Питання для самоконтролю:
Як утворюється озоновий шар?
У чому полягають його захисні функції?
Якими є наслідки руйнування озонового шару?
Яких заходів слід вживати для збереження озонового шару?
Теми рефератів:
Фреони та їх вплив на озоновий шар
Озонові дірки. Наслідки утворення озонових дірок.
16. Кислотні дощі.
Термін "кислотні дощі" введений близько 100 років тому англійським хіміком А. Смітом, який виявив залежність між рівнем забруднення повітря і кислотністю опадів. Проте шкідливі наслідки цих дощів стали виявлятись в останні 15 — 20 років. Сьогодні майже будь-який дощ тією чи іншою мірою є «кислотним».
Терміном "кислотні дощі" називають усі види метеорологічних опадів - дощ, сніг, град, туман, дощ зі снігом, - кислотність яких вище нормальної. Мірою кислотності є значення рН (водневий показник). Шкала значення рН йде від 0 (украй висока кислотність), через 7 (нейтральне середовище) до 14 (лужне середовище), причому нейтральна крапка (чиста вода) має рН = 7. Дощова вода в чистому повітрі має рН = 5,6. Чим нижче значення рН, тим вище кислотність. Якщо кислотність води нижче 5,5, то опади вважаються кислотними.
Для визначення показника кислотності використовують різні рН-метры, зокрема дорогі електронні прилади. Простим способом визначення характеру середовища є застосування індикаторів - хімічних речовин, фарбування яких змінюється в залежності від рН середовища. Найбільш розповсюджені індикатори - фенолфталеїн, метилоранж, лакмус, а також природні барвники з червоної капусти і чорної смородини.
Показники кислотності різних речовин
Основні джерела кислотоутворюючих викидів
Кислотний дощ утворюється в результаті реакції між водою і такими забруднюючими речовинами, як діоксид сірки (SО2) і різних оксидів азоту (NOx). Ці речовини викидаються в атмосферу автомобільним транспортом, у результаті діяльності металургійних підприємств і електростанцій, а також при спалюванні вугілля і деревини. Вступаючи в реакцію з водою атмосфери, вони перетворюються в розчини кислот - сірчаної, сірчистої, азотистої й азотної. Потім, разом із снігом чи дощем, вони випадають на землю.
Природними джерелами надходження діоксиду сірки в атмосферу є головним чином вулкани і лісові пожежі.
Природні надходження в атмосферу оксидів азоту пов'язані головним чином з електричними розрядами, при яких утвориться NО, згодом - NO2. Значна частина оксидів азоту природного походження переробляється в ґрунті мікроорганізмами, тобто включена в біохімічний колообіг.
Джерела викидів в атмосферу оксидів сірки (a) і азоту (б)
Схема утворення кислотних аерозолів і дощів
Діоксид сірки, що потрапив в атмосферу, перетерплює ряд хімічних перетворень, що ведуть до утворення кислот.
2SO2 + О2 → 2SO3
SО3 + Н2О → H2SО4
Аерозолі сірчаної і сірчистої кислот приводять до конденсації водяної пари атмосфери і стають причиною кислотних опадів (дощі, тумани, сніг). При спалюванні палива утворяться тверді мікрочастинки сульфатів металів (в основному при спалюванні вугілля), легко розчинні у воді, що осаджуються на ґрунт і рослини, роблячи кислотними роси.
Аерозолі сірчаної і сірчистої кислот складають близько 2/3 кислотних опадів, інше приходиться на частку аерозолів азотної й азотистої кислот, що утворяться при взаємодії діоксиду азоту з водяною парою атмосфери:
2NО2 + H2О → НNО3 + HNO2
Джерела кислото-створюючих викидів: теплові електростанції, автотранспорт, металургійні і хімічні заводи, авіація
Об'єкти враження: люди, тваринний і рослинний світ, водоймища, грунт, будівлі, пам'ятники культури, вироби з металу
Вплив кислотних дощів на екосистеми і людей
У водяних екосистемах кислотні опади викликають загибель риб і інших водяних мешканців.
Підкислення води рік і озер серйозно впливає і на сухопутних тварин, тому що багато звірів і птахи входять до складу харчових ланцюгів, що починаються у водяних екосистемах.
