Влияние кислотних опадів на біосферу Земли

ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ.

Інститут національної та світової экономики.

Курсова работа.

По предмета: Концепції сучасного природознавства на тему.

«Кислотні дожди».

Студентки.

1 курса.

1 групи факультету Національна Экономика.

Рождественської Д.Д.

Содержание Введение…3.

1. Як потрапляють сполуки сірки в атмосферу.

1.1Виды сполук серы.

1.2Источники сполук серы.

1.3Виды сполук азота.

1.4Источники сполук азота.

1.5Атмосферный аміак 2 Поширення кислотних речовин, у атмосфері. 3 Хімічні перетворення забруднюючих кислотних речовин, у атмосфере.

3.1Химические перетворення сполук серы.

3.2Химические перетворення сполук азоту. 4. Кислотна седиментация (кислотні осадки).

4.1Вымывание кислотних речовин з атмосферы.

4.2Сухие опади 5. Вплив кислотних опадів на биосферу.

5.1Косвенные воздействия.

5.2Непосредственные впливу 6. Способи захисту від кислотних дождей.

Заключение

Список литературы.

Інтенсифікація діяльності за останнє століття призвела до значному порушення що склалися на природі рівноваги, внаслідок чого постало безліч проблем, що з захистом оточуючої среды.

Серед дуже серйозні проблеми екологічного плану найбільше занепокоєння дедалі більше забруднення повітряного басейну Землі домішками, мають антропогенну природу. Атмосферне повітря є основний середовищем діяльності біосфери, зокрема людини. У період промислової власності й науково-технічної революції збільшився обсяг емісії в атмосферу газів і аерозолів антропогенного походження. По орієнтовним даним щорічно у атмосферу надходять сотні мільйонів тонн оксидів сірки, азоту, галогенопроизводных та інших сполук. Основними джерелами атмосферних забруднень є енергетичні установки, в якої використовуються мінеральну паливо, підприємства чорної і особливо кольорової металургії, хімічної та нафтохімічної промисловості, авіаційний і автомобільний транспорт.

Потрапляючи у повітря, багато забруднення піддаються хімічним чи фотохимическим перетворенням з участю компонентів повітря. Кінцеві продукти хімічних перетворень видаляються з атмосфери з опадами чи випадають на поверхні Землі з аэрозолями. Потрапляючи на поверхню біологічних об'єктів, будівельних конструкцій та інших предметів, забруднення і продукти їх перетворення інтенсифікують фізико-хімічні процеси руйнації органічних речовин, металів і неорганічних материалов.

Збитки, заподіювана живої природи атмосферними забрудненнями і продуктам виробничої діяльності, важко оцінити, але загибель лісів, забруднення водних басейнів, поширення алергічних захворювань, порушення біологічного рівноваги в екосистемах над останню пов’язані з високими концентраціями агресивних домішок в атмосфере.

Як потрапляють сполуки сірки й азоту в атмосферу.

Види сполук серы.

До важливим сполукам сірки, які є у атмосфері, ставляться двоокис сірки [оксид сірки (IV)], оксисульфид (сероокись вуглецю), сірковуглець, сірководень і диметилсульфид (табл. 2). Останні чотири сполуки внаслідок сильного окисного дії атмосфери легко перетворюються на двоокис сірки чи сірчану кислоту (сульфати). Під упливом діяльності найбільше змінюється вміст диоксиду серы.

У сильно забруднених районах рівень двоокису сірки може у 1000 і навіть у десятки тисяч разів перевищити природну кордон значень суші і в океані. Концентрація інших сполук сірки, зазвичай які виникають з природних джерел, більш-менш однакова поблизу поверхні землі. Серед сполук сірки, що у твердому і рідкому стані, приймаються до уваги лише сірчана кислота і сульфати (сульфат і гидросульфат амонію), і навіть морська соль.

Джерела сполук серы.

Сполуки сірки, як ми вже згадали, частково потрапляють у атмосферу природним шляхом, а частково антропогенним. Поверхня суші, як і поверхню океанів і морів, ж виконує функцію природного джерела. Зазвичай діяльність людини обмежується суходолом, тому ми можемо враховувати забруднення сірої лише з цієї территории.

Існують три основних джерела природною емісії серы.

1. Процеси руйнації біосфери. З допомогою анаеробних (діючих без участі кисню) мікроорганізмів відбуваються різноманітні процеси руйнації органічних речовин. Завдяки цьому у них сірка утворює газоподібні сполуки. Разом про те певні анаэробные бактерії беруть із сульфатів, розчинених у природних водах, кисень, в результаті чого утворюються сірчисті газоподібні соединения.

З зазначених речовин спочатку у атмосфері виявили сірководень, а потім із розвитком вимірювальних приладів та способів відбору проб повітря вдалося виділити ряд органічних газоподібних сполук сірки. Найбільш важливими джерелами цих газів є болота, зони припливів і відпливів у берегової лінії морів, гирла рік і деякі грунту, містять велике кількість органічних веществ.

Поверхня моря він може утримувати значні кількості сірководню. У виникненні беруть участь морські водорості. Не виключено, що виділення сірки біологічним шляхом вбирається у 30- 40 млн тонн на рік, що становить близько 1/3 всього який виділяється кількості серы.

2. Вулканічна діяльність. При виверженні вулкана у повітря поруч із велику кількість двоокису сірки потрапляють сірководень, сульфати й елементарна сірка. Ці сполуки надходять головним чином нижній шар — тропосферу, а при окремих, великий сили виверженнях спостерігається збільшення концентрації сполук сірки й більш високих шарах — в стратосфері. З виверженням вулканів у повітря щорічно у середньому потрапляє близько двох млн т серосодержащих сполук. Для тропосфери на цю кількість незначно проти біологічними виділеннями, для стратосфери ж виверження вулканів є важливим джерелом появи серы.

3. Поверхня океанів. Після випаровування крапель води, що у атмосферу із поверхні океанів, залишається морська сіль, яка містить поруч із іонами натрію і хлору сполуки сірки — сульфаты.

Разом із часточками морської солі щорічно у атмосферу потрапляє 50−200 млн т сірки, що більше, ніж емісія сірки біологічним шляхом. У той водночас частки солі через своїх великих розмірів швидко випадають з атмосфери отже, лише незначна частина сірки потрапляє у більш верхні верстви чи розпорошується над суходолом. Слід врахувати, що з сульфатів морського походження неспроможна утворитися сірчана кислота, тому з погляду освіти кислотних дощів вони мають істотного значення. Їх вплив позначається тільки регулюванні освіти хмар і осадков.

Через війну діяльності у повітря потрапляють значні кількості сполук сірки, головним чином вигляді її двоокису. Серед джерел цих сполук першому місці стоїть вугілля, спалюваний в будинках і електростанціях, що дає 70% антропогенних викидів. Зміст сірки (кілька відсотків) у вугіллі дуже багато (особливо у буром вугіллі). У процесі горіння сірка перетворюється на сірчистий газ, а частина сірки залишається в попелі в твердому состоянии.

Зміст сірки в неочищеною нафти й досить велике в залежність від місця походження (0, 1−2%). Під час згоряння нафтових продуктів сірчистого газу утворюється значно менше, аніж за згорянні угля.

Джерелами освіти двоокису сірки можуть бути і окремі галузі промисловості, переважно металургійна, і навіть підприємства з виробництва сірчаної кислоти і переробки нафти. На транспорті забруднення сполуками сірки щодо незначно, там в першу чергу, необхідно рахуватися з оксидами азота.

