Robert Smith videnskabsmand sur regn. Sådan håndteres sur regn: grundlæggende metoder

Udtrykket "syreregn" blev introduceret af den engelske kemiker R.E. Smith for mere end 100 år siden.

I 1911 blev der i Norge registreret tilfælde af fiskedød som følge af forsuring af naturligt vand. Det var dog først i slutningen af ​​60'erne, da lignende sager i Sverige, Canada og USA vakte offentlig opmærksomhed, at der opstod mistanke om, at årsagen var regn med højt indhold af svovlsyre.

Sur regn er nedbør (regn, sne) med en pH mindre end 5,6 (høj surhedsgrad).

Sur regn dannes ved industrielle emissioner af svovldioxid og nitrogenoxider til atmosfæren, som i kombination med atmosfærisk fugt danner svovlsyre og salpetersyre. Som følge heraf forsures regn og sne (pH-tal under 5,6). I Bayern (Tyskland) faldt der i august 1981 regn med en surhedsgrad pH = 3,5. Maksimal registreret nedbørssyreindhold i Vesteuropa- pH = 2,3.

De samlede globale menneskeskabte emissioner af svovl- og nitrogenoxider udgør årligt mere end 255 millioner tons (1994). Syredannende gasser forbliver i atmosfæren i lang tid og kan rejse over afstande på hundreder og endda tusinder af kilometer. Dermed ender en betydelig del af de britiske emissioner i nordiske lande(Sverige, Norge osv.), dvs. med grænseoverskridende transport og skader deres økonomier.

Alle ved, hvad vand er. Der er en enorm mængde af det på Jorden - halvanden milliard kubikkilometer.

Hvis du forestiller dig Leningrad-regionen bunden af ​​et kæmpe glas og prøv at indeholde alt jordens vand i det, så skal dets højde være større end afstanden fra Jorden til Månen. Det ser ud til, at der er så meget vand, at der altid burde være nok af det. Men problemet er, at alle oceaner har saltvand. Vi, og næsten alle levende ting, har brug for frisk vand. Men der er ikke meget af det. Det er derfor, vi afsalter vand.

I ferskvand floder og søer indeholder en masse opløselige stoffer, inklusive giftige, det kan indeholde patogene mikrober, så det kan ikke bruges, meget mindre drikkes, uden yderligere rensning. Når det regner, vanddråber (eller snefnug, når det sner) fanges fra luften skadelige urenheder der kom ind i den fra rørene på en fabrik.

Som følge heraf falder der skadelig, såkaldt sur nedbør nogle steder på Jorden. Hverken planter eller dyr kan lide det.

De gavnlige dråber regn har altid bragt glæde til folk, men nu er regn i mange områder af kloden blevet til en alvorlig fare.

Sur nedbør (regn, tåge, sne) er nedbør, hvis surhedsgrad er højere end normalt. Et mål for surhedsgraden er pH-værdien (brintindeks). pH-skalaen går fra 02 (ekstremt sur), gennem 7 (neutral) til 14 (alkalisk), med neutralpunktet ( rent vand) har pH=7. Regnvand i ren luft har en pH-værdi på 5,6. Jo lavere pH-værdi, jo højere surhedsgrad. Hvis surhedsgraden af ​​vandet er under 5,5, anses nedbøren for at være sur. I store områder industrielt udviklede lande Rundt om i verden er der nedbør, hvis surhedsgrad overstiger det normale med 10 - 1000 gange (pH = 5-2,5).

Kemisk analyse sur udfældning angiver tilstedeværelsen af ​​svovlsyre (H 2 SO 4) og salpetersyre (HNO 3). Tilstedeværelsen af ​​svovl og nitrogen i disse formler indikerer, at problemet er relateret til frigivelsen af ​​disse elementer i atmosfæren. Når brændstof forbrændes, kommer svovldioxid i luften, og atmosfærisk kvælstof reagerer også med atmosfærisk oxygen og der dannes nitrogenoxider.

Disse gasformige produkter (svovldioxid og nitrogenoxid) reagerer med atmosfærisk vand og danner syrer (salpetersyre og svovlsyre).

I akvatiske økosystemer sur udfældning forårsage død af fisk og andet vandlevende liv. Forsuring af flod- og søvand påvirker også landdyrene alvorligt, da mange dyr og fugle indgår i fødekæder, der begynder i akvatiske økosystemer.

Sammen med søernes død bliver skovforringelse også tydelig. Syrer ødelægger den beskyttende voksagtige belægning af blade, hvilket gør planter mere sårbare over for insekter, svampe og andre patogener. Under tørke fordamper mere fugt gennem beskadigede blade.

Udvaskningen af ​​næringsstoffer fra jorden og frigivelsen af ​​giftige elementer bidrager til at bremse træernes vækst og død. Man kan forestille sig, hvad der sker med vilde dyrearter, når skove dør.

Hvis de bliver ødelagt skovøkosystem, så begynder jorderosion, tilstopning af vandområder, oversvømmelser og forringelse af vandforsyninger bliver katastrofale.

Som følge af forsuring i jorden sker opløsning næringsstoffer, afgørende for planter; Disse stoffer føres med regn ind i grundvand. Samtidig udvaskes tungmetaller fra jorden, som derefter optages af planterne og forårsager alvorlig skade på dem. Ved at bruge sådanne planter til mad modtager en person også en øget dosis tungmetaller med dem.

Når jordens fauna forringes, falder udbyttet, kvaliteten af ​​landbrugsprodukter forringes, og det medfører som bekendt en forringelse af folkesundheden.

