Sudu ja happevihmade sõnum. Miks on happevihmad ohtlikud?

Hüdrometeoorid, mille pH on alla normi, mida iseloomustab kahjulike ainete olemasolu, on happevihmad. See võib olla lumi, udu, vihm või rahe. Kõik atmosfääris ja maa peal leiduvad liigid võivad põhjustada ökoloogilise katastroofi.

Paar aastakümmet tagasi muretses selle nähtuse negatiivne mõju ainult teadusringkondadele. Nüüd tekitab see suurt muret mitte ainult teadusmaailmas, vaid ka üldsuses, aga ka erinevates valitsusasutustes.

Kiire artiklite navigeerimine

Probleemide ajalugu

Madala veeindeksiga sademete mõju keskkond määras enam kui sada aastat tagasi Briti keemik R. Smith. Teadlast huvitas sudu ja selle koostises olevad ained. Nii sündis happesuse kontseptsioon, mille edasijõudnud kohe tagasi lükkasid teadusringkond Sel ajal. Tema kolleeg rääkis 10 aastat hiljem uuesti vesinikuindeksist.

Keemik ja insener S. Arrhenius avaldas teate umbes keemilised ained ah, mis võib loovutada vesinikkatiooni. Ta juhtis taas teadlaste tähelepanu selliste sademete kahjulikkusele, sellele, millist ohtu see nähtus kujutab, ja temast sai mees, kes võttis kasutusele mõiste: hape / alus. Sellest ajast alates on neid näitajaid peetud hapete tasemeks veekeskkonnas.

Svante Arrhenius

Hüdrometeooride põhielemendid on happekomponendid. See aine on ühealuselised happed (väävel- ja lämmastikhape). Interakteeruvatel gaasidel (kloor ja metaan) põhinev sade on vähem levinud. Nende koostis sõltub sellest, millised keemilised jäätmed on koos veega.

Lühidalt öeldes on nähtuse tekkemehhanismiks atmosfääri sattunud oksiidide koosmõju veemolekulidega. Interaktsiooni käigus moodustuvad keemilised komponendid - väävel- ja lämmastikhape.

Välimuse põhjused

Madala pH taseme hüdrometeoreid põhjustavad väävli ja lämmastikoksiidide kõrgenenud kontsentratsioonid atmosfääris. Ühendid sisenevad atmosfääri inimese poolt looduslikult või kunstlikult loodud. Looduslikud allikad on:

Peamine põhjus on inimtegevus. Mis see on? Sademeid põhjustav tegur on õhusaaste. Tuntumad saasteained on maanteetransport ja soojuselektrijaamad. Olulist rolli oksiidide esinemisel atmosfääris mängivad tööstusettevõtete heitkogused, tuumakatsetused. Aastal tekivad happega hüdrometeorid suurel hulgal kohtades, kus starditakse kosmoserakette.

Hapetega hüdrometeoorid pole mitte ainult lumi või udu, vaid ka tolmupilved. Need tekivad mürgiste aurude tõusmisel kuiva ilmaga õhku.

Peamised põhjused peituvad tohututes kahjulike ainete atmosfääri paiskamises. Peamisteks võib siin nimetada kemikaalide tootmist, nafta- ja bensiinihoidlaid, lahusteid, mida ettevõtetes ja igapäevaelus kasutatakse aasta-aastalt üha aktiivsemalt. Happeliste sademete probleem on väga terav piirkondades, kus metallitöötlemine on koondunud. Tootmine toob kaasa vääveloksiidide ilmumise atmosfääri, mis põhjustab taimestikule ja loomastikule korvamatut kahju.

Kõigest eelnevast on suurimaks ohuks nähtus, mis on seotud sisepõlemismootorite mürgiste jäätmetega õhusaastega. Gaasid tõusevad õhku ja põhjustavad oksüdatsiooni. Üheks põhjuseks on ehituseks, hoonete ehitamiseks, teedeehituseks vajalike materjalide tootmisel eralduvad lämmastikuühendid. Need põhjustavad sageli ka madala pH-ga sadenemist.

Huvitavaid fakte:

• Veenusel põhjustab sudu väävelhappe kontsentratsioon atmosfääris.
• Marsil on lubjakivi- ja marmorkivimid ka mürgiste söövitatud happevihm udu kujul.