Отже, щорічно у результаті діяльності у повітря потрапляє 60−70 млн т сірки як двоокису сірки. Порівняння природничих і антропогенних викидів сполук сірки показує, що людина забруднює атмосферу газоподібними сполуками сірки в 3−4 рази більше, чому це відбувається у природі. До того ці сполуки концентруються околицях з розвиненою промисловістю, де антропогенні викиди у кілька разів перевищують природні, т. е. головним чином Європі та Північної Америке.

Приблизно половину викидів, що з діяльністю людини (30−40 млн т), посідає Европу.

Види сполук азота.

До складу атмосфери входить ряд азотсодержащих микровеществ, але у кислотною седиментации беруть участь тільки дві з них: окис і двоокис азоту, які під час які протікають у атмосфері реакцій утворюють азотисту кислоту.

Окис азоту під впливом окислювачів (наприклад, озону) чи різних вільних радикалів перетворюється на двоокис азота:

[pic].

(окис азоту + радикал пероксиду водню —- двоокис азоту + радикал гидроксила);

[pic].

(окис азоту + озон —- двоокис азоту + молекулярний кислород).

Отже, можна припустити, що окисом азоту можна знехтувати внаслідок зазначених окисних процесів. Але це ні отже пояснюється з двох причин. Перша у тому, що викид оксидів азоту значною мірою відбувається у формі окису азоту, і потрібно час, щоб [pic] повністю перетворилася на [pic]. З іншого боку, в безпосередній близькості до джерел забруднення кількість окису азоту перевищує кількість двоокису азоту. Це співвідношення збільшується в бік двоокису азоту з наближенням території, безпосередньо не схильним до забруднення. Наприклад, в безумовно чисте повітря над поверхнею океану частина окису азоту становить усього кілька відсотків від двоокису азоту. Співвідношення цих газів, втім, не може змінюватися внаслідок фотодиссоциации двоокису азота:

[pic].

(двоокис азоту+ квант світла —- окис азоту+ атом кислорода),.

Кислотну середу атмосфері створює також азотна кислота, що настає з оксидів азоту. Якщо яка перебуває у повітрі азотна кислота нейтралізується, то утворюється азотнокисла сіль, що зазвичай є у атмосфері як аерозолів. Це стосується до солей амонію, які виходять внаслідок взаємодій аміаку з якимабо кислотой.

Джерела сполук азота.

Ці джерела може бути як природними, і антропогенними. Розглянемо найважливіші природні источники.

Природні і антропогенні джерела сполук азоту, що є в атмосфере.

Ґрунтова емісія оксидів азоту. У процесі діяльності що у грунті денитрифицирующих бактерій з нітратів вивільняються оксиди азоту. Відповідно до сучасним даним щорічно в усьому світі утворюється 8 млн т оксидів азота.

Грозові розряди. Під час електричних розрядів у атмосфері через дуже високою температури і переходу в плазменное стан молекулярні азот і кисень повітря з'єднуються в оксиди азоту. У стані плазми атоми і молекули ионизируются і легко входять у хімічну реакцію. Загальне кількість які утворилися у такий спосіб оксидів азоту становить 8 млн тонн на год.

Горіння біомаси. Цей джерело може бути як природним, і штучним. Найбільше біомаси згоряє внаслідок випалювання лісу (для одержання виробничих площ) і пожеж в савані. При горінні біомаси у повітря надходить 12 млн т оксидів азоту в год.

Інші джерела природних викидів оксидів азоту менш значні і погано піддаються оцінці. До них належать: окислювання аміаку в атмосфері, розкладання що у стратосфері закису азоту, внаслідок чого відбувається зворотне потрапляння які утворилися оксидів [pic] в тропосферу і, нарешті, фотолитические й біологічні процеси в океанах. Ці природні джерела спільно виробляють на рік 2−12 млн т оксидів азота.

Серед антропогенних джерел освіти оксидів азоту першою місці стоїть горіння викопного палива (вугілля, нафту, на газ і т. буд.). У час горіння внаслідок виникнення високої температури перебувають у повітрі азот і кисень з'єднуються. Кількість що утворився оксиду азоту NO пропорційно температурі горіння. З іншого боку, оксиди азоту утворюються у результаті горіння наявних у паливі азотсодержащих речовин. Спалюючи паливо, чоловік щорічно викидає у повітря 12 млн т оксидів азоту. Значним джерелом оксидів азоту є також транспорт.

У цілому нині кількості природничих і штучних викидів приблизно однакові, проте останні, як і і викиди сполук сірки, зосереджені на обмежених територіях Земли.

Необхідно згадати, проте, що його викидів оксидів азоту з кожним роком зростає у на відміну від емісії двоокису сірки, тому сполуки азоту грають величезну роль освіті кислотних осадков.

Атмосферне аммиак.

Аміак, що у водному розчині лужну реакцію, грає значної ролі регулювання кислотних дощів, оскільки може нейтралізувати атмосферні кислотні з'єднання з допомогою наступних реакций:

[pic].

(аміак+ сірчана кислота — гидросульфат аммония);

[pic].

(аміак+ гидросульфат амонію = сульфат аммония);

[pic].

(аміак+ азотна кислота — нітрат аммония).

Отже, ці хімічні реакції ведуть до утворення сульфату і нітрату аммония.

Найважливішим джерелом атмосферного аміаку є грунт. Розташовані у грунті органічні речовини руйнуються певними бактеріями, і одного з кінцевих продуктів цього процесу є аміак. Встановлено, що активність бактерій, яка веде зрештою до утворення аміаку, залежить насамперед від температури і вологості грунту. У високих географічних широтах (Північна Європи та Північна Америка), особливо у зимові місяці, виділення аміаку грунтом то, можливо незначним. У той самий час цих територіях спостерігається найбільший рівень емісії двоокису сірки і оксидів азоту, у результаті перебувають у атмосфері кислоти не піддаються нейтралізації отже, зростає небезпека випадання кислотного дождя.

У процесі розпаду сечі свійських тварин вивільняється велике кількість аміаку. Цей джерело аміаку настільки значний, що, наприклад, у Європі вона перевищує можливості виділення аміаку грунтом. Природно, той процес також залежить від температури, й у холодні зимові місяці швидкість розпаду нижче. Суттєвими джерелами аміаку можуть служити також виробництво і в землю штучних добрив. Менше кількість аміаку може потрапити до атмосферу внаслідок згоряння вугілля чи пального транспортних средств.

Поширення кислотних речовин, у атмосфере.

Забруднюючі речовини, котрі виділяються із джерел, близьких до Землі, природно, не затримуються одному місці, а поширюються в вертикальному і горизонтальному напрямах, частково преобразовываясь при цьому. Розглянемо спочатку вертикальне перемішування, що відбувається у вигляді конвекційних (упорядкованих вертикальних) чи турбулентных (неупорядкованих) рухів. Залежно від структури атмосфери і еe стану в момент перемішування може сягнути лише певної висоти. Ця висота насамперед залежить від розподілу температури за вертикаллю у атмосфері. Як відомо, починаючи із поверхні Землі температура повітря принаймні руху вгору зазвичай знижується, в середньому становив 0, 6 °C на кожні 100 м. На висоті 8−18 кілометрів від поверхні це зниження зникає, більше, рухаючись вище, можна спостерігати потепління. Цей шар, де відбувається зміна температури у напрямі, називається тропопаузой, а простір з поверхнею — тропосферой. Висота тропопаузы (8−18 км) залежить від географічної широти і між для даного місця залишається постійної. Вище перебуває стратосфера, де потепління в вертикальному напрямі відбувається внаслідок поглинання короткохвильового випромінювання та перебігу фотохімічних реакцій. Поділяє дві сфери тропопауза відіграє, вона діє і як экранирующий прошарок поміж тропосферой і стратосферой. Фізичним умовою руху потоку вгору стало зниження температури повітря на цьому самому напрямі. Тому перемішування в тропопаузе сповільнюється, і забруднюючі речовини вже можуть поринути у стратосферу лише за допомогою дифузії (молекулярне рух). Остання є дуже повільний процес отже, ті забруднюючі речовини, що у тропосфері недовго, практично що неспроможні потрапити до стратосферу. З іншого боку, речовини, мають тривалий час життя, можуть потрапити до стратосферу, наприклад, фреони, час перебування що у тропосфері обчислюється кілька десятків лет.