Under påvirkning af syrer fra sten og mineraler frigives aluminium samt kviksølv og bly. som så ender i overflade- og grundvand. Aluminium kan forårsage Alzheimers sygdom, en form for for tidlig aldring. Tungmetaller fundet i naturlige farvande påvirker nyrerne, leveren, centralt negativt nervesystemet, der forårsager forskellige kræftformer. Genetiske konsekvenser tungmetalforgiftning kan tage 20 år eller mere at vise sig ikke kun hos dem, der forbruger snavset vand, men også blandt deres efterkommere.

Sur regn korroderer metaller, maling, syntetiske forbindelser og ødelægger arkitektoniske monumenter.

Sur regn er mest almindelig i industrialiserede lande med højt udviklede energisystemer. I løbet af et år udleder termiske kraftværker i Rusland omkring 18 millioner tons svovldioxid til atmosfæren, og dertil kommer, takket være vestlig lufttransport, svovlforbindelser fra Ukraine og Vesteuropa.

For at bekæmpe sur regn skal indsatsen rettes mod at reducere udledningen af ​​syredannende stoffer fra kulfyrede kraftværker. Og til dette har du brug for:

ved at bruge kul med lavt svovlindhold eller fjerne svovl fra det

installation af filtre til rensning af gasformige produkter

brug af alternative energikilder

De fleste mennesker forbliver ligeglade med problemet sur regn. Kommer du til at vente ligegyldigt på ødelæggelsen af ​​biosfæren, eller vil du handle?

Fjernelse, behandling og bortskaffelse af affald fra fareklasse 1 til 5

Vi arbejder med alle regioner i Rusland. Gyldig licens. Et komplet sæt af afsluttende dokumenter. Individuel tilgang til kunden og fleksibel prispolitik.

Ved at bruge denne formular kan du indsende en anmodning om tjenester, anmode om et kommercielt tilbud eller modtage en gratis konsultation fra vores specialister.

Sende

Sur regn er en blanding af materialer, både våde og tørre, der falder til jorden fra atmosfæren. De indeholder øget niveau salpeter- og svovlsyrer. Enkelt sagt betyder det, at regnen bliver sur på grund af tilstedeværelsen af ​​forurenende stoffer i luften. Luften ændrer sin sammensætning på grund af emissioner fra biler og produktionsprocesser. Hovedbestanddelen af ​​sur regn er nitrogen. Sur regn indeholder også svovl.

Forbrænding af fossile brændstoffer og industri, som primært udleder nitrogenoxider (NOx) og svovldioxid (SO2), forårsager irreversible ændringer i atmosfæren. Surhedsgraden bestemmes ud fra pH-niveauet i vanddråberne. Normal regnvand har et let surt miljø med et pH-område på 5,3-6,0. Kuldioxid og vand i luften reagerer sammen og danner kulsyre, som er en svag syre. Når regnvandets pH-niveau falder under dette interval, dannes førnævnte nedbør.

Når disse gasser reagerer med vand og iltmolekyler, dannes svovlsyre og salpetersyre, blandt andre kemikalier, der findes i atmosfæren. De kaldes også kemiske forbindelser medium surhed. De fører normalt til forvitring af stof, korrosion af metal og afskalning af maling på overfladen af ​​bygninger.

Vulkanudbrud indeholder også visse kemikalier som kan forårsage sur regn.

Derudover fører afbrænding af fossile brændstoffer, drift af fabrikker og køretøjer som følge af menneskelige aktiviteter også til en stigning i surhedsgraden af ​​formationer i atmosfæren. For tiden, stort antal Sur nedbør forekommer i det sydøstlige Canada, de nordøstlige stater i Amerika og de fleste europæiske lande. Rusland, Sverige, Norge og Tyskland lider meget under dem, det siger i hvert fald uvildige statistikker. Desuden i på det seneste Sur nedbør observeres i Sydasien, Sydafrika

, Sri Lanka og Sydindien.

Former for nedbør

• Sur udfældning kommer i to former
• våd

tørre Hver af dem påvirker jordens overflade forskelligt. Og hver af dem består af forskellige kemiske elementer

. Det menes, at tørre former for nedbør er mere skadelige, da de spredes over store afstande og ofte krydser ikke kun byernes grænser, men også stater.

Når vejret er fugtigt, falder syrer til jorden i form af regn, slud eller tåge. Klimaet tilpasser sig, drevet af behovet for at reagere. Syrer fjernes fra atmosfæren og aflejres på jordens overflade. Når syren når jorden, har den negativ indflydelse for en lang række arter af dyr, planter og vandlevende organismer. Vand kommer ind i floder og kanaler, som blandes med havvand, og derved påvirke havmiljø levested.

Tør nedbør

Det er en blanding af sure gasser og partikler. Omkring halvdelen af ​​surhedsgraden i atmosfæren falder tilbage til jorden gennem tør aflejring. Hvis vinden blæser i områder, hvor vejret er tørt, bliver sure forurenende stoffer til støv eller røg og falder til jorden som tørre partikler. Disse stoffer har en negativ indvirkning på biler, huse, træer og bygninger. Næsten 50 % af de sure forurenende stoffer fra atmosfæren returneres gennem tør nedbør. Disse sure forurenende stoffer kan vaskes af jordens overflade ved nedbør. Derefter surhedsgraden vandressourcer stiger endnu mere.

Hvis våd nedbør før eller siden fordamper tilbage til atmosfæren, tilstopper tør nedbør i skovene træblades porer.

Historie

Sur regn og interessante fakta de har været kendt i et stykke tid. Sur regn blev først nævnt tilbage i 1800-tallet, under den industrielle revolution. Den skotske kemiker Robert Angus Smith var den første til at rapportere dette fænomen i 1852. Han viede sit liv til at forske i sammenhængen mellem sur regn og luftforurening i Manchester, England. Hans arbejde kom først til offentlig opmærksomhed i 1960'erne. Udtrykket blev opfundet i 1972, da The New York Times offentliggjorde rapporter om virkningerne af klimaændringer på skovvækst.

