kisela kiša- naknada za napredak

Naučnici su odavno alarmirali: zagađenje životne sredine dostiglo je neverovatne razmere. Ispuštanje tečnog otpada u vodena tijela, izduvnih plinova i isparljivih hemijske supstance u atmosferu, zakopavanje nuklearnih ostataka pod zemljom - sve je to dovelo čovječanstvo na rub ekološke katastrofe.

Već smo bili svjedoci početka pomaka u ekosistemu planete: svako malo u vijestima izvještavaju o netipičnim za određeno područje vremenske prilike, "Green Peace" zvoni na uzbunu u vezi sa masovnim izumiranjem čitavih vrsta životinja, kisele kiše koje redovno padaju po industrijskim gradovima postale su redovna pojava, već obrazac. Osoba se suočava s dvosmislenom situacijom: povećanje životnog standarda prati pogoršanje okoliša, što utječe na zdravstveno stanje. Ovaj problem odavno je globalno priznat. Čovječanstvo treba da razmisli: da li je tehnološki napredak vrijedan posljedica koje nosi? Da biste bolje razumjeli ovaj problem, razmotrite jedno od "dostignuća" moderne industrije - kisele kiše, o kojima se u naše vrijeme priča čak i u školi. Da li su zaista toliko opasni?

Kisele kiše: uzroci i posljedice

Ne samo da kiša može biti kisela, već i snijeg, rosa, pa čak i magla. Na prvi pogled

normalne padavine, ali su im kiselinske vrijednosti mnogo veće od normalnih, zbog čega su negativan uticaj na okruženje. Mehanizam nastanka kiselih kiša je sljedeći: izduvni plinovi i drugi industrijski otpad koji sadrže velike doze sumpor-oksida i natrijuma ulaze u atmosferu, gdje se vežu s kapljicama vode, stvarajući slabo koncentriranu kiselinu, koja u obliku padavine pada na zemlju, nanoseći nepopravljivu štetu prirodi. Kisela kiša truje vodu koju životinje piju; padajući u vodena tijela, polako uništavaju lokalnu floru i faunu, ubijaju poljoprivredne usjeve, prelivaju se po poljima, padaju u tlo, truju ga. Čak inženjerske konstrukcije takve padavine uzrokuju značajnu štetu, korodiraju kamene zidove zgrada i potkopavaju armiranobetonske nosive konstrukcije. kisela kiša- sudbina nije samo glavni gradovi i industrijski

zonama, otrovni oblaci se mogu nositi vazdušne mase hiljadama kilometara i pada preko šuma i jezera.

Kako se nositi sa kiselim kišama?

Posljedice kiselih kiša su štetne ne samo za okoliš, već i za privredu, i to svi znaju. Zašto se onda ne poduzimaju odlučne mjere za poboljšanje situacije? Da bi se smanjile emisije u atmosferu, potrebna su ulaganja vredna više milijardi dolara: potrebno je modernizovati proizvodnu tehnologiju; što se tiče automobilskih auspuha, prelazak na više moderni pogledi gorivo. Rezultat će biti opipljiv tek kada svi budu uključeni u rješavanje ovog problema. globalnoj zajednici. Nažalost, u potrazi za prosperitetom i rastom BDP-a, vlade mnogih zemalja ne poklanjaju dužnu pažnju problemu zaštite životne sredine.

Termin "kisela kiša" uveo je engleski hemičar R. E. Smith prije više od 100 godina.

Godine 1911. u Norveškoj su zabilježeni slučajevi uginuća riba uslijed zakiseljavanja. prirodna voda. Međutim, tek krajem 60-ih godina, kada su slični slučajevi u Švedskoj, Kanadi i SAD-u privukli pažnju javnosti, pojavila se sumnja da je uzrok kiša sa visokim sadržajem sumporne kiseline.

Kisela kiša je padavine(kiša, snijeg) sa pH manjim od 5,6 (visoka kiselost).

Kisele kiše nastaju prilikom industrijskih emisija sumpor-dioksida i dušikovih oksida u atmosferu, koji u kombinaciji sa atmosferskom vlagom stvaraju sumpornu i dušičnu kiselinu. Kao rezultat, kiša i snijeg su zakiseljeni (pH vrijednost ispod 5,6). U Bavarskoj (Njemačka) u avgustu 1981. padala je kiša s kiselošću pH = 3,5. Maksimalna zabilježena kiselost padavina u zapadna evropa- pH = 2,3.