Мікроелементи, що у тропосфері протягом короткого часу (наприклад, сполуки сірки й азоту), можуть потрапити до вищі верстви повітря іншим шляхом, наприклад, при сильному виверженні вулкана чи у час польотів в стратосферу.

Отже, повертаючись до тропопаузе, можна сказати, у результаті збільшення температури з висотою перемішування в таких межах припиняється. У той самий час часто вже у нижніх шарах тропосфери, поблизу поверхні, спостерігається інверсія температури, т. е. зміна їх у протилежному напрямі, яка також призводить до припинення вертикального переміщення. Місцезнаходження інверсії іноді добре видно неозброєним оком. Наприклад, у Будапешті, особливо у зимові місяці, над забрудненими місцями інколи можна чудово розгледіти межу між сірим забрудненим нижнім і верхнім чистим верствами повітря. І на цій кордоні припиняється вертикальне перемішування забруднюючих речовин. Цей близький до шар називають шаром перемішування. Висота його залежить від пори року метеорологічних умов. Тропопауза є верхньої кордоном перемішування у разі, якщо, наприклад, інверсія перебуває нижче, ніж джерело загрязнения.

Кислотні забруднюючі речовини, природно, поширюються як в вертикальному, а й у горизонтальному напрямі. Цей процес відбувається відбувається під впливом так званої адвекции у бік швидкості вітру при упорядкованому русі повітря, або у результаті турбулентного (неупорядкованого) руху. На великих відстанях (понад 50 відсотків км) вирішальним чинником є адвекция. Відстань, що може загалом пройти одна молекула забруднюючої речовини, залежить крім швидкості вітру і зажадав від часу її перебування у атмосфері. Усі перебувають у атмосфері речовини, у цьому однині і її основні компоненти, через певний час входять у хімічну реакцію або випадають з атмосфери на поверхню як осаду. Це виділення речовин на поверхню є седиментацию. Час, протягом що його середньому молекули сполук проводять у атмосфері, називається часом перебування. Зазвичай ніж коротше час перебування заданого речовини у атмосфері, тим вищі її здатність змінюватися у просторі й часі. Наприклад, концентрація закису азоту в тропосфері досить постійна та залежною від місця й часу виміру, оскільки атмосферне (тропосферное) час її перебування становить близько 25 років. Концентрація ж двоокису азоту може у кілька раз змінюватися залежно від місця й часу. Час її перебування становить лише 8−10 сут, а сірки його ще коротше — близько двох сут. Це, природно, значить, кожна молекула двоокису сірки точно через 2 сут зникає з атмосфери, тому що час життя кожної молекули статистично коливається навколо середнього значения.

Що означають для двоокису сірки ці дві доби час перебування? На яке відстань середньому, вона може поширитися з вітром? Візьмемо швидкість вітру 10 м/с, яка частенько буває в розквіті 1 км від Землі. Легко можна визначити, що одне «середня «молекула двоокису сірки на «крилах вітру «може піти приблизно за 2000 кілометрів від місця викиду. Якщо ж нами будуть вжиті до уваги середнє швидкості вітру у поверхні грунту (в Угорщини приблизно 3 м/с), то середнє пройдене молекулою відстань становить близько 500 км. Отже, молекула двоокису сірки загалом може покрити відстань 1000 км. Для двоокису азоту цей період через більш багато часу перебування може й больше.

Поширення забруднюючих речовин, у такі масштаби створило багато міжнародних проблем. Оскільки забруднення повітря не знають меж, викид забруднюючих речовин, у державі може забруднення повітря іншого. Наприклад, існує тісний зв’язок між освітою кислотних дощів в скандинавських країн і емісією двуокисей сірки й азоту у Середній та Західній Європі. Європейська економічна комісія ООН (ЄЕК) у межах «Спільної програми нагляду й оцінки поширення забруднюючих повітря речовин великі відстані у Європі «(ЕМЕП) підрахувала, як і ступеня ту чи іншу європейська країна відповідає, наприклад, за випадання кислотних дощів в скандинавських країнах. Необхідно прийняти до уваги також кількості забруднюючих речовин, які видаляються із певної країни й надходять до нього з інших країнах. Це можна визначити з круговороту речовин на цій території. Якщо якоїсь країни викид забруднюючої речовини (наприклад, двоокису сірки чи окису азоту) її території перевищує його випадання в незмінною чи реформованій формі, то баланс цієї країни негативний, тобто. більша за діаметром забруднює, ніж забруднюється сама. Угорщина, наприклад, має негативний баланс по сірці, т. е. можна вважати забруднюючої країною, тоді як баланс кислотних сполук азоту перебуває у відносному равновесии.

За пересуванням мас повітря між країнами й поширенням таким способом забруднюючих речовин можна простежити. Використовуючи різні метеорологічні дані (наприклад, напрями вітру на різній висоті, швидкість вітру), можна визначити, де які перебувають над певної територією маса повітря розташовуватися через 0; 3; 6; … 36ч. Природно, вплив кожного джерела забруднення проявляється тим більше, чим ближче він перебуває від місця виміру. Розташований близько менш великий джерело може перекрити вплив віддаленішого потужного джерела загрязнения.

Отже, ми схематично ознайомилися із вертикальним перемішуванням (конвекція) і горизонтальним поширенням (адвекция) забруднюючих речовин. Проте їхні сусіди лише теоретично можна відокремити друг від друга, в дійсності обидві ці процесу йдуть паралельно. Для математичного описи (моделювання) поширення забруднюючих речовин необхідно також ураховувати хімічне взаємодія, седиментацию мікроелементів, вплив рельєфу формування потоку повітря тощо. Такі математичні моделі дуже складні. Проте якщо з деякими спрощеннями можна було одержати щодо хороші результаты.

Химические перетворення забруднюючих кислотних речовин, у атмосфере.

Які Потрапляють у повітря забруднюючі речовини значною мірою піддаються фізичним і хімічним впливам у атмосфері. Ці процеси йдуть паралельно їх поширенню. Найчастіше забруднюючі речовини, відчувши часткове чи повне хімічне перетворення, випадають в осад, змінивши в такий спосіб своє агрегатний состояние.

Розглянемо докладніше хімічні реакції і фазові зміни, які з атмосферними кислотними мікроелементами (веществами).

Хімічні перетворення сполук серы:

Сірка входить до складу в неповністю окисленої формі (ступінь окислення її дорівнює 4). Коли сполуки сірки перебувають у повітрі протягом досить багато часу, то під впливом які у повітрі окислювачів вони перетворюються на сірчану кислоту чи сульфаты.

Розглянемо насамперед найбільш значне з погляду кислотних дощів речовина (двоокис сірки. Реакції двоокису сірки можуть протікати як і гомогенної середовищі, і у гомогенной.

Однією з гомогенних реакцій є взаємодія молекули двоокису сірки з фотоном в видимій ділянці спектра, щодо близька до ультрафіолетової области:

[pic].