Sur nedbør er en kilde til både naturkatastrofer og menneskeskabte katastrofer. Men her opstår den modsatte effekt. Det er disse katastrofer, der oftest er kilderne til sur regn. Hovedårsagen til dette er forbrændingen af ​​fossile brændstoffer, som er ledsaget af udledning af svovldioxid (SO2) og nitrogenoxider (NOx) til atmosfæren.

Naturlige kilder

Naturlige kilder til problematisk nedbør:

1. Den vigtigste naturlige årsag til sur regn er vulkanske emissioner. Vulkaner udsender syredannende gasser, der skaber unormal surhed. På denne baggrund falder rekordmængden af ​​nedbør. Jorden lider af fænomener som tåge og sne. Vegetationen og sundheden for beboere i nærheden af ​​vulkanske formationer lider.
2. Rådnende vegetation skovbrande Og biologiske processer i miljøet og generere sur regn, der danner gasser.
3. Dimethylsulfid er et typisk eksempel på de vigtigste biologiske kilder til svovlholdige grundstoffer i atmosfæren. Det er dens emissioner, der reagerer med vandmolekyler ved hjælp af elektrisk aktivitet. Salpetersyre bliver til sur regn.

Teknogene kilder

Menneskelige aktiviteter, der fører til frigivelse af kemiske gasser såsom svovl og nitrogen, er hovedårsagen til sur regn. Det er os mennesker, der er skyld i, at atmosfæren ødelægger planeten. Disse aktiviteter er forbundet med kilder til luftforurening. Det er konsekvenserne af menneskeskabte aktiviteter, der fører til udledning af svovl og kvælstof fra fabrikker, energianlæg og biler. Især brugen af ​​kul til elproduktion er den største kilde til emissioner gasformige stoffer, hvilket fører til sur regn.

Biler og fabrikker frigiver også store mængder gasformige emissioner til luften. Det værste er, at denne proces gentages dagligt, især i industrialiserede områder af byen med et stort antal bilens bevægelse. Disse gasser reagerer i atmosfæren med vand, ilt og andre kemikalier og danner forskellige sure forbindelser, såsom svovlsyre, ammoniumnitrat og salpetersyre. Disse eksperimenter resulterer i ekstremt høje mængder syreregn.

Eksisterende vinde fører disse sure blandinger til store områder på tværs af grænser. De falder tilbage til jorden i form af sur regn eller andre former for nedbør. Efter at have nået jorden spredte de sig over overfladen, absorberes i jorden og ender i søer, floder og til sidst blandes med havvand.

Gasserne svovldioxid (SO2) og nitrogenoxider (NOx) stammer hovedsageligt fra elektricitet gennem forbrænding af kul og er årsag til sur regn.

Konsekvenser af sur regn

Sur regn har betydelige konsekvenser for miljøet og folkesundheden. Indvirkning på vandmiljø meget store. Sur regn falder enten direkte på vandmasser eller strømmer gennem skove, marker og veje ind i vandløb, floder og søer. Over en periode ophobes syrer i vandet og sænker pH-niveauet. Vandplanter og dyr kræver et vist pH-niveau. Den skal holde sig omkring 4,8 for at overleve. Hvis pH-niveauet falder til under, bliver forholdene fjendtlige over for vandorganismers overlevelse.

Sur regn har en tendens til at ændre pH og koncentrationen af ​​aluminium. Dette påvirker i høj grad pH-koncentrationsniveauet i vandets overfladelag og påvirker derved fisk såvel som andre akvatiske livsformer. Når pH-niveauet er under 5, klækkes de fleste æg ikke.

Under niveauer kan også dræbe voksne fisk. Sediment fra vandskel, der udledes i floder og søer, reducerer biodiversiteten i floder og søer. Vandet bliver mere surt. Mange arter, herunder fisk, planter og forskellige insekter i søer, floder og vandløb, er blevet syge, og nogle er endda blevet elimineret helt på grund af overskydende syreregn, der trænger ind i vandressourcerne.

Politikere, videnskabsmænd, miljøforkæmpere og forskere ringer med klokker i et forsøg på at oplyse folk om skaden ved sur regn. I modsætning til våd nedbør er tør nedbør sværere at måle. Ved syreaflejringer skylles skadelige organismer fra jordens overflade ud i søer og vandløb, hvilket kan forårsage ukontrollable klimaændringer.

Smog

Luftforurening

Som følge af forurening miljø der opstår mange lokale og globale miljøproblemer, hvilket er karakteristisk træk moderne miljøkrise. De mest berømte af dem er relateret til luftforurening. Det følgende er information om nogle af disse fænomener.

Omgivende luftforurening- dette er enhver ændring i dens tilstand og egenskaber, der har negativ indvirkning om menneskers og dyrs sundhed, planters og økosystemers tilstand. Atmosfærisk forurening kan være naturlig (naturlig) eller menneskeskabt (menneskeskabt).

Naturlig forurening luftforurening er forårsaget af vulkansk aktivitet, forvitring af klipper, vinderosion, røg fra skov og steppebrande.

Menneskeskabt forurening forbundet med frigivelse af forskellige forurenende stoffer under menneskelige aktiviteter. I sin skala overstiger den væsentligt naturlig forurening.

Adskille lokale, regionale og global forurening atmosfære. Et eksempel på lokal forurening er området Krasnoyarsk, der støder op til KRAZ; regionalt - Putorana plateauet i nærheden af ​​Norilsk; globalt - øget CO 2 -indhold i hele klodens moderne atmosfære.

De vigtigste forurenende stoffer (forurenende stoffer) er svovldioxid (SO 2), carbonoxider (CO) og partikler. De tegner sig for omkring 98 % af den samlede mængde af skadelige stoffer. Ud over de vigtigste forurenende stoffer observeres omkring 70 andre typer skadelige stoffer i atmosfæren i byer og store byer, blandt hvilke de mest almindelige er formaldehyd, hydrogenfluorid, ammoniak, phenol, benzen, kulstofdisulfid osv. i mange byer er koncentrationen af ​​de vigtigste forurenende stoffer svovldioxid og kulilte – oftest overstiger de tilladte niveauer.