Ukupna globalna antropogena emisija oksida sumpora i dušika iznosi više od 255 miliona tona godišnje (1994.). Gasovi koji stvaraju kiselinu ostaju u atmosferi dugo vremena i mogu putovati stotinama ili čak hiljadama kilometara. Dakle, značajan dio emisija iz UK završava u sjevernim zemljama (Švedska, Norveška itd.), tj. transportuju preko granica i štete njihovim ekonomijama.

AT novije vrijeme zbog opšteg pogoršanja ekološka situacija Na našoj planeti sve se češće događa tako neugodna ekološka pojava kao što je kisela kiša. Pojava kiselih kiša nastaje zbog interakcije zraka i vode u gornjim slojevima atmosfere sa raznim zagađenjima.

Istorija kiselih kiša

Prva kisela kiša u istoriji zabeležena je davne 1872. godine, baš u doba vrhunca industrijalizacije, masovne izgradnje fabrika i fabrika. Nepotrebno je reći da je do 20. vijeka ova pojava postala višestruko češća i, naravno, naslijedili smo stanovnike 21. vijeka.

Uzroci kiselih kiša

Koji su uzroci kiselih kiša? Ekolozi ih dijele na antropogene i prirodne. Antropogeni uzroci kiselih kiša povezani s ljudskim djelovanjem uključuju:

• Emisije iz postrojenja i fabrika raznih oksida azota i sumpora. Kada uđu u atmosferu, stupaju u interakciju s vodenom parom, što rezultira stvaranjem sumporne kiseline, koja ispada u takvim kiselim kišama.
• Izduvni gasovi, još jedan izvor zagađenja atmosfere, takođe su još jedan uzrok kiselih kiša.

Prirodni uzroci kiselih kiša nisu vezani za ljudske aktivnosti, u pravilu nastaju kao posljedica vulkanskih erupcija, a zatim ulaze i u atmosferu veliki broj tvari koje sadrže dušik, pri interakciji s kojima nastaje dušična kiselina, koja se taloži kiselom kišom.

Efekti kiselih kiša

Kakvi su efekti kiselih kiša? Mnogo je negativnih posljedica:

• uništavanje poljoprivrednih kultura
• zagađenje vode,
• krčenje šuma,
• bolesti kod ljudi.

Kontakt sa kiselim kišama povećava rizik od bolesti kao što su astma, alergije, onkološke bolesti. Kisele kiše zagađuju rijeke i jezera, čineći vodu neupotrebljivom, što može ubiti ogromne populacije riba. Kisele kiše zagađuju tlo i gube njegovu plodnost, kao rezultat toga, usjev se smanjuje. Biljke također pate od njih, lišće otpada sa drveća i usporava se razvoj korijena, biljke postaju osjetljive na promjene temperature.

Načini rješavanja problema kiselih kiša

Glavni korak u rješavanju ekološki problem kisele kiše, kao i problem je smanjenje emisije štetnih industrijski otpad, korištenje filtera za čišćenje u pogonima i fabrikama. A u budućnosti, stvaranje ekološki prihvatljivih industrija, općenito, sve moderne tehnologije treba implementirati tek nakon procjene njihovog uticaja na životnu sredinu.

Postepeni prelazak na zelena električna vozila također će biti korak ka prevazilaženju problema kiselih kiša. Prvi takvi Teslini automobili već polako dobijaju na popularnosti i zaista želimo da verujemo da će u budućnosti oni postati sveprisutni, a benzinski automobili postati istorija, kao što su to učinili stari parni vozovi.

Video o kiseloj kiši

I za kraj, mali edukativni video o kiselim kišama.

Glavni uzrok kiselih kiša je zagađenje zraka. Na kraju, kisele kiše bi mogle da zbrišu sav život na zemlji. Prema mnogim stručnjacima, jedini način promijeniti situaciju sa značajnim povećanjem kiselosti kiše na bolje znači smanjiti količinu štetnih emisija u atmosferu.

Prema prirodi svog nastanka, kisele kiše su dvije vrste: prirodne (nastaju kao rezultat djelovanja same prirode) i antropogene (uzrokovane ljudskim aktivnostima).

Prirodne kisele kiše.

Postoji nekoliko prirodnih uzroka kiselih kiša:

1) aktivnost mikroorganizama.