Внаслідок цього процесу виникають звані активовані молекули, які володіють надлишкової енергією проти основним станом. Зірочка означає активована стан. Активовані молекули двоокису сірки на відміну «нормальних» молекул можуть розпочинати хімічне взаємодію Космосу з які у повітрі у досить великих кількостях молекулярным кислородом:

[pic] (активована молекула двоокису + молекулярний кисень [pic] вільний радикал).

[pic].

(вільний радикал + молекулярний кисень [pic] трехокись сірки + озон).

Новоутворена трехокись сірки, взаємодіючи з атмосферної водою, нас дуже швидко перетворюється на сірчану кислоту, тому при звичайних атмосферних умовах трехокись сірки немає повітря в значних кількостях. У гомогенної середовищі двоокис сірки може вступити у взаємодію Космосу з атомарным киснем, і з освітою трехокиси серы:

[pic].

(двоокис сірки + атомарний кисень [pic] трехокись серы).

Ця реакція відбувається у тих середовищах, де є досить висока вміст диоксиду азоту, що також під впливом світла виділяє атомарний кислород.

Останніми роками було встановлено, що згадані вище механізми перетворення двоокису сірки у атмосфері немає яке превалює значення, так як реакції протікають переважно з участю вільних радикалів. Вільні радикали, які під час фотохімічних процесах, містять непарний електрон, завдяки чого вони мають підвищену реакционноспособностью. Один із таких реакцій протікає наступним образом:

[pic].

(двоокис сірки +радикал гидроксила [pic] вільний радикал).

[pic].

(вільний радикал + радикал гидроксила [pic] сірчана кислота).

Через війну реакції утворюються молекули сірчаної кислоти, які у повітрі, або лежить на поверхні аерозольних частинок швидко конденсируются.

Перетворення двоокису сірки може здійснюватись і в гетерогенної середовищі. Під гетерогенным перетворенням ми розуміємо хімічну реакцію, яка відбувається у газовій фазі, ав краплях чи поверхні частинок, що у атмосфере.

Крім двоокису сірки у атмосфері можна знайти значну кількість інших природних сполук сірки, які у кінцевому підсумку окисляються до сірчаної кислоти. У тому перетворення важливе значення мають які утворилися фотохимическим шляхом вільні радикалыи атоми. Кінцеві продукти грають певну роль анторпогенной кислотною седиментации.

Хімічні перетворення сполук азота:

Найпоширенішим з'єднанням азоту, які входять у склад викидів, є окис азоту [pic], що при взаємодії з киснем повітря утворює двоокис азоту. Остання внаслідок реакції з радикалом гидроксида перетворюється на азотну кислоту:

[pic].

(двоокис азоту + радикал гидроксила [pic] азотна кислота).

Отримана в такий спосіб азотна кислота може довгий час залишатися у газоподібному стані, оскільки він погано вони вбирають. Інакше кажучи, азотна кислота має більшої летучестью, ніж сірчана. Пари азотної кислоти можуть бути придбані крапельками хмар, опадів чи частинками аэрозоля.

Кислотна седиментация (кислотні дожди).

Заключним етапом в круговерті забруднюючих речовин є седиментация, яка може статися двома шляхами. Перший шлях (вимивання опадів чи волога седиментация. Друга можливість (випадання опадів чи суха седиментация. Сукупність цих процесів є кислотною седиментацией.

Вимивання кислотних речовин з атмосферы.

Вимивання відбувається в час освіти хмар і опадів. Однією з умов освіти хмар є перенасиченість. Це означає, що повітря містить більше водяної пари, що вона може взяти при заданої температурі, зберігаючи рівновагу. При зниженні температури здатність повітря накопичувати води вигляді пара зменшується. Тоді починається конденсація водяної пари, що відбувається до того часу, доки припиниться перенасиченість. Проте за звичайних атмосферних умовах водяну пару здатний конденсуватися лише за відносної вологості 400−500(. Відносна вологість у атмосфері лише окремих випадках може перевищити 100,5(. Під час такої перенасиченості крапельки хмар можуть виникати лише з частинках аерозолю (про конденсаційних ядрах. Цими ядрами часто є добре розчинні у питній воді сполуки сірки і азота.

З початком освіти крапель елементи хмари продовжують поглинати аерозольні частинки й молекули газу. Тому воду хмари або його кристали можна як розчин атмосферних элементов.

Елементи хмари що неспроможні безмежно збільшуватися. Квазінаціональне середовище під дією гравітації седиментация, яка зростає зі збільшенням розміру крапель, рано чи пізно призводить до випаданню крапель хмар я з висот кілька сотень чи тисяч метрів. Під час випадання ці краплі промивають шар атмосфери між хмарами і поверхнею землі. Саме тоді поглинаються нові молекули газу та нові аерозольні частки захоплюють падаючої краплею. Отже, сягала землі вода всупереч загальному думці у разі перестав бути дистильованої водою. Понад те, у часто розчинені у питній воді опадів речовини можуть бути важливим і досить іноді навіть із єдиним джерелом відновлення запасів цих речовин, у різних сферах.

Сухі осадки.

Хоча цей форма седиментации істотно відрізняється від вологій седиментации, кінцевий результати їхньої справді ідентичний (потрапляння кислотних атмосферних мікроелементів, сполук сірки та азоту на поверхні Землі. Відомо досить багато різних кислотних мікроелементів, проте зміст більшості їх настільки малий, що й роль кислотною седиментаци годі й приймати закони у внимание.

Ці кислотні речовини можуть випадати на поверхню двома шляхами. Одне з них (турбулентная дифузія, під впливом якої у осад випадають речовини, перебувають у газоподібному стані. Турбулентне диффузионное спрямування першу чергу виникає тому, що рух струмливого повітря над грунтом і той поверхнею є нерівномірним внаслідок тертя. Зазвичай, у вертикальному від поверхні напрямі відчувається збільшення швидкості вітру і горизонтальне рух повітря викликає турбулентність. Таким шляхом компоненти повітря досягають Землі, і найбільш активні кислотні речовини легко взаємодіють із поверхностью.

Вплив кислотних опадів на биосферу.

Кислотні опади надають шкідливий вплив як деякі предмет чи живі істоти, а й у їх сукупність. У природі й в навколишньому середовищі утворилися співтовариства рослин та тварин, між якими, як й між живими і неживими організмами, існує постійний обмін речовин. Такі спільноти, які можна також ознайомитися називати екологічної системою, зазвичай складаються з чотирьох груп: неживі об'єкти, живі організми, споживачі і разрушители.

Вплив кислотності насамперед б'є по стані прісних вод і лісів. Зазвичай на співтовариства бувають непрямими, тобто. небезпеку становлять не самі кислотні опади, а які відбуваються під сумнів їхню впливом процеси (наприклад, вивільнення алюмінію). У певних об'єктах (грунт, вода, мул тощо.) залежно від кислотності можуть зрости концентрації важких металів, позаяк у результаті зміни рН змінюється їх розчинність. Через питну води і тваринну їжу, наприклад, через рибу у організм людини також можуть потрапити токсичні метали. Якщо під впливом кислотності змінюються будова грунту, її біологія і хімія, це можуть призвести загибель рослин (наприклад, окремих дерев). Зазвичай це непрямі впливу є місцевими і може проводити відстані кілька сотень км від джерела загрязнения.

Непрямі воздействия.

Вплив на лісу й до ріллі. Кислотні опади впливають або непрямим шляхом; через грунт, і кореневу систему, або безпосередньо (головним чином листя). Підкислення грунту визначається різними чинниками. На відміну від вод грунт може до вирівнювання кислотності середовища, тобто. до певної міри вона пручається посиленню кислотності. Потрапили у сухий ґрунт кислоти нейтралізуються, що веде до збереженню істотного закислення. Проте із природними процесами на грунту у лісах та на ріллях впливають антропогенні факторы.