Hoved kilder luftforurening er termisk og atomkraftværker, kedelanlæg, jernmetallurgivirksomheder, kemisk produktion, køretøjsemissioner, gas- og olieraffinering, affaldsforbrænding.

Der skelnes mellem følgende hovedtyper af luftforurening: smog, sur nedbør, ophobning drivhusgasser og forstyrrelse af ozonskjoldet.

Smog– (i bred forstand) enhver luftforurening, der er synlig med det blotte øje.

Det allerførste officielt registrerede tilfælde af luftforurening, der havde alvorlige konsekvenser, var smog i byen Donora (USA) i 1948. Inden for 36 timer blev to dusin dødsfald registreret, hundredvis af indbyggere følte sig meget syge. Fire år senere, i december 1952, indtraf en endnu mere tragisk hændelse i London. Mere end 4.000 mennesker døde på fem dage på grund af luftforurening. Selvom der i de efterfølgende år blev observeret alvorlig smog i London og andre byer mere end én gang, f.eks katastrofale konsekvenser, heldigvis var der ikke flere.

Dannelsesforhold: støv- og gasluftforurening kombineret med ugunstig vejrforhold (høj luftfugtighed luft, øget solaktivitet), hvilket resulterer i en synergistisk (gensidigt forstærkende) effekt. En yderligere betingelse for øget smog er roligt vejr og temperaturinversion. Sidstnævnte viser sig i blokering af kold luft over jorden af ​​et lag varm luft ovenover. Dette sker, når kold luft "lækker" (kiler) under varm luft. Som et resultat opadgående bevægelse luften blokeres, og forurenende stoffer føres ikke opad, men ophobes over Jorden. Fænomenet temperaturinversion kan forstærkes af relieffunktioner. Således forhindrer bjergene omkring det forurenede område den horisontale udstrømning af forurenende stoffer.

Der er tre typer smog:

· Våd smog (London type) - en kombination af gasformige forurenende stoffer (hovedsageligt SO 2), støvpartikler og tågedråber. Koncentrationer af svovloxider, støv og kulilte når niveauer, der er farlige for mennesker. Så i 1952 i London døde mere end 4.000 mennesker af fugtigheden fra smog.

· Isnende smog (Alaskan type) - en kombination af støv- og gasforurening og frosne tågedråber.

· Fotokemisk smog (Los Angeles type) - sekundær luftforurening på grund af nedbrydning og kemisk interaktion af forurenende stoffer, primært nitrogenoxider og flygtige kulbrinter, under påvirkning af solens stråler. Konsekvensen af ​​sekundær atmosfærisk forurening under fotokemisk smog er dannelsen af ​​fotokemiske oxidationsmidler (aggressive og skadelige forbindelser O 3 (ozon), CO (kulilte), peroxyl cyl nitrater (PAN) osv. Alene i Tokyo i 1970 blev denne type bl.a. smog forårsagede forgiftning af 10 tusinde mennesker, og i 1971 – 28 tusind.

Betingelser for dannelse af fotokemisk smog. Brændstofforbrænding i en bilmotor opstår, når høj temperatur, begynder vekselvirkningen mellem ilt og nitrogen, som er en del af den atmosfæriske luft. Atomisk oxygen dannet under dissociationen af ​​oxygenmolekyler er i stand til at spalte et molekyle af relativt inert nitrogen, hvilket starter en kædereaktion:

O 2 + let kvante ® O* + O* (iltradikaler)

O* + N2® NO + N*

N* + O 2® NO + O*

Som følge heraf opstår nitrogenmonoxid i udstødningsgasserne, som, når de først er frigivet til atmosfæren, oxideres af atmosfærisk oxygen og bliver til nitrogendioxid. Brun nitrogendioxid er fotokemisk aktiv. Den absorberer lys og adskiller:

Der opstår således et reaktivt iltatom i luften, som kan reagere og danne ozon:

O* + O2® O3.

Tilstedeværelsen af ​​ozon er mest karakteristisk træk fotokemisk smog. Det dannes ikke under brændstofforbrænding, men er et sekundært forurenende stof. Med stærke oxiderende egenskaber har ozon en skadelig virkning på menneskers sundhed og ødelægger mange materialer, primært gummi.

TIL negative konsekvenser smog gælder:

§ forværring af folks tilstand (hovedpine, kvælning, kvalme, allergiske fænomener på huden, øjnene, slimhinderne i de øvre luftveje); kan øge dødeligheden;

§ smog fører til udtørring af vegetation og tab af afgrødeudbytte;

§ forårsager for tidligt slid på bygninger, metalkonstruktioner, gummiprodukter mv. For eksempel er Los Angeles-smog mere skadelig for gummi, mens London-smog er mere skadelig for jern og beton.

I dag er der store miljøproblemer ved motortransport russiske byer er blevet et alvorligt problem. Således udgør bilemissioner i Moskva og St. Petersborg hundredtusindvis af tons om året. Motortransport har med sikkerhed indtaget førstepladsen blandt alle andre kilder til luftforurening. Derfor i Moskva, St. Petersborg og andre større byer smog bliver en hyppig gæst, især i roligt vejr.