Faktid selliste sademete kohta ütlevad, et happevihmade probleem on eksisteerinud miljoneid aastaid. Maal on nende mõju teada juba eelajaloolisest perioodist. Peaaegu 300 miljonit aastat tagasi viis happevihmade tekkimine 90 protsendi liikide väljasuremiseni.

Tagajärjed loodusele

Madala pH tasemega sademed kujutavad endast globaalsete häirete ohtu biosfääris. Mis kahju nad teevad? Selle kohta, mis on negatiivsed tagajärjed sademete andmed, ütlevad keskkonnakaitsjad:

Tagajärjed kaasaegsele inimkonnale

Paraku on happeliste sademete tekkele suurima panuse andvat ainet atmosfääris iga aastaga ainult juurdekasvus. happevihmülemaailmse keskkonnaprobleemina tuvastati selgelt ja tõsiselt. Nende kõige sagedasem teke on märgitud Taanis, Rootsis, Norras ja Soomes. Miks Skandinaavia riigid kõige rohkem kannatavad? Sellel on mitu põhjust. Esiteks tuulega juhitavad väävli moodustised Kesk-Euroopast ja Suurbritanniast. Teiseks soodustavad happevihmad lubjakivivaesed järved. Reservuaarid ei suuda happeid neutraliseerida.

Venemaal muutub happelised sademed iga aastaga aktiivsemaks. Keskkonnakaitsjad löövad häirekella. Megalinnade kohal olev atmosfäär on keemiliste elementide ja ohtlike ainetega üleküllastunud. Eriti sageli happevihmad ja sudu üle suuremad linnad langevad tuulevaikse ilmaga. Arhangelski piirkonnas põhjustab happelisi sademeid madala kvaliteediga kütuse põletamine. Keskkonnareostuse probleem Arhangelski oblastis ei ole viimase kümne aasta jooksul paremaks muutunud ja selle põhjuseks on kemikaalide eraldumine atmosfääri. Need on väävel- ja lämmastikhapped, mis põhjustavad happeliste sademete moodustumist. Mitte parimal viisil sama olukord on Kasahstanis. Seal seostatakse happesademeid kaevandusmaardlate arengu ja suurte katseobjektide tegevusega.

Happevihmade negatiivseid tagajärgi täheldatakse eranditult kõigis riikides. Nende kaotuse tõttu ei kannata mitte ainult keskkond. Kroonilised haigused, nagu allergiad ja astma, süvenevad elanikkonna hulgas. Probleem muutub üha teravamaks, sest sellel on suurepärane Negatiivne mõju tervisele kaasaegsed inimesed. Teaduslikult on tõestatud, et need suurendavad onkoloogiliste kasvajate arvu. Sademete peamine põhjus on kahjulikud heitmed, mida inimene ei suuda vältida. Seetõttu ei soovita arstid vihma kätte sattuda, kaitsta end vihmamantlite ja vihmavarjudega ning pärast jalutuskäiku põhjalikult pesta. Tagajärjeks võivad olla mürgistus ja toksiinide järkjärguline kogunemine organismi.

Kui küsida küsimust: millised on piirkonnad, kus happevihmad kõige sagedamini tekivad? Vastus sellele on üsna lihtne: erinevate tööstusharude ja sõidukite suurima koondumise kohtades. Siiski ei ole nii lihtne määrata ala, mis on selles osas tipptasemel. Miks on happevihmad ohtlikud? Asjaolu, et suunda muutva tuule tõttu võib sademeid sadada metropolist või katsepaigast mitme kilomeetri kaugusele.

Kontrollimeetmed

Happeliste sademete põhjuseid on üsna põhjalikult uuritud. Sellele vaatamata happeliste hüdrometeooride probleem ainult süveneb. Happevihmadega toimetulekust räägitakse palju, kuid keskkonnakatastroofi ulatus suureneb. Näiteid probleemi lahendamisest on demonstreeritud paljudes arenenud riikides.

