Причини виникнення і механізми утворення. На тему: «Глобальні проблеми

МІНЕСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«КРИВОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

КРИВОРІЗЬКИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ

 

 

Реферат

 

На тему: «Глобальні проблеми. Кислотні та лужні опади»

 

 

Підготувала:

студентка групи ХІ-11-1

Ігнатченко Світлана

 

 

Кривий Ріг -2013 рік

ЗМІСТ

Вступ…………………………………………………………………………….3

Основна частина

1. Причини виникнення і механізми утворення.…………………………...5

2. Наслідки кислотних опадів… ……………………………………………...7

3. Заходи по запобіганню негативних впливів……….……………………..9

Висновки……………………………………………………………………….11

Список використаних джерел……………………………………………….12

Вступ

Актуальність дослідження

Кислотні дощі – одна з глобальних екологічних проблем людства. Вона з’явилась внаслідок забруднення атмосфери. Стоїть поряд з парниковим ефектом, озоновими дірками і смогом. Сам термін «кислотні дощі» ввів англійський хімік більш ніж 100 років тому. Прагнучи досягти однохвилинну користь, людина різко змінила склад дощових та снігових опадів, наносячи цим самим шкоду всій біосфері.

Так, ще 200 років тому дощова та снігова вода була майже нейтральною з рН=7. Дощова вода вважається кислою, якщо її рН менше, чи рівний 5. В наш час дощова та снігова вода часто є просто слабким розчином сірчаної та азотної кислоти, попередниками яких були сірка та азот.

Світовий рекорд по випадінню кислотного дощу належить шотландському місту Пітлохрі, де 10 квітня 1974 р. пройшов дощ з рН=4! Це вже не вода, а щось більше схоже на столовий оцет.

Цією проблемою займається екологічна служба кожного міста. Шкідливий вплив полягає в тому, що кислотні дощі збільшують розчинність сполук важких металів.

Тому вивчення даної проблеми є особливо актуальним в наш час: необхідно знати не тільки причини виникнення кислотних дощів і наслідки негативних впливів, а й засоби подальшого запобігання розповсюдженню кислотних опадів.

Актуальністю даної проблеми зумовлений вибір теми реферату «Кислотні опади: причини виникнення, наслідки, заходи по запобіганню негативних впливів».

Існує велика кількість журнальних статей, присвячених дослідженню нашої теми. Зокрема, в статті Лигіна С. А. [3] досить докладно розглядаються причини виникнення і механізми утворення кислотних опадів. Гільметова О. В. [2] розкриває більшість наслідків даної екологічної проблеми, а Халікова І. В. [5] – засоби запобігання негативних впливів і методи боротьби із забрудненням атмосфери. Білявський Г. О. [1] описує конкретні приклади, наводить фактичний матеріал, а Новіков Ю. В. [4] розглядає проблему у багатьох аспектах одночасно.

Огляд навчальної та науково-популярної літератури дозволяє стверджувати, що інтерес дослідників до проблеми дослідження кислотних опадів у екології не згасає.

Мета реферату: з’ясувати сутність поняття «кислотні опади» та основні аспекти дослідження цієї проблеми у екології.

Основна частина

Причини виникнення і механізми утворення

Оксиди сульфуру й нітрогену, що викидаються в атмосферу внаслідок роботи теплових електростанцій та автомобільних двигунів, сполучаються з атмосферною вологою й утворюють дрібні крапельки сульфатної та нітратної кислоти, які переносяться вітрами у вигляді кислотного туману й випадають на землю кислотними дощами. Ці дощі згубно впливають на навколишнє середовище [5, с. 51].

Механізми утворення кислотних дощів в атмосфері:

1) В утворенні сірчаної кислоти із діоксиду сірки SO₂ в атмосфері приймають участь радикали ОН ˙, котрі присутні в атмосфері із середньою річною концентрацією близько 5·105 – 106 частинок в 1 см3. Радикали ОН ˙ утворюються в атмосфері за рахунокфотолізу озону в ультрафіолетових променях з присутністю парів води. Схеми реакцій, які ведуть до утворення сірчаної кислоти, наступні:

ОН ˙ + SO₂ → НSO₃ ˙;

НSO₃ ˙ + O₂ → SO₃ + НO₂ ˙;

SO₃ + Н₂О → Н₂ SO₄.

В подальшому сірчана кислота або випадає на поверхню Землі, або дає солі, реагуючи головним чином із аміаком. Солі зазвичай виводяться із атмосфери разом із дощами за рахунок гравітації. Даний механізм забезпечує вивід діоксиду сірки із атмосфери приблизно за 12 днів.

2) Інший механізм утворення сірчаної кислоти пов’язаний з окисненням діоксиду сірки в краплинках хмар, проходить також за рахунок радикала ОН ˙. В цьому випадку в процесі беруть участь іониSO₂–3 і НSO₃–, а окисником виступає кисень, і процес може носити ланцюговий характер, особливо в урбанізованих районах, де концентрація діоксиду сірки велика:

ОН ˙ + НSO₃– → НO₂ + SO_{3 ˙} –;

SO₃ ˙ – + O₂ → SO₅ ˙ –;

SO₅ ˙ – + НSO₃– → НSO₅– + SO₃ ˙ –.

