксида азота N0, который в воздухе немедленно вступает в реакцию с кислородом, образуя диоксид N02 и тетраоксид диазота N2О4. Первоначально образующийся оксид азота составляет лишь 10% выбросов всех оксидов азота в атмосферу, однако в воздухе значительная часть оксида азота превращается в диоксид - гораздо более опасное соединение. Наиболее распространенным соединением азота, входящим в состав выбросов, является окись азота NO

Необходимо упомянуть, однако, что количество выбросов оксидов азота из года в год растет в отличие от эмиссии двуокиси серы, поэтому соединения азота играют огромную роль в образовании кислотных осадков.

referat911.ru

4. Что такое «кислотные дожди». Глобальные экологические проблемы, причины и последствия

Кислотные дожди как часть глобальной экологической проблемы

Оглавление

В начале 60-х годов нашего столетия человечество впервые стало осознавать серьезность встающих перед ним экологических проблем и хрупкость самого существования жизни на планете Земля. Реальностью стали глобальное потепление климата, возникновение озоновых дыр над полюсами, убиквитарное распространение токсикантов и загрязнение воды, воздуха, почв, продуктов питания вредными химическими веществами, вымирание многих видов растений и животных, снижение биоразнообразия в результате деятельности растущего народонаселения планеты. Академик РАН К.Я.Кондратьев на Межпарламентской Ассамблее стран-участников СНГ (апрель, 1995 г.) заявил: "...пока мы вели долгие споры о том, какие меры следует предпринять чтобы предотвратить наступающий экологический кризис, то он уже наступил". Осознание этого факта звучало и на первом Всероссийском съезде по охране природы в июне 1995 года.1

Сегодня скорость увеличения вредного воздействия средовых факторов и интенсивность их влияния уже выходит за пределы биологической приспособляемости экосистем к изменениям среды обитания и создает прямую угрозу жизни и здоровью населения. В современных условиях нестабильной социально-экономической обстановки эти негативные тенденции особо проявляются в России — крупнейшей по территории страны мира. Ее площадь превышает 17 млн. кв. км. и составляет 11,4% всей суши Земли. При этом до 40% территории практически не затронуты хозяйственной деятельностью. В то же время Россия чрезвычайно богата разнообразными природными ресурсами, но несовершенство и просчеты в их добыче, использовании и охране часто приводят к резким ухудшениям экологической обстановки. Наблюдаемый экономический спад ведет к неблагоприятным экологическим последствиям. По сведениям Госкомстата в 1991—994 гг. промышленное производство сократилось на 44%, а объем выбросов в атмосферу от стационарных источников и автотранспорта лишь на 22%, сброс сточных вод— менее чем на 18%. Число жителей, испытывающих влияние 10-кратного превышения ПДК различных вредных веществ в воздухе — 40—50 млн. человек. Из 294 городов, входящих в мониторинговую сеть Росгидромета в большинстве наблюдается рост концентраций оксида и диоксида азота, бензо(а)пирена и других загрязнителей. Водные объекты России практически повсеместно загрязнены, почти половина населения страны пользуется питьевой водой, не соответствующей гигиеническим стандартам качества. В местах питьевых водозаборов до 30,5% проб не отвечают санитарно-химическим и до 28,2% микробиологическим нормативам. Почти 58 тыс. кв.км. территории 19 областей и республик России загрязнены цезием-137 плотностью более 1 кюри/кв.км в результате Чернобыльской катастрофы 1986 г. и около 4 тыс. кв.км в трех областях уральского региона после аварий 1957 и 1967 гг. на ПО "Маяк". Ежегодно в Российской Федерации образуется около 7 млрд. тонн бытовых, сельскохозяйственных, промышленных и иных отходов, из которых лишь 2 млрд. т (28%) применяются в хозяйстве. Вызывает тревогу накопление токсичных и экологически опасных отходов, их общий объем на начало 1993 г на территории России достигал 1,1 млрд. тонн. Более того, учитывая сегодняшнюю экономическую ситуацию в нашей стране, ряду промышленно развитых стран выгодно захоранивать и перерабатывать токсичные отходы именно на территории России. Широко известны и факты контрабандного ввоза опасных отходов под видом сырья или вторсырья, гуманитарной помощи и т.п2.

Кислотные дожди как часть глобальной экологической проблемы

Развитие человеческого общества всегда было противоречивым. Оно постоянно сопровождалось не только установлением гармонической связи с природой, но и разрушительным воздействием на нее.

Развитие промышленности сопровождалось значительной нагрузкой на природу. Но хотя воздействия человека на окружающую среду приобретали все большие масштабы, тем не менее вплоть да второй половины XX в. они имели локальный характер.