Happevihmad kui globaalne keskkonnaprobleem, koos sellise probleemiga nagu osooniaugud, ei oma kardinaalset ja kiiret lahendust. Paljud teadlased ja keskkonnakaitsjad usuvad, et tänapäevase majanduse arengu tõttu on seda üldiselt võimatu teha. Küsimusele: selgitage, esitage tõendeid, nad esitavad graafikuid ja uuringute tabeleid, mis näitavad looduse ja inimese ohtlikkuse suurenemist. Nüüd on probleemi lahenduseks kahjulike heitmete vähendamine. Negatiivse nähtuse põhjus tuleb kõrvaldada. Selleks kasutatakse happevihmade vastu võitlemiseks järgmisi meetodeid:

• väävlisisalduse vähendamine kütuses vähendab happelise sadestumise põhjuseid;
• kõrgete torude kasutamine ettevõtetes on kaasaegne viis probleemi lahendamiseks;
• tehnoloogiline täiustamine kõrvaldab kahjulike heitmete põhjused ja tagajärjed;
• reservuaaride lupjamine on ka tõhus viis probleemi lahendamiseks.

Väärib märkimist, et seni pole isegi vihjet sellele, et lähitulevikus hakatakse looma meetodeid happesademete negatiivse mõju inimesele ja loodusele minimeerimiseks.

AT viimastel aegadelÜsna sageli on kuulda, et happevihmad on alanud. See tekib siis, kui loodus, õhk ja vesi interakteeruvad erinevate saasteainetega. Sellised sademed põhjustavad mitmeid negatiivseid tagajärgi:

• haigused inimestel;
• põllumajandustaimede surm;
• metsaalade vähendamine.

Happevihmad on põhjustatud tööstusheidetest keemilised ühendid, naftasaaduste ja muude kütuste põletamine. Need ained saastavad atmosfääri. Ammoniaak, väävel, lämmastik ja muud ained reageerivad seejärel niiskusega, muutes vihma happeliseks.

Esimest korda inimkonna ajaloos registreeriti happevihmad 1872. aastal ja 20. sajandiks oli see nähtus muutunud väga sagedaseks. Happevihmad põhjustavad kõige rohkem kahju USA-le ja Euroopa riigid. Lisaks on keskkonnakaitsjad välja töötanud spetsiaalse kaardi, millel on kujutatud ohtlikele happevihmadele kõige enam avatud piirkonnad.

Happevihmade põhjused

Mürgiste sademete põhjused on inimtekkelised ja looduslikud. Tööstuse ja tehnoloogia arengu tulemusena hakkasid tehased, tehased ja erinevad ettevõtted õhku paiskama tohutul hulgal lämmastik- ja vääveloksiide. Seega, kui väävel atmosfääri siseneb, interakteerub see veeauruga, moodustades väävelhapet. Sama juhtub ka lämmastikdioksiidiga, moodustub lämmastikhape, langeb koos atmosfäärisademetega välja.

Teine õhusaasteallikas on mootorsõidukite heitgaasid. Õhku sattudes kahjulikud ained oksüdeeruvad ja langevad happevihmade kujul maapinnale. Lämmastiku ja väävli sadestumine atmosfääri toimub turba, kivisöe põletamise tulemusena soojuselektrijaamades. Metallide töötlemisel satub õhku tohutul hulgal vääveloksiidi. Ehitusmaterjalide tootmisel eralduvad lämmastikuühendid.

Teatud osa atmosfääris leiduvast väävlist on looduslikku päritolu, näiteks vulkaanipurske järel eraldub vääveldioksiid. Lämmastikku sisaldavad ained võivad sattuda õhku teatud mullamikroobide tegevuse ja pikseheite tagajärjel.

Happevihmade tagajärjed

Happevihmadel on palju tagajärgi. Sellise vihma kätte sattunud inimesed võivad oma tervise rikkuda. Antud atmosfääri nähtus põhjustab allergiat, astmat, vähki. Samuti reostavad vihmad jõgesid ja järvi, vesi muutub kasutuskõlbmatuks. Kõik vete elanikud on ohus, tohutud kalapopulatsioonid võivad hukkuda.

Happevihmad langevad maapinnale ja saastavad pinnast. See kurnab maa viljakust ja vähendab põllukultuuride arvu. Kuna sademed langevad välja suurtel aladel, mõjutavad need puid negatiivselt, mis aitab kaasa nende kuivamisele. Mõjutamise tagajärjel keemilised elemendid, ainevahetusprotsessid puudes muutuvad, juurte areng on pärsitud. Taimed muutuvad temperatuurimuutuste suhtes tundlikuks. Pärast iga happevihma võivad puud järsult lehti maha heita.

