Содержание

-Введение………………………………………………………………………3

- О понятии «кислотные осадки»……………………………………………..4

- Источники кислотных осадков……………………………………………...5

- Последствия кислотных осадков …………………………………………...9

- Защита от кислотных осадков………………………………………………12

- Роль ВС ГА в образовании кислотных осадков…………………………...15

- Заключение…………………………………………………………………..16

- Литература…………………………………………………………………...18

Введение

Актуальность изучения данной темы непосредственно связана с все более ухудшающейся экологической ситуацией, как в нашей стране, так и непосредственно во всем мире.

Подчеркивая данное обстоятельство, необходимо отметить, что несколько лет назад выражения «кислотные осадки» и «кислотные дожди» были известны лишь исключительно ученым, посвященным в определенных, специализированных областях экологии и химии атмосферы. За последние несколько лет эти выражения стали повседневными, вызывающими беспокойство словами во многих странах во всем мире

Кислотные осадки являются проблемой, которая в случае ее бесконтрольного развития, может вызвать в результате существенные экономические и социальные издержки.

Окисление почв и вод - это комплекс причин, исходных условий и следующих один за другим процессов в химической и биологической системах, которые мы обобщенно называем нашей окружающей средой.

Часть процессов окисления является природной, но данные изменения кислотности в системах почвы и воды, ни по скорости, ни по общему охвату, не могут быть сравнены с окислением, ставшим результатом собственной деятельности человека в промышленной и энергетической областях, а также в определенной части современного использования земли.

Предмет исследования - процесс образования и выпадения кислотных осадков.

Объект исследования - кислотные осадки.

Исходя из всего вышеизложенного, целью данной работы является необходимость охарактеризовать сущность понятия «кислотный дождь», а также описать влияние этого явления на экосистемы и людей.

О понятии «кислотные осадки»

"Кислотные осадки" (или "Кислотные дожди") - все виды метеорологических осадков - дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, - рН которых меньше, чем среднее значение рН дождевой воды (средний рН для дождевой воды равняется 5.6). Выделяющиеся в процессе человеческой деятельности двуокись серы ( ) и окислы азота ( ) трансформируются в атмосфере земли в кислотообразующие частицы.

Эти частицы вступают в реакцию с водой атмосферы, превращая ее в растворы кислот, которые и понижают рН дождевой воды.

Чтобы более полно охарактеризовать понятие «кислотный дождь», на наш взгляд, необходимо определиться с терминологией. Необходимо отметить, что, несмотря на «постиндустриальное» звучание, этому термину уже более ста лет.

Впервые он был употреблен в 1872 году англичанином Ангусом Смитом, изучавшим эффекты смога в Манчестере, однако тогдашние ученые коллегу не поддержали и к теории кислотных дождей отнеслись скептически. Сегодня же в их существовании нет никаких сомнений

В силу этого, нам необходимо рассмотреть само понятие «кислотность».

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

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

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

рН = –lgC( ).

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.

Источники кислотных осадков

Сначала в Скандинавских странах, затем на северо-востоке США и юго-востоке Канады, потом в Северной Европе, на Тайване и в Японии ученые обнаружили, что дождевая вода - казалось бы, самая чистая вода в природе - содержит все большее количество кислот.

Как мы уже отмечали, окислы серы поступают в воздух при сжигании ископаемых видов топлива, содержащих серу. Среди используемых видов топлива первое место по поставке окислов серы является каменный уголь, на втором месте нефть, а природный газ занимает третье, - далекое от двух первых место. Окислы азота также образуются при сжигании ископаемых видов топлива, но их основным источником, видимо, оказывается сам воздух, поскольку ископаемое топливо, как правило, азота в больших количествах не содержит. Максимальные выбросы окислов азота в атмосферу обусловлены сжиганием всех трех видов топлива при высоких температурах.

Окислы серы в основном образуются при сжигании угля на тепловых электростанциях и при выплавке металлов. Окислы азота также образуются в больших количествах в топках тепловых электростанций, но дополнительным крупным источником окислов азота являются автомобили. Дымовые газы тепловых электростанций (вместе с загрязнителями) часто выбрасываются в атмосферу посредством высоких труб; поэтому окислы серы и азота из этих источников обычно распространяются на большие расстояния. Вместе с тем выбросы этих загрязнителей вблизи земли вряд ли могут подхватываться ветрами, дующими на больших высотах, и транспортироваться на значительные расстояния, столь характерные для кислотных дождей.