Хімічна стабільність, спроможність до вирівнюванню, схильність грунтів до закислению мінливі і залежить від якості підгрунтових порід, генетичного типу грунту, способу її обробки (обробітку), і навіть від наявності поблизу значного джерела забруднень (рис. 23). Крім того, здатність грунту опиратися впливу кислотності залежить від хімічних і фізичних властивостей подстилающих слоев.

Непрямі впливу виявляються по-різному. Наприклад, опади, що містять сполуки азоту, кілька днів сприяють збільшенню дерев, оскільки постачають грунт поживою. Однак у результаті постійного споживання азоту ліс їм перенасичується. Тоді збільшується вимивання нітрату, що веде до закислению почвы.

Під час випадання опадів вода, стікаюча з листя, містить більше сірки, калію, магнію, кальцію і від нітрату і аміаку, ніж вода опадів, що зумовлює збільшення кислотності грунту. Внаслідок цього зростають втрати необхідні рослин кальцію, магнію, калію, що веде до пошкодження деревьев.

Вступники на російський грунт іони водню можуть заміщатися які у грунті катионами, у результаті відбуваються або вилуговування кальцію, магнію і калію, чи їх седиментация в збезводненої формі. Далі зростає також мобільність токсичних важких металів (марганець, мідь, кадмій та інших.) в грунтах з низькими значеннями рН.

Розчинність важких металів також дуже залежить від рН. Розчинені і як наслідок легко що поглинаються рослинами важкі метали є отрутами для рослин i можуть призвести до загибелі. Загальновідомо, що алюміній, розчинений в сильнокислой середовищі, уїдливий для що у грунті організмів. Багато грунтах, наприклад, в північних поміркованих і бореальных лісових зонах, спостерігається поглинання вищих концентрацій алюмінію по порівнянню з концентраціями лужних катионів. Хоча багато хто види рослин, у стані витримати це співвідношення, однак за випадання значних кількостей кислотних опадів ставлення алюминий/кальций в ґрунтових водах настільки зростає, що послаблюється зростання коренів і складається небезпеку обману існування деревьев.

Ці у складі грунту зміни можуть перетворити склад мікроорганізмів у грунті, впливати з їхньої активність і тим самим спричинити процеси розкладу і мінералізації, і навіть на зв’язування азоту NO та внутрішнє закисление.

Приміром, загибель лісів у Середній та Західній Європі відбулася переважно під впливом непрямих впливів. Майже повністю загинули лісу площею у кількасот тисяч гектаров.

У Угорщини, відповідно до досліджень екологів, загинуло більше 10% дубів в північному гірському масиві. Здебільшого це наслідок вилучення важких металів внаслідок закислення лісових грунтів. Алюміній й різні важкі метали безпосередньо впливають на живі істоти, але можуть також змінити структуру грунтів та її здатність забезпечувати живильними речовинами. Ймовірною причиною змертвіння дубів є зруйнування прикрепляющихся до кореневої системі грибів Mikorrhiza. Ці гриби перебувають у симбиозной зв’язку з окремими вищими рослинами (наприклад, з дубом); приєднуючись до розгалуженої кореневої системі, вони у кілька разів збільшують її здатність вбирати живильні речовини. Для грибів Mikorrhiza характерна дуже велике чутливість до кислотності. Тенденція до скорочення і відтак загибелі останніми роками перебуває у безпосередній зв’язок з вимиранням дубів. Аналогічна ситуація склалася із дуже рідкісною, що під охороною рослиною, — орхідеєю. Відповідно до досліджень угорських екологів, вони у певних місцях вичерпалися чи значно поредели.

Подальшу занепокоєність викликає та, у результаті загибелі найбільш чутливих до закислению істот (мікроорганізми грунту, гриби, дуби) в структурі матеріального й енергетичного балансу живих співтовариств можуть статися несприятливі зміни, й у остаточному підсумку сама людина також постраждає через що відбуваються у своїй необоротних процессов.

Оброблювані землі (ріллі) перебувають у іншому становищі по порівнянню з природними лісовими системами. Причиною підвищення кислотності оброблюваних в першу чергу є широке застосування мінеральних добрив. Наприклад, суперфосфаты містять кілька відсотків вільної сірчаної кислоти. Азотисті добрива містять значні кількості нітратів і сполук аммония.

[pic].

Здатність грунтів до закислению у різних частинах Землі .

1-высокая; 2-выше середньої; 3-средняя; 4-низкая.

Рослини, приймаючи іон амонію, віддають відповідне кількість іонів водню на російський грунт, що також веде до її закислению. Відповідно до спостереженням в Угорщини оброблювані землі відчувають стрімке закисление. Частково це пояснюється лише тим, що з збиранні рослин відбувається перенесення речовини продуктивного шару, що робить знижується лужне середовище грунту. Головною ж причиною яких є внесення мінеральних добрив. Для нейтралізації їхнього впливу на 1 га потрібно внести 300−400 кг карбонату кальцію на рік, тоді як нейтралізації впливу кислотних опадів досить близько 20 кг карбонату кальцію. Отже, на інтенсивно угноєних територіях кислотні опади грають лише другорядну роль закислении грунтів. За сформованою думкою окремих фахівців, через внесення добрив в Угорщини може початися вже закисление грунту в катастрофічних розмірах. Цього уникнути лише регулярним известкованием грунту, і навіть шляхом винятку використання аммонийсодержащих мінеральних удобрений.

Закисление прісних вод. /Власне, закисление прёсных вод — це втрата ними здатність до нейтралізації. Закисление викликають сильні кислоти, переважно сірчана і азотна. Протягом тривалого періоду важливішу роль грають сульфати, а й у час епізодичних явищ (наприклад, танення снігу) сульфати й нітрати діють спільно. На значних територіях у разі підвищення певних значень кислотності опадів поверхневі води виявляються кислими. Якщо грунт втрачає здатність нейтралізувати кислоти, ті значення рН може знизитися на 1, 5, а в крайніх випадках — навіть у 2 чи 3. Частково закисление відбувається безпосередньо під впливом опадів, але у більшою мірою — з допомогою речовин, смываемых із території водного бассейна.

Зміна рН води однієї з шведських озер. Починаючи 60-x років, кислотність збільшилася майже 100 раз, тобто. значення рН зменшилося на 2 (по Ренбергу і Хедбергу).

[pic].

Особливо інтенсивно відбувається закисление озер в скандинавських країнах й у Канаді. Більшість скандинавських озер мають гранітне чи бідне вапняками ложе. Такі озера мають набагато нижчу здатність до нейтралізації кислот, ніж озера, розташовані територій, багатих вапняком. Це з тим, що з вапнякових грунтів виділяється іон гідрокарбонату, що забезпечує лужну середовище, й, отже, спроможність до нейтралізації кислот. Така ситуація склалася і в більшості озер в Угорщини. Наприклад, рН води в оз. Бала-тон більше 8. Бо у хімії атмосфери для нейтральній середовища прийнято значення рН = 5, 6, то воду цього озера слід зарахувати до щелочной.

Процес закислення поверхневих вод складається з трьох фаз.

1. Спад іонів гідрокарбонату, тобто. зменшення здатність до нейтралізації при неизменяющемся значенні рН.

2. Зменшення рН при зменшенні кількості іонів гідрокарбонату. Значення рН тоді падає нижче 5, 5. Найбільш чутливі види живих організмів починають гинути вже за часів рН = 6, 5 (рис. 25).