Brojni mikroorganizmi u toku svoje životne aktivnosti uzrokuju uništenje organska materija, što dovodi do stvaranja gasovitih jedinjenja sumpora, koji prirodno ulaze u atmosferu. Količina tako formiranih sumpornih oksida procjenjuje se na oko 30-40 miliona tona godišnje, što je otprilike 1/3 ukupne količine;

2) vulkanska aktivnost

Isporučuje još 2 miliona tona sumpornih jedinjenja u atmosferu. Zajedno sa vulkanskim gasovima u troposferu ulaze sumpor-dioksid, sumporovodik, razni sulfati i elementarni sumpor;

3) razlaganje prirodnih jedinjenja koja sadrže azot.

Budući da su svi proteinski spojevi bazirani na dušiku, mnogi procesi dovode do stvaranja dušikovih oksida.

• 4) munjevita pražnjenja proizvode oko 8 miliona tona azotnih jedinjenja godišnje;
• 5) sagorevanje drveta i druge biomase.

Antropogene kisele kiše

Ovdje ćemo govoriti o destruktivnom utjecaju čovječanstva na stanje planete. Čovek je navikao da živi u udobnosti, obezbeđujući sebi sve što je potrebno, ali nije navikao da "čisti" za sobom.

Glavni uzrok kiselih kiša je zagađenje zraka. Ako prije trideset godina kao globalnih uzroka, uzrokujući pojavu u atmosferi jedinjenja koja "oksidiraju" kišu, su tzv industrijska preduzeća i termoelektrana, danas je ovaj spisak dopunjen drumskim saobraćajem.

Termoelektrane i metalurška preduzeća"Daj" prirodi oko 255 miliona tona sumpornih i azotnih oksida.

I rakete na čvrsto gorivo dale su i daju značajan doprinos: lansiranje jednog kompleksa Shuttle rezultira oslobađanjem više od 200 tona hlorovodonika i oko 90 tona azotnih oksida u atmosferu.

Antropogeni izvori sumpornih oksida su preduzeća koja proizvode sumpornu kiselinu i rafinišu naftu.

Saobraćajne isparenja drumski transport- 40% dušikovih oksida ispuštenih u atmosferu.

Glavni izvor VOC u atmosferi su, naravno, hemijska proizvodnja, skladišta nafte, benzinskih pumpi i benzinskih pumpi, kao i razna otapala koja se koriste kako u industriji tako iu svakodnevnom životu.

Konačni rezultat je sljedeći: ljudska aktivnost isporučuje više od 60% jedinjenja sumpora, oko 40-50% jedinjenja azota i 100% isparljivih organskih jedinjenja u atmosferu.

Oksidi, ulazeći u atmosferu, reagiraju s molekulima vode, stvarajući kiseline. Sumporni oksidi, ulazeći u zrak, formiraju sumpornu kiselinu, dušikovi oksidi - dušičnu kiselinu. Treba uzeti u obzir i činjenicu da u atmosferi iznad glavni gradovi uvijek sadrži čestice željeza i mangana, koji djeluju kao katalizatori reakcija. Budući da u prirodi postoji kruženje vode, voda u obliku padavina prije ili kasnije padne na tlo. Zajedno sa vodom ulazi i kiselina.

Zagađenje atmosfere spojevima sumporne i dušične kiseline, praćeno padavinama naziva se kiselokiše. Kisele kiše nastaju kao rezultat emisije sumpornih i azotnih oksida u atmosferu od strane preduzeća gorivnog i energetskog kompleksa, vozila, kao i hemijskih i metalurških postrojenja. Prilikom analize sastava kiselih kiša, glavna pažnja se poklanja sadržaju vodikovih katjona, koji određuju njenu kiselost (pH). Za čista voda pH pH = 7, što odgovara neutralnoj reakciji. Otopine sa pH ispod 7 su kisele, iznad - alkalne. Čitav raspon kiselosti-alkalnosti pokriven je pH vrijednostima od 0 do 14.

Oko dvije trećine kiselih kiša uzrokuje sumpor dioksid. Preostala trećina je uglavnom zbog dušikovih oksida, koji također služe kao jedan od uzroka efekta staklene bašte i dio su urbanog smoga.

