.

Кислотные дожди

Язык: русский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 1136
Скачать документ

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

Жан Батист Ламарк

Вступление

Этот реферат был написан с целью глубоко разобраться в процессах
образования, а также причинах и последствиях выпадения кислотных
осадков.

Хозяйственная деятельность человечества в течение последнего столетия
привела к серьезному загрязнению нашей планеты разнообразными отходами
производства. Воздушный бассейн, воды и почва в районах крупных
промышленных центров часто содержат токсичные вещества, концентрация
которых превышает предельно допустимую. Поскольку случаи значительного
превышения допустимой концентрации достаточно часты и наблюдается рост
заболеваемости, связанной с загрязнением природной среды, в последние
десятилетия специалисты и средства массовой информации, а вслед за ними
и население стали употреблять термин «экологический кризис».

Прежде всего следует разделить понятия “локальный экологический кризис”
и “глобальный экологический кризис”. Локальный экологический кризис
выражается в местном повышении уровня загрязнений – химических,
тепловых, шумовых, электромагнитных – за счет одного или нескольких
близко расположенных источников. Как правило, локальный экологический
кризис может быть более или менее легко преодолен административными и
или экономическими мерами, например, за счет совершенствования
технологического процесса на предприятии-загрязнителе или за счет его
перепрофилирования или даже закрытия. Много более серьезную опасность
представляет глобальный экологический кризис. Он является следствием
всей совокупности хозяйственной деятельности нашей цивилизации и
проявляется в изменении характеристик природной среды в масштабах
планеты и, таким образом, опасен для всего населения Земли. Бороться с
глобальным экологическим кризисом гораздо труднее, чем с локальным, и
эта проблема будет считаться решенной только в случае минимизации
загрязнений, произведенных человечеством, до уровня, с которым природа
Земли будет в состоянии справиться самостоятельно. В настоящее время
глобальный экологический кризис включает четыре основных компонента:
кислотные дожди, парниковый эффект, загрязнение планеты
суперэкотоксикантами и так называемые озоновые дыры.

Еще в конце позапрошлого века Фридрих Энгельс предупреждал: «Не будем,
однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую
такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую
очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и
третью очередь совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень
часто уничтожают последствия первых». Знакомство с проблемой кислотных
дождей подтвердит нам правоту этих слов.

Преодоление экологического кризиса во всех его проявлениях, ведущих к
деградации природы и, как следствие, к деградации и исчезновению
человечества, жизненно необходимо.

Антропогенные выбросы в атмосферу

Атмосферный воздух загрязняется путем привнесения в него или образования
в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих нормативы
качества или уровня естественного содержания.

Загрязняющее вещество — примесь в атмосферном воздухе, оказывающая при
определенных концентрациях неблагоприятное воздействие на здоровье
человека, объекты растительного и животного мира и другие компоненты
окружающей природной среды или наносящая ущерб материальным ценностям.

В последние годы содержание в атмосферном воздухе российских городов и
промышленных центров таких вредных примесей, как взвешенные вещества,
диоксид серы, существенно уменьшилось, так как со значительным спадом
производства сократилось число промышленных выбросов, а концентрации
оксида углерода и диоксида азота выросли в связи с ростом парка
автомобилей.

Список городов с катастрофическим уровнем загрязнения атмосферного
воздуха в России увеличивается ежегодно, но многие годы в нем числятся
Братск, Екатеринбург, Кемерово, Красноярск, Липецк, Магнитогорск,
Москва, Нижний Тагил, Новокузнецк, Новосибирск, Ростов-на-Дону,
Тольятти.

Наиболее значимое влияние на состав атмосферы оказывают предприятия
черной и цветной металлургии, химическая и нефтехимическая
промышленность, стройиндустрия, энергетические предприятия,
целлюлозно-бумажная промышленность, автотранспорт, а в некоторых городах
и котельные.

Черная металлургия. Процессы выплавки чугуна и переработки его на сталь
сопровождаются выбросом в атмосферу различных газов. Выброс пыли в
расчете на 1 т предельного чугуна составляет 4,5 кг, сернистого газа —
2,7 кг, марганца — 0,1—0,6 кг.

