Реферат: Кислотный дождь и условия образования –

«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:

СО₂
Н₂О Н₂СО₃.

Для
определения показателя кислотности используют различные рН-метры, в частности
дорогостоящие электронные приборы. Простым способом определения характера среды
является применение индикаторов – химических 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.

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:

1.
Заиков Г.Е.,
Маслов С.А., Рубайло В.Л. Кислотные дожди и окружающая среда. М.: Химия, 1991.
142 с.

2.
Небел Б.
Наука об окружающей среде. М.: Мир, 1993. Т. 1-2.

3.
Новиков
Ю.В., Экология, окружающая среда и человек: Учеб. Пособие для вузов, средних
школ и колледжей. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2000. – 320 с.

4.
Тайлер
Миллер, Жизнь в окружающей среде. 3

5.
Шандала
М.Г., Звиняцковский Я.И. Окружающая среда и здоровье населения. Киев: Здоровье,
1988. С. 152.