Industrija različitih zemalja godišnje emituje više od 120 miliona tona sumpor-dioksida u atmosferu, koji se, reagujući sa atmosferskom vlagom, pretvara u sumpornu kiselinu. Kada uđu u atmosferu, ove zagađivače vjetar može odnijeti hiljadama kilometara od njihovog izvora i vratiti se na tlo po kiši, snijegu ili magli. Jezera, rijeke i bare pretvaraju u "mrtve" rezervoare, uništavajući gotovo sav život u njima - od riba do mikroorganizama i vegetacije, uništavajući šume, uništavajući zgrade i arhitektonske spomenike. Mnoge životinje i biljke ne mogu preživjeti u uvjetima visoke kiselosti. Kisele kiše ne samo da uzrokuju zakiseljavanje površinskih voda i gornjih horizonata tla, već se i silaznim tokovima vode šire na cijeli profil tla i uzrokuju značajno zakiseljavanje podzemnih voda.

Sumpor se nalazi u mineralima kao što su ugalj, nafta, bakar i željezna ruda, dok se neki od njih koriste kao gorivo, dok se drugi prerađuju u hemijskoj i metalurškoj industriji. Prilikom prerade sumpor se pretvara u različite hemijske spojeve, među kojima prevladavaju sumpordioksid i sulfati. Formirani spojevi se djelomično hvataju uređajima za tretman, a ostatak se emituju u atmosferu.

Sulfati nastaju tokom sagorevanja tečnih goriva i tokom industrijskih procesa kao što su prerada nafte, proizvodnja cementa i gipsa i sumporne kiseline. Prilikom sagorijevanja tekućih goriva formira se oko 16% ukupne količine sulfata.

Iako kisele kiše ne predstavljaju takav globalni problem kao globalno zagrijavanje klimatskih promjena i oštećenja ozona, njihov utjecaj seže daleko izvan zemlje izvora.

Kisele kiše i rezervoari. Po pravilu, pH većine rijeka i jezera je 6...8, ali uz visok sadržaj mineralnih i organskih kiselina u njihovim vodama, pH je znatno niži. Proces unošenja kiselih kiša u vodena tijela (rijeke, bare, jezera i rezervoare) uključuje mnoge faze, u svakoj od kojih se njihov pH može smanjiti i povećati. Na primjer, moguća je promjena pH sedimenata kada se kreću duž šumskog tla, u interakciji s mineralima, proizvodima aktivnosti mikroorganizama.

Sva živa bića su osjetljiva na promjene pH vrijednosti, pa povećanje kiselosti vodenih tijela nanosi nepopravljivu štetu ribljem fondu. U Kanadi, na primjer, zbog čestih kiselih kiša, više od 4.000 jezera je proglašeno mrtvim, a još 12.000 je na rubu smrti. Narušena je biološka ravnoteža 18 hiljada jezera u Švedskoj. Riba je nestala iz polovine jezera u južnoj Norveškoj.

Zbog odumiranja fitoplanktona sunčeva svetlost prodire dublje nego inače. Stoga su sva jezera koja su umrla od kiselih kiša zapanjujuće prozirna i neobično plava.

Kisele kiše i šume. Kisele kiše nanose veliku štetu šumama, baštama i parkovima. Lišće opada, mladi izdanci postaju lomljivi, poput stakla, i umiru. Drveće postaje podložnije bolestima i štetočinama, do 50% njihovog korijenskog sistema odumire, uglavnom sitno korijenje koje hrani drvo. U Njemačkoj je skoro trećina svih stabala smrče već uništena kiselim kišama. U šumovitim područjima kao što su Bavarska i Baden, pogođeno je do polovine šumskog zemljišta. Kisele kiše nanose štetu ne samo šumama koje se nalaze u ravničarskim područjima, već su zabilježene brojne štete i u visokoplaninskim šumama Švicarske, Austrije, Italije.

Kisele kiše i prinosi usjevatour. Utvrđeno je da su efekti kiselih kiša na poljoprivredne kulture determinirani ne samo njihovom kiselošću i kationskim sastavom, već i trajanjem i temperaturom zraka. U opštem slučaju, utvrđeno je da zavisnost rasta i sazrevanja poljoprivrednih kultura od kiselosti padavina ukazuje na vezu između fiziologije biljaka, razvoja mikroorganizama i niza drugih faktora. Otuda je očigledno da je potrebno kvantitativno uzeti u obzir sve komponente kiselih kiša koje utiču na prinos i kvalitet proizvoda, kao i složene procese funkcionisanja zemljišne biote za svaki pojedini region.