For smogforebyggelse er nødvendig :

§ forbedre bilmotorer;

§ effektivt rense udstødningsgasser;

§ Mængden af ​​kulilte produceret i bilmotorer kan reduceres ved at brænde den til mindre farlig kuldioxid. Forøgelse af andelen af ​​luft i den brændbare blanding hjælper med at reducere emissionen af ​​ikke kun CO, men også uforbrændte kulbrinter. De mest effektive er katalysatorer, hvor carbonmonoxid og uforbrændte carbonhydrider oxideres til carbondioxid og vand, og nitrogenoxider reduceres til molekylært nitrogen. Desværre kan katalytiske efterbrændere ikke bruges, når man tanker en bil med blyholdig benzin. Sådan benzin indeholder blyforbindelser, der irreversibelt forgifter katalysatoren. Ak, blyholdig benzin er stadig meget brugt i vort land;

§ For at reducere udledningen af ​​svovldioxid fjernes svovlforbindelser først fra olien, og udstødningsrøggasserne renses yderligere. Frigivelsen af ​​svovlforbindelser til atmosfæren kan også reduceres ved at brænde fast brændsel i en fluid bed. Partikelemissioner fra termiske kraftværker reduceres ved at bruge elektrostatiske udskillere eller vakuumluftfiltre.

Sur udfældning– dette er enhver nedbør (regn, tåge, sne), hvis surhedsgrad er lavere end normalt på grund af dens forsuring af lufturenheder. Sur udfældning omfatter også tab af tørre sure partikler fra atmosfæren (også kendt som syreaflejringer).

Udtrykket "syreregn" blev opfundet i 1872. engelsk ingeniør Robert Smith i sin monografi Air and Rain: The Beginnings of Chemical Climatology. I fravær af forurenende stoffer i luften er reaktionen af ​​regnvand let sur (pH = 5,6), da det let opløses kuldioxid fra luften for at danne svag kulsyre. Derfor bør nedbør med en pH-værdi på 5,5 mere præcist kaldes sur.

Kemisk analyse af sur udfældning viser tilstedeværelsen af ​​svovlsyre (H 2 SO 4) og salpetersyre (HNO 3). Tilstedeværelsen af ​​svovl og nitrogen i disse formler indikerer, at problemet er relateret til frigivelsen af ​​disse elementer i atmosfæren. Når brændstof afbrændes, frigives svovldioxid til luften, og atmosfærisk nitrogen reagerer også med atmosfærisk oxygen og danner nitrogenoxider. Derfor er betingelserne for dannelsen af ​​sur nedbør den massive indtrængning i atmosfæren af ​​svovldioxid (SO 2) og nitrogenoxider (NO 2 osv.), som på grund af deres opløsning i vand forsurer nedbøren:

SO 3 + H 2 O ® H 2 SO 4,

N02 + H2O® HNO3.

Surhedsgraden af ​​sedimenter skyldes normalt tilstedeværelsen af ​​svovlsyre 2/3 og salpetersyre 1/3.

Figur 2. Mekanisme for dannelse af sur udfældning

Surhedsgraden af ​​nedbør afhænger både af mængden af ​​syrer (niveauet af atmosfærisk forurening med svovl- og nitrogenoxider) og af mængden af ​​vand, der kommer ind i jorden i form af nedbør. pH-værdien falder (hvilket betyder, at surhedsgraden stiger) af nedbør i følgende rækkefølge: kraftig regn ® støvregn ® tåge. Sur dug, som dannes af sure aflejringer (tør sur nedbør) på overfladen af ​​planter og andre genstande, når den falder, kan have betydelig surhed. lille mængde dryppende vand (dug).

Sur udfældning illustrerer tærskeleffekten. De fleste jordbund, søer og floder indeholder alkaliske kemikalier, der kan reagere med nogle syrer og neutralisere dem. Men regelmæssig, langvarig eksponering for syrer udtømmer de fleste af disse forsurende midler. Så begynder som pludselig massedøden af ​​træer og fisk i søer og floder. Når dette sker, er det for sent at træffe foranstaltninger for at forhindre alvorlig skade. Forsinkelsen er 10 - 20 år.

Kilder udslip af svovl- og nitrogenoxider til atmosfæren: termiske kraftværker (der arbejder på lavkvalitets kul og brændselsolie); industrielle kedelhuse; udstødningsgasser fra motorkøretøjer osv. De resulterende svage opløsninger af svovl- og salpetersyre i atmosfæren kan falde ud i form af nedbør, nogle gange flere dage senere, hundreder af kilometer fra emissionskilden (Figur 2).

Generelt kan surhedsgraden af ​​nedbør, især på steder, hvor industrivirksomheder er koncentreret, være 10-1000 gange højere end normalt.

Dynamik. Sur regn blev først bemærket i Vesteuropa, især i Skandinavien, og Nordamerika i 1950'erne Nu eksisterer dette problem i hele den industrielle verden og er blevet det særlig betydning på grund af øget teknogene emissioner af svovl og nitrogenoxider.

I gennemsnit er surhedsgraden af ​​nedbør, som hovedsageligt falder i form af regn i Vesteuropa og Nordamerika over et område på næsten 10 millioner km 2, 5-4,5, og tåger her har ofte en pH-værdi på 3-2,5 .

I Rusland mest høje niveauer nedfald af oxiderede svovl- og nitrogenoxider (op til 750 kg/km2 pr. år) over store områder (flere tusinde km2) observeres i tætbefolkede og industrielle regioner i landet - i den nordvestlige, centrale, centrale sorte jord, Ural og andre regioner ; i lokale områder (op til 1 tusinde km2 i areal) - i umiddelbar nærhed af metallurgiske virksomheder, store statslige distriktskraftværker samt store byer og industricentre (Moskva, Skt. Petersborg, Omsk, Norilsk, Krasnoyarsk, Irkutsk, osv.), mættet kraftværker og motortransport. De mindste pH-værdier for nedbør på disse steder når 3,1-3,4. Republikken Sakha (Yakutia) er anerkendt som den mest gunstige region i denne henseende.