Источником загрязнения воздуха сернистым газом являются агломерационные
фабрики. Во время агломерации (Агломерация – в металлургии термический
способ окускования мелких рудных материалов (спеканием) для улучшения их
металлургических свойств) руды происходит выгорание серы из пиритов.
Сульфидные руды содержат до 10% серы, а после агломерации ее остается
0,2—0,8%. Выброс сернистого газа при этом может составить до 190 кг на 1
т руды (т.е. работа одной ленточной машины дает около 700 т сернистого
газа в сутки).

Значительно загрязняют атмосферу выбросы мартеновских и конвертерных
сталеплавильных цехов. Плавление стали сопровождается выгоранием
некоторых количеств углерода и серы, в связи с чем в отходящих газах
мартеновских печей при кислородном дутье содержится до 60 кг окиси
углерода и до 3 кг сернистого газа в расчете на 1 т выплавляемой стали.

Цветная металлургия. Вредные вещества образуются при производстве
глинозема, алюминия, меди, свинца, олова, цинка, никеля и других
металлов в печах (для спекания, выплавки, обжига, индукционные и др.),
на дробильно-размольном оборудовании, в конвертерах, местах погрузки,
выгрузки и пересылки материалов, в сушильных агрегатах, на открытых
складах. В основном предприятия цветной металлургии загрязняют
атмосферный воздух сернистым ангидридом (SO2)(75% суммарного выброса в
атмосферу), окисью углерода (10,5%) и пылью (10,4%).

Химическая и нефтехимическая промышленность. Выбросы в атмосферу в
химической промышленности происходят при производстве кислот (серной,
соляной, азотной, фосфорной и др.), резинотехнических изделий, фосфора,
пластических масс, красителей и моющих средств, искусственного каучука,
минеральных удобрений, растворителей (толуола, ацетона, фенола,
бензола), крекинге нефти.

Разнообразием исходного сырья для производства определяется состав
загрязняющих веществ — в основном окись углерода (28% суммарного выброса
в атмосферу), сернистый ангидрид (16,3%), окислы азота (6,8%) и др. В
выбросах содержится аммиак (3,7%), бензин (3,3%), сероуглерод (2,5%),
сероводород (0,6%), толуол (1,2%), ацетон (0,95%), бензол (0,7%), ксилол
(0,3%), дихлорэтан (0,6%), этилацетат (0,5%), серная кислота (0,3%).

Решение экологических проблем в отрасли осложнено эксплуатацией морально
и физически устаревшего оборудования (60% — эксплуатируется более 10
лет, до 20% — свыше 20 лет, до 10% — более 30). Происшедшие в последние
годы катастрофы на химических предприятиях в Уфе, Стерлитамаке, Томске,
Ангарске, Салавате, Ставрополе, других городах, постоянные локальные
взрывы и разрушения объектов с человеческими жертвами, заражение
атмосферы и других объектов окружающей среды свидетельствуют о том, что
ситуация в отрасли критическая. Следует отметить, что в последние годы
выбросы в атмосферу загрязняющих веществ предприятиями отрасли резко
снизились. Однако произошло это не потому, что были проведены
эффективные природоохранные мероприятия, а из-за спада производства.

Предприятия нефтеперерабатывающей промышленности, концентрация которых
особенно велика в Башкортостане, Самарской, Ярославской и Омской
областях, загрязняют атмосферу выбросами углеводородов (23% от
суммарного выброса), сернистого газа (16,6%), окиси углерода (7,3%),
окислов азота (2%).

Особую экологическую опасность представляет разработка месторождений
нефти и газа с повышенным содержанием сероводорода.

Промышленность строительных материалов. Производство цемента и других
вяжущих, стеновых материалов, асбестоцементных изделий, строительной
керамики, тепло- и звукоизоляционных материалов, строительного и
технического стекла сопровождается выбросами в атмосферу пыли и
взвешенных веществ (57,1% от суммарного выброса), окиси углерода
(21,4%), сернистого ангидрида (10,8%) и окислов азота (9%). Кроме того,
в выбросах присутствует сероводород (0,03%).

Деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность. Наиболее
крупные предприятия отрасли сосредоточены в Восточно-Сибирском,
Северном, Северо-Западном и Уральском регионах, а также в
Калининградской области. Среди наиболее крупных загрязнителей атмосферы
можно выделить Архангельский целлюлозно-бумажный комбинат (7,5% общего
выброса по отрасли). Характерные загрязняющие вещества, производимые
этими предприятиями, — твердые вещества (29,8% суммарного выброса в
атмосферу), окись углерода (28,2%), сернистый ангидрид (26,7%), окислы
азота (7,9%), сероводород (0,9%), ацетон (0,5%).

В сельской местности источниками загрязнения атмосферного воздуха
являются животноводческие и птицеводческие хозяйства, промышленные
комплексы по производству мяса, предприятия, обслуживающие технику,
энергетические и теплосиловые предприятия. Над территориями,
примыкающими к помещениям для содержания скота и птицы, в атмосферном
воздухе распространяются на значительные расстояния аммиак, сероводород
и другие дурнопахнущие газы.

Смог. Смесь ряда первичных и вторичных загрязнителей, образующихся в
нижней тропосфере, когда некоторые из первичных загрязнителей (особенно
оксиды азота и углеводороды из выхлопных газов машин) взаимодействуют
друг с другом под влиянием солнечного света, называется фотохимическим
смогом. Фотохимический смог характерен фактически для всех современных
больших городов, но наиболее часто он встречается в городах с
преобладанием солнечных дней, с сухим и теплым климатом и большим
количеством автомобилей. К большим городам с представляющим опасность
для здоровья фотохимическим смогом относятся Лос-Анджелес, Денвер,
Солт-Лейк-Сити, Сидней, Мехико и Буэнос-Айрес. Фотохимическое
загрязнение обнаруживается в основном летом. Наблюдается фотохимический
смог в тропических и субтропических регионах там, где периодически
сжигали траву в саваннах.

Главным продуктом таких фотохимических реакций является озон, вызывающий
раздражение глаз, нарушающий функции легких и повреждающий деревья и
урожай. Таким образом, степень опасности смога в целом определяется
концентрацией озона в атмосфере на уровне Земли. Другими вредными
составляющими смога являются альдегиды, пероксиацетилнитраты и окись.
(Рисунок I)

Ничтожные количества этих вторичных загрязнителей в фотохимическом смоге
достигают пикового уровня сразу пополудни в солнечный день, вызывая у
людей раздражение глаз и дыхательных путей. Особенно уязвимы люди,
страдающие астмой и другими заболеваниями дыхательных путей, а также
здоровые люди, работающие на улице между 11 и 16 часами. Чем жарче день,
тем больше озона и других составляющих фотохимического смога.

Тридцать лет назад в больших городах, таких, как Лондон, Чикаго и
Питсбург, на электростанциях, заводах и теплоцентралях сжигалось
огромное количество серосодержащих угля и тяжелой нефти. Зимой такие
города страдали от промышленного смога, состоящего главным образом из
смеси диоксида серы, взвешенных капелек серной кислоты, образовавшейся
из части диоксида серы, и разнообразных взвешенных твердых частиц.
Теперь уголь и тяжелая нефть сжигаются только в больших бойлерных, где
налажен контроль за выбросами вредных веществ или установлены высокие
дымовые трубы, так что промышленный смог редко является проблемой.
Однако в Китае и некоторых восточноевропейских странах, как, например, в
Чехословакии, где большие количества угля сжигаются без соответствующих
мер контроля за выбросами, ситуация не изменилась.

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 (Рисунок II, левый). 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 (Рисунок
II, правый). 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.

Кислотные дожди

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).

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.

Окислы 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:

Н2СО3.

h|[email protected]?

?ческих 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.

Последствия кислотных осадков.

В 70-х гг. в реках и озерах скандинавских стран стала исчезать рыба,
снег в горах окрасился в серый цвет, листва с деревьев раньше времени
устлала землю. Очень скоро те же явления заметили в США, Канаде,
Западной Европе. В Германии пострадало 30%, а местами 50% лесов. И все
это происходит вдали от городов и промышленных центров. Выяснилось, что
причина всех этих бед — кислотные дожди.

Показатель рН меняется в разных водоемах, но в ненарушенной природной
среде диапазон этих изменений строго ограничен. Природные воды и почвы
обладают буферными возможностями, они способны нейтрализовать
определенную часть кислоты и сохранить среду. Однако очевидно, что
буферные способности природы не беспредельны.

