Кислотный дождь

Рефераты по экологии » Кислотный дождь

Серные и азотные соединения содержащиеся в атмосфере повышают кислотность дождя.

Как мы знаем еще из школьного курса химии чистая вода состоит из молекул содержащих два атома водорода и один атом кислорода. Однако в каждый момент времени некоторые из этих молекул диссоциируют на положительно заряженные ионы водорода (то есть протоны H+ ) и отрицательно заряженные гидроксид-ионы (OH ); одновременно с этим какие-то соседние ионы H+ и OH соединяются с образованием молекул воды. Таким образом даже в самой чистой воде сохраняется динамический баланс равновесие с присутствием определенного количества ионов водорода (протонов). Эти протоны связаны с молекулами воды образуя ионы гидрония — три атома водорода и один атом кислорода. В чистой воде концентрация ионов гидрония составляет 10–7 молей (см. Закон Авогадро) на литр.

Для оценки количества ионов водорода в воде химики используют понятие водородного показателя pH (сокр. от англ. «power of hydrogen» — «степень водорода»). Условились считать что pH чистой воды равен 7. Такой водородный показатель соответствует химически нейтральной среде (см. Кислоты и основания). С повышением концентрации ионов водорода pH понижается и такие жидкости уже называются кислотами. Благодаря избыточному содержанию ионов водорода кислоты активно реагируют с другими веществами.

Термин «кислотный дождь» появился в середине XIX века когда британские ученые заметили что загрязнение воздуха в промышленно развитой центральной Англии привело к выпадению более кислых чем обычно дождей. Но только во второй половине XX века стало понятно что кислотные дожди несут в себе угрозу окружающей среде.

Надо сказать что обычный дождь является кислым сам по себе даже в отсутствие заводов. Это происходит из-за того что в процессе формирования и выпадения дождевые капли растворяют находящийся в воздухе углекислый газ и реагируют с ним с образованием угольной кислоты (H2 CO3 ). Чистый дождь проходящий через незагрязненный воздух представляет собой водный раствор с pH 5 6 (к моменту удара о землю). Как мы увидим дальше основная причина выпадения кислотных дождей — это деятельность человека однако есть и естественные причины начиная с извержения вулканов и разряда молнии и кончая жизнедеятельностью бактерий. В общем даже если бы мы закрыли все фабрики и перестали ездить на машинах и грузовиках значение pH дождя все равно было бы примерно 5 0. Поэтому сейчас принято считать дождь кислотным если его pH ниже 5 0.

В современном промышленном мире избыточная кислотность дождя обусловлена в основном присутствием двух веществ:

— Оксиды серы. Эти соединения попадают в атмосферу естественным путем при извержениях вулканов но значительная часть атмосферных оксидов серы образуется в результате сжигания природного топлива. Уголь и нефть содержат небольшое количество серы. При сжигании этих видов топлива в атмосферу попадает сера в соединении с кислородом. Растворяясь в дождевых каплях оксид серы образует серную кислоту.

— Оксиды азота. При достаточно высокой температуре содержащийся в воздухе азот соединяется с кислородом с образованием оксида азота. В природе это может произойти во время разряда молнии но основная часть оксидов образуется при сжигании бензина в двигателях внутреннего сгорания (например в автомобилях) или при сжигании угля. При растворении этих веществ в капельках воды образуется азотная кислота.

Таким образом дожди становятся кислотными при вымывании из воздуха серных и азотных соединений. Это явление имеет несколько последствий губительных для природы. Например многие исторические здания в Европе построены из известняка — строительного материала реагирующего с кислотой. С течением времени кислотные дожди буквально разъедают поверхность этих зданий. При выпадении кислотных дождей также происходит закисление почвы и ухудшаются условия существования лесов. Некоторое время думали что массовое отмирание верхушек деревьев в лесах на востоке США и в Германии обусловлено кислотными дождями но теперь эта точка зрения не поддерживается. (Действительно леса гибнут но связано это с другими причинами.) И наконец кислотные дожди повышают кислотность рек и озер тем самым создавая угрозу флоре и фауне.

Методы борьбы с образованием кислотных дождей направлены на улучшение технологии удаления соединений серы из воздушных выбросов промышленных предприятий и электростанций для чего обычно используют устройство под названием скруббер. Правительства некоторых государств даже приняли законы ограничивающие содержание загрязняющих веществ в выхлопах транспортных средств.