Et specifikt træk ved sur regn er dens grænseoverskridende natur på grund af overførsel af syredannende emissioner fra luftstrømme over lange afstande - hundreder og endda tusinder af kilometer. Dette lettes i høj grad af den engang vedtagne "høj skorstenspolitik" som effektivt middel mod jordens luftforurening.

Næsten alle lande er samtidig "eksportører" af deres egne og "importører" af andres emissioner. Det største bidrag til den grænseoverskridende forsuring af det russiske naturmiljø med svovlforbindelser ydes af Ukraine, Polen og Tyskland.

Omkring 75% af den sure aflejring, der falder i Canada, er blæst fra USA, og kun 15% af den sure aflejring, der falder i de nordøstlige stater, kommer fra emissioner inden for Canada. Denne store positive balance af syreaflejringstransport mellem USA og Canada førte til anstrengte forhold mellem de to lande.

Canadiske videnskabsmænd og embedsmænd og mange amerikanske videnskabsmænd har kritiseret den amerikanske regering for ikke at bevæge sig hurtigt nok til at reducere skadelige emissioner fra industrianlæg og kraftværker med mindst 50 %. Ontarios miljøministerium anslår, at sur aflejring truer 48.000 canadiske søer og deres sportsfiskeri på 1,1 milliarder dollar om året og 10 milliarder dollar om året turistindustri. Canadiere er også bekymrede over, at sur aflejring skader skovbrug og relaterede industrier, som beskæftiger én ud af 10 mennesker i landet og genererer 14 milliarder dollars om året.

Konsekvenserne af sur nedbør er begrænset til en negativ indvirkning på økosystemkomponenter:

1. Sur nedbør fører til skovforringelse på grund af direkte forbrændinger af plantevæv, udvaskning af næringsstoffer fra jord og nedsat planteresistens over for skadedyr og sygdomme. Udvaskningen af ​​aluminium og tungmetaller fra jorden af ​​indkommende syrer og deres yderligere indtrængen i planter eller vandområder forårsager forgiftning af organismer. Skove tørrer ud, og tørre toppe udvikler sig over store områder. Syre øger mobiliteten af ​​aluminium i jord, hvilket er giftigt for små rødder, og dette fører til undertrykkelse af løv og nåle og skørhed af grene. Nåletræer er især ramt, fordi nåle udskiftes sjældnere end blade, og derfor ophober sig flere skadelige stoffer i samme periode. Nåletræer De bliver gule, deres kroner tynder ud, og små rødder er beskadiget. Men også løvtræer Bladenes farve ændrer sig, løvet falder af for tidligt, en del af kronen dør, og barken beskadiges. Naturlig regenerering af nåletræer og løvskove sker ikke. I midten af ​​70'erne begyndte det at blive bemærket, at grankrat begyndte at gulne og smuldre 50 millioner hektar skov i 25 europæiske lande, der led af en kompleks blanding af forurenende stoffer, herunder sur regn. Eksempler:

§ I Holland og Storbritannien var omkring en tredjedel af træerne i 1986 "helt eller moderat nøgne." I Tyskland skete det samme med 20 %, i Tjekkoslovakiet og Schweiz med omkring 16 % af træerne.

§ I Tyskland blev 30 %, og nogle steder 50 % af skovene beskadiget. Og alt dette sker langt fra byer og industricentre. Det viste sig, at årsagen til alle disse problemer er sur regn.

§ Desuden har luftforurening fra termiske kraftværker og termiske kraftværker ført, som forskerne mener, til et nyt fænomen med skader på nogle typer bløde træarter, samt til et hurtigt og samtidig fald i væksthastigheden på kl. mindst seks arter af nåletræer.

3. Skandinavien følte en særlig negativ påvirkning fra "sur regn". I 70'erne i floder og søer fisk begyndte at forsvinde i de skandinaviske lande, sneen i bjergene vendte grå, blade fra træerne dækkede jorden før tid. Meget snart blev de samme fænomener bemærket i USA, Canada og Vesteuropa. pH-værdien varierer i forskellige vandområder, men uforstyrret naturlige miljø rækkevidden af ​​disse ændringer er strengt begrænset. Naturlige farvande og jord har bufferegenskaber, de er i stand til at neutralisere bestemt del syrer og skåner miljøet. Det er dog indlysende, at naturens bufferkapacitet ikke er ubegrænset. Intensiteten af ​​påvirkningen afhænger af økosystemets bufferkapacitet. Bufferens muligheder er imidlertid begrænsede med den kontinuerlige indtræden af ​​sur nedbør i økosystemet, den forbruges kemisk, og der kommer et punkt, hvor selv en lille; videre ankomst syre fører til et fald i pH i økosystemets biotop. Efterhånden som pH falder i akvatiske økosystemer, falder reproduktionskapaciteten, og død (primært af mere primitive) organismer bemærkes; Langsigtede fødekæder forstyrres ikke kun i vand, men også i terrestriske økosystemer tæt på vand. Optaget:

§ Nedsat evne til at reproducere laks og ørred ved pH< 5,5.

§ Død og nedsat produktivitet af mange arter af fytoplankton, når pH<6 – 8.

§ Afbrydelse af kvælstofkredsløbet i søer, når pH-værdien går fra 5,4 til 5,7.

§ Skader på trærødder og død af mange fiskearter på grund af frigivelse af aluminium, bly, kviksølv og cadmiumioner fra jord og bundsedimenter.

4. Canadiske økologer var i stand til at fastslå, at befolkningen af ​​koralrev indbyggere Caribiske Hav fiskebestanden er faldet med 32-72% over de seneste 10-15 år. Det rapporterer Science NOW. Økologer nævner flere mulige årsager til faldet i koraller. Blandt dem er en stigning i vandets surhedsgrad på grund af stigende niveauer af CO 2 i atmosfæren og stigende havtemperaturer.