3. При рН = 4, 5 кислотність розчину стабілізується. У умовах кислотність розчину регулюється реакцією гідролізу сполук алюмінію. У середовищі здатні жити лише окремі види комах, рослинний і тваринний планктон, і навіть білі водоросли.

Багато видів тварин і звинувачують рослин починають гинути вже за часів зачениях рН < 6. При рН < 5 не забезпечуються умови для життя (за даними SNV).

Загибель живих істот крім дії сильноядовитого іона алюмінію може бути викликана та інші причинами. Під впливом іона водню, наприклад, виділяються кадмій, цинк, свинець, марганець, і навіть інші отруйні важкі метали. Кількість рослинних поживних речовин, наприклад, фосфору, починає зменшуватися, позаяк у розчині іон алюмінію утворює з іоном ортофосфата нерозчинний фосфат алюминия:

[pic], який осаджується у вигляді донного осаду. Загибель водних живих співтовариств може спричинить за-кислению і виділенню важких металів, і навіть до порушення екологічного рівноваги. Зменшення рН води йде паралельно з скороченням популяцій чи загибеллю рыб,.

Чутливість водних організмів до їх зниження рН в прісних водах.

[pic].

земноводных, фитоі зоопланктону, і навіть безлічі інших живих організмів. Можна зауважити характерні відмінності (у флорі і фауні) озер, вода яких має близький склад поживних речовин і іонів, але різну кислотність. До певних меж ссавці, зокрема і достойна людина, захищені від шкідливого впливу кислотності, однак у організмах водних тварин накопичуються отруйні важкі метали, які можуть потрапити в харчову ланцюжок. Найбільших масштабів досягло закисление ставків і річок в Швеції, Норвегії, США, Канаді, але цей процес вже почав поширюватися в Данії, Бельгії, Голландії, ФРН, НДР, Шотландії та Югославии.

Вивчення 5000 озер південної Норвегії показало, що у 1750 їх зникли популяції риб, а 900 іншим озерам загрожує серйозна загроза. Загибель риби через постійне випадання кислотних опадів продолжается.

У південної та середньої Швеції відзначені втрати риби в 2500 озерах, той самий передбачається ще 6500 озерах, де виявлено ознаки закислення. Майже у 18-ти 000 озерах рН води менше 5, 5, що несприятливо впливає популяцію риб. У Канаді і північній частині США існують подібні проблеми. У Онтаріо приблизно 50 тис. озер, мають гранітне ложе, піддаються щодо сильному дії сполук сірки. У Квебеку чутливі до загрязнениям території поширені ще більше. З скандинавського досвіду очікується, у майбутньому ці озера почнуть закисляться. У північній частині США вже помічено скорочення популяції лосося приблизно 100 озерах. Проблем, що з закислением поверхневих вод, в Угорщини, на щастя, немає, що у ці води є великий вміст карбонатів і гидрокарбонатов, що забезпечують здатність нейтралізувати кислоти. Проведені у різних водах дослідження з навантаженні й розрахунки на моделях показують, що води угорських рік і озер здебільшого здатні витримувати на протязі довгого часу навіть навантаження. Винятком є лише окремі водосховища, вода яких хімічно нейтральна, а отже, здатність їх до вирівнювання кислотності щодо мала.

Безпосередні (прямі) впливу. Загибель растений.

Безпосередній загибель рослин, у найбільшою мірою відчувається поблизу від викидів забруднень, в радіусі некольких десятків км від їх джерела. Головною причиною яких є висока концентрація двоокису сірки. Це з'єднання адсорбируется лежить на поверхні рослини, здебільшого його листі, і неабияк впливає нею шкідливий вплив. Двоокис сірки, проникаючи в організм рослини, бере участь у різних окисних процесах. Ці процеси протікають з участю вільних радикалів, освічених з двоокису сірки внаслідок хімічних реакцій. Вони окисляют ненасичені жирні кислоти мембран, тим самим змінюючи їх проникність, що у подальшому негативно впливає багато процесів (подих, фотосинтез і др.).

Безпосередні на рослини можуть приймати відвідувачів різні форми: 1) генетичні зміни; 2) видові зміни; 3) нанесение прямого шкоди рослинності. Природно, залежно від чутливості виду та розмірів навантаження масштаб впливу можуть сягати від восполнимого (обратимого) шкоди до загибелі растения.

Передусім гинуть найбільш чутливі види, наприклад, окремі лишайники, які можуть опинитися зберегтися тільки в чистої середовищі, тому їх не вважають «індикаторами «чистого повітря. Зазвичай, у сильнозагрязненных місцях утворюється «лишайная пустеля ». У сучасному місті вони існують вже за часів середньої концентрації двоокису сірки 100 мкг/м ». У внутрішніх його районах лишайник взагалі немає, але в околицях може бути зустріти дуже рідко. Втім, є й види лишайника, добре які переносять навантаження двоокису сірки, тому окремі які чинять спротив види іноді займають місце загиблих видів лишайника.

Проте кислотні атмосферні сполуки, природно, можуть також надавати пряме шкідливий вплив і рослини вищого класу. Безпосередній шкода, принесений двоокисом сірки, залежить багатьох чинників — місцевого клімату, виду дерев, стану грунту, способів обробки лісу, рН вологих осадів та ін. Небезпечний рівень атмосферної двоокису сірки виявився набагато нижча, ніж вважалося раніше, оскільки певні фізіологічні і біохімічні зміни можуть відбуватися без жодних ознак загибелі. Однак це небезпечна кордон стає нижче при вплив двоокису азоту, озону, кислотного дощу, і т.д.

Роль двоокису сірки в загибелі лісів, в такий спосіб, вважатимуться доведеною. Також доведено шкідливий вплив вологих кислотних опадів на зростання дерев. Але ці опади насамперед впливають побічно — через грунт, і кореневу систему. У найбільшою мірою безпосередня загибель рослин зокрема у районах з сильнозагрязненным повітрям, наприклад, в Центральній Європі. Масштаби загибелі рослин i підвищені концентрації двоокису сірки у Європі поширені приблизно однакове. Сухі опади, містять двоокис сірки, вже атакували лісу Чехословаччини, Польщі й НДР. Можливо, найбільший збитки заподіяно ФРН, з якого третина всіх лісів наполовину загинула. Проте вважається, що у згаданих територіях загибель лісу пов’язана з стільки з двоокисом сірки, як із оксидами азоту, які утворюються з вихлопів автомобілів. Оксиди азоту під впливом сонячних променів виділяють озон. Озон з оксидами азоту, і навіть частково з вуглеводнями, які надходять у повітря лише з вихлопними газами, але і з джерел, утворює дуже агресивне речовина PAN (пероксиацетилнитрат).

Важко вирішити, хто ж саме несе безпосередню відповідальність за загибель лісу — двоокис сірки чи оксиди азоту. Здається досить імовірним, що шкідливий вплив надають спільно все агресивні кислотні речовини, що забруднюють повітря. Багато також хто вважає, що з спільному вплив шкідливі речовини вплив кожного з них більше посилюється (синергизм).

Пряме руйнація рослинності кислотними атмосферними речовинами відбувається у Угорщини, хоча у менших розмірах, ніж у Центральній Європі. Дія двоокису сірки в Угорщини має широкий діапазон, починаючи з важко контрольованого зниження урожайності озимих та закінчуючи загибеллю растительности.

