Реферати українською » Экология » Кислотні дощі та біосфера Землі


Реферат Кислотні дощі та біосфера Землі

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Сінгх Володимир,9А

>Муниципальное загальноосвітній установа «Ліцей» р.Дедовска

2010-2011 рік

Запровадження

«Можна, мабуть, сказати, призначення людини у тому, щоб знищити свій рід, попередньо зробивши земну кулю непридатним проживання».

Жан БатістЛамарк

Кислотність водного розчину визначається присутністю у ньому позитивних водневих іонів М+ разом й характеризується концентрацією іонів водню щодо одного літрі розчину (>моль/л чи г/л). Лужність водного розчину визначається присутністю гідроксильних іонів ВІН - разом й характеризується їх концентрацією. Шкала кислотності лежать у інтервалі від pH = 0 (висока кислотність) через pH = 7 (нейтральна середовище) до pH = 14 (висока лужність). Зміна значення pH на одиницю відповідає зміни концентрації іонів водню удесятеро. Проте вода звичайного дощу єслабокислий розчин, у якому показник кислотності рН у воді дорівнює 5.6-5.7. Кислотні дощі позначає опади з pH менше 5,7. Це відбувається через те, що природні речовини атмосфери, такі як двоокис вуглецю (СО2), входять у реакцію з дощовій водою. У цьому утворюється слабка вугільна кислота (CO2 + H2O —>H2CO3). Показник кислотності (рН) у воді лише у місцевості може відрізнятиметься від показника кислотності у воді на другий місцевості. Це насамперед, залежить від складу газів, які у атмосфері тій чи іншій місцевості, як-от оксид сірки і оксиди азоту. У дощовій воді присутні, і катиони лужних елементів (>Na+, K+) і аніони (>HCO3- ,Cl- та інших.), у тому катионівщелочноземельних елементів (>Ca+2,Mg+2).

>Кислотний дощ усе це види метеорологічних опадів — дощ, сніг, град, туман, дощ зі снігом, у якому спостерігається зниження pH дощових опадів через забруднень повітря кислотними оксидами, переважно оксидами сірки і оксидами азоту. Термін «кислотний дощ» був у 1872 року англійським дослідником Робертом Смітом у книзі «Повітря і дощ: початок хімічної кліматології».

Вперше у 1950-х рр. кислотні дощі було виявлено у Європі, в Скандинавії, та Північній Америці. У середньому кислотний показник опадів pH, випадаючих як дощів у Європі та Північній Америці площею майже 10 млн. км2, змінюється від pH 5 до 4,5, а тумани тут нерідко мають рН, рівний 3-2,5. Останніми роками кислотні дощі спостерігаються з промисловою районах Азії, Латинська Америка і Африки. Наприклад, в СхідномуТрансваале (ПАР), де виробляється 4/5 електроенергії країни, на 1 км2 випадає близько 60 т сірки на рік у вигляді кислотних опадів. У зв'язку з зрослими техногенними викидами оксидів сірки і азот цю проблему придбала особливе значення в усьому індустріальному світі. Протягом кількох десятиліть розмах цього лиха став таким широкий, а негативні наслідки такої великі, що у 1982 р. Стокгольмі відбулася спеціальна міжнародна конференція по кислотним дощам, у якій взяли участь представники 20 країн й низки відділу міжнародних організацій.

У Росії її найвищі рівні випадань окисленої сірки і оксидів азоту див. таблицю (до 750кг/км2 на рік) великих площею ареалах (кілька тис. км2) спостерігаються в густонаселених й управління промислових регіонах країни - в Північно-Західному, Центральному,Центрально-Черноземном,Уральском та інших районах; на локальних ареалах (площею до 1 тис. км2) - у своєму близькому слід металургійних підприємств, великих ГРЕС, і навіть великих міст й управління промислових центрів (Москва, Санкт-Петербург, Омськ, Норильськ, Красноярськ, Іркутськ та інших.), насичених енергетичними настановами й автотранспортом. Мінімальні значення рН опадів на в цих місцях досягають 3,1-3,4. Найбільше окисленої сірки із Росії направляють у країни Скандинавії.Соотношения тут такі: з Україною - 1:17, із Польщею - 1:32, Норвегія - 7:1.

>I.Возникновение і склад кислотних дощів

>Попадающие у повітря забруднюючі речовини значною мірою піддаються фізичним і хімічним впливам у атмосфері, відчуваючи часткове чи повне хімічне перетворення. У цьому не може змінюватися агрегатний стан. Ці процеси йдуть паралельно їх поширенню. Хімічний аналіз кислотних опадів показує присутність азотної (>HNO3) і сірчаної (>H2SO4) кислот. Близько 2/3 кислотних опадів становлять аерозолі сірчаної і сірчистої кислот, решта припадає частку аерозолів азотної і азотистої кислот. Присутність сполук азоту та сірки пов'язані з викидом цих елементів у повітря. Схема освіти кислотних аерозолів і дощів приведено на мал.1.

