что такое кислотный дождь кратко
Кислотные дожди: причины и последствия
Кислотные дожди – это одно из последствий загрязнения воздуха. Газы, образующиеся при сжигании топлива, вступают в реакцию с кислородом и водяным паром, превращаясь в кислоты, которые падают на поверхность земли в виде дождя. Происходит подкисление земли и грунтовых вод, из-за чего оказывается разрушительное воздействие на экосистемы. Такое явление представляет серьезную опасность для живых существ на планете.
Причины возникновения кислотных дождей
Причины кислотных дождей – извержения вулканов, землетрясения, природные пожары, молнии и некоторые другие процессы на уровне микроорганизмом. Из-за них в атмосферу выделяется диоксид серы и оксид азота. Но именно деятельность человека является причиной большинства выбросов диоксида серы, а именно:
Выпадение кислотных дождей связано с тем, что загрязнения из этих трех источников может переносится на большие расстояния от места их возникновения. При контакте с атмосферой происходит окисление, из-за чего образуются серная и азотная кислоты. Они растворяются в каплях воды в облаках и выпадают на поверхность земли в виде кислотных дождей, снега или тумана.
Отрицательные последствия кислотных дождей
Кислотность дождя изменяется в сочетании с серной и азотной кислотой. Поэтому, когда он падает на землю или воду, он меняет свои химические характеристики и ставит под угрозу баланс экосистем. Такое явление определяется, как подкисление окружающей среды. Приводит к серьезным последствиям.
Влияние кислотных дождей на окружающую среду негативное. Ему подвержены следующие системы:
Океаны теряют биоразнообразие и продуктивность. Неестественное изменение кислотности морских вод наносит вред фитопланктону, источнику пищи для различных организмов и животных, который может изменить пищевую цепь и привести к вымиранию различных морских видов;
Внутренние воды также подкисляются очень быстрыми темпами, что вызывает особую обеспокоенность, поскольку, хотя только 1% воды планеты является пресной, в ней живет 40% рыб. Это подкисление увеличивает концентрацию ионов металлов – в основном ионов алюминия – что может привести к гибели многих рыб, земноводных и водных растений в подкисленных озерах. Кроме того, тяжелые металлы транспортируются в подземные воды, которые становятся непригодными для потребления.
В лесах изменившийся уровень кислотности почвы и концентрации металлов, таких как алюминий, не позволяют растительности должным образом поглощать воду и питательные вещества, в которых она нуждается. Наносится вред корням, замедляется рост растений, они становятся более слабыми и более уязвимыми для болезней и вредителей.
Кислотный дождь также влияет на художественное, историческое и культурное наследие. Помимо коррозии металлических элементов зданий и инфраструктуры, ухудшается внешний вид памятников. Наибольший ущерб наносится известняковым конструкциям, изготовленных из мрамора, которые постепенно растворяются под действием кислот и воды.
Пути решения проблемы кислотных дождей
Основной упор необходимо сосредоточить на источниках образования кислотных дождей, на которые человек в силах повлиять. Речь идет о следующих мерах:
Большая часть электроэнергии, обеспечивающей современные потребности населения планеты, поступает от сжигания ископаемых видов топлива, таких как нефть, природный газ и уголь, которые генерируют оксиды азота (NOх) и диоксид серы (SO2) в качестве основных источников кислотных дождей. Сжигание угля в основном обеспечивает выбросы SO2, а выбросы NOх в основном происходят от другого ископаемого топлива.
Промывка и использование угля с низким содержанием серы, оснащение производств устройствами, известными как «скрубберы», могут обеспечить техническое решение для выбросов SO2. Десульфуризация или очистка дымовых газов позволяет удалить 95% SO2 из газов, покидающих дымовые трубы. Электростанции также могут перейти на использование топлива, которое выделяет гораздо меньше SO2, такого как природный газ, вместо сжигания угля. Эти методы относятся к стратегиям сокращения выбросов.
Аналогичным образом, выбросы NOх при сжигании автомобильного топлива снижаются за счет использования каталитических нейтрализаторов. Каталитические нейтрализаторы установлены на выхлопной трубе, чтобы уменьшить выбросы NOх. Улучшение качества бензина, который сгорает, также позволяет уменьшить выбросы газов NOх.