Тут, як та інших районах світу, найбільше чутливі до прямому забруднення хвойні дерева, оскільки хвоя піддається впливу забруднюючих речовин протягом кількох років у на відміну від дерев, скидальних листя. Найчутливіші породи — це ялина, модрина і ялиця. Проте багато хто дерева, які скидали листя, також із труднощами переносять прямі впливу шкідливі речовини (наприклад, бук, граб).

Слід підкреслити, ця тут безпосередня загибель рослин i непрямі на них може бути від'єднані одне від друга, оскільки звичайно ці процеси відбуваються одночасно, і залежно від обставин домінує якійсь із них. У кожному разі, природно, шкідливі впливу доповнюють і посилюють друг друга.

Варто згадати, що з так званими небиотическими впливами загибелі лісу сприяють і біотичні чинники. До них ставляться, наприклад, деякі гриби та комашня (гриб Ceratocystis, лист Ожорка). Іноді шкідливий вплив приписують лише биотическим чинникам, іноді, навпаки, лише небиотическим. Найімовірнішим здається думка, за яким небиотические чинники, тобто. чинники довкілля, послаблюють рослини, які у меншою мірою можуть опиратися биотическими впливам, отже, ці впливу виявляються совместно.

Прямі на человека.

Природно, атмосферні кислотні мікроелементи не щадять та якості людини. Але тут ідеться про як про кислотних дощах, а й тому шкоду, який приносять кислотні речовини (двоокис сірки, двоокис азоту, кислотні аерозольні частки) при дыхании.

Давно вже встановлено, існує тісний залежність між рівнем смертності мірою забруднення району. При концентрації [pic] близько 1 мг/м3 зростає кількість смертей, насамперед між людьми старшого покоління й з, хронічних хворих дихальних шляхів. Статистичні дані показали, що таку серйозну захворювання, як помилковий круп, яка потребує моментального втручання лікаря, і поширене серед дітей, виникає із цієї причини. Це ж можна згадати і ранньої смертності новонароджених у Європі та Північній Америці, котра щороку обчислюється кілька десятків тысяч.

Крім оксидів сірки й азоту небезпечні здоров’ю людини також аерозольні частки кислотного характеру, містять сульфати чи сірчану кислоту. Ступінь їхньої небезпеки залежить від розмірів. Так, пилюка та більш великі аерозольні частки затримуються у верхніх дихальних шляхах, а дрібні (менш 1 мкм) краплі сірчаної кислоти чи частки сульфатів можуть проникати у найвіддаленіші ділянки легких.

Фізіологічні засвідчили, що ступінь шкідливого впливу прямо пропорційна концентрації забруднюючих речовин. Проте є граничне значення, нижче якої навіть біля самісіньких чутливих людей не виявляються якихось відхилень від норми. Наприклад, для двоокису сірки середньодобова порогова концентрація для здорових людей становить приблизно 400 мкг/м3.

Нині норма для складу повітря на незахищених територіях майже відповідає цьому значению.

На захищених територіях нормативи, природно, суворіше. У той самий час очікується, у недалекому майбутньому встановлять ще нижчі нормативні значення. Проте небезпечна концентрація може бути нижча, якщо різні кислотні забруднюючі речовини посилюватимуть вплив друг друга, тобто. проявиться вже ж згаданий сине-ргизм. Також встановлено залежність між забрудненням двоокисом сірки і різними захворюваннями дихальних шляхів (грип, ангіна, бронхіт тощо.). На окремих забруднених територіях число захворювань був у кілька разів більше, ніж на контрольних территориях.

Крім первинного прямого впливу, на людини побічно впливає і закисление довкілля. У попередніх розділах ми бачили, що непрямі впливу на першу чергу, надають отруйні метали (алюміній, важкі метали). Ці метали легко можуть потрапити до харчову ланцюжок, наприкінці якою стоїть людина. Проведені у Угорщини обстеження показали, що зміст цинку в свинині і яловичині, соціальній та м’ясних продуктах досить часто перевищує припустимий уровень (10%). Кадмій також є у яловичині в концентраціях, що перевищують допустимі. Мідь і ртуть у безпечних концентраціях виявлено головним чином м’ясі птицы.

Кислотний дощ може також заподіяти шкоду металам, різним будівлям і пам’яткам. Передусім чигає небезпека пам’ятники, побудовані з піщанику і вапняку, і навіть розташовані під музей просто неба скульптури. У Італії, Греції та інших країнах зберігалися протягом сотень і тисяч літ пам’ятники старовини та різні предмети протягом останніх десятиліття сильно зруйнувалися у дії викинутих в атмосферу забруднюючих веществ.

Способи захисту від кислотних дождей.

Кислотні дощі можуть надавати як «пряме, і непряме вплив живу і неживу природу. З цього випливає, що заходи для часткового заповненню шкоди чи запобіганню подальшого руйнації оточуючої середовища може бути различными.

Найбільш ефективним засобом захисту можна вважати значне скорочення двоокису сірки і окису азоту. Цього досягти кількома методами, зокрема шляхом скорочення використання енергії та створення електростанцій, не використовують мінеральну паливо. Інші можливості зменшення викиду забруднень у повітря — видалення сірки з палива з допомогою фільтрів, регулювання процесів горіння та інші технологічні решения.

Зниження вмісту сірки у різних видах палива. Найкраще було б використовувати пальне з низьким змістом сірки. Проте таких видів палива обмаль. По наближеним оцінкам з відомих у час світових запасів нафти тільки 20 можна% мають вміст сірки менш 0, 5%. Середнє вміст сірки в використовуваної нафти збільшується, оскільки нафта з низьким змістом сірки видобувається прискореними темпами.

Також само і з видами вугілля. Вугілля з низьким змістом сірки перебувають практично лише у Канаді і навіть Австралії, але це невелику частину наявних покладів вугілля. Зміст сірки в вугіллі коштує від 0, 5 до 1, 0%.

Отже, енергоносії з низьким змістом сірки маємо в обмеженій кількості. Якщо не хочемо, щоб яке містилося у нафти і вугіллі сірка потрапила до довкілля, необхідно вживати заходів на її удаления.

Під час переробки (дистиляції) нафти залишок (мазут) містить дуже багато сірки. Видалення сірки з мазуту — процес дуже складний, а внаслідок вдається звільнитися лише від 1/3 чи 2/3 сірки. До того ж процес очищення мазуту від сірки жадає від виробника великих капітальних вложений.

Сірка у вугіллі перебуває частково в неорганічної, а частково в органічної формі. Під час очищення, коли видаляють неспалені частини, видаляється також певна частина піриту. Проте у такий спосіб навіть за сприятливі умови можна звільнитися тільки від 50% загального змісту сірки у вугіллі. З допомогою хімічних реакцій може бути віддалені як органічні, і неорганічні серосодержащие сполуки. Однак у з тим, що іде при високих температур і тисках, цей спосіб виявився набагато вища предыдущего.

Очищення вугілля й нафти від сірки, в такий спосіб, є досить складний і малораспространенный процес, причому на нього дуже високі. З іншого боку, навіть по очищення енергоносіїв у них залишається приблизно половина первинного змісту сірки. Тому очищення від сірки не найкращим рішенням проблеми кислотних дождей.