>1.1Источники азоту NO та сірки у повітря

Джерела сполук азоту (>рис.6б):

Природні джерела емісії сполук азоту у повітря:

I. Ґрунтова емісія оксидів азоту. У процесі діяльності що у грунтіденитрифицирующих бактерій з нітратів вивільняються оксиди азоту. За даними на 1990 р. щорічно в усьому світі утворюється цим шляхом близько 8 млн. т. оксидів азоту (враховуючи азот).

II.Грозовие розряди. Під час електричних розрядів у атмосфері через дуже високою температури і переходу вплазменное стан молекулярні азот і кисень повітря з'єднуються в оксиди азоту.Образовавшееся у такий спосіб кількість оксиду азоту становить близько 8 млн. т.

III.Горение біомаси. Цей вид джерела може мати як штучне, і природне походження. Найбільше біомаси згоряє внаслідок процесу випалювання лісу (для одержання виробничих площ) і пожеж в савані. При горінні біомаси у повітря надходить 12 млн. т. оксидів азоту (враховуючи азот) протягом року.

IV. Інші джерела. Інші джерела природних викидів оксидів азоту менш значні і погано піддаються оцінці. До них належать: окислювання аміаку у атмосфері, розкладання що у стратосфері закису азоту, унаслідок чого відбувається потрапляння суміші які утворилися оксидів NO і NO2 втропосферу і, нарешті,фотолитические й біологічні процеси в океанах. Ці джерела спільно виробляють протягом року від2-ух до 12 млн. т. оксидів азоту (враховуючи азот).

Антропогенні джерела емісії сполук азоту у повітря:

Серед антропогенних джерел освіти оксидів азоту першому місці стоїть горіння викопного палива (вугілля, нафту, на газ і т.д.). Під час горіння внаслідок виникнення високої температури перебувають у повітрі азот і кисень з'єднуються. Кількість що утворився оксиду азоту NO пропорційно температурі горіння.

Оксиди азоту утворюються і за горінні наявних у паливіазотосодержащих речовин.Сжигая копалину паливо, людство щорічно викидає в повітряний басейн Земліоколо12 млн. т. оксидів азоту. Трохи менше оксидів азоту, близько 8 млн. т. на рік йде від спалювання пального (бензину, дизельне паливо тощо.) вдвигателелях внутрішнього згоряння.

>Промишленностью в усьому світі викидається близько 1 млн. т. азоту щорічно. Отже, по крайнього заходу, 37% з майже 56 млн. т. щорічних викидів оксиду азоту утворюється з антропогенних джерел. Цей відсоток, проте, буде набагато більше, якщо до нього додати продукти спалювання біомаси.

Техногенні світові викиди оксидів азоту у повітря складають у рік близько 70 млн. т (природні викиди оксидів азоту, за деякими оцінками, рівні рік 700 млн. т), приблизно 30% їх частку США, 25% – частку країн Західної Європи - й лише кілька відсотків – частку Росії. У табл. наведено викиди шкідливих речовин у атмосферу у Росії з1993-1997г.

Сумарні антропогенні викиди оксидів азоту у повітря більше. Додатковий джерело таких викидів – сільському господарстві, інтенсивно що використовує хімічні добрива, насамперед що містять сполуки азоту. Внесок цій галузі світового господарства за забруднення атмосфери оксидами азоту врахувати важко, за деякими даними, надходження оксидів азоту у повітря з сільськогосподарських полів можна з промисловими викидами. До складу атмосфери входить рядазотосодержащих сполук, у тому числі набула закис азоту (>N2O). З цього газу в нижніх шарах повітря нейтральний і бере участь у освіті кислотних дощів. Також у складі атмосфери Землі перебувають двоокис азоту NO2 і аміакNH3.

>Атмосферний аміак:

Аміак, що у водному розчині лужну реакцію, відіграє серйозну роль регулюванні кислотних дощів, оскільки може нейтралізувати атмосферні кислотні сполуки:

>NH3 +H2SO4 =NH4HSO4

>NH3 +NH4HSO4 = (>NH4)2SO4

>NH3 +HNO3 =NH4NO3

Найважливішим джерелом атмосферного аміаку є грунт. Розташовані у грунті органічні речовини руйнуються певними бактеріями, одним із кінцевих продуктів цього процесу є аміак. Вченим удалося встановити, що активність бактерії, яка веде, зрештою, до утворення аміаку, залежить насамперед від температури і вологості грунту. У високих географічних широтах (Північна США і Північна Європа), 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 дощу. У процесі розпаду сечі свійських тварин вивільняється дуже багато аміаку. Цей джерело аміаку настільки значний, навіть у Європі вона перевищує можливості виділення аміаку грунтом.

Ґрунтова емісія оксидів азоту. У процессе діяльності що у грунтіденитрифицирующих бактерій з нітратів вивільняються оксиди азоту.Соглас але сучасним даним щорічно в усьому світі утворюється 8 млн. т оксидів азоту.

>Грозовие розряди. Під час електричних розрядів у атмосфері через дуже високою температури іперехода вплазменное стан молекулярні азот й закисало рід повітря з'єднуються в оксиди азоту. У стані плаз ми атоми і молекулиионизируются і легко входять у хімічну реакцію. Прощее кількість які утворилися у такий спосіб оксидівазо та становить 8 млн. тонн на рік.