Восстановление поврежденных сред
Процесс, называемый известкованием, в котором используется известняк или известь, является практикой, позволяет восстановить ущерб, нанесенный кислотными дождями озерам, рекам и ручьям. Добавление извести в поверхностные воды уравновешивает кислотность.
Этот процесс широко используется, например, в Швеции, для поддержания оптимального уровня кислотности воды. Несмотря на то, что это дорогостоящий метод, его необходимо применять неоднократно. Кроме того, он предлагает только краткосрочное решение, но помогает восстановить водные формы жизни, защищает их от гибели.
Альтернативные источники энергии
Помимо ископаемого топлива, существует широкий спектр альтернативных источников энергии, которые могут генерировать электроэнергию. К ним относятся следующие виды энергии:
Использование этих источников энергии может предложить эффективные альтернативы электроэнергии вместо использования ископаемого топлива. Топливные элементы, природный газ и аккумуляторы также могут заменить использование ископаемого топлива в качестве более чистых источников.
Несмотря на то, что все указанные источники имеют экологические и экономические издержки, а также выгоды, они не устойчивые. Поэтому традиционные виды остаются актуальными.
Поэтому четвертый путь решения проблемы кислотных дождей – индивидуальные, государственные и международные действия. Миллионы людей прямо и косвенно способствуют выбросам SO2 и NOх. Для смягчения этой проблемы требуется повышение их осведомленности об энергосбережении и способах сокращения выбросов.
В их силах выключать света или электроприборы, когда они не используются, отдавать предпочтение в пользу общественного транспорта, а также оснащать домохозяйства энергоэффективными электрическими приборами. Тем, кто нуждается в личном автомобиле, необходимо переключаться на использование гибридных транспортных средств или машин с низким уровнем выбросов NOх.
Кислотные дожди: причины и последствия
В последнее время довольно часто можно слышать о том, что пошел кислотный дождь. Он возникает, когда природа, воздух и вода взаимодействуют с разными загрязнениями. Такие осадки порождают ряд негативных последствий:
Выпадение кислотных дождей происходит из-за промышленных выбросов химических соединений, сжигания нефтепродуктов и другого топлива. Эти вещества загрязняют атмосферу. Затем аммиак, сера, азот и другие вещества взаимодействуют с влагой, из-за чего дождь становится кислотным.
Впервые в человеческой истории кислотный дождь был зафиксирован в 1872 году, а к ХХ веку это явление стало весьма частым. От кислотных дождей большего всего вред наносится США и европейским странам. Кроме того, экологи разработали специальную карту, на которой обозначено территории, наиболее подвергающиеся опасным кислотным дождям.
Причины появления кислотных дождей
Причины выпадения ядовитых дождей являются антропогенные и естественные. В результате развития промышленности и технологий заводы, фабрики и различные предприятия стали выбрасывать в воздух огромное количество оксидов нитрогена и сульфура. Так, когда сера попадает в атмосферу, она взаимодействует с парами воды, образуется серная кислота. Тоже происходит и с двуокисью азота, образуется азотная кислота, выпадает вместе с атмосферными осадками.
Очередной источник загрязнений атмосферы – это выхлопные газы автомобильного транспорта. Попадая в воздух, вредные вещества окисляются и выпадают на землю в виде кислотных дождей. Выпадение в атмосферу азота и серы происходит в результате сгорания торфа, угля на тепловых электростанциях. Огромное количество окиси серы попадает в воздух при переработке металлов. Азотные соединения выделяются при производстве строительных материалов.
Определенная часть серы в атмосфере имеет естественное происхождение, к примеру, после извержения вулкана освобождается диоксид серы. Азотосодержащие вещества могут выделяться в воздухе в результате деятельности некоторых почвенных микробов и грозовых разрядов.
Последствия кислотных дождей
Последствий выпадений кислотных дождей существует множество. Люди, попавшие под такой дождь, могут испортить свое здоровье. Данное атмосферное явление вызывает аллергии, астму, онкологические заболевания. Также дожди загрязняют реки и озера, вода становится непригодной для употребления. Все жители акваторий находятся в опасности, могут погибнуть огромные популяции рыб.