Двуокись серы и окись азота в атмосфере быстро вступают в химические реакции. Двуокись серы окисляется до трехокиси, которая затем растворяется в капельках воды с образованием серной кислоты. Окись азота окисляется до двуокиси, которая тоже растворяется в капельках воды с образованием азотной кислоты. Эти две кислоты, а также соли этих кислот и обусловливают выпадение кислотных дождей. Чем выше содержание этих кислот в воздухе, тем чаще выпадают кислотные дожди.

Серная и азотная кислоты вносят неравные вклады в кислотные дожди. На северо-востоке США примерно 15-30% кислотности дождей определяются нитратами (азотной кислотой); оставшаяся часть кислотности обязана сульфатам (серной кислоте). Напротив, в Калифорнии наиболее обильным компонентом кислотных дождей являются нитраты. Данные по измерению кислотности дождей в Пасадене показали, что 57% кислотности обусловлено азотной кислотой, а 43% - серной. То, что кислотность дождей в Пасадене обусловлена именно азотной кислотой, объясняется большими выбросами окислов азота автомобилями в южных районах Калифорнии.

На растения и на почву из воздуха выпадают также сухие кислые частицы. Как правило, это сульфаты кальция и магния. Исследователи все больше склоняются к мысли, что выпадение таких сухих осадков оказывается важным механизмом, посредством которого кислоты из воздуха попадают на землю.

Местный климат, рельеф и смог. Частота и плотность смога на данной территории зависят от климата и рельефа местности, плотности населения и промышленности, а также от основных видов топлива, используемого в промышленности, на теплоцентралях и на транспорте. В районах с большим среднегодовым количеством осадков дождь и снег помогают очистить воздух от загрязнителей. Ветры также способствуют удалению загрязнителей и приносят свежий воздух, но они же и переносят некоторые загрязнители на большие расстояния.

Холмы и горы создают преграду на пути ветров, в результате чего в низинах в приземном слое увеличивается загрязнение воздуха. Высокие здания в больших городах также замедляют скорость ветра и, соответственно, способствуют созданию высоких концентраций загрязнителей.

В течение дня солнце нагревает воздух у поверхности земли. Обычно этот теплый воздух расширяется и поднимается, растворяя скапливающиеся внизу загрязнители и унося их вверх в тропосферу. Одновременно воздух из соседних областей высокого давления опускается вниз в образующиеся области низкого давления. Это непрерывное перемешивание воздуха помогает сохранять загрязнение вблизи поверхности в пределах допустимого уровня.

Но иногда в результате погодных условий теплый воздух натекает на нижерасположенный плотный холодный воздух в городском воздушном бассейне или в долине, препятствуя развитию вертикальных движений воздуха. Это явление называется температурной, или термической, инверсией. В результате массы теплого воздуха распространяются над регионом и препятствуют выносу загрязнителей. Обычно такие инверсии длятся от одного до нескольких часов, но иногда, в условиях устойчивого антициклона, они могут сохраняться до нескольких дней. В этом случае концентрация загрязнителей воздуха у поверхности земли представляет угрозу здоровью и даже жизни людей. Термические инверсии также усиливают вредное воздействие островов тепла и пыльных куполов, которые образуются над городскими территориями.

Наиболее продолжительные и частые термические инверсии характерны для городов, расположенных в до­линах, окруженных горами (Донора, штат Пенсильвания), для подветренных склонов горных хребтов (Денвер) или побережий (Нью-Йорк). Большие города, насчитывающие несколько миллионов жителей и автомобилей, расположенные в безветренных районах с преобладанием солнечных дней, окруженных с трех сто­рон горами и морем с четвертой, создают идеальные условия для фотохимического смога, отягченного частыми термическими инверсиями. Именно такая ситуация наблюдается в Лос-Анджелесе, где почти ежедневно возникают инверсии, особенно продолжительные летом, и где насчитывается 12 млн. жителей, 8 млн. автомобилей и тысячи фабрик. Несмотря на самую строгую в мире систему контроля за загрязнением воздуха, Лос-Анджелес занимает первое место по загрязнению воздуха в Соединенных Штатах.