Разом із загибеллю озер стає очевидної і деградація лісів. Кислоти порушують захисний восковий покрив листів, роблячи рослини більш уразливими для комах, грибів і інших патогенних мікроорганізмів. Під час посухи через ушкоджені листи випаровується більше вологи.
Вилуджування біогенів із ґрунту і вивільнення токсичних елементів сприяє уповільненню росту і загибелі дерев. Можна припустити, що відбувається і з дикими видами тварин, коли гинуть лісу.
Якщо руйнується лісова екосистема, то починається ерозія ґрунту, засмічення водоймів, повінь і погіршення запасів води стають катастрофічними.
Підкислення ґрунту азотокислими дощами стимулює розвиток лісових шкідників.
У результаті закислення в ґрунті відбувається розчинення живильних речовин, життєво необхідних рослинам; ці речовини виносяться дощами в ґрунтові води. Одночасно вилуджуються з ґрунту і важкі метали, що потім засвоюються рослинами, викликаючи в них серйозні ушкодження. Використовуючи такі рослини в їжу, людина також одержує разом з ними підвищену дозу важких металів.
Коли деградує ґрунтова фауна, знижуються врожаї, погіршується якість сільськогосподарської продукції, а це, як ми знаємо, спричиняє погіршення здоров'я населення.
Під дією кислот з гірських порід і мінералів вивільняється алюміній, а також ртуть і свинець, що потім попадають у поверхневі і ґрунтові води. Алюміній здатний викликати хворобу Альцгеймера, різновид передчасного старіння. Важкі метали, що знаходяться в природних водах, негативно впливають на бруньки, печінку, центральну нервову систему, викликаючи різні онкологічні захворювання. Генетичні наслідки отруєння важкими металами можуть проявитися через 20 років і більш не тільки в тих, хто вживає брудну воду, але й у їхніх нащадків.
Забруднення повітря кислотоутворюючими викидами робить різноманітний шкідливий вплив і на організм людини.
Вдихання вологого повітря, що містить діоксид сірки, особливо небезпечно для людей похилого віку, що страждають серцево-судинними і легеневими захворюваннями, у важких випадках може виникнути набряк легень. Шкідливо це і для здорових людей, оскільки SO2 і сульфатні частки мають канцерогенну дію. Установлено тісний взаємозв'язок між підвищенням смертності від бронхітів і ростом концентрації діоксиду сірки в повітрі. Під час трагічного лондонського тумана 1952 р. більш 4000 смертей було віднесено за рахунок підвищеного змісту у вологому повітрі діоксиду сірки і сульфатних часток.
Численні дослідження показали збільшення числа захворювань дихальних шляхів у районах, повітря яких забруднений діоксидом азоту NО2. Потрапляючи в дихальні шляхи, він взаємодіє з гемоглобіном крові, утрудняючи перенос кисню до органів і тканин, викликає респіраторні, астматичні і серцеві захворювання. У лютому 1972 р. у Японії з цієї причини занедужало більш 70 000 чоловік, для багатьох з них захворювання мало летальний результат.
Кислотні дощі роз'їдають метали, фарби, синтетичні з'єднання, руйнують архітектурні пам'ятники. Багато скульптур і будинки в Римі, Венеції й інших містах, пам'ятники зодчества, такі, як Акрополь в Афінах, Кельнський собор і інші, за кілька останніх десятиліть одержали значно великі ушкодження, чим за все попереднє час. Під погрозою повного руйнування в результаті дії кислотних опадів знаходяться більш 50 тис. скульптур скельного "Міста Будд" під Юньанем у Китаї, побудованого 15 століть назад.
Найбільш характерні кислотні дощі для індустріальних країн з високорозвиненою енергетикою.
Для боротьби з кислотними дощами необхідно направити зусилля на скорочення викидів кислотоутворюючих речовин вугільними електростанціями. А для цього необхідно:
використання низькосерчисте вугілля чи його очищення від сірки;
установка фільтрів для очищення газоподібних продуктів;
застосування альтернативних джерел енергії.
Питання для самоконтролю:
Як утворюються кислотні опади?
Які антропогенні дії сприять їх утворенню?
Поясніть, чому кислотні дощі викликають стурбованість вчених?
Теми рефератів:
Кислотні дощі :причини виникнення і вплив на довкілля.