Кислотные дожди, выпадая на землю, загрязняют почву. Это исчерпывает плодородие земли, уменьшается количество урожаев. Поскольку атмосферные осадки выпадают на обширных территориях, они негативно влияют на деревья, что способствует их засыханию. В результате влияния химических элементов, в деревьях изменяются обменные процессы, тормозится развитие корней. Растения становятся чувствительны к температурным изменениям. После любого кислотного дождя деревья могут резко сбросить листья.
Одно из менее опасных последствий ядовитых осадков – это разрушение каменных памятников и объектов архитектуры. Все это может привести к развалу общественных зданий и домов большого количества людей.
Необходимо серьезно задуматься над проблемой кислотных дождей. Данное явление напрямую зависит от деятельности людей, а потому следует значительно уменьшить количество выбросов, загрязняющих атмосферу. Когда загрязнение воздуха сведется к минимуму, планета будет менее подвержена таким опасным осадкам, как кислотные дожди.
Решение экопроблемы кислотных дождей
Проблема кислотных дождей носит на планете глобальный характер. В связи с этим решить ее можно только, если объединить усилия огромного количества людей. Один из основных методов решения данной проблемы – это сокращение вредных промышленных выбросов в воду и воздух. На всех предприятиях необходимо использовать очистительные фильтры и сооружения. Наиболее долговременным, дорогостоящим, но и самым перспективным решением проблемы есть создание в дальнейшем экологически безопасных предприятий. Все современные технологии должны использоваться с учетом оценки влияния деятельности на окружающую среду.
Немало вреда атмосфере приносят современные виды транспорта. Вряд ли в ближайшее время люди откажутся от автомобилей. Однако сегодня внедряются новые экологически безопасные транспортные средства. Это гибриды и электромобили. Такие авто, как Tesla уже завоевали признание в разных странах мира. Они работают на специальных аккумуляторных батареях. Также постепенно популярность набирают электроскутеры. Кроме того, не стоит забывать и о традиционном электротранспорте: трамваи, троллейбусы, метро, электропоезда.
Не стоит забывать и о том, что загрязнение воздуха осуществляют и сами люди. Не нужно думать, что кто-то другой виноват в данной проблеме, и это конкретно от вас не зависит. Это не совсем так. Конечно же, один человек не способен сделать выбросы токсических и химических средств в атмосферу в большом количестве. Однако регулярное использование легковых авто приводит к тому, что вы регулярно делаете выброс выхлопных газов в атмосферу, и это в последующем становится причиной кислотных дождей.
К сожалению, далеко не все люди осведомлены о такой экологической проблеме, как кислотные дожди. На сегодняшний день существует множество фильмов, статей в журналах и книг об этой проблеме, поэтому каждый человек может легко восполнить этот пробел, осознать проблему и начать действовать во благо ее решения.
Как спастись от кислотных дождей?
Кислотные дожди – это глобальная экологическая проблема человечества. Они негативно сказываются на окружающей среде и на здоровье человека. Только своевременное решение проблемы поможет снизить их пагубное воздействие.
Что такое кислотный дождь
Кислотный дождь – это любой вид осадков, будь-то снег, град, туман, которые содержат некое количество кислоты. Они снижают водородный показатель, или как его ещё называют ph, в жидкости.
Нормой ph для дождевой воды является 5,6. Если этот показатель ниже, то осадки называют кислотными. Снизить уровень ph может:
Основной компонент современных кислотных дождей – оксид серы. Из него образуется серный ангидрид. Он поднимается с земли в атмосферу, вступает в реакцию с молекулами воды и образует сернистую кислоту. После она вместе с атмосферными осадками выпадает на землю.
Причина возникновения кислотных дождей
Существует два механизма регулярного образования кислотных дождей:
Чтобы понять, откуда берутся в природе кислотные дожди, нужно более подробно рассмотреть механизм их образования.
На образование кислотных осадков может повлиять деятельность различных микроорганизмов. Их жизнедеятельность разрушает некоторые органические вещества, образуя соединения серы, которая попадает в атмосферу.
