Кислотные дожди - актуальная экологическая проблема

Костанайский казахско-турецкий лицей-интернат

для одаренных детей

 

                                                              Байжигит Мирас 11 класс

                                                        Сапаров Жангельды 11 класс

 

 

Тема: Кислотные дожди - актуальная экологическая проблема

 

Направление: Естественное

 

Секция: Экология

 

Научный Руководитель:  Оразгулов Оркен учитель биологии Костанайского казахско-турецкого лицей-интерната для одаренных детей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Костанай 2013 г.

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение…………………………………………………………………………   3

Глава 1. Кислотные дожди……………………………………………………… 4

1.1 Понятие о кислотности……………………………………………………… 4

1.2 Антропогенные выбросы в атмосферу……………………………………    5

1.3 Основные загрязнители воздуха………………………………………          6

1.4 Влияние кислотных дождей………………………………………………     8

                    1.4.1 Три ступени окисление воды……………………………    8

                     1.4.2 На леса……………………………………………………    11

                    1.4.3 На здоровье человека…………………………………          13

 1.5 Способы предотвращения………………………………………………     15

                     1.5.1 Естественным путем……………………………………     15

                     1.5.2 Искусственным путем……………………………………    16

Глава 2. Кислотные дожди - актуальная экологическая проблема………… 17

Заключение

Список использованной литературы

Журнал исследования

 

 

 

 

 

                                     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

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

Жан Батист Ламарк

 

 

Что из себя представляют кислотные дожди в наше время?

Прежде всего надо сказать, что в самой природе кислотных дождей не существует. Кислотными становятся обычные дожди. Причина их возникновения в том, что практически во всех странах мира с каждым годом увеличивается загрязненность воздуха. Это происходит за счет сжигания ископаемого топлива: угля, нефти, газа. В результате в атмосферу выделяется огромное количество кислотообразующих газов: сернистого ангидрида и оксидов азота. Эти вещества содержатся также и в выхлопных газах. Они загрязняют атмосферу и не только надолго остаются в ней, но и переносятся на большие расстояния, на сотни и даже на тысячи километров. Когда же идет дождь, эти загрязнители соединяются в атмосфере с влагой, и тогда обычные осадки в виде дождя становятся опасным кислотным дождем.

Цель работы: Изучить влияние «кислотных дождей» на экологию мира и представить список решений этой проблемы.

Задачи работы:

1. Выяснить причины появления кислотных дождей.
2. Выяснить влияние кислотных дождей на природу воды, леса, на здоровье человека.
3. Составить список методов и изобретений во избежание этой экологической проблемы.

Данная работа дает понять что кислотные дожди являются глобальной экологической проблемой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

Глава 1. Кислотные дожди

 

1. Понятие о кислотности

        Чтобы более полно охарактеризовать понятие «кислотный дождь», на наш взгляд, необходимо определиться с терминологией.

Термин «кислотность водного раствора» - это химический термин. 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(OH–) = 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, а для щелочных сред: 10–14 ≤ C(H+) < 10–7.

В 1909 г. Сорензеном было предложено применять вместо подлинных значений C(H+) и C(ОН–) их отрицательные логарифмы, чтобы избавиться от отрицательных степеней в значениях C(H+) и C(ОН–). Отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов называется водородным показателем и обозначается pH: pH = – lg C(H+).  Шкала кислотности идет от pH = 0 (крайне высокая кислотность) через pH = 7 (нейтральная среда) до pH = 14 (крайне высокая щелочность). Показатель кислотности pH различных веществ, встречающихся в повседневной жизни. Изменение значения pH на единицу соответствует изменению концентрации ионов водорода в 10 раз.

Чистая дождевая вода имеет слабокислый показатель водорода, так как в ней присутствуют катионы щелочных элементов (Na+, K+) и анионы, такие как HCO-  , CO- , Cl– и др. В дождевой воде практически нет щелочноземельных элементов (Ca+2, Mg+2), поэтому она мягкая (требуется большое количество этой воды, чтобы смыть мыло или шампунь).

Таким образом, мы непосредственно можем сделать следующий вывод, о том, что согласно учению о кислотности, широко распространенный термин «кислотные дожди» обозначает осадки с pH меньше 5,7.

 

 

4

Виной таким изменениям — оксиды серы и азота, в промышленных масштабах выбрасываемые в атмосферу автомобилями, электростанциями, металлургическими заводами. В воздушной среде на частицах сульфатов и нитратов конденсируются молекулы воды, образуются облачные капельки, которые при определенных погодных условиях становятся частью дождевых капель или снежинок. Если концентрация сульфатов и нитратов в атмосфере велика, то дождь или снег получается значительно закисленным

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    Рис.1 Шкала (pH)

 

 

1.2 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.

 

5

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

 

1.3 Основные загрязнители воздуха

Одна из причин, по которой загрязненность воздуха вызывает всеобщее беспокойство - это токсичные частицы и пыль, попадающие в организм при вдыхании и способные вызывать различные заболевания.