Üks vähematest ohtlikud tagajärjed mürgised sademed on kivimälestiste ja arhitektuuriobjektide hävitamine. Kõik see võib kaasa tuua avalike hoonete ja suure hulga inimeste majade kokkuvarisemise.

Peame tõsiselt mõtlema happevihmade probleemile. See nähtus sõltub otseselt inimeste tegevusest ja seetõttu on vaja oluliselt vähendada atmosfääri saastavate heitmete hulka. Kui õhusaaste on viidud miinimumini, on planeedil vähem vastuvõtlik sellistele ohtlikele sademetele nagu happevihmad.

Happevihmade keskkonnaprobleemi lahendamine

Happevihmade probleem on oma olemuselt globaalne. Sellega seoses saab seda lahendada ainult suure hulga inimeste jõupingutuste ühendamisel. Üks peamisi meetodeid selle probleemi lahendamiseks on kahjulike tööstuslike heitkoguste vähendamine vette ja õhku. Kõigis ettevõtetes on vaja kasutada puhastusfiltreid ja -seadmeid. Kõige pikaajalisem, kulukam, aga ka perspektiivikaim lahendus probleemile on keskkonnasõbralike ettevõtete loomine tulevikus. Kõik kaasaegsed tehnoloogiad tuleks kasutada, võttes arvesse tegevuse keskkonnamõju hindamist.

Nad teevad atmosfäärile palju kahju. kaasaegsed vaated transport. Vaevalt, et inimesed lähiajal autodest loobuvad. Kuid täna uus keskkonnasõbralik sõidukid. Need on hübriidid ja elektrisõidukid. Sellised autod nagu Tesla on juba tunnustatud erinevad riigid rahu. Need töötavad spetsiaalsete akudega. Tasapisi koguvad populaarsust ka elektritõukerattad. Lisaks ärge unustage traditsioonilist elektritransporti: trammid, trollid, metroo, elektrirongid.

Me ei tohiks unustada, et õhusaaste põhjustavad inimesed ise. Pole vaja arvata, et selles probleemis on süüdi keegi teine ​​ja see ei sõltu konkreetselt teist. See pole täiesti tõsi. Loomulikult ei suuda üks inimene mürgiseid ja keemilisi aineid suures koguses atmosfääri paisata. Sõiduautode regulaarne kasutamine toob aga kaasa tõsiasja, et lasete regulaarselt atmosfääri heitgaase ja sellest saab hiljem happevihmade põhjus.

Kahjuks ei ole kõik inimesed teadlikud sellisest keskkonnaprobleemist nagu happevihmad. Praeguseks on selle probleemi kohta palju filme, artikleid ajakirjades ja raamatuid, nii et iga inimene saab selle tühimiku hõlpsalt täita, probleemist aru saada ja selle lahendamise nimel tegutsema hakata.

Happevihmade peamine põhjus on õhusaaste. Lõppkokkuvõttes võivad happevihmad hävitada kogu elu Maalt. Paljude ekspertide sõnul on ainus viis vihma happesuse olulise suurenemisega olukorda paremaks muuta vähendada kahjulike heitmete hulka atmosfääri.

Tekke olemuse järgi on happevihmasid kahte tüüpi: looduslikud (tekivad looduse enda tegevuse tulemusena) ja inimtekkelised (inimtegevusest põhjustatud).

Looduslik happevihm.

Happevihmade loomulikke põhjuseid on vähe:

1) mikroorganismide aktiivsus.

Paljud mikroorganismid põhjustavad oma elutegevuse käigus hävimist orgaaniline aine, mis viib gaasiliste väävliühendite moodustumiseni, mis loomulikult sisenevad atmosfääri. Sel viisil tekkivate vääveloksiidide kogus on hinnanguliselt ligikaudu 30-40 miljonit tonni aastas, mis on ligikaudu 1/3 koguhulgast;

2) vulkaaniline tegevus

Viib atmosfääri veel 2 miljonit tonni väävliühendeid. Koos vulkaaniliste gaasidega satuvad troposfääri vääveldioksiid, vesiniksulfiid, erinevad sulfaadid ja elementaarne väävel;

3) lämmastikku sisaldavate looduslike ühendite lagunemine.