Также выброс серы происходит благодаря вулканической деятельности. Вместе с ней в атмосферу попадают сульфаты, сернистый водород.
Оксид азота образуется в результате распада азотсодержащих соединений, грозовых разрядов, горения биологической массы.
Что касается человеческой деятельности, то тут все просто. Добывая себе полезные ископаемые, выращивая и удобряя различные растения для пропитания, человек постепенно разрушает планету. На образование кислотных дождей может повлиять даже, казалось бы, такие незначительные действия как использование аэрозолей, содержащих хлор, применение бытовых и промышленных растворителей. При выращивании злаковых культур происходит выделение метана, а атмосфера наполняется фреонами, по причине его утечки из неисправных холодильников.
Загрязнение атмосферы вызывает выпадение опасных кислотных дождей. Вред окружающей среде наносят промышленные предприятия, тепловые электростанции и транспорт.
Если ближайшее время не будет решена проблема загрязнения окружающей среды, возможны серьезные экономические проблемы. Токсические осадки приведут к гибели животных и растений.
Чем опасны кислотные дожди
Впервые о токсичных дождях заговорили в конце 19 века. Уже в это время люди задумались о загрязнении окружающей среды. Ученые заметили, что пар и дым, которые выбрасывают в атмосферу предприятия, негативно сказываются на атмосферных осадках.
Вред от кислотных дождей:
– разрушение строительных материалов;
Глобальные проблемы
Вещества, входящие в состав ядовитых кислотных дождей, окисляют водные ресурсы. Особенно чувствительны к ним реки и озера. Некоторые виды рыб гибнут из-за повышенной кислотности воды. Другие же умирают от голода, так как погибает их основной корм.
Также негативные последствия выпадения кислотных дождей можно заметить и на растительности. Например, деревья, которые растут в высокогорных районах попросту погружаются в загрязненные облака. Это разрушает их листву, приводит к ослаблению самого растения.
Вред и пагубное воздействие кислотных дождей заметно и на зданиях, транспорте. Под их воздействием происходит разрушение металла, бетона, фасадного покрытия. Ядовитые осадки наносят вред памятникам мировой архитектуры.
Влияние на человека
Если человек попадет под осадки с пониженным ph или искупается в реке, вреда на себе не ощутит. Опасные соединения находятся в воздухе, которым он постоянно дышит. Сульфаты попадая в лёгкие провоцируют развитие бронхита или астмы. Также негативные соединения попадают в организм человека вместе с питьевой водой и продуктами питания.
Регулярное употребление продуктов, которые произрастали на территории, где постоянно выпадают зараженные осадки, приводит к накоплению в организме алюминия, ртути, свинца. Эти вещества пагубно сказываются на здоровье человека, приводят к серьезным патологиям сердца, почек, печени. Также они могут привести к интоксикации и генетической мутации. Так влияние кислотных дождей оказывается и на человека, и на окружающую среду.
Экономические последствия
Попадая в землю, кислоты уничтожают питательные вещества необходимые растениям. Также они поднимают на поверхность почвы опасные для человека металлы. Такая земля становится непригодной для выращивания овощей и фруктов. Чтобы восстановить грунт, требуется несколько лет и кропотливый труд многих специалистов.
Загрязнения вода и растительность приводит к гибели скота, промысловых видов рыбы. Это негативно сказывается на экономической ситуации по всему миру.
Так как происходит порча фасадов зданий, транспорта, архитектурных памятников требуется материальные средства для их восстановления.
Как бороться с кислотными дождями
Кислотные дожди наносят непоправимый вред, и чтобы найти пути решения, человечеству следует объединить свои усилия. Необходимо установить дорогостоящие фильтры на предприятиях или уменьшить их деятельность. Это снизит выброс вредных веществ в атмосферу и воду. Также уже несколько лет рассматривается вариант создания безопасных для экологии производств.
Сокращение вредных выбросов
Ежегодно звучит призыв к сокращению токсичных выбросов с предприятий. Они являются основными источниками вредных веществ. Владельцев предприятий побуждают установить мощные очистные сооружения. Ученые пытаются создать систему очистки, которая сделает промышленные предприятия более безопасными.