В водоемы, пострадавшие от кислотных дождей, новую жизнь могут вдохнуть
небольшие количества фосфатных удобрений; они помогают планктону
усваивать нитраты, что ведет к снижению кислотности воды. Использование
фосфата дешевле, чем извести, кроме того, фосфат оказывает меньшее
воздействие на химию воды.

Земля и растения, конечно, тоже страдают от кислотных дождей: снижается
продуктивность почв, сокращается поступление питательных веществ,
меняется состав почвенных микроорганизмов.

Огромный вред наносят кислотные дожди лесам. Леса высыхают, развивается
суховершинность на больших площадях. Кислота увеличивает подвижность в
почвах алюминия, который токсичен для мелких корней, и это приводит к
угнетению листвы и хвои, хрупкости ветвей. Особенно страдают хвойные
деревья, потому что хвоя сменяется реже, чем листья, и поэтому
накапливает больше вредных веществ за один и тот же период. Хвойные
деревья желтеют, у них изреживаются кроны, повреждаются мелкие корни. Но
и у лиственных деревьев изменяется окраска листьев, преждевременно
опадает листва, гибнет часть кроны, повреждается кора. Естественного
возобновления хвойных и лиственных лесов не происходит.

Все больший ущерб кислотные дожди наносят сельскохозяйственным
культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется обмен
веществ в клетках, растения замедляют рост и развитие, уменьшается их
сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность.

Специалисты американского университета штата Северная Каролина изучили
воздействие, оказываемое кислотными дождями на растения в период их
максимальной восприимчивости к факторам внешней среды. Под влиянием
кислотных дождей непосредственно после опыления в початках кукурузы
формировалось меньше зерен, чем при орошении чистой водой. Причем чем
больше в дождевой воде содержалось кислоты, тем меньше зерен
образовывалось в початках. Вместе с тем выяснилось, что кислотные дожди,
прошедшие до опыления, не оказывали заметного влияния на формирование
зерен.

Проведены исследования степени восприимчивости к кислотным дождям 18
видов сельскохозяйственных культур и 11 видов декоративных растений на
ранних стадиях роста. Наиболее подверженными вредоносному воздействию
оказались листья томатов, сои, фасоли, табака, баклажанов, подсолнечника
и хлопчатника. Наименее восприимчивыми — озимая пшеница, кукуруза,
салат, люцерна и клевер.

Кислотные дожди не только убивают живую природу, но и разрушают
памятники архитектуры. Прочный, твердый мрамор, смесь окислов кальция
(СаО и СО2), реагирует с раствором серной кислоты и превращается в гипс
(СаSО4). Смена температур, потоки дождя и ветер разрушают этот мягкий
материал. Исторические памятники Греции и Рима, простояв тысячелетия, в
последние годы разрушаются прямо на глазах. Такая же судьба грозит и
Тадж-Махалу — шедевру индийской архитектуры периода Великих Моголов, в
Лондоне — Тауэру и Вестминстерскому аббатству. На соборе Св. Павла в
Риме слой портлендского известняка разъеден на 2,5 см. В Голландии
статуи на соборе Св. Иоанна тают, как леденцы. Черными отложениями
изъеден королевский дворец на площади Дам в Амстердаме.

Более 100 тыс. ценнейших витражей, украшающих соборы в Шатре,
Контербери, Кёльне, Эрфурте, Праге, Берне, в других городах Европы могут
быть полностью утрачены в ближайшие 15— 20 лет.

Изучив новые данные о кислотности осадков, выпадающих в различных
регионах Западной Европы, и о воздействии их на здания и сооружения,
сотрудники Дублинского университета (Ирландия) выявили, что самое
катастрофическое положение сложилось в центре Манчестера
(Великобритания), где за 20 месяцев кислотные осадки растворили более
120 г на 1 м2 камня (песчаника, мрамора или известняка).

Город пострадал очень сильно, хотя общее количество осадков в
наблюдаемый отрезок времени там было крайне низким. Очевидно, слишком
высока была степень их кислотности.

За Манчестером следует Липхун (графство Гэмпшир в Великобритании) и
Антверпен (Бельгия), где каждый камень под открытым небом потерял 100 г
с 1 м2. Даже такие известные загрязненностью атмосферы города, как
Афины, Копенгаген и Амстердам, подверглись кислотному разрушению в
значительно меньшей степени.

Страдают от кислотных дождей и люди, вынужденные потреблять питьевую
воду, загрязненную токсическими металлами — ртутью, свинцом, кадмием и
т.п.

Спасать природу от закисления необходимо. Для этого придется резко
снизить выбросы в атмосферу окислов серы и азота, но в первую очередь
сернистого газа, так как именно серная кислота и ее соли на 70—80%
обусловливают кислотность дождей, выпадающих на больших расстояниях от
места промышленного выброса.

Наблюдения за химическим составом и кислотностью осадков в России ведут
131 станция, отбирающие на химический анализ суммарные пробы, и 108
пунктов, на которых в оперативном порядке измеряют только величину рН.
Пробы осадков на содержание от 11 до 20 компонентов анализируются в пяти
кустовых лабораториях.

Система контроля загрязнения снежного покрова на территории России
осуществляется на 625 пунктах, обследующих площадь в 15 млн. км2. Пробы
забирают на наличие ионов сульфата, нитрата аммония, тяжелых металлов,
определяют значение рН.

Природные осадки имеют разную кислотность, но в среднем рН=5,6.
Кислотные осадки с рН < 5,6 представляют серьезную угрозу, особенно если величина рН падает ниже 5,1. Ниже перечисляются основные последствия выпадения кислотных осадков.Повреждение статуй, зданий, металлов и отделки автомобилей.Гибель рыб, водных растений и микроорганизмов в озерах и реках.Понижение способности к воспроизводству лососей и форели при рН < 5,5.Гибель и понижение продуктивности многих видов фитопланктона, когда рН<6 — 8.Разрыв азотного цикла в озерах, когда величина рН колеблется от 5,4 до 5,7.Ослабление или гибель деревьев, особенно хвойных пород, произрастающих на больших высотах, из-за вымывания из почвы кальция, натрия и других питательных веществ (Рисунок IV).Повреждение корней деревьев и гибель многих видов рыб из-за высвобождения из почв и донных осадков ионов алюминия, свинца, ртути и кадмия.Ослабление деревьев и усиление их подверженности болезням, насекомым, засухам, грибам и мхам, которые процветают в кислой среде.Замедление роста культурных растений, таких, как помидоры, соя, фасоль, табак, шпинат, морковь, капуста-брокколи и хлопок.Рост популяции 81агола, простейшего, вызывающего серьезную кишечную инфекцию, которая поражает скалолазов и альпинистов, пьющих воду из, казалось бы, чистых горных ручьев.Возникновение и обострение многих болезней дыхательной системы человека, преждевременная гибель людей.Кислотные осадки иллюстрируют пороговый эффект. Большинство почв, озер и рек содержат щелочные химические вещества, которые могут взаимодействовать с некоторым количеством кислот, нейтрализуя их. Однако регулярное многолетнее воздействие кислот истощает большинство из этих сдерживающих закисление веществ. Затем как бы внезапно начинается массовая гибель деревьев и рыб в озерах и реках. Когда это происходит, какие-либо меры по предотвращению серьезного ущерба предпринимать уже поздно. Опоздание составляет 10 — 20 лет.Кислотные осадки уже являются серьезной проблемой в Северной и Центральной Европе, на северо-востоке Соединенных Штатов, на юго-востоке Канады, в некоторых районах Китая, Бразилии и Нигерии. Все большую угрозу они начинают представлять в промышленных регионах Азии, Латинской Америки и Африки и в некоторых местах на западе Соединенных Штатов (главным образом из-за сухих осадков). Выпадают кислотные осадки и в ряде тропических районов, где промышленность практически не развита, главным образом из-за выделения оксидов азота при сжигании биомассы. Большая часть кислотообразующих веществ, произведенных в одной стране, переносится преобладающими приземными ветрами на территорию другой. Более трех четвертей кислотных осадков в Норвегии, Швейцарии, Австрии, Швеции, Нидерландах и Финляндии приносится в эти страны ветром из промышленных районов Западной и Восточной Европы.Свыше половины кислотных осадков в густонаселенных районах юго-восточной Канады и востока Соединенных Штатов обусловлены выбросами крайне сконцентрированных предприятий угольной и нефтяной энергетики и промышленных предприятий в семи штатах Центра и верхнего Среднего Запада - Огайо, Индианы, Пенсильвании, Иллинойса, Миссури, Западной Виргинии и Теннесси (Рисунок V). Степень кислотности осадков над большей частью Востока Северной Америки составляет 4,0-4,2. Это в 30-40 раз больше, чем кислотность нормальных осадков, которые выпадали в этих местах несколько десятилетий назад. Штатами, которые выбрасывают наибольшее количество кислотообразующих веществ, являются Калифорния, Индиана, Огайо и Техас.Около 75% кислотных осадков, выпадающих в Канаде, приносится ветрами из Соединенных Штатов, и только 15% кислотных осадков, выпадающих в северо-восточных штатах, обусловлено выбросами на территории самой Канады. Такой большой положительный баланс переноса кислотных осадков между Соединенными Штатами и Канадой привел к обострению отношений между двумя странами. Канадские ученые и чиновники и многие ученые США критиковали правительство США за недостаточно оперативные действия по уменьшению вредных выбросов промышленных предприятий и электростанций по крайней мере на 50%. По оценкам Министерства окружающей среды провинции Онтарио, кислотные осадки угрожают 48 тыс. канадских озер с их индустрией спортивного рыболовства (1,1 млрд. долларов в год) и туризма (10 млрд. долларов в год). Канадцы также обеспокоены тем, что кислотные осадки вредят лесному хозяйству и связанным с ним отраслям, которые дают работу каждому десятому жителю страны и приносят 14 млрд. долларов в год.По оценке Национальной академии наук, ущерб от кислотных осадков в Соединенных Штатах уже составляет, по крайней мере, 6 млрд. в год и будет резко возрастать, если не предпринять немедленных действий. Стоимость сокращения объема этих загрязнителей составит от 1,2 млрд. до 20 млрд. долларов в зависимости от степени очистки и технологии, которая будет использована.В некоторых областях почвы содержат известняк и другие щелочные вещества, которые могут нейтрализовать кислоты. Однако кислые почвы в других районах практически не способны к нейтрализации кислот. Кроме того, повторное воздействие на любые почвы кислотных осадков может в принципе истощить содержащиеся в них вещества, нейтрализующие кислоты. Кислотный речной сток может погубить многие формы жизни в озерах и реках. Так же как и почвы, некоторые озера и реки особенно чувствительны к воздействию кислоты из-за низкого содержания щелочей (особенно иона бикарбоната), которые могли бы способствовать нейтрализации поступающих в них кислот (Рисунок VI).Самоочищение атмосферы. Воздушный океан обладает способностью к самоочищению от загрязняющих веществ. Аэрозоли вымываются из атмосферы осадками, ионы оседают под влиянием электрического поля атмосферы, а также вследствие гравитации. Частица размером 10 мкм проходит путь от устья трубы высотой 45 м до поверхности земли за 1,4 ч. За это время при скорости ветра 2 м/с выброс из трубы будет отнесен на 10 км, частицы меньшего диаметра осядут на еще большем расстоянии. Оседанию способствует сорбция их на поверхности более крупных частиц. В отсутствие атмосферных осадков происходит выпадение аэрозолей в результате соприкосновения нижнего слоя воздуха с земной поверхностью и предметами, расположенными на ней. Так, воздушные потоки, переносящие загрязнения, очищаются, встречая на своем пути лес. На деревьях осаждаются не только твердые частицы, но и летучие вещества.Вследствие турбулентного перемешивания приземной слой воздуха все время обновляется, поэтому на поверхность отлагается значительное количество аэрозолей, на 1 м2 земной поверхности под Санкт-Петербургом выпадает столько аэрозолей, сколько заключено в 250 м приземного слоя воздуха, при этом за сутки очищается слой высотой 250 м. Эта величина условно называется скоростью или высотой очистки.Процессы самоочищения атмосферы связаны не только с выпадением осадков и образованием нисходящих потоков, но и с другими метеорологическими явлениями.Всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию, направленную на его нейтрализацию. Эта способность природы долгое время эксплуатировалась человеком бездумно и хищнически. Отходы производства выбрасывались в воздух в расчете на то, что будут обезврежены и переработаны самой природой. Казалось, что как ни велика общая масса отходов, по сравнению с защитными ресурсами она незначительна. Однако процесс загрязнения резко прогрессирует, и становится очевидным, что природные системы самоочищения рано или поздно не смогут выдержать такой натиск, так как способность атмосферы к самоочищению имеет определенные границы.Заключение.Влияние атмосферных загрязнений на окружающую среду и здоровье населения. От загрязнения воздуха страдают животные и растения. Например, отходы медеплавильных заводов — хлор, мышьяк, сурьма — вызывают гибель домашних и диких животных, поедающих отравленную этими веществами пищу, тяжелые заболевания скота наблюдаются от фтористых соединений. Медь и цинк, попадающие с выбросами заводов на землю, могут полностью уничтожить травяной покров.Воздействие сернистого газа и его производных на человека и животных проявляется прежде всего в поражении верхних дыхательных путей, под влиянием сернистого газа и серной кислоты происходит разрушение хлорофилла в листьях растений, в связи с чем ухудшается фотосинтез и дыхание, замедляется рост, снижается качество древесных насаждений и урожайность сельскохозяйственных культур, а при более высоких и продолжительных дозах воздействия растительность погибает.Подсчитано, что общее количество выбросов сернистого газа в атмосферу нашей планеты тепловыми электростанциями, металлургическими заводами, нефтеперерабатывающими предприятиями и другими антропогенными источниками с 1905 по 1965 г. возросло в 4 раза и к настоящему времени достигло 150 млн. т. Из этого количества до 110 млн. т (более 70% мировых выбросов сернистого газа) приходится на страны Европы, Соединенные Штаты Америки и Канаду. Учитывая, что использование твердого топлива, в частности бурого угля (характеризующегося высоким содержанием серы), все возрастает, следует предвидеть соответствующее увеличение выбросов сернистого газа.Загрязнение атмосферного воздуха таит в себе угрозу не только здоровью людей, но и наносит большой экономический ущерб. Наличие в воздухе соединений серы ускоряет процессы коррозии металлов, разрушение зданий, сооружений, памятников культуры, ухудшает качество промышленных изделий и материалов. Установлено, например, что в промышленных районах сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельской местности.Вредные для человека и для природы выбросы могут перемещаться в воздушных потоках на громадные расстояния. Например, установлено, что выбросы промышленных предприятий ФРГ и Великобритании переносятся на расстояния более 1000 км и выпадают на территории скандинавских стран, а из северо-восточных штатов США — на территории Канады. Вредоносные последствия загрязнения среды сказываются и в нашей стране. Так, по данным Европейской экономической комиссии ООН, через российскую границу в воздушных потоках с запада на восток идет в 4 раза больше серы, чем в обратном направлении.В последние десятилетия правительства развитых стран иногда жестче, иногда более мягко переходят к политике восстановления нарушенных экосистем, установки фильтров на фабриках и заводах, загрязняющих атмосферу, сокращают вредные выбросы. К 2005 году на все автобусы должны быть установлены фильтры, но, как мне кажется, должны быть предприняты более решительные и жесткие меры, иначе мы, несмотря ни на какие усилия, окажемся на «непригодной для жизни планете».Не должны оказаться пророческими слова, с которых я начал свой реферат, слова великого ученого-естествоиспытателя, впервые создавшего теорию развития живой природы, Жана Батиста Ламарка: «Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для обитания».Список использованной литературы:Заиков Г.Е., Маслов С.А., Рубайло В.Л. Кислотные дожди и окружающая среда. М.: Химия, 1991. 142 с.Небел Б. Наука об окружающей среде. М.: Мир, 1993. Т. 1-2.Новиков Ю.В., Экология, окружающая среда и человек: Учеб. Пособие для вузов, средних школ и колледжей. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2000. – 320 с.Тайлер Миллер, Жизнь в окружающей среде. 3Шандала М.Г., Звиняцковский Я.И. Окружающая среда и здоровье населения. Киев: Здоровье, 1988. С. 152.PAGE 3Рисунок IРисунок IIРисунок IIIРисунок VIРисунок VРисунок VI

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2019