Kisele kiše i materijali. Uticaj kiselih kiša na širok spektar građevinskih materijala postaje sve očigledniji svake godine. Dakle, ubrzana korozija metala pod uticajem kisela kiša, kako napominje američka štampa, dovodi do pogibije aviona i mostova u Sjedinjenim Državama. Ozbiljan problem, kao što znate, bilo je očuvanje antičkih spomenika u Grčkoj i Italiji. Glavni štetni sastojci su vodonik kation, sumpor dioksid, dušikovi oksidi, kao i ozon, formaldehid i vodikov peroksid.

Intenzitet destrukcije materijala zavisi od: njihove poroznosti, jer što je veća specifična površina, to je veći njen sorpcioni kapacitet; od strukturnih karakteristika, budući da su u prisustvu različitih udubljenja sakupljači kiselih taloga; na uslove rada: brzinu vetra, temperaturu, vlažnost vazduha itd.

U praksi se najveća pažnja poklanja trima grupama materijala: od metala - nerđajući čelik i pocinkovano gvožđe; od građevinskog materijala - materijali za vanjske konstrukcije zgrada; od zaštitnih - boja, lakova i polimera za površinske premaze. Kada su izloženi padavinama i plinovima, njihov štetni učinak nastaje zbog intenziteta katalitičkih reakcija koje uključuju metale, kao i sinergizma (sinergizam je sposobnost jedne tvari da pojača djelovanje druge), dok se najčešće uočava ravnomjerna korozija.

Prema Evropskom parlamentu, ekonomska šteta od kiselih kiša iznosi 4% bruto nacionalnog proizvoda. Ovo treba uzeti u obzir pri odabiru strategije za dugoročnu borbu protiv kiselih kiša.

Specifične mjere za smanjenje emisije sumpora u atmosferu provode se u dva smjera:

korišćenje uglja sa niskim sadržajem sumpora u TE;

čišćenje emisija.

Ugljevi sa niskim sadržajem sumpora smatraju se sa sadržajem sumpora manjim od 1%, a ugljevi sa visokim sadržajem sumpora sa sadržajem sumpora veći od 3%. Da bi se smanjila mogućnost stvaranja kiselih kiša, kiseli ugljevi se prethodno tretiraju. Sastav uglja obično uključuje pirit i organski sumpor. Savremene višestepene metode prečišćavanja uglja omogućavaju da se iz njega izvuče do 90% ukupnog piritnog sumpora, tj. do 65% od ukupnog broja. Za uklanjanje organskog sumpora trenutno se razvijaju metode hemijskog i mikrobiološkog tretmana.

Slične metode treba primijeniti i na kiselu sirovu sirovinu. Svjetske rezerve nafte sa niskim sadržajem sumpora (do 1%) su male i ne prelaze 15%.

Prilikom sagorijevanja loživog ulja s visokim sadržajem sumpora koriste se posebni kemijski aditivi za smanjenje sadržaja sumpor-dioksida u emisiji.

Jedan od najjednostavnijih načina za smanjenje količine dušikovih oksida tokom sagorijevanja goriva je izvođenje procesa u uvjetima nedostatka kisika, što se osigurava brzinom dovoda zraka u zonu sagorijevanja. U Japanu je razvijena tehnologija "naknadnog sagorevanja" primarnih produkata sagorevanja. U tom slučaju se prvo gorivo (nafta, plin) sagorijeva u optimalnom režimu za stvaranje dušikovih oksida, a zatim se neizreagirano gorivo uništava u zoni naknadnog sagorijevanja. Istovremeno, reakcije koje dovode do redukcije oksida i njihovog oslobađanja su smanjene za 80%.

Sljedeći pravac u rješavanju ovog problema je napuštanje prakse raspršivanja gasovitih emisija. Ne treba ih raspršiti, oslanjajući se na ogromne razmjere atmosfere, već, naprotiv, treba ih uhvatiti i koncentrirati.

Najefikasniji način čišćenja emisija od sumpor-dioksida zasniva se na njegovoj reakciji sa drobljenim vapnom. Kao rezultat reakcije, 90% sumpor-dioksida se veže za vapno, formirajući gips, koji se može koristiti u građevinarstvu. Tako termoelektrana snage 500 MW, opremljena instalacijom za prečišćavanje emisija, proizvodi 600 hiljada m 3 gipsa godišnje.

Obećavajuća mjera za smanjenje štetnih uticaja je uspostavljanje granica emisije. Tako je američka agencija za zaštitu životne sredine postavila ograničenje ukupne emisije sumpor-dioksida u zemlji, predviđajući njeno godišnje smanjenje. Ovaj događaj je imao određeni pozitivan efekat.