>Горение біомаси. Цей джерело може бути як природним, і штучним. Найбільше біомаси згоряє внаслідок випалювання лісу (з єдиною метою получения виробничих площ) і пожеж в савані. При горінні біомаси у повітря надходить 12 млн. т оксидів азоту на рік.

Азот, як і сірка, входить до складу біологічних структур. Різні сполуки азоту зберігають у вугіллі, і особливо у торфі. Беручи реакцію із жовтою водою атмосфери, вони перетворюються на розчини кислот — сірчаної, сірчистої, азотистої і азотної і надалі разом із снігом чи дощем, випадають на грішну землю. Сумарні антропогенні викиди оксидів азоту у повітря більше. Додатковий джерело таких викидів - сільському господарстві, інтенсивно що використовує хімічні добрива, насамперед що містять сполуки азоту. Внесок цій галузі світового господарства за забруднення атмосфери оксидами азоту врахувати важко. За деякими даними, надходження оксидів азоту у повітря з сільськогосподарських полів можна з промисловими викидами. У Росії її близько 25% викидів оксидів азоту дає спалювання палива на підприємствах електро- і теплоенергетики, стільки ж -на підприємствах металургійної, машинобудівної і що з процесами горіння палива хімічної галузей промисловості (наприклад, отримання азотної кислоти і вибухових речовин). Для окислів азоту серед стаціонарних джерел паливно-енергетичний дає 85% викидів, виробництво цементу, винищити, скла, металургійні процеси, спалювання ідр.-12%.Азотние забруднення надходять із нестаціонарних джерел тваринницьких підприємств і добрив. Основні джерелаЛОС-химические виробництва, промислові і побутові розчинники, нафтосховища, бензоколонки тощо. Головний джерело техногенних оксидів азоту у атмосфері - автотранспорт інші види моторного транспорту (близько сорока%). Природні надходження у атмосферу оксидів азоту пов'язані переважно з електричними розрядами, у яких утворюєтьсяN0, згодом -NО2. Значна частина коштів оксидів азоту природного походження переробляється у грунті мікроорганізмами, т. е. включено до біохімічний круговорот. Для екологічно благополучних районів Росії природна фонова концентрація оксидів азоту дорівнює 0,08мкг/м3 (Арктика) - 1,23мкг/м3 (середні широти), що дуже нижче ГДК, рівної 40мкг/м3. Оксиди азоту техногенного походження утворюються при згорянні палива, якщо температура перевищує 1000 "З. При високих температур частина молекулярного азоту окислюється до оксиду азотуN0, що у повітрі негайно входить у реакцію з киснем, створюючи діоксидN02 ітетраоксиддиазотаN2О4. Спочатку утворений оксид азоту становить лише десять% викидів всіх оксидів азоту у повітря, однак у повітрі значної частини оксиду азоту перетворюється на діоксид - значно більше небезпечне поєднання. Найпоширенішим з'єднанням азоту, які входять у склад викидів, є окис азоту NO

Необхідно згадати, проте, що його викидів оксидів азоту рік у рік зростає у на відміну від емісії двоокису сірки, тому сполуки азоту грають величезну роль освіті кислолотних опадів.

Джерела сполук сірки (>рис.6а):

Природні джерела емісії сірки у повітря:

I. Біологічна виділення. Майже всі без винятку традиційні моделі круговороту сірки показували, що майже 50% сірки з'являється у атмосфері з допомогою її біологічних перетворень в ґрунтових і використання водних екосистемах.

Передбачається, у результаті що відбуваються мікробіологічних процесів, у тих природних екосистемах сірка зникає у вигляді сірководню (>H2S). Численні наукові дані свідчать, що мікроорганізми продукують сірководень переважно двома шляхами:

1. відновлення сульфатів.

2. розкладання органічного речовини.

>Desulfovibrio, і навіть родинні їм бактерії, відновники сульфатів, в багатьох населяють болота, багні і найгіршдренированние грунту. Дані мікроорганізми використовують сульфати як кінцевий акцептор електронів. Також надзвичайно велика і різноманітний група мікроорганізмів, куди входятьаероби,термофили,психрофили, бактерії,актиномицети і гриби, розкладаєсеросодержащие органічні з'єднання та вивільняє сірководень.

Поверхня моря, и його глибинні верстви він може утримувати значні кількості сірководню. Нині ні точно відомі джерела освітидиметилсульфида, але передбачається, що їх виникненні беруть участь морські водорості.Виделения сірки біологічним шляхом становить 30 – 40 млн. тонн на рік, що становить приблизно 1/3 від України всього який виділяється кількості сірки.

II. Вулканічна діяльність. При виверженні вулкана у повітря Землі 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 потрапляють близько 2 млн. т.серосодержащих сполук. Для тропосфери дане кількість сірки незначно проти біологічним виділенням, для стратосфери ж виверження вулканів є найважливішими джерелами появи

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація