Robert Smith-forsker sur nedbør. Hvordan håndtere sur nedbør: grunnleggende metoder

Begrepet "surt regn" ble introdusert av den engelske kjemikeren R.E. Smith for mer enn 100 år siden.

I 1911 ble det registrert tilfeller av fiskedød som følge av forsuring av naturlig vann i Norge. Det var imidlertid først på slutten av 60-tallet, da lignende saker i Sverige, Canada og USA vakte offentlig oppmerksomhet, at det oppsto mistanke om at årsaken var regn med høyt innhold av svovelsyre.

Sur nedbør er nedbør (regn, snø) med en pH mindre enn 5,6 (høy surhet).

Sur nedbør dannes ved industrielle utslipp av svoveldioksid og nitrogenoksider til atmosfæren, som i kombinasjon med atmosfærisk fuktighet danner svovelsyre og salpetersyre. Som et resultat blir regn og snø forsuret (pH-tall under 5,6). I Bayern (Tyskland), i august 1981, falt regn med en surhet pH = 3,5. Maksimal registrert nedbørssyre i Vest-Europa- pH = 2,3.

De totale globale menneskeskapte utslippene av svovel- og nitrogenoksider utgjør årlig mer enn 255 millioner tonn (1994). Syredannende gasser forblir i atmosfæren i lang tid og kan reise over avstander på hundrevis og til og med tusenvis av kilometer. Dermed ender en betydelig del av Storbritannias utslipp i nordiske land(Sverige, Norge osv.), dvs. med grenseoverskridende transport, og skader deres økonomier.

Alle vet hva vann er. Det er en enorm mengde av det på jorden - en og en halv milliard kubikkkilometer.

Hvis du forestiller deg Leningrad-regionen bunnen av et gigantisk glass og prøv å inneholde alt jordens vann i det, så bør høyden være større enn avstanden fra jorden til månen. Det ser ut til at det er så mye vann at det alltid bør være nok av det. Men problemet er at alle hav har saltvann. Vi, og nesten alle levende ting, trenger ferskvann. Men det er ikke mye av det. Det er derfor vi avsalter vann.

I ferskvann elver og innsjøer inneholder mange løselige stoffer, inkludert giftige, det kan inneholde sykdomsfremkallende mikrober, så det kan ikke brukes, langt mindre drukket, uten ytterligere rensing. Når det regner, vanndråper (eller snøflak når det snør) fanges opp fra luften skadelige urenheter som kom inn i den fra rørene til en fabrikk.

Som et resultat faller det skadelig, såkalt sur nedbør enkelte steder på jorden. Verken planter eller dyr liker det.

De fordelaktige regndråpene har alltid brakt glede til folk, men nå i mange områder av planeten har regn blitt til en alvorlig fare.

Sur nedbør (regn, tåke, snø) er nedbør hvis surhet er høyere enn normalt. Et mål på surhet er pH-verdien (hydrogenverdi). pH-skalaen går fra 02 (ekstremt sur), gjennom 7 (nøytral) til 14 (alkalisk), med nøytralpunktet ( rent vann) har pH=7. Regnvann i ren luft har en pH på 5,6. Jo lavere pH-verdi, jo høyere surhet. Hvis surheten i vannet er under 5,5, anses nedbøren som sur. I store områder industrielt utviklede land Rundt om i verden er det nedbør, hvis surhet overstiger normalen med 10 - 1000 ganger (pH = 5-2,5).

Kjemisk analyse sur nedbør indikerer tilstedeværelsen av svovelsyre (H 2 SO 4) og salpetersyre (HNO 3). Tilstedeværelsen av svovel og nitrogen i disse formlene indikerer at problemet er relatert til frigjøring av disse elementene i atmosfæren. Når drivstoff forbrennes, kommer svoveldioksid inn i luften, og atmosfærisk nitrogen reagerer også med atmosfærisk oksygen og nitrogenoksider dannes.

Disse gassformige produktene (svoveldioksid og nitrogenoksid) reagerer med atmosfærisk vann for å danne syrer (salpetersyre og svovelsyre).

I akvatiske økosystemer sur nedbør forårsake død av fisk og annet vannlevende liv. Forsuring av elve- og innsjøvann påvirker også landdyr alvorlig, siden mange dyr og fugler er en del av næringskjeder som begynner i akvatiske økosystemer.

Sammen med at innsjøer dør, blir også skogforringelse tydelig. Syrer ødelegger det beskyttende voksaktige belegget av blader, noe som gjør planter mer sårbare for insekter, sopp og andre patogener. Under tørke fordamper mer fuktighet gjennom skadede blader.

Utvasking av næringsstoffer fra jorda og frigjøring av giftige elementer bidrar til å bremse treveksten og døden. Man kan tenke seg hva som skjer med ville dyrearter når skog dør.

Hvis ødelagt skogøkosystem, så begynner jorderosjon, tilstopping av vannforekomster, flom og forringelse av vannforsyninger blir katastrofale.

Som følge av forsuring i jorda skjer oppløsning næringsstoffer, avgjørende for planter; Disse stoffene føres med regn inn i grunnvann. Samtidig utvaskes tungmetaller fra jorda, som deretter absorberes av planter og forårsaker alvorlig skade på dem. Ved å bruke slike planter til mat, får en person også en økt dose tungmetaller med dem.

Når jordfaunaen forringes, synker avlingene, kvaliteten på landbruksproduktene forringes, og dette medfører som kjent forringelse av folkehelsen.

Under påvirkning av syrer fra steiner og mineraler, aluminium frigjøres, samt kvikksølv og bly. som så havner i overflate- og grunnvann. Aluminium kan forårsake Alzheimers sykdom, en type for tidlig aldring. Tungmetaller som finnes i naturlig vann påvirker nyrene, leveren, sentralt negativt nervesystemet, forårsaker ulike kreftformer. Genetiske konsekvenser tungmetallforgiftning kan ta 20 år eller mer før det vises ikke bare hos de som konsumerer skittent vann, men også blant deres etterkommere.

Sur nedbør korroderer metaller, maling, syntetiske forbindelser og ødelegger arkitektoniske monumenter.

Sur nedbør er mest vanlig i industrialiserte land med høyt utviklede energisystemer. I løpet av et år slipper termiske kraftverk i Russland ut rundt 18 millioner tonn svoveldioksid til atmosfæren, og i tillegg kommer svovelforbindelser takket være vestlig lufttransport fra Ukraina og Vest-Europa.

For å bekjempe sur nedbør må innsatsen rettes mot å redusere utslipp av syredannende stoffer fra kullfyrte kraftverk. Og for dette trenger du:

bruke kull med lavt svovelinnhold eller fjerne svovel fra det

installasjon av filtre for rensing av gassformige produkter

bruk av alternative energikilder

De fleste forblir likegyldige til problemet surt regn. Kommer du til å vente likegyldig på ødeleggelsen av biosfæren eller skal du ta grep?

Fjerning, behandling og deponering av avfall fra fareklasse 1 til 5

Vi samarbeider med alle regioner i Russland. Gyldig lisens. Et komplett sett med avsluttende dokumenter. Individuell tilnærming til kunden og fleksibel prispolitikk.

Ved å bruke dette skjemaet kan du sende inn en forespørsel om tjenester, be om et kommersielt tilbud eller motta en gratis konsultasjon fra våre spesialister.

Sur nedbør er en blanding av materialer, både våte og tørre, som faller til jorden fra atmosfæren. De inneholder økt nivå salpetersyre og svovelsyre. Enkelt sagt betyr dette at regnet blir surt på grunn av tilstedeværelsen av forurensninger i luften. Luften endrer sammensetning på grunn av utslipp fra biler og produksjonsprosesser. Hovedkomponenten i sur nedbør er nitrogen. Sur nedbør inneholder også svovel.

Forbrenning av fossilt brensel og industri, som først og fremst slipper ut nitrogenoksider (NOx) og svoveldioksid (SO2), forårsaker irreversible endringer i atmosfæren. Surhet bestemmes ut fra pH-nivået i vanndråpene. Normal regnvann har et lett surt miljø med et pH-område på 5,3-6,0. Karbondioksid og vann som finnes i luften reagerer sammen og danner karbonsyre, som er en svak syre. Når pH-nivået til regnvann faller under dette området, dannes det nevnte nedbør.

Når disse gassene reagerer med vann og oksygenmolekyler, dannes svovelsyre og salpetersyre, blant andre kjemikalier som finnes i atmosfæren. De kalles også kjemiske forbindelser middels surhet. De fører vanligvis til forvitring av materie, korrosjon av metall og avskalling av maling på overflaten av bygninger.

Vulkanutbrudd inneholder også visse kjemikalier som kan forårsake sur nedbør.

I tillegg fører forbrenning av fossilt brensel, drift av fabrikker og kjøretøy som følge av menneskelige aktiviteter også til en økning i surheten til formasjoner i atmosfæren. For tiden, stort antall Sur nedbør forekommer i Sørøst-Canada, de nordøstlige delstatene i Amerika og de fleste europeiske land. Russland, Sverige, Norge og Tyskland lider sterkt av dem, det sier i hvert fall upartisk statistikk. I tillegg, i i det siste Sur nedbør er observert i Sør-Asia, Sør-Afrika

, Sri Lanka og Sør-India.

Nedbørsformer

Sur nedbør kommer i to former
våt

tørke Hver av dem påvirker jordens overflate annerledes. Og hver av dem består av forskjellige kjemiske elementer

. Det antas at tørre former for nedbør er mer skadelige, siden de sprer seg over store avstander, og krysser ofte ikke bare grensene til byer, men også stater.

Når været er fuktig, faller syrer til bakken i form av regn, sludd eller tåke. Klimaet tilpasser seg, drevet av behovet for å reagere. Syrer fjernes fra atmosfæren og avsettes på jordoverflaten. Når syren når bakken, har den negativ innvirkning for et stort antall arter av dyr, planter og vannlevende organismer. Vann kommer inn i elver og kanaler, som blandes med sjøvann, og dermed påvirke marint miljø habitat.

Tørr nedbør

Det er en blanding av sure gasser og partikler. Omtrent halvparten av surheten i atmosfæren faller tilbake til jorden gjennom tørr avsetning. Hvis vinden blåser i områder der det er tørt vær, blir sure forurensninger til støv eller røyk og faller til bakken som tørre partikler. Disse stoffene har en negativ innvirkning på biler, hus, trær og bygninger. Nesten 50 % av sure forurensninger fra atmosfæren returneres gjennom tørr nedbør. Disse sure forurensningene kan vaskes av jordoverflaten ved nedbør. Deretter surhetsnivået vannressurser stiger enda mer.

Hvis våt nedbør før eller siden fordamper tilbake til atmosfæren, tetter tørr nedbør porene til trebladene i skoger.

Historie

Surt regn og interessante fakta de har vært kjent ganske lenge. Sur nedbør ble først nevnt tilbake på 1800-tallet, under den industrielle revolusjonen. Den skotske kjemikeren Robert Angus Smith var den første som rapporterte om dette fenomenet i 1852. Han viet livet sitt til å forske på sammenhengen mellom sur nedbør og luftforurensning i Manchester, England. Arbeidet hans kom først til offentlig oppmerksomhet på 1960-tallet. Begrepet ble laget i 1972 da The New York Times publiserte rapporter om effektene av klimaendringer på skogveksten.

Sur nedbør er en kilde til både naturkatastrofer og menneskeskapte katastrofer. Men her oppstår den motsatte effekten. Det er disse katastrofene som oftest er kildene til sur nedbør. Hovedårsaken til dette er forbrenning av fossilt brensel, som er ledsaget av utslipp av svoveldioksid (SO2) og nitrogenoksider (NOx) til atmosfæren.

Naturlige kilder

Naturlige kilder til problematisk nedbør:

Den viktigste naturlige årsaken til sur nedbør er vulkanske utslipp. Vulkaner avgir syredannende gasser som skaper unormal surhet. På dette bakteppet faller rekordmengder med nedbør. Jorden lider av fenomener som tåke og snø. Vegetasjon og helsen til beboere i nærheten av vulkanske formasjoner lider.
Råtnende vegetasjon skogbranner Og biologiske prosesser i miljøet og generere sur nedbør, og danner gasser.
Dimetylsulfid er et typisk eksempel på de viktigste biologiske kildene til svovelholdige grunnstoffer i atmosfæren. Det er utslippene som reagerer med vannmolekyler ved hjelp av elektrisk aktivitet. Salpetersyre blir sur nedbør.

Teknogene kilder

Menneskelige aktiviteter som resulterer i utslipp av kjemiske gasser som svovel og nitrogen er hovedårsaken til sur nedbør. Det er vi, folk, som har skylden for at atmosfæren ødelegger planeten. Disse aktivitetene er knyttet til kilder til luftforurensning. Det er konsekvensene av menneskeskapt virksomhet som fører til utslipp av svovel og nitrogen fra fabrikker, energianlegg og biler. Særlig er bruken av kull til elektrisitetsproduksjon den største kilden til utslipp gassformige stoffer, som fører til sur nedbør.

Biler og fabrikker slipper også ut store mengder gassformige utslipp til luften. Det verste er at denne prosessen gjentas daglig, spesielt i industrialiserte områder av byen med et stort antall bilbevegelse. Disse gassene reagerer i atmosfæren med vann, oksygen og andre kjemikalier for å danne forskjellige sure forbindelser, som svovelsyre, ammoniumnitrat og salpetersyre. Disse eksperimentene resulterer i ekstremt store mengder sur nedbør.

Eksisterende vind fører disse sure blandingene til store områder på tvers av landegrensene. De faller tilbake til jorden i form av sur nedbør eller andre former for nedbør. Etter å ha nådd bakken spredte de seg over overflaten, absorberte i jorda og ender opp i innsjøer, elver og til slutt blandes med sjøvann.

Gassene svoveldioksid (SO2) og nitrogenoksider (NOx) kommer hovedsakelig fra elektrisitet gjennom forbrenning av kull og er årsaken til sur nedbør.

Konsekvenser av sur nedbør

Sur nedbør har betydelige konsekvenser for miljøet og folkehelsen. Innvirkning på vannmiljø veldig stor. Surt regn faller enten direkte på vann eller strømmer gjennom skoger, jorder og veier inn i bekker, elver og innsjøer. Over en periode samler det seg syrer i vannet og senker pH-nivået. Vannplanter og dyr krever et visst pH-nivå. Den må holde seg rundt 4,8 for å overleve. Hvis pH-nivået synker under, blir forholdene fiendtlige for overlevelsen til vannlevende organismer.

Sur nedbør har en tendens til å endre pH og konsentrasjon av aluminium. Dette påvirker i stor grad pH-konsentrasjonsnivået i overflatelaget av vann, og påvirker derved fisk så vel som andre akvatiske livsformer. Når pH-nivået er under 5, vil de fleste egg ikke klekkes.

Under nivåer kan også drepe voksen fisk. Sediment fra vannskiller som slippes ut i elver og innsjøer reduserer biologisk mangfold i elver og innsjøer. Vannet blir surere. Mange arter, inkludert fisk, planter og forskjellige insekter i innsjøer, elver og bekker, har blitt syke, og noen har til og med blitt eliminert helt på grunn av overflødig sur nedbør som har kommet inn i vannressursene.

Politikere, forskere, miljøvernere og forskere ringer i klokkene i et forsøk på å opplyse folk om skaden av sur nedbør. I motsetning til våt nedbør er tørr nedbør vanskeligere å måle. Ved syreavsetninger blir skadelige organismer fra jordoverflaten vasket ut i innsjøer og bekker, noe som kan forårsake ukontrollerbare klimaendringer.

Smog

Luftforurensning

Som følge av forurensning miljø mange lokale og globale miljøproblemer oppstår, som er karakteristisk trekk moderne miljøkrise. De mest kjente av dem er relatert til luftforurensning. Følgende er informasjon om noen av disse fenomenene.

Luftforurensning i omgivelsene- dette er enhver endring i sin tilstand og eiendommer som har negativ innvirkning om menneskers og dyrs helse, planters og økosystemers tilstand. Atmosfærisk forurensning kan være naturlig (naturlig) eller menneskeskapt (menneskeskapt).

Naturlig forurensning luftforurensning er forårsaket av vulkansk aktivitet, forvitring av steiner, vinderosjon, røyk fra skog og steppebranner.

Antropogen forurensning assosiert med utslipp av ulike forurensninger under menneskelige aktiviteter. I sin skala overskrider den naturlig forurensning betydelig.

Skjelne lokale, regionale og global forurensning atmosfære. Et eksempel på lokal forurensning er området Krasnoyarsk, ved siden av KRAZ; regionalt - Putorana-platået i nærheten av Norilsk; globalt - økt CO 2 -innhold i hele klodens moderne atmosfære.

De viktigste forurensningene (forurensningene) er svoveldioksid (SO 2), karbonoksider (CO) og svevestøv. De står for omtrent 98 % av det totale volumet av skadelige stoffer. I tillegg til hovedforurensningene observeres rundt 70 andre typer skadelige stoffer i atmosfæren i byer og store byer, blant dem de vanligste er formaldehyd, hydrogenfluorid, ammoniakk, fenol, benzen, karbondisulfid, etc. Men i mange byer er konsentrasjonen av de viktigste forurensningene svoveldioksid og karbonmonoksid – som oftest overskrider tillatte nivåer.

Hoved kilder luftforurensning er termisk og kjernekraftverk, kjeleanlegg, jernmetallurgibedrifter, kjemisk produksjon, kjøretøyutslipp, gass- og oljeraffinering, avfallsforbrenning.

Følgende hovedtyper av luftforurensning skilles ut: smog, sur nedbør, akkumulering klimagasser og forstyrrelse av ozonskjoldet.

Smog– (i vid forstand) enhver luftforurensning som er synlig for det blotte øye.

Det aller første offisielt registrerte tilfellet av luftforurensning som fikk alvorlige konsekvenser var smog i byen Donora (USA) i 1948. I løpet av 36 timer ble det registrert to dusin dødsfall, hundrevis av innbyggere følte seg veldig syke. Fire år senere, i desember 1952, skjedde en enda mer tragisk hendelse i London. Mer enn 4000 mennesker døde på fem dager på grunn av luftforurensning. Selv om det i de påfølgende årene ble observert alvorlig smog i London og andre byer mer enn én gang, f.eks katastrofale konsekvenser, heldigvis var det ikke flere.

Formasjonsforhold: støv og gass luftforurensning kombinert med ugunstig værforhold (høy luftfuktighet luft, økt solaktivitet), noe som resulterer i en synergistisk (gjensidig forsterkende) effekt. En tilleggsbetingelse for økt smog er rolig vær og temperaturinversjon. Sistnevnte manifesterer seg i blokkering av kald luft over bakken av et lag med overliggende varm luft. Dette skjer når kald luft "lekker" (kiler seg) under varm luft. Som et resultat bevegelse oppover luft blokkeres og forurensninger føres ikke oppover, men akkumuleres over jorden. Fenomenet temperaturinversjon kan forsterkes av reliefffunksjoner. Dermed hindrer fjellene som omgir det forurensede området horisontal utstrømning av forurensninger.

Det er tre typer smog:

· Våt smog (London-type) - en kombinasjon av gassformige forurensninger (hovedsakelig SO 2), støvpartikler og tåkedråper. Konsentrasjoner av svoveloksider, støv og karbonmonoksid når nivåer som er farlige for mennesker. Så i 1952 i London døde mer enn 4000 mennesker av fuktigheten fra smog.

· Iskald smog (Alaskan-type) - en kombinasjon av støv- og gassforurensning og frosne tåkedråper.

· Fotokjemisk smog (Los Angeles-type) - sekundær luftforurensning på grunn av nedbrytning og kjemisk interaksjon av forurensninger, primært nitrogenoksider og flyktige hydrokarboner, under påvirkning av solstråler. Konsekvensen av sekundær atmosfærisk forurensning under fotokjemisk smog er dannelsen av fotokjemiske oksidasjonsmidler (aggressive og skadelige forbindelser O 3 (ozon), CO (karbonmonoksid), peroksylcylintrater (PAN), etc. Bare i Tokyo i 1970 ble denne typen smog forårsaket forgiftning av 10 tusen mennesker, og i 1971 – 28 tusen.

Betingelser for dannelse av fotokjemisk smog. Drivstoffforbrenning i en bilmotor oppstår når høy temperatur, begynner samspillet mellom oksygen og nitrogen, som er en del av den atmosfæriske luften. Atomisk oksygen dannet under dissosiasjonen av oksygenmolekyler er i stand til å splitte et molekyl av relativt inert nitrogen, og sette i gang en kjedereaksjon:

O 2 + lett kvante ® O* + O* (oksygenradikaler)

O* + N 2 ® NO + N*

N* + O 2® NO + O*

Som et resultat oppstår nitrogenmonoksid i avgassene, som, når de slippes ut i atmosfæren, oksideres av atmosfærisk oksygen og blir til nitrogendioksid. Brunt nitrogendioksid er fotokjemisk aktivt. Absorberer lys og dissosierer:

Dermed dukker det opp et reaktivt oksygenatom i luften, som kan reagere for å danne ozon:

O* + O2® O3.

Tilstedeværelsen av ozon er mest karakteristisk trekk fotokjemisk smog. Det dannes ikke under drivstoffforbrenning, men er en sekundær forurensning. Ozon har sterke oksiderende egenskaper, og har en skadelig effekt på menneskers helse og ødelegger mange materialer, først og fremst gummi.

TIL negative konsekvenser smog gjelder:

§ forverring av folks tilstand (hodepine, kvelning, kvalme, allergiske fenomener på huden, øynene, slimhinnene i de øvre luftveiene); kan øke dødeligheten;

§ smog fører til uttørking av vegetasjon og tap av avling;

§ forårsaker for tidlig slitasje på bygninger, metallkonstruksjoner, gummiprodukter mv. For eksempel er Los Angeles-smog mer skadelig for gummi, mens London-smog er mer skadelig for jern og betong.

I dag er det store miljøproblemer med motortransport russiske byer har blitt et alvorlig problem. Dermed utgjør bilutslippene i Moskva og St. Petersburg hundretusenvis av tonn per år. Motortransport har trygt tatt førsteplassen blant alle andre kilder til luftforurensning. Derfor, i Moskva, St. Petersburg og andre større byer smog blir en hyppig besøkende, spesielt i rolig vær.

Til smogforebygging er nødvendig :

§ forbedre bilmotorer;

§ effektivt rense avgasser;

§ Mengden karbonmonoksid som produseres i bilmotorer kan reduseres ved å brenne den til mindre farlig karbondioksid. Å øke andelen luft i den brennbare blandingen bidrar til å redusere utslippet av ikke bare CO, men også uforbrente hydrokarboner. De mest effektive er katalytiske omformere, der karbonmonoksid og uforbrente hydrokarboner oksideres til karbondioksid og vann, og nitrogenoksider reduseres til molekylært nitrogen. Dessverre kan katalytiske etterbrennere ikke brukes når du fyller drivstoff på en bil med blyholdig bensin. Slik bensin inneholder blyforbindelser som irreversibelt forgifter katalysatoren. Akk, blyholdig bensin er fortsatt mye brukt i vårt land;

§ For å redusere utslippene av svoveldioksid fjernes svovelforbindelser først fra oljen, og avgassene renses ytterligere. Frigjøringen av svovelforbindelser til atmosfæren kan også reduseres ved å brenne fast brensel i et fluidisert sjikt. Partikkelutslipp fra termiske kraftverk reduseres ved bruk av elektrostatiske filter eller vakuumluftfiltre.

Sur nedbør– dette er enhver nedbør (regn, tåke, snø), hvis surhet er lavere enn normalt på grunn av forsuring av luftforurensninger. Sur nedbør inkluderer også tap av tørre sure partikler fra atmosfæren (ellers kjent som sure avsetninger).

Begrepet "surt regn" ble laget i 1872. engelsk ingeniør Robert Smith i sin monografi Air and Rain: The Beginnings of Chemical Climatology. I fravær av forurensninger i luften er reaksjonen til regnvann lett sur (pH = 5,6), siden det lett løses opp karbondioksid fra luften for å danne svak karbonsyre. Derfor bør nedbør med en pH-verdi på 5,5 mer nøyaktig kalles sur.

Kjemisk analyse av sur utfelling viser tilstedeværelsen av svovelsyre (H 2 SO 4) og salpetersyre (HNO 3). Tilstedeværelsen av svovel og nitrogen i disse formlene indikerer at problemet er relatert til frigjøring av disse elementene i atmosfæren. Når drivstoff forbrennes, slippes svoveldioksid ut i luften, og atmosfærisk nitrogen reagerer også med atmosfærisk oksygen og danner nitrogenoksider. Derfor er betingelsene for dannelse av sur nedbør den massive inngangen til atmosfæren av svoveldioksid (SO 2) og nitrogenoksider (NO 2, etc.), som på grunn av deres oppløsning i vann forsurer nedbøren:

SO 3 + H 2 O ® H 2 SO 4,

N02 + H2O® HNO3.

Surheten i sedimenter skyldes vanligvis tilstedeværelsen av svovelsyre 2/3 og salpetersyre 1/3.

Figur 2. Mekanisme for dannelse av sur nedbør

Surheten i nedbør avhenger både av mengden syrer (nivået av atmosfærisk forurensning med svovel- og nitrogenoksider) og av mengden vann som kommer inn i jorden i form av nedbør. PH synker (som betyr at surheten øker) av nedbør i følgende rekkefølge: kraftig regn ® duskregn ® tåke. Sur dugg, som dannes fra sure avsetninger (tørr sur nedbør) på overflaten av planter og andre gjenstander når den faller, kan ha betydelig surhet. liten mengde dryppende vann (dugg).

Sur nedbør illustrerer terskeleffekten. De fleste jordsmonn, innsjøer og elver inneholder alkaliske kjemikalier som kan reagere med noen syrer og nøytralisere dem. Regelmessig, langvarig eksponering for syrer tømmer imidlertid de fleste av disse forsuringsmidlene. Så, som plutselig, begynner massedøden av trær og fisk i innsjøer og elver. Når dette skjer, er det for sent å iverksette tiltak for å forhindre alvorlig skade. Forsinkelsen er 10 - 20 år.

Kilder utslipp av svovel- og nitrogenoksider til atmosfæren: termiske kraftverk (arbeider på lavverdig kull og fyringsolje); industrielle kjele hus; avgasser fra motorkjøretøyer osv. De svake løsningene av svovelsyre og salpetersyre i atmosfæren kan falle ut som nedbør, noen ganger flere dager senere, hundrevis av kilometer fra utslippskilden (Figur 2).

Generelt kan surheten av nedbør, spesielt på steder hvor industribedrifter er konsentrert, være 10-1000 ganger høyere enn normalt.

Dynamikk. Sur nedbør ble først notert i Vest-Europa, spesielt i Skandinavia, og Nord-Amerika på 1950-tallet Nå eksisterer dette problemet i hele den industrielle verden, og har blitt det spesiell betydning på grunn av økte teknogene utslipp av svovel og nitrogenoksider.

I gjennomsnitt er surheten av nedbør, som hovedsakelig faller i form av regn i Vest-Europa og Nord-Amerika over et område på nesten 10 millioner km 2, 5-4,5, og tåke her har ofte en pH på 3-2,5 .

I Russland mest høye nivåer nedfall av oksiderte svovel- og nitrogenoksider (opptil 750 kg/km2 per år) over store områder (flere tusen km2) er observert i tettbefolkede og industrielle regioner av landet - i den nordvestlige, sentrale, sentrale svarte jorden, Ural og andre regioner ; i lokale områder (opptil 1 tusen km2 i areal) - i umiddelbar nærhet av metallurgiske virksomheter, store statlige distriktskraftverk, samt store byer og industrisentre (Moskva, St. Petersburg, Omsk, Norilsk, Krasnoyarsk, Irkutsk, etc.), mettet kraftverk og motortransport. Minimum pH-verdier for nedbør på disse stedene når 3,1-3,4. Republikken Sakha (Yakutia) er anerkjent som den mest gunstige regionen i denne forbindelse.

Et spesifikt trekk ved sur nedbør er dens grenseoverskridende natur, på grunn av overføring av syredannende utslipp fra luftstrømmer over lange avstander - hundrevis og til og med tusenvis av kilometer. Dette er i stor grad tilrettelagt av den en gang vedtatte "high chimney policy" som effektivt middel mot bakkens luftforurensning.

Nesten alle land er samtidig «eksportører» av sine egne og «importører» av andres utslipp. Det største bidraget til grenseoverskridende forsuring av det russiske naturmiljøet med svovelforbindelser kommer fra Ukraina, Polen og Tyskland.

Omtrent 75 % av syreavsetningen som faller i Canada er blåst fra USA, og bare 15 % av syreavsetningen som faller i de nordøstlige delstatene kommer fra utslipp i Canada. Denne store positive balansen mellom syreavsetningstransport mellom USA og Canada førte til anstrengte forhold mellom de to landene.

Kanadiske forskere og tjenestemenn og mange amerikanske forskere har kritisert den amerikanske regjeringen for ikke å bevege seg raskt nok til å redusere skadelige utslipp fra industrianlegg og kraftverk med minst 50 %. Ontario Ministry of Environment anslår at sur avsetning truer 48 000 kanadiske innsjøer og deres 1,1 milliarder dollar i året sportsfiske og 10 milliarder dollar i året turistnæringer. Kanadiere er også bekymret for at sur avsetning skader skogbruk og relaterte industrier, som sysselsetter én av 10 personer i landet og genererer 14 milliarder dollar i året.

Konsekvensene av sur nedbør er begrenset til en negativ innvirkning på økosystemkomponenter:

1. Sur nedbør fører til skogforringelse på grunn av direkte forbrenninger av plantevev, utlekking av næringsstoffer fra jord, og redusert planteresistens mot skadedyr og sykdommer. Utlekking av aluminium og tungmetaller fra jorda av innkommende syrer, og deres videre inntreden i planter eller vannforekomster, forårsaker forgiftning av organismer. Skoger tørker ut, og tørre topper utvikler seg over store områder. Syre øker mobiliteten til aluminium i jord, som er giftig for små røtter, og dette fører til undertrykkelse av løvverk og nåler, og sprø grener. Bartrær er spesielt rammet fordi nålene skiftes ut sjeldnere enn bladene, og derfor samler seg flere skadelige stoffer i samme periode. Bartrær De blir gule, kronene tynnes ut, og små røtter blir skadet. Men også løvtrær Fargen på bladene endres, løvet faller av for tidlig, en del av kronen dør, og barken blir skadet. Naturlig regenerering av bartrær og edelløvskoger skjer ikke. På midten av 70-tallet begynte det å bli lagt merke til at grankratt begynte å gulne og smuldre opp 50 millioner hektar skog i 25 europeiske land led av en kompleks blanding av forurensninger, inkludert sur nedbør. Eksempler:

§ I Holland og Storbritannia var omtrent en tredjedel av trærne i 1986 «helt eller moderat nakne». I Tyskland skjedde det samme med 20 %, i Tsjekkoslovakia og Sveits med rundt 16 % av trærne.

§ I Tyskland ble 30 %, og noen steder 50 % av skogene skadet. Og alt dette skjer langt fra byer og industrisentre. Det viste seg at årsaken til alle disse problemene er sur nedbør.

§ I tillegg har atmosfærisk forurensning fra termiske kraftverk og termiske kraftverk ført, som forskerne tror, til et nytt fenomen med skade på enkelte typer myke treslag, samt til et raskt og samtidig fall i veksthastigheten på kl. minst seks arter av bartrær.

3. Skandinavia følte en spesielt negativ påvirkning fra "sur nedbør". På 70-tallet i elver og innsjøer fisk begynte å forsvinne i de skandinaviske landene, snøen i fjellene snudde grå, blader fra trærne dekket bakken på forhånd. Svært snart ble de samme fenomenene lagt merke til i USA, Canada og Vest-Europa. pH-verdien varierer i ulike vannmasser, men uforstyrret naturlig miljø rekkevidden av disse endringene er strengt begrenset. Naturlig vann og jordsmonn har bufferegenskaper, de er i stand til å nøytralisere viss del sur og ta vare på miljøet. Det er imidlertid åpenbart at naturens bufferkapasitet ikke er ubegrenset. Intensiteten av påvirkningen avhenger av bufferkapasiteten til økosystemet. Mulighetene til bufferen er imidlertid begrenset med den kontinuerlige inntreden av sur nedbør i økosystemet, den forbrukes kjemisk, og det kommer et punkt hvor til og med en liten; videre ankomst syre fører til en nedgang i pH i økosystembiotopen. Ettersom pH synker i akvatiske økosystemer, reduseres reproduksjonskapasiteten og død (først og fremst av mer primitive) organismer noteres; Langsiktige næringskjeder forstyrres ikke bare i vann, men også i semi-akvatiske terrestriske økosystemer. Registrert:

§ Redusert evne til å reprodusere laks og ørret ved pH< 5,5.

§ Død og redusert produktivitet av mange arter av planteplankton når pH<6 – 8.

§ Forstyrrelse av nitrogenkretsløpet i innsjøer, når pH-verdien varierer fra 5,4 til 5,7.

§ Skade på trerøtter og død av mange fiskearter på grunn av frigjøring av aluminium, bly, kvikksølv og kadmiumioner fra jord og bunnsedimenter.

4. Kanadiske økologer var i stand til å fastslå at befolkningen av korallrev innbyggere Det karibiske hav fiskebestanden har gått ned med 32-72 % de siste 10-15 årene. Det melder Science NOW. Økologer nevner flere mulige årsaker til nedgangen i koralltallet. Blant dem er en økning i vannets surhet på grunn av økende nivåer av CO 2 i atmosfæren og stigende havtemperaturer.

5. Sur nedbør dreper ikke bare dyrelivet, men også ødelegge arkitektoniske monumenter . Slitesterk, hard marmor, en blanding av kalsiumoksider (CaO og CO 2), reagerer med en løsning av svovelsyre og blir til gips (CaSO 4). Temperaturendringer, regn og vind ødelegger dette myke materialet. Historiske monumenter i Hellas og Roma, etter å ha stått i årtusener, har blitt ødelagt rett foran øynene våre de siste årene. Den samme skjebnen truer Taj Mahal, et mesterverk av indisk arkitektur fra Mughal-perioden, og i London Tower og Westminster Abbey. Ved St. Paul's Cathedral i Roma er et lag med Portland-kalkstein erodert en tomme I Holland smelter statuene ved St. John's Cathedral som godteri. Det kongelige palasset på Dam-plassen i Amsterdam er tæret av svarte avleiringer. Mer enn 100 tusen verdifulle glassmalerier som dekorerer katedralene i Tabernacle, Conterbury, Köln, Erfurt, Praha, Bern og andre europeiske byer kan gå helt tapt i løpet av de neste 15 - 20 årene.

6. En studie av helsehistoriene til et stort antall urbane innbyggere viser tydelig at byområder med høyest nivåer av luftforurensning har det høyeste antallet luftveissykdommer og lavest gjennomsnittlig levealder. Effekt på mennesker og produkter:

· allergiske reaksjoner på hud og slimhinner hos mennesker;

· for tidlig slitasje på grunn av akselerert korrosjon av bygninger, strukturer, arkitektoniske monumenter (laget av marmor);

· Produktiviteten til jordbruksareal er kraftig redusert.

Tiltak for å redusere destruktive effekter av sur nedbør. Det er nødvendig å redde naturen fra forsuring. For å gjøre dette vil det være nødvendig å kraftig redusere utslippene av svovel- og nitrogenoksider til atmosfæren, men først og fremst svoveldioksid, siden det er svovelsyre og dens salter som står for 70–80 % av surheten til regn som faller for øvrig. avstander fra stedet for industrielle utslipp.

Vannforekomster skadet av sur nedbør kan gis nytt liv av små mengder fosfatgjødsel; de hjelper plankton med å absorbere nitrater, noe som fører til en reduksjon i vannets surhet. Fosfat er rimeligere å bruke enn kalk, og fosfat har også mindre innvirkning på vannkjemien.

Et av tiltakene for å kontrollere syreavsetningen er overvåking. Observasjoner av den kjemiske sammensetningen og surheten av nedbør i Russland utføres av 131 stasjoner som tar totalprøver for kjemisk analyse, og 108 punkter der bare pH-verdien umiddelbart måles.

Snødei Russland utføres på 625 punkter, og kartlegger et område på 15 millioner km 2. Det tas prøver for tilstedeværelse av sulfationer, ammoniumnitrat, tungmetaller, og pH-verdien bestemmes.

Begrepets historie

Begrepet "surt regn" ble først laget i år av den engelske forskeren Robert Smith. Den viktorianske smogen i Manchester fanget oppmerksomheten hans. Og selv om vitenskapsmenn fra den tiden avviste teorien om eksistensen av sur nedbør, er det i dag ingen som tviler på at sur nedbør er en av årsakene til livets død i vannforekomster, skoger, avlinger og vegetasjon. I tillegg ødelegger sur nedbør bygninger og kulturminner, rørledninger, gjør biler ubrukelige, reduserer jordens fruktbarhet og kan føre til at giftige metaller siver ned i akviferer. Vannet av vanlig regn er også en lett sur løsning. Dette skjer fordi naturlige atmosfæriske stoffer som karbondioksid (CO2) reagerer med regnvann. Dette gir svak karbonsyre (CO2 + H2O -> H2CO3). . Mens pH-verdien til regnvann ideelt sett er 5,6-5,7, det virkelige liv PH-verdien til regnvann i ett område kan være forskjellig fra regnvannet i et annet område. Dette avhenger først og fremst av sammensetningen av gasser som finnes i atmosfæren i et bestemt område, for eksempel svoveloksid og nitrogenoksider. Samme år skapte den svenske forskeren Svante Arrhenius to begreper - syre og base. Han kalte syrer stoffer som, når de er oppløst i vann, danner frie positivt ladede hydrogenioner (H+). Han kalte baser stoffer som, når de er oppløst i vann, danner frie negativt ladede hydroksidioner (OH-). Begrepet pH brukes som en indikator på surheten til vannet. Begrepet pH betyr, oversatt fra engelsk, en indikator på graden av konsentrasjon av hydrogenioner.

Kjemiske reaksjoner

Det skal bemerkes at selv normalt regnvann har en lett sur (pH ca. 6) reaksjon på grunn av tilstedeværelsen av karbondioksid i luften. Sur nedbør dannes ved en reaksjon mellom vann og forurensende stoffer som svoveloksid (SO2) og ulike nitrogenoksider (NOx). Disse stoffene slippes ut i atmosfæren ved veitransport, som et resultat av virksomheten til metallurgiske virksomheter og kraftverk. Svovelforbindelser (sulfider, naturlig svovel og andre) finnes i kull og malm (spesielt mye sulfider i brunkull), når de brennes eller brennes, dannes flyktige forbindelser - svoveloksid (IV) - SO 2 - svoveldioksid, svovel oksid (VI) - SO 3 - svovelsyreanhydrid, hydrogensulfid - H 2 S (i små mengder, med utilstrekkelig fyring eller ufullstendig forbrenning, ved lav temperatur). Ulike nitrogenforbindelser finnes i kull, og spesielt i torv (siden nitrogen, som svovel, er en del av de biologiske strukturene som disse mineralene ble dannet fra). Når slike fossiler brennes, dannes nitrogenoksider (syreoksider, anhydrider) - for eksempel nitrogenoksid (IV) NO 2. Reagerer med atmosfærisk vann (ofte under påvirkning av solstråling, såkalte "fotokjemiske reaksjoner"). de blir til sure løsninger - svovelholdig, svovelholdig, nitrogenholdig og nitrogenholdig. Så, sammen med snø eller regn, faller de til bakken.