Глобальными называют проблемы, которые охватывают весь мир, все человечество, создают угрозу для его настоящего и будущего и требуют для своего решения объединенных усилий всех народов мира.

Глобальные проблемы явились результатом с одной стороны огромных масштабов человеческой деятельности, радикально изменяющей природу, общество, образ жизни людей; с другой стороны неспособности человека рационально распорядиться этой могучей силой.

Хозяйственная деятельность в ряде государств сегодня развита настолько мощно, что она воздействует на экологическую обстановку не только внутри отдельной страны, но и далеко за ее границами.3

Характерные примеры:

Великобритания «экспортирует» 1/3 своих промышленных выбросов.

75-90% кислотных дождей Скандинавских стран имеют заграничное происхождение.

От кислотных дождей в Великобритании страдает 2/3 лесных массивов, а в странах континентальной Европы - около половины их площадей.

Более того, возникла и мировая экологическая угроза - в виде неконтролируемого изменения климата Земли, разрушения озонового слоя стратосферы. Это угроза не только нынешнему, но и грядущим поколениям людей. Вот почему экологическая проблема стала проблемой выживания человечества.4

Экологическая проблема имеет целый ряд составных частей: парниковый эффект, разрушение озонового слоя, кислотные дожди и т.д.

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

Причины появления .

Воздействие на биосферу.

Первым экономически ощутимым следствием кислотных выпадений была утрата рыбных ресурсов и сотни озер в Скандинавии и на Британских островах стали безрыбными. Исследование донных отложений показало снижение рН примерно на единицу в первой половине 19 в. после длительного периода относительной устойчивости. Среди факторов, воздействующих на популяции рыб в связи с подкислением, называют нехватку кальция, осаждение алюминия на жабрах и, главным образом, нарушение репродуктивных процессов. Чувствительны к подкислению также амфибии, ракообразные, хирономиды, личинки поденок и веснянок, сокращение биомассы которых существенно сказывается на численности околоводных птиц.

Почвенное подкисление считают одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного полушария. В yrpoжающих масштабах деградация лесов проявилась в начале 70-х годов. Больше всего пострадали елово-пихтовые и дубовые леса. В европейских странах отмирание порядка 25% тканей отмечена у 15% деревьев старше 60 лет. Старые леса при этом терпят больший ущерб, чем молодые. Эффекты подкисления можно подразделить на химические и биологические. Первые заключаются главным образом в изменении катионного обмена растения, в результате которого деревья страдают от недостатка магния (особенно на естественно бедных магнием почвах) и избытка алюминия, в котором видят главную причину пожелтения хвои) Вторые весьма многообразны и большей частью носят косвенный характер: загрязнения выступают в роли пусковых механизмов биологических и биохимических процессов, ослабляющий растение, делающих его менее устойчивым к вредителям и климатическим воздействиям. В частности, кислая среда подавляет рост корней. В то же время повышенное содержание азота и свободных нуклеиновых кислот стимулирует развитие лесных вредителей. Косвенные воздействия выражаются в пролонгации летнего роста и соответственно повышенной чувствительности к первым заморозкам. К ним можно отнести также изменение генофонда в результате естественного отбора на устойчивость к кислотным загрязнениям

Для лесов, однако, загрязнение почвы оказывается долгодействующим фактором, проявляющимся через много лет после сокращения выбросов (почва при этом становится источником кислотных газов). Ущерб от кислотных дождей для европейских лесов оценивается в 118 млн. куб. м древесины в год (из них около 35 млн. куб. м на европейской территории России).6

Проблема кислотных дождей тесно связана с проблемой опустынивания.

Более 1 млрд. людей проживает в сухих регионах, граничащих с пустынями и составляющих вместе с ними около трети суши. Засухи и голод в зоне Сахель к югу от Сахары в 70-х и в восточной Африке-в 80-х годах показали масштабы бедствия, которое может произойти в результате устойчивого опустынивания сухих областей, и выдвинули эту проблему в число наиболее острых. Специальные программы по борьбе с опустыниванием осуществляются ЮНЕП, Всемирным банком и Американским агентством международного развития. Полагают, что в результате парникового потепления площадь пустынь увеличится на 17%. Наряду с этим опустынивание объясняют возросшим антропогенным воздействием на сухие экосистемы.

. Вместе с тем следует отметить обратное воздействие опустынивания на климат, которое выражается в вступлении в атмосферу пыли, сульфатных аэрозолей и азота в результате ветровой эрозии и денитрификации загипсованных почв и каличе. Количественная сторона этих процессов освещена в ряде специальных работ, показывающих, что они не только изменяют оптические свойства атмосферы, но и вносят существенный вклад в разрушение озона (закисью азота), парниковый эффект и осадков (кислотность атмосферных в зависимости от соотношения сульфатных и карбонатных аэрозолей: последние нейтрализуют серную кислоту).