Застосування високих труб. Це з найбільш спірних способів. Сутність його наступного. Перемішування забруднюючих речовин, у значною мірою залежить від висоти димарів. Якщо ми використовуємо низькі труби (тут у першу чергу, необхідно згадати труби електростанції), то выбрасываемые сполуки сірки й азоту перемішуються в меншою мірою і швидше випадають в осад, аніж за наявності високих труб. Тож у найближче оточення (від кількох основних кілометрів за кілька десятків кілометрів) концентрація оксидів сірки й азоту буде високою і, природно, ці сполуки будуть заподіювати більше шкоди. Якщо труба висока, то безпосередні впливу зменшуються, але зростає ефективність перемішування, що означає велику небезпеку для віддалених районів (кислотні дощі) й у всієї атмосфери загалом (зміна сірки в газах, які виникають під час горіння палива хімічного складу атмосфери, зміна клімату). Отже, будівництво високих труб, попри поширена думка, не розв’язує проблеми забруднення повітря, натомість у значною мірою збільшує «експорт «кислотних речовин і небезпека випадання кислотних дощів у віддалених місцях. Отже, збільшення висоти труби супроводжується тим, що безпосередні впливу забруднень (загибель рослин, корозія будинків та т.п.) зменшуються, проте непрямі впливу (впливом геть екологію віддалених районів) збільшуються. Будівництво високих труб певною мірою аморально, оскільки країна, де відбуваються сильні викиди забруднень, переадресовує частина кислотних опадів разом із їхніми несприятливими випливають, у інші страны.

Технологічні изменения.

Відомо, у процесі горіння палива азот і кисень повітря утворюють окис азоту NO, що значною ступеня сприяє підвищенню кислотності опадів. Вище зазначено, у цілому у світі горіння палива дає дві всіх антропогенних выбросов.

Кількість оксиду азоту NO, що утворюється при горінні, залежить від температури горіння. Виявлено, що менше температура горіння, тим менше виникає оксиду азоту, при цьому кількість NO залежить від часу перебування палива на зоні горіння і південь від надлишку повітря. Отже, відповідним зміною технології можна зменшити кількість выбрасываемого забруднюючої вещества.

Кількість що викидаються сполук сірки можна значно зменшувати, використовуючи установку, показану на рисунке.

[pic].

Схема технології спалювання палива із швидкістю у спеціальній печі. З допомогою цього процесу зменшується вміст сірки в газах, які виникають під час горіння топлива.

До зони горіння (з перфорованого підстилкою) направляють потік вогнетривкого речовини, який зв’язує сірку. Всасываемый знизу з великою швидкістю повітря змаліє і перемішує речовина, що у обсязі горіння. З допомогою цього процесу можна лише зменшити викид двоокису сірки, а й знизити кількість що утворюється оксиду азоту NO, бо за цьому знижується температура горения.

Скорочення викиду двоокису сірки можна також ознайомитися досягти очищенням кінцевих газів від сірки. Найпоширеніший метод — мокрий процес, коли кінцеві гази барботируют через розчин вапняку, у результаті утворюються сульфит чи сульфат кальцію. У такий спосіб видаляється велика частина сірки. Такий спосіб ще набула достатнього распространения.

Известкование.

Для зменшення закислення до озер й у грунт додають лужні речовини (наприклад, карбонат кальцію). Ця операція називається известкованием. Його досить часто застосовують у скандинавських країнах, де вапно розпорошують на грунт або на водосборную територію з вертольотів. Вапно, потрапляючи в воду, швидко розчиняється, а що настає внаслідок гідролізу луг відразу ж потрапити нейтралізує кислоти. Можна підрахувати, що у 1 м³ води необхідно внести майже п’ять р вапна зміни значення рН із чотирьох, 5 до 6, 5. Вапнування застосовують в обробці кислих грунтів з метою їхнього нейтралізації. Поруч із перевагами вапнування має низку вад: в проточній і швидко перемешивающейся воді озер нейтралізація проходить недостатньо ефективно; відбувається грубе порушення хімічного і біологічного рівноваги вод і грунтів; вдасться усунути всі шкідливі наслідки закисления.

З допомогою вапнування не можна видаляти важкі метали. Ці метали у час зменшення кислотності переходить до труднорастворимые з'єднання заліза і глушаться, однак за додаванні нової дози кислот знову розчиняються, представляючи в такий спосіб постійну потенційну небезпеку озер.

Крім описаних вище ще безліч засобів захисту від забруднень. Наприклад, загиблі популяції тварин і звинувачують рослин заміняють новими, які краще переносять закисление. Пам’ятки культури із єдиною метою запобігання подальшого їх руйнації обробляють спеціальної глазурью.

Розглянуті тут способи мають одну спільну властивість — їх використання досі не призвело до істотне зменшення викидів оксидів сірки і азоту. Не досягнуто помітні успіхи й у запобігання шкідливих впливів, що викликаються кислотними дождями.

Заключение

.

Нам вже відомо, подальше закисление довкілля залежить від того, як буде обстоять працювати з антропогенними викидами оксидів сірки і азоту у повітря. Зрозуміло, передбачити це важко. Але ми в змозі зробити певне висновок з урахуванням аналізу інтенсивності викидів у минулому. Оцінений у такий спосіб викид двоокису сірки у майбутньому тисячолітті значно більше теперішнього рівня. Відповідно до цього очікується зростання закислення довкілля, а заподіяна кислотними опадами збитки стане катастрофічним. Це призводить велике занепокоєння, якщо взяти у увагу, як і справжні рівні викиду вже призводять до жахливим последствиям.

Несприятливо ситуацію і з викидами оксидів азоту, оскільки антропогенні викиди сполук азоту проти сполуками сірки збільшуються ще більше високими темпами.

У певних країнах збільшення емісії двоокису сірки, здається, вдалося зупинити. Що ж до оксидів азоту, отож у Європі і в усьому світі продовжують збільшуватися викиди NOx, особливо у зі зростаючим числом автомобилей.

У деяких країнах проблема емісії оксидів сірки й азоту в певною мірою політичної, позаяк у результаті їхні поширення забруднюючі речовини потрапляють межі державного кордону, родовищ і одне держава має звинуватити інше в збитки, заподіяному кислотними опадами, відповідно вимагаючи його відшкодування. Канада, наприклад, діє в такий спосіб стосовно США, а Швеція — стосовно промислово розвиненим державам Європи. Фахівці Європи й Америки серйозно стурбовані подальшими наслідками випадання кислотних опадів. Численні міжнародних організацій з охорони навколишнього середовища займаються проблемами великомасштабного поширення речовин, забруднюючих воздух.

Міжнародний дослідницький інститут прикладного системного аналізу (IIASA) проводить вивчення моделей для встановлення можливої кислотності грунтів, вод тощо. через десятки років. Результати свідчать у тому, що грунтів та лісу у Європі може бути врятовані від подальшого закислення лише шляхом значного зменшення выбросов.

Ці викиди має самостійно регулювати кожна держава. Для зменшення емісії забруднюючих речовин, у атмосферу існує низка способів: сильне скорочення використання; введення нових технологій, установка фільтруючого устаткування; використання слабозагрязняющих або зовсім незагрязняющих джерел энергии.

Таке рішення звучить досить нереально. Жодна держава погодиться зменшити масштаби споживання енергії і тим самим погіршити рівень життя. Введення нових технологій і установка фільтруючого устаткування також є економічну проблему.

Плачевне стан довкілля поставило сучасних ученихекологів перед гострою соціальною проблемою забруднення нашої планети. Необхідно відшукати нові на методи вирішення цього питання. Нині вчені усього світу шукають виходу зі становища. Але марно забувати у тому, майбутнє планети залежить насамперед ми з вами.

Использованная литература:

Ю.А. Израэль «Екологія контроль стану природної среды».

Л.Хорват «Кислотний дощ», Москва, Стройиздат, 1990 г.

Л.Беттен «Погода у житті», Видавництво «Світ», Москва, 1985 г.

Агаджанян Н.А. «Людина й біосфера», Москва, у Знання, 1996 г.

Дрожак Й. «Земля, люди, катастрофи.», Київ, Вищу школу, 1990 г.