Miljømessige og økonomiske konsekvenser

Konsekvensene av sur nedbør er observert i USA, Tyskland, Tsjekkia, Slovakia, Nederland, Sveits, Australia, republikkene i det tidligere Jugoslavia og mange andre land rundt om i verden. Sur nedbør har en negativ innvirkning på vannmasser - innsjøer, elver, bukter, dammer - øker surheten til et slikt nivå at flora og fauna dør i dem. Det er tre stadier av virkningen av sur nedbør på vannforekomster. Den første fasen er den innledende fasen. Med en økning i surhetsgraden i vannet (pH-verdier mindre enn 7), begynner vannplanter å dø, og fratar andre dyr matreservoaret, mengden oksygen i vannet reduseres, og alger (brungrønne) begynner å raskt utvikle. Den første fasen av eutrofiering (sumping) av et reservoar. Ved pH6 surhet dør ferskvannsreker. Det andre stadiet - surheten stiger til pH5,5, bunnbakterier dør, som bryter ned organisk materiale og blader, og organisk rusk begynner å samle seg på bunnen. Så dør plankton, det lille dyret som danner grunnlaget næringskjeden reservoar og lever av stoffer som dannes under nedbrytning av bakterier organisk materiale. Det tredje stadiet - surheten når pH 4,5, all fisk, de fleste frosker og insekter dør. Det første og andre trinnet er reversible når virkningen av sur nedbør på reservoaret opphører. Når organisk materiale samler seg på bunnen av vannforekomster, begynner giftige metaller å lekke ut. Økt surhet vann fremmer høyere løselighet av farlige metaller som aluminium, kadmium og bly fra sedimenter og jord. Disse giftige metallene utgjør en risiko for menneskers helse. Mennesker, drikkevann med høye nivåer av bly eller som spiser fisk med høye nivåer av kvikksølv kan bli alvorlig syke. Sur nedbør skader ikke bare vannflora og fauna. Det ødelegger også vegetasjon på land. Forskere mener at selv om mekanismen ennå ikke er fullt ut forstått, «fører en kompleks blanding av forurensninger, inkludert sur nedbør, ozon og tungmetaller, til sammen skogforringelse. Økonomiske tap fra sur nedbør i USA, ifølge en studie, er beregnet til østkysten 13 millioner dollar og ved slutten av århundret vil tapene nå 1,750 milliarder dollar fra skogtapet; 8,300 milliarder dollar i avlingstap (i Ohio River Basin alene) og 40 millioner dollar i medisinske utgifter i Minnesota alene. Den eneste måten å endre situasjonen til det bedre, ifølge mange eksperter, er å redusere mengden skadelige utslipp til atmosfæren.

Litteratur

Wikimedia Foundation.

2010.

Se hva "Surt regn" er i andre ordbøker: - (sur nedbør) nedbør (inkludert snø), forsuret (pH under 5,6) på grunn av økt innhold av industrielle utslipp i luften, hovedsakelig SO2, NO2, HCl, etc. Som følge av at sur nedbør kommer inn i overflatelaget av jord. og... Stor

Encyklopedisk ordbok<4,5. Образуются при взаимодействии атмосферной влаги с транспортно промышленными выбросами (главным образом серы диоксид, а также азота … - (sur nedbør), preget av et høyt innhold av syrer (hovedsakelig svovelsyre); pH-verdi

Moderne leksikon Regn forårsaket av atmosfærisk forurensning med svoveldioksid (SO2). De har en biocid effekt, spesielt død av fisk (for eksempel i vannet i Skandinavia på grunn av overføring av plenutslipp i industribyene i England). Økologisk ordbok. Alma Ata: ... ...

Økologisk ordbok surt regn - – regn med pH 5,6. Generell kjemi: lærebok / A. V. Zholnin ...

- (sur nedbør), nedbør (inkludert snø), forsuret (pH under 5,6) på grunn av økt innhold av industrielle utslipp i luften, hovedsakelig SO2, NO2, HCl osv. Som følge av at sur nedbør kommer inn i overflatelaget jord ... Encyklopedisk ordbok

En av typene intens miljøforurensning, som er utfelling av dråper svovelsyre og salpetersyre med regn, som følge av reaksjonen av svovel og nitrogenoksider som slippes ut i luften av industribedrifter og transport... ... Geografisk leksikon

Surt regn- (sur regn), kjemisk forurensning av vannressurser, flora og fauna forårsaket av utslipp av avgasser som følge av forbrenning av fossilt brensel. Surheten i regn, snø og tåke øker på grunn av absorpsjon av eksosgasser, hovedsakelig... ... Folk og kulturer

- (sur regn), atm. nedbør (inkludert snø), forsuret (pH under 5,6) på grunn av økt industriell luftinnhold utslipp, kap. arr. SO2, NO2, HCl, etc. Som et resultat av at syre trenger inn i overflatelaget til jord og vannforekomster, utvikles forsuring, som... ... Naturvitenskap. Encyklopedisk ordbok

Surt regn- er forårsaket av tilstedeværelsen i atmosfæren av svovel og nitrogendioksider, som oppstår på grunn av oksidasjon av svovel og nitrogen under forbrenning av fossilt brensel. Ytterligere oksidasjon skjer i skyer, reaksjoner der de katalyseres av ozon,... ... Begynnelsen av moderne naturvitenskap