5. Sur regn dræber ikke kun dyrelivet, men også ødelægge arkitektoniske monumenter . Holdbar, hård marmor, en blanding af calciumoxider (CaO og CO 2), reagerer med en opløsning af svovlsyre og bliver til gips (CaSO 4). Temperaturændringer, regn og blæst ødelægger dette bløde materiale. Historiske monumenter i Grækenland og Rom, der har stået i årtusinder, er blevet ødelagt lige foran vores øjne i de seneste år. Den samme skæbne truer Taj Mahal, et mesterværk af indisk arkitektur fra Mughal-perioden, og i London Tower og Westminster Abbey. Ved St. Paul's Cathedral i Rom er et lag af Portland-kalksten blevet eroderet en tomme I Holland smelter statuerne ved St. John's Cathedral som slik. Det kongelige palads på Dam-pladsen i Amsterdam er tæret af sorte aflejringer. Mere end 100 tusinde værdifulde farvede glasvinduer, der dekorerer katedraler i Tabernacle, Conterbury, Köln, Erfurt, Prag, Bern og andre europæiske byer, kan gå fuldstændigt tabt i de næste 15 - 20 år.

6. En undersøgelse af sundhedshistorier for et stort antal bybeboere viser tydeligt, at byområder med de højeste niveauer af luftforurening har det højeste antal luftvejssygdomme og den laveste gennemsnitlige levealder. Effekt på mennesker og produkter:

· allergiske reaktioner på hud og slimhinder hos mennesker;

· for tidligt slid på grund af accelereret korrosion af bygninger, strukturer, arkitektoniske monumenter (lavet af marmor);

· landbrugsjordens produktivitet reduceres kraftigt.

Foranstaltninger til at reducere de destruktive virkninger af sur nedbør. Det er nødvendigt at redde naturen fra forsuring. For at gøre dette vil det være nødvendigt kraftigt at reducere udledningen af ​​svovl- og nitrogenoxider til atmosfæren, men først og fremmest svovldioxid, da det er svovlsyre og dens salte, der står for 70-80 % af surhedsgraden af ​​regn, der falder i almindelighed. afstande fra stedet for industrielle emissioner.

Vandområder beskadiget af sur regn kan få nyt liv af små mængder fosfatgødning; de hjælper plankton med at absorbere nitrater, hvilket fører til et fald i vandets surhedsgrad. Fosfat er billigere at bruge end kalk, og fosfat har også mindre indflydelse på vandkemien.

En af foranstaltningerne til at kontrollere syreaflejringen er overvågning. Observationer af den kemiske sammensætning og surhedsgrad af nedbør i Rusland udføres af 131 stationer, der tager samlede prøver til kemisk analyse, og 108 punkter, hvor kun pH-værdien straks måles.

Snedækkets forureningskontrolsystem i Rusland udføres på 625 punkter, der undersøger et område på 15 millioner km 2. Der udtages prøver for tilstedeværelse af sulfationer, ammoniumnitrat, tungmetaller, og pH-værdien bestemmes.

Udtrykkets historie

Udtrykket "sur regn" blev først opfundet i år af den engelske forsker Robert Smith. Den victorianske smog i Manchester fangede hans opmærksomhed. Og selvom datidens videnskabsmænd afviste teorien om eksistensen af ​​sur regn, er der i dag ingen, der tvivler på, at sur regn er en af ​​årsagerne til livets død i vandområder, skove, afgrøder og vegetation. Derudover ødelægger sur regn bygninger og kulturminder, rørledninger, gør biler ubrugelige, reducerer jordens frugtbarhed og kan føre til, at giftige metaller siver ned i grundvandsmagasinerne. Vandet af almindelig regn er også en let sur opløsning. Dette sker, fordi naturlige atmosfæriske stoffer som kuldioxid (CO2) reagerer med regnvand. Dette producerer svag kulsyre (CO2 + H2O -> H2CO3). . Mens pH-værdien af ​​regnvand ideelt set er 5,6-5,7, det virkelige liv Regnvandets pH-værdi i et område kan være forskellig fra regnvandsværdien i et andet område. Dette afhænger først og fremmest af sammensætningen af ​​gasser indeholdt i atmosfæren i et bestemt område, såsom svovloxid og nitrogenoxider. I 2009 opfandt den svenske videnskabsmand Svante Arrhenius to udtryk - syre og base. Han kaldte syrer for stoffer, der, når de er opløst i vand, danner frie positivt ladede hydrogenioner (H+). Han kaldte baser for stoffer, der, når de er opløst i vand, danner frie negativt ladede hydroxidioner (OH-). Udtrykket pH bruges som en indikator for vandets surhedsgrad. Udtrykket pH betyder, oversat fra engelsk, en indikator for graden af ​​koncentration af brintioner.

Kemiske reaktioner

Det skal bemærkes, at selv normalt regnvand har en let sur (pH ca. 6) reaktion på grund af tilstedeværelsen af ​​kuldioxid i luften. Sur regn dannes ved en reaktion mellem vand og forurenende stoffer som svovloxid (SO2) og forskellige nitrogenoxider (NOx). Disse stoffer udsendes til atmosfæren ved vejtransport som et resultat af aktiviteterne i metallurgiske virksomheder og kraftværker. Svovlforbindelser (sulfider, naturligt svovl og andre) er indeholdt i kul og malme (især mange sulfider i brunkul), når de brændes eller brændes, dannes flygtige forbindelser - svovloxid (IV) - SO 2 - svovldioxid, svovl oxid (VI) - SO 3 - svovlsyreanhydrid, svovlbrinte - H 2 S (i små mængder, med utilstrækkelig fyring eller ufuldstændig forbrænding, ved lav temperatur). Forskellige kvælstofforbindelser findes i kul, og især i tørv (da nitrogen ligesom svovl er en del af de biologiske strukturer, hvorfra disse mineraler er dannet). Når sådanne fossiler brændes, dannes der nitrogenoxider (syreoxider, anhydrider) - for eksempel nitrogenoxid (IV) NO 2. Reagerer med atmosfærisk vand (ofte under påvirkning af solstråling, såkaldte "fotokemiske reaktioner"). de bliver til sure opløsninger - svovlholdige, svovlholdige, nitrogenholdige og nitrogenholdige. Så falder de sammen med sne eller regn til jorden.