Переход на альтернативные источники энергии
Внести свой вклад в сокращение выброса вредных веществ в атмосферу может каждый. Для этого человеку нужно уменьшить употребление электроэнергии. Достаточно лишь выключать свет, когда уходите из комнаты, пользоваться кондиционером в случаях особой надобности.
Чтобы снизить количество выбрасываемой серы в атмосферу, было принято решение на электростанциях использовать уголь, который предварительно промывают водой. Также используются солнечные и ветряные электростанции.
Использование экологичных автомобилей
Сильно загрязняют атмосферу выбросы, которые производит транспорт. Полностью отказаться от него не получится. Решить эту проблему можно с помощью электромобилей и гибридов.
Новые автомобили могут использовать более чистый вид топлива – природный газ. Свыше 20 лет их оборудуют каталитическим нейтрализатором. Он снижает уровень окислов азота, который образуется в процессе работы автомобиля.
Другие действенные методы
Чтобы сократить количество токсичных дождей, нужен комплексный подход. Помимо массового внедрения альтернативных источников энергии, следует регулярно чистить выхлопные и дымовые трубы, восстанавливать поврежденную среду. В последнем случае добавляется известь в озера, реки, ручьи. Это помогает уравновесить их кислотность.
Выпадение кислотных осадков
Обычная вода, выпадающая в осадках, является слабокислым раствором (5,6-5,7 рН). Но во время кислотного дождя вода обладает повышенным уровнем кислотности (может превышать норму в тысячи раз), из-за чего наносит серьёзный ущерб окружающей среде. А поскольку встречается оно отнюдь не редко, считается экологической проблемой. 
Причины выпадения кислотных дождей
Одной из причин образования кислотных осадков является загрязнение атмосферы в результате деятельности людей (химические выбросы заводов и предприятий, сжигание топлива, добыча полезных ископаемых, выхлопные газы транспорта и т.д.). Из-за изменения состава атмосферы происходит смешивание воды со слабыми растворами некоторых кислот, в результате чего и выпадают кислотные осадки.
Также образование аномальных осадков происходит из-за вулканической активности. В результате выброса в атмосферу огромного количества серы образуются слабые кислоты на основе серы.
Ещё одной природной причиной образования кислотных осадков являются грозы, во время которых в атмосфере образуются азотные соединения. Слабый раствор азотной кислоты часто смешивается с водой, на их долю приходится около 10 млн тонн осадков.
Более того, попадать в атмосферу серо- и азотосодержащие вещества могут и другими способами. К примеру, происходит это при гниении трупов животных и растительных остатков.
Последствия выпадения кислотных дождей
Стоит отметить, что данная проблема является очень серьёзной, а потому с её последствиями пытаются бороться. К примеру, в водоёмах применяется метод известкования, благодаря чему удаётся нормализовать уровень кислотности воды. Методы по спасению почвы также существуют.
Интересные факты о кислотных дождях
Согласно заключению учёных, 252 млн лет назад массовые кислотные осадки стали причиной вымирания 95% видов живых организмов на Земле. А причиной образования этих осадков стало массовое извержение вулканов, активизировавшихся из-за падения метеорита.
На планете Венера кислотные дожди являются обычным природным явлением, поскольку в атмосфере планеты находится огромное количество облаков серной кислоты.
На планете Марс имеются следы кислотного тумана. На протяжении длительного времени он образовывался в кратере Гусева, разъедая там скалы. Вероятно, в других местах планеты смертельно опасный туман тоже иногда появляется.
Вымирание животных
Вымирание живых организмов является реальной экологической проблемой. Каждую минуту на планете исчезают несколько видов живых организмов.
Истощение ресурсов
Истощение природных ресурсов является современной экологической проблемой, способной в будущем оказать сильное влияние на жизнь людей.
Кислотный дождь
Серные и азотные соединения, содержащиеся в атмосфере, повышают кислотность дождя.