Методы борьбы с кислотными дождями

Сейчас одной из важнейших стала экологическая проблема. Трудность ее решения связана с тем, что она напрямую связана с развитием промышленности, масштабы воздействия которой на природу постоянно увеличиваются.

Все больше стран объединяют усилия для ее решения. Появились многочисленные природоохранные организации, привлекающие к экологической проблеме внимание людей и борющиеся за охрану природы. Главный путь решения экологической проблемы – снижение воздействия промышленности на природу. Этого можно достичь либо уменьшением количества промышленных предприятий, что сейчас вряд ли возможно, либо внедрением технологий, уменьшающих загрязнение окружающей среды, выбросы и ущерб, наносимый ими природе.

В прошлом средством против загрязнения приземного воздуха считались высокие трубы. Однако с обнаружением способности газовых загрязнений к дальнему переносу стало ясно, что «политика высоких

труб» усугубляет глобальные эффекты выбросов. Проблема дальнего переноса нашла отражение в Меморандуме США/Канады и европейской Конвенции о трансграничных загрязнениях воздуха на большие расстояния. Эти международные соглашения инициировали ряд исследовательские программ по определению «критических нагрузок» для серы и азота (ниже которых эффект воздействия на наиболее чувствительные компоненты экосистем не обнаруживается). Картирование критических нагрузок дает материал для рекомендаций по снижению выбросов, для выполнения которых разработана система мер, включающая изменение структуры энергетики, переход на топливо с низким содержанием серы, передовые технологии очистки топлива и т. д.7

Парниковый эффект.

stud24.ru

Кислотные дожди как глобальная экологическая проблема — реферат

Самарский Государственный Технический Университет

Кафедра химической технологии и промышленной экологии

Курсовая работа по экологии

«Кислотные дожди как глобальная экологическая проблема»

Выполнил студент: 2-ХТФ-2

Тригуб Л.В.

Проверил: Доцент, кандидат КХМ

Богомолова Г.Я.

Самара 2013

Содержание:

Введение

История возникновения проблемы

Механизм образования и выпадения кислотных дождей

Последствия кислотных дождей

Способы защиты от кислотных дождей

Заключение

Список используемой литературы

Введение

Жан Батист Ламарк

История возникновения проблемы

Механизм образования и выпадения кислотных осадков

C(H+)*C(ОН–) = 10–14

Из сказанного следует, что для кислых сред выполняется условие:

10–7 < C(H+) ≤ 100,

для щелочных сред:

10–14 ≤ C(H+) < 10–7.

рН = –lgC(H+).

СО2 + Н2О Н2СО3.

Существуют еще два вида кислотных дождей, которые пока не отслеживаются мониторингом атмосферы.

Сl+ СН4 =Сh4 + НСl, Сh4 + Сl2= СН3Сl + Сl.

2SO2 + О2 + 2Н2О = 2h3SO4;

4NO2 + 2Н2O + О2 = 4HNO3.

Показатель рН осадков в ряде случаев снижается на 2 – 2,5 единицы, то есть, вместо, нормальных 5,6 – 5,7 до 3,2 – 3,7.

myunivercity.ru

Глобальные экологические проблемы Земли. Кислотные дожди. Глобальные экологические проблемы кислотные дожди реферат

Кислотные дожди как глобальная экологическая проблема — реферат

Глобальные экологические проблемы Земли. Кислотные дожди — реферат

4. Что такое «кислотные дожди». Глобальные экологические проблемы, причины и последствия

Похожие главы из других работ:

Что такое радиоактивность

3. Что такое «озоновые дыры»

4. Что такое «кислотные дожди»

Что такое заповедник

2.3 Кислотные дожди

1.2 Кислотные дожди

1.1 Кислотные осадки

1. Что такое некультивируемые формы

Кислотные дожди

1. Что такое экология

1.1 Что такое техногенная катастрофа

ВОПРОС №2. УВЕЛИЧЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА СО2, МЕТАНА, ПАРОВ ВОДЫ В АТМОСФЕРЕ. ПАРНИКОВЫЙ ЭФФЕКТ. КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ ЗАКИСЛЕНИЕ ПОЧВ

1.1 Что такое катастрофа и кризис

3.3 Кислотные дожди

Кислотные дожди

Кислотные дожди как часть глобальной экологической проблемы

Кислотные дожди как глобальная экологическая проблема — реферат

Смотрите также