       Взвешенные в воздухе частицы обычно подразделяют на две                   категории: мелкодисперсные и крупнодисперсные. Мелкодисперсные аэрозольные частицы состоят из таких веществ, как соединения углерода, свинца, серы и азота, попадающих в  атмосферу в результате человеческой деятельности.

Крупнодисперсные частицы состоят из природных веществ, которые                   образуются вследствие естественной эрозии и в процессе различных работ по дроблению камня. К наиболее распространенным крупнодисперсным частицам относятся гипс, известняк, мрамор, карбонат кальция (мел), кремний и карбид                   кремния (карбид, используемый при сварочных работах).

Первичные мелкодисперсные примеси - сажа, летучая зола, частицы металлов и пары - попадают в атмосферу в результате физических или химических процессов.

Вторичные мелкодисперсные примеси образуются вследствие реакций между различными газами в атмосфере. Вторичные примеси составляют от шестидесяти до восьмидесяти процентов всех мелкодисперсных частиц, регистрируемых в городах. Человеческий нос естественным образом отфильтровывает крупные частицы пыли, но не защищает от мелкодисперсных частиц, и такие вещества, как серная кислота, мышьяк, бериллий или никель, могут попасть в легкие. Некоторые вещества (бенз[а]пирены, бензантрацен-супертоксикант, соединения металлов),попадающие в организм при вдыхании, обладают канцерогенными свойствами.

Одно исследование показало, что соли серной кислоты, выбрасываемые в атмосферу автотранспортом, а также при сжигании нефти и угля, стали причиной двадцати одной тысячи преждевременных смертей в регионе, где проводилось это                 исследование. Специалисты считают, что эти вещества обостряют                   респираторные заболевания - астму, хронические бронхиты, эмфизему легких - и вызывают прерывистое дыхание и раздражение слизистой оболочки глаз.

 

 

6

Оксиды азота (NOx), главным образом образующиеся вследствие                   вторичных реакций соединений азота, также связывают с                   респираторными и седечно-сосудистыми заболеваниями.

As (мышьяк). Источники поступления в атмосферу: угольные и                   нефтяные печи, стекольное производство. Вызывает разрушение                   вегетативной нервной системы, паралич кровеносной системы,                   нарушение обмена веществ. Воздействие на протяжении                   продолжительного времени может привести к раку легких и кожи.

С6Н6 (бензол). Источники поступления в атмосферу:                   нефтеперерабатывающие заводы, автомобильные выхлопы.                   Воздействие на протяжении продолжительного времени может вызвать лейкемию.

Сl2(хлор). Источники поступления в атмосферу: химическое                   производство. Вызывает раздражение слизистых тканей.

СО (угарный газ). Источники поступления в атмосферу:                   автомобильный транспорт, сжигание угля и нефти, сталеплавильное производство. Вызывает удушье, поражает сердечно-сосудистую систему, нарушает работу кровеносной  системы.

НхСy (углеводороды). Источники поступления в атмосферу - пары                   несгоревшего бензина. На солнечном свету вступает в реакцию с                   оксидами азота и образует фотохимический смог.

НСНО (формальдегид). Источники поступления в атмосферу:                   автомобильный транспорт, химическое производство. Раздражает                   слизистые оболочки глаз и носа.

НСl (хлористый водород). Источники поступления в атмосферу:                   мусоросжигающие заводы, химическое производство. Раздражает                   слизистые оболочки глаз и легкие.

HF (фтористый водород). Источники  поступления в атмосферу:                   заводы по производству минеральных  удобрений, сталеплавильное                   производство. Раздражает кожу, глаза, слизистые оболочки.

HNO3 (азотная кислота). Источник: реакции  диоксида азота (NO2)                   в атмосфере. В высоких концентрациях  приводит к возникновению                   кислотных дождей. Вызывает респираторные  заболевания.

HONO (азотистая кислота). Поступает  в атмосферу в результате                   реакций между диоксидом азота (NO2) и парами воды. Вызывает                   респираторные заболевания.

 

 

 

7

Н2S (сероводород). Источники поступления в атмосферу:                   нефтеперерабатывающие заводы, очистные сооружения, целлюлозно-бумажное производство. Вызывает тошноту, раздражает глаза. H2SO4 (серная кислота). Источник поступления в атмосферу: образуется на солнечном свету при реакции диоксида серы и гидроксил ионов(-OH). Вызывает респираторные заболевания.

Mn (марганец). Источники поступления в атмосферу: металлургическое производство, электростанции. Воздействие на протяжении долгого времени может вызвать болезнь Паркинсона.

NO (оксид азота). Источники поступления в атмосферу: автотранспорт, сжигание угля и нефти. Легко переходит в диоксид азота (NO2).

NO2 (диоксид азота). Источник поступления в атмосферу: образуется на солнечном свету из NO. При этом в тропосфере образуется озон, который в нижних слоях атмосферы является  загрязнителем. При попадании в верхние слои атмосферы - стратосферу - диоксид азота разрушает озоновый слой земли.                 Диоксид азота вызывает бронхит, понижает сопротивляемость                   организма к респираторным заболеваниям.