Утворений в останній реакції радикал SO₃ ˙ – знову вступає в реакцію з киснем, що і забезпечує протікання ланцюгових реакцій. Поряд з цим процес окиснення діоксида сірки в краплях каналізують іони заліза, а одночасна присутність іонів марганцю суттєво прискорює даний процес.

3) Третій механізм окиснення діоксиду сірки киснем має каталітичну природу. Каталіз здійснюється на поверхні аерозольних частинок, насамперед сажі.

4) Утворення азотної кислоти проходить в атмосфері двома основними шляхами. Перший з них – реакція радикала ОН ˙ з NO₂:

ОН ˙+ NO₂ → НNO₃.

Ця реакція проходить вдень, так як радикал ОН ˙ присутній в атмосфері у великій концентрації тільки в денний час.

5) Існує також і «нічний» механізм утворення азотної кислоти, який проходить через реакцію з озоном з утворенням радикала НNO₃ ˙:

NO₂ + O₃ → NO₃ ˙ + O₂;

NO₃ ˙ + NO₂ → N₂O₅ ˙;

N₂O₅ ˙ + Н₂О → 2НNO₃ [3, с. 36].

Наслідки кислотних опадів

Шкідлива дія на фактори навколишнього середовища:

– врожайність багатьох сільськогосподарських культур знижується на 3–8% внаслідок ушкодження листя кислотами;

– кислі опади спричиняють вимивання з ґрунту кальцію, калію й магнію, що викликає деградацію фауни та флори;

– деградують і гинуть ліси (особливо вразливі кедр, бук і тис);

– отруюється вода озер і ставків, у яких гине риба (в першу чергу цінні види – лосось, форель тощо) і численні види комах;

– зникнення комах у водоймах призводить до щезнення птахів і тварин, які ними живляться;

– зникнення лісів у гірських районах (Карпати) зумовлює збільшення кількості гірських зсувів і селів;

– різко прискорюється руйнування пам’ятників архітектури, житлових будинків, особливо тих, що оздоблені мармуром, вапняком;

– вдихання людьми повітря, забрудненого кислотним туманом, спричиняє захворювання дихальних шляхів, подразнення очей тощо [1, с. 174].

А тепер докладніше про деякі з наслідків.

В 70-х рр. в ріках і озерах скандинавських країн стала зникати риба, сніг у горах пофарбувався в сірий колір, листя з дерев опали на землю раніше, ніж зазвичай. Дуже скоро ті ж явища помітили в США, Канаді, Західній Європі. В Німеччині постраждало 30%, а місцями 50% лісів. і все це відбувалося далеко від міст і промислових центрів. Виявилося, що причина цих бід – кислотні дощі.

Щодо землі і рослин: знизилась продуктивність ґрунту, знизилась кількість корисних речовин, змінився склад ґрунтових мікроорганізмів.

Величезну шкоду отримали ліси. Вони висихають. Кислота збільшує рухливість алюмінію, котрий токсичний для невеликих коренів. Особливо страждають хвойні дерева, тому, що голки змінюються не так часто, як листя, що призводить до накопичення більшої кількості шкідливих речовин за один і той же період. Хвойні дерева жовтіють, крони стають рідкіші. У листяних дерев теж змінюється колір листків, гине частина крони, пошкоджується кора. Причому, ліси природнім шляхом не відновлюються.

У сільськогосподарських культур: пошкоджуються покривні тканини рослин, змінюється обмін речовин в клітинах, рослини уповільнюють ріст і розвиток, зменшують опірність до хвороб і паразитів. знижується врожайність [4, с. 43].

Потрапляючи у воду, шкідливі речовини, що вмістяться в опадах, розчиняються та поглинаються водоростями. Водоростями живляться молюски, а молюсками – риби. У кінцевому підсумку через риб, раків, устриць, креветок, кальмарів важкі метали потрапляють в організм людини, що призводить до непоправних наслідків [5, с. 50]. Страждають від кислотних дощів і люди, які мусять пити питну воду, забруднену токсичними металами – ртуттю, свинцем, кадмієм і т. д [4, с. 45].

Взимку поблизу ТЕС, металургійних заводів тощо інколи випадає також кислотний сніг. Він є ще більш шкідливим, ніж кислотний дощ. Як встановив англійський дослідник Т. Девіс, райони, де випадає такий сніг, одержують одразу чотирьох-п’ятимісячну дозу забруднення, а під час танення навесні відбувається процес концентрації шкідливих речовин, тому тала вода інколи містить вдесятеро більше кислот, ніж сніг, який Девіс назвав «екологічною бомбою уповільненої дії» [1, с. 175].