Kuna kõik valguühendid põhinevad lämmastikul, põhjustavad paljud protsessid lämmastikoksiidide moodustumist.

• 4) pikselahendus annab aastas ligikaudu 8 miljonit tonni lämmastikuühendeid;
• 5) puidu ja muu biomassi põletamine.

Antropogeensed happevihmad

Siin räägime inimkonna hävitavast mõjust planeedi olukorrale. Inimene on harjunud elama mugavalt, varustama end kõige vajalikuga, kuid ta pole harjunud enda järelt “koristama”.

Happevihmade peamine põhjus on õhusaaste. Kui kolmkümmend aastat tagasi nagu globaalsed põhjused, põhjustades vihma "oksüdeerivate" ühendite ilmumist atmosfääri, nimetati tööstusettevõteteks ja soojuselektrijaamadeks, täna on seda loetelu täiendanud maanteetransport.

Soojuselektrijaamad ja metallurgiaettevõtted "annavad" loodusele umbes 255 miljonit tonni väävli- ja lämmastikoksiide.

Märkimisväärse panuse on andnud ja annavad ka tahkekütuse raketid: ühe Shuttle'i kompleksi startimise tulemusena paiskub atmosfääri üle 200 tonni vesinikkloriidi ja umbes 90 tonni lämmastikoksiide.

Vääveloksiidide antropogeensed allikad on tootvad ettevõtted väävelhape ja nafta rafineerimistehased.

Maanteetranspordi heitgaasid - 40% atmosfääri sisenevatest lämmastikoksiididest.

Lenduvate orgaaniliste ühendite peamine allikas atmosfääris on loomulikult keemiatööstus, naftahoidlad, tanklad ja tanklad, samuti erinevad lahustid, mida kasutatakse nii tööstuses kui ka igapäevaelus.

Lõpptulemus on järgmine: inimtegevuse tõttu jõuab atmosfääri üle 60% väävliühendeid, umbes 40-50% lämmastikuühendeid ja 100% lenduvaid orgaanilisi ühendeid.

Atmosfääri sattudes reageerivad oksiidid veemolekulidega, moodustades happeid. Vääveloksiidid, sattudes õhku, moodustavad väävelhapet, lämmastikoksiidid - lämmastikhapet. Arvestada tuleks ka asjaoluga, et suurte linnade kohal olev atmosfäär sisaldab alati raua- ja mangaaniosakesi, mis toimivad reaktsioonide katalüsaatoritena. Kuna looduses on veeringe, langeb vesi sademete kujul varem või hiljem maapinnale. Koos veega siseneb ka hape.

Mõiste "happevihm" võttis inglise keemik R.E. Smith kasutusele üle 100 aasta tagasi.

1911. aastal registreeriti Norras kalade hukkumine loodusliku vee hapestumise tagajärjel. Kuid alles 60ndate lõpus, kui sarnased juhtumid Rootsis, Kanadas ja USA-s avalikkuse tähelepanu äratasid, tekkis kahtlus, et põhjuseks on suure väävelhappesisaldusega vihm.

Happevihmad on atmosfääri sademed (vihm, lumi), mille pH on alla 5,6 (kõrge happesus).

Happevihmad tekivad vääveldioksiidi ja lämmastikoksiidide tööstusliku emissiooni käigus atmosfääri, mis koos atmosfääri niiskusega moodustavad väävel- ja lämmastikhappeid. Selle tulemusena hapestub vihm ja lumi (pH väärtus alla 5,6). Baieris (Saksamaa) sadas augustis 1981 vihma happesusega pH = 3,5. Sademete maksimaalne registreeritud happesus aastal Lääne-Euroopa- pH = 2,3.

Ülemaailmne inimtekkeline väävli- ja lämmastikoksiidide heitkogus on üle 255 miljoni tonni aastas (1994). Hapet moodustavad gaasid püsivad atmosfääris pikka aega ja võivad läbida sadu või isegi tuhandeid kilomeetreid. Seega jõuab märkimisväärne osa Ühendkuningriigi heitkogustest põhjapoolsed riigid(Rootsi, Norra jne), st. transporditakse üle piiri ja kahjustab nende majandust.

Happevihmade probleemi lahendamiseks on vaja vähendada vääveldioksiidi ja lämmastikoksiidi heitkoguseid atmosfääri. Seda on võimalik saavutada mitmel viisil, sealhulgas vähendades inimestele fossiilkütuste põletamisel saadavat energiat ja suurendades elektrijaamade arvu alternatiivsed allikad energia (päikesevalguse, tuule, loodete energia). Muud võimalused atmosfääri saasteainete heitkoguste vähendamiseks on järgmised:

• 1. Väävlisisalduse vähendamine erinevat tüüpi kütust. Kõige vastuvõetavam lahendus oleks kasutada ainult neid kütuseid, mis sisaldavad minimaalses koguses väävliühendeid. Selliseid kütuseid on aga väga vähe. Vaid 20% kõigist maailma naftavarudest on väävlisisaldusega alla 0,5%. Ja tulevikus paraku suureneb kasutatavate kütuste väävlisisaldus, kuna madala väävlisisaldusega naftat toodetakse kiirendatud tempos. Sama lugu on fossiilsete kivisöega. Väävli eemaldamine kütuse koostisest osutus rahaliselt väga kulukaks protsessiks, pealegi on võimalik kütuse koostisest eemaldada mitte rohkem kui 50% väävliühendeid, mis on ebapiisav kogus.
• 2. Kõrgete torude kasutamine. See meetod ei vähenda mõju keskkonnale, vaid suurendab saasteainete segunemise efektiivsust kõrgemates atmosfääri kihtides, mis toob kaasa happeliste sadenemise saasteallikast kaugemates piirkondades. See meetod vähendab reostuse mõju kohalikele ökosüsteemidele, kuid suurendab happevihmade ohtu kaugemates piirkondades.
• 3. Tehnoloogilised muutused. Põlemisel tekkivate lämmastikoksiidide NO hulk sõltub põlemistemperatuurist. Katsete käigus suudeti kindlaks teha, et mida madalam on põlemistemperatuur, seda vähem lämmastikoksiidi tekib, lisaks sõltub NO kogus kütuse poolt liigõhuga põlemistsoonis viibimise ajast.

Vääveldioksiidi heitkoguseid saab vähendada lõppgaaside väävlitustamise teel. Levinuim meetod on märgprotsess, kus lõplikud gaasid juhitakse läbi lubjakivi lahuse, mille tulemusena moodustuvad sulfit ja kaltsiumsulfaat. Sel viisil on võimalik lõppgaase eemaldada suurim arv väävel.

4. Lupjamine. Järvede ja muldade hapestumise vähendamiseks lisatakse neile leeliselisi aineid (CaCO 3). See toiming on väga levinud Skandinaavia riikides, kus helikopteritest pritsitakse lupja pinnasesse või valgalasse. Skandinaavia riigid on happevihmadest enim mõjutatud, kuna enamikus Skandinaavia järvedes on graniidi- või lubjakivivaene säng. Sellistel järvedel on palju väiksem võime happeid neutraliseerida kui järvedel, mis asuvad lubjakivirikastes piirkondades. Kuid lisaks eelistele on lupjamisel ka mitmeid puudusi:

Järvede voolavas ja kiiresti segunevas vees ei ole neutraliseerimine piisavalt tõhus;

Vete ja pinnase keemilise ja bioloogilise tasakaalu jämedalt rikutakse;

Kõiki hapestumise kahjulikke mõjusid ei ole võimalik kõrvaldada;

Lubja ei saa eemaldada raskemetallid. Happesuse vähenemise ajal muutuvad need metallid raskesti lahustuvateks ühenditeks ja sadestuvad, kuid uue happekoguse lisamisel lahustuvad need uuesti, kujutades seega endast pidevat potentsiaalset ohtu järvedele.

Tuleb märkida, et veel ei ole välja töötatud meetodit, mis võimaldaks fossiilkütuste põletamisel minimeerida vääveldioksiidi ja lämmastiku heitkoguseid ning mõnel juhul seda täielikult ära hoida.