Miljømæssige og økonomiske konsekvenser

Konsekvenserne af sur regn er observeret i USA, Tyskland, Tjekkiet, Slovakiet, Holland, Schweiz, Australien, republikkerne i det tidligere Jugoslavien og mange andre lande rundt om på kloden. Sur regn har en negativ indvirkning på vandområder - søer, floder, bugter, damme - og øger deres surhedsgrad til et sådant niveau, at flora og fauna dør i dem. Der er tre stadier af virkningen af ​​sur regn på vandområder. Den første fase er den indledende fase. Med en stigning i vandets surhedsgrad (pH-værdier mindre end 7), begynder vandplanter at dø, hvilket fratager andre dyr reservoiret for mad, mængden af ​​ilt i vandet falder, og alger (brun-grønne) begynder at hurtigt udvikle. Den første fase af eutrofiering (sumpning) af et reservoir. Ved pH6 surhedsgrad dør ferskvandsrejer. Den anden fase - surhedsgraden stiger til pH5,5, bundbakterier dør, som nedbryder organisk stof og blade, og organisk affald begynder at samle sig i bunden. Så dør plankton, det lillebitte dyr, der danner grundlaget fødekæde reservoir og lever af stoffer dannet under nedbrydning af bakterier organisk stof. Den tredje fase - surhedsgraden når pH 4,5, alle fisk, de fleste frøer og insekter dør. Det første og andet trin er reversible, når virkningen af ​​sur regn på reservoiret ophører. Efterhånden som organisk materiale ophobes i bunden af ​​vandmasser, begynder giftige metaller at udvaskes. Øget surhedsgrad vand fremmer højere opløselighed af farlige metaller såsom aluminium, cadmium og bly fra sedimenter og jord. Disse giftige metaller udgør en risiko for menneskers sundhed. Mennesker, drikkevand med høje niveauer af bly eller som spiser fisk med høje niveauer af kviksølv kan blive alvorligt syge. Sur regn skader ikke kun vandflora og fauna. Det ødelægger også vegetation på land. Forskere mener, at selvom mekanismen endnu ikke er fuldt ud forstået, "fører en kompleks blanding af forurenende stoffer, herunder sur nedbør, ozon og tungmetaller, tilsammen skovforringelse. Økonomiske tab fra sur regn i USA er ifølge en undersøgelse anslået til østkysten 13 millioner dollars og ved udgangen af ​​århundredet vil tabene nå op på 1.750 milliarder dollars fra skovtab; $8.300 milliarder i afgrødetab (alene i Ohio River Basin) og $40 millioner i medicinske udgifter alene i Minnesota. Den eneste måde at ændre situationen til det bedre er ifølge mange eksperter at reducere mængden af ​​skadelige emissioner til atmosfæren.

Litteratur

Wikimedia Foundation.

2010.

Se, hvad "Acid rain" er i andre ordbøger: - (sur regn) nedbør (inklusive sne), forsuret (pH under 5,6) på grund af det øgede indhold af industrielle emissioner i luften, hovedsageligt SO2, NO2, HCl osv. Som følge af at sur regn trænger ind i jordoverfladelaget og... Stor

Encyklopædisk ordbog<4,5. Образуются при взаимодействии атмосферной влаги с транспортно промышленными выбросами (главным образом серы диоксид, а также азота … - (sur regn), karakteriseret ved et højt indhold af syrer (hovedsageligt svovlsyre); pH-værdi

Moderne encyklopædi Regn forårsaget af atmosfærisk forurening med svovldioxid (SO2). De har en biocid effekt, især død af fisk (f.eks. i skandinaviens farvande på grund af overførsel af plæneemissioner i industribyerne i England). Økologisk Ordbog. Alma Ata: ... ...

Økologisk ordbog sur regn - – regn med pH 5,6. Generel kemi: lærebog / A. V. Zholnin ...

- (sur regn), nedbør (inkl. sne), forsuret (pH under 5,6) på grund af det øgede indhold af industrielle emissioner i luften, hovedsageligt SO2, NO2, HCl osv. Som følge af at sur regn trænger ind i overfladelaget jord ... Encyklopædisk ordbog

En af de typer af intens miljøforurening, som er udfældning af dråber af svovlsyre og salpetersyre med regn, som følge af reaktionen mellem svovl og nitrogenoxider, der udsendes til luften af ​​industrielle virksomheder og transport... ... Geografisk encyklopædi

Sur regn- (sur regn), kemisk forurening af vandressourcer, flora og fauna forårsaget af udledning af udstødningsgasser som følge af forbrænding af fossile brændstoffer. Surhedsgraden af ​​regn, sne og tåge stiger på grund af absorptionen af ​​udstødningsgasser, hovedsageligt... ... Folk og kulturer

- (sur regn), atm. nedbør (inkl. sne), forsuret (pH under 5,6) på grund af øget industrielt luftindhold emissioner, kap. arr. SO2, NO2, HCl osv. Som følge af indtrængen af ​​syre i jord- og vandområders overfladelag opstår der forsuring, som... ... Naturvidenskab. Encyklopædisk ordbog

Sur regn- er forårsaget af tilstedeværelsen i atmosfæren af ​​svovl- og nitrogendioxider, som opstår på grund af oxidation af svovl og nitrogen under forbrænding af fossile brændstoffer. Yderligere oxidation sker i skyer, reaktioner, hvori katalyseres af ozon,... ... Begyndelsen af ​​moderne naturvidenskab