Как мы знаем еще из школьного курса химии, чистая вода состоит из молекул, содержащих два атома водорода и один атом кислорода. Однако в каждый момент времени некоторые из этих молекул диссоциируют на положительно заряженные ионы водорода (то есть протоны, H + ) и отрицательно заряженные гидроксид-ионы (OH – ); одновременно с этим какие-то соседние ионы H + и OH – соединяются с образованием молекул воды. Таким образом, даже в самой чистой воде сохраняется динамический баланс, равновесие, с присутствием определенного количества ионов водорода (протонов). Эти протоны связаны с молекулами воды, образуя ионы гидрония — три атома водорода и один атом кислорода. В чистой воде концентрация ионов гидрония составляет 10 –7 молей (см. Закон Авогадро) на литр.
Для оценки количества ионов водорода в воде химики используют понятие водородного показателя pH (сокр. от англ. «power of hydrogen» — «степень водорода»). Условились считать, что pH чистой воды равен 7. Такой водородный показатель соответствует химически нейтральной среде (см. Кислоты и основания). С повышением концентрации ионов водорода pH понижается, и такие жидкости уже называются кислотами. Благодаря избыточному содержанию ионов водорода кислоты активно реагируют с другими веществами.
Термин «кислотный дождь» появился в середине XIX века, когда британские ученые заметили, что загрязнение воздуха в промышленно развитой центральной Англии привело к выпадению более кислых, чем обычно, дождей. Но только во второй половине XX века стало понятно, что кислотные дожди несут в себе угрозу окружающей среде.
Надо сказать, что обычный дождь является кислым сам по себе, даже в отсутствие заводов. Это происходит из-за того, что в процессе формирования и выпадения дождевые капли растворяют находящийся в воздухе углекислый газ и реагируют с ним с образованием угольной кислоты (H2CO3). Чистый дождь, проходящий через незагрязненный воздух, представляет собой водный раствор с pH 5,6 (к моменту удара о землю). Как мы увидим дальше, основная причина выпадения кислотных дождей — это деятельность человека, однако есть и естественные причины, начиная с извержения вулканов и разряда молнии и кончая жизнедеятельностью бактерий. В общем, даже если бы мы закрыли все фабрики и перестали ездить на машинах и грузовиках, значение pH дождя все равно было бы примерно 5,0. Поэтому сейчас принято считать дождь кислотным, если его pH ниже 5,0.
В современном промышленном мире избыточная кислотность дождя обусловлена в основном присутствием двух веществ:
— Оксиды серы. Эти соединения попадают в атмосферу естественным путем при извержениях вулканов, но значительная часть атмосферных оксидов серы образуется в результате сжигания природного топлива. Уголь и нефть содержат небольшое количество серы. При сжигании этих видов топлива в атмосферу попадает сера в соединении с кислородом. Растворяясь в дождевых каплях, оксид серы образует серную кислоту.
— Оксиды азота. При достаточно высокой температуре содержащийся в воздухе азот соединяется с кислородом с образованием оксида азота. В природе это может произойти во время разряда молнии, но основная часть оксидов образуется при сжигании бензина в двигателях внутреннего сгорания (например, в автомобилях) или при сжигании угля. При растворении этих веществ в капельках воды образуется азотная кислота.
Таким образом, дожди становятся кислотными при вымывании из воздуха серных и азотных соединений. Это явление имеет несколько последствий, губительных для природы. Например, многие исторические здания в Европе построены из известняка — строительного материала, реагирующего с кислотой. С течением времени кислотные дожди буквально разъедают поверхность этих зданий. При выпадении кислотных дождей также происходит закисление почвы и ухудшаются условия существования лесов. Некоторое время думали, что массовое отмирание верхушек деревьев в лесах на востоке США и в Германии обусловлено кислотными дождями, но теперь эта точка зрения не поддерживается. (Действительно, леса гибнут, но связано это с другими причинами.) И наконец, кислотные дожди повышают кислотность рек и озер, тем самым создавая угрозу флоре и фауне.
Методы борьбы с образованием кислотных дождей направлены на улучшение технологии удаления соединений серы из воздушных выбросов промышленных предприятий и электростанций, для чего обычно используют устройство под названием скруббер. Правительства некоторых государств даже приняли законы, ограничивающие содержание загрязняющих веществ в выхлопах транспортных средств.