Загрязнение почв кислотными осадками

Кислотные дожди: причины и последствия

Кислотные дожди – это одно из последствий загрязнения воздуха. Газы, образующиеся при сжигании топлива, вступают в реакцию с кислородом и водяным паром, превращаясь в кислоты, которые падают на поверхность земли в виде дождя. Происходит подкисление земли и грунтовых вод, из-за чего оказывается разрушительное воздействие на экосистемы. Такое явление представляет серьезную опасность для живых существ на планете.

Причины возникновения кислотных дождей

Причины кислотных дождей – извержения вулканов, землетрясения, природные пожары, молнии и некоторые другие процессы на уровне микроорганизмом. Из-за них в атмосферу выделяется диоксид серы и оксид азота. Но именно деятельность человека является причиной большинства выбросов диоксида серы, а именно:

Сжигание топлива в промышленности и на электростанциях;
Выхлопные газы транспортных средств – образуют половину выбросов оксида азота;
Интенсивное животноводство – производит аммиак из разложения органического вещества.

Выпадение кислотных дождей связано с тем, что загрязнения из этих трех источников может переносится на большие расстояния от места их возникновения. При контакте с атмосферой происходит окисление, из-за чего образуются серная и азотная кислоты. Они растворяются в каплях воды в облаках и выпадают на поверхность земли в виде кислотных дождей, снега или тумана.

Отрицательные последствия кислотных дождей

Кислотность дождя изменяется в сочетании с серной и азотной кислотой. Поэтому, когда он падает на землю или воду, он меняет свои химические характеристики и ставит под угрозу баланс экосистем. Такое явление определяется, как подкисление окружающей среды. Приводит к серьезным последствиям.

Влияние кислотных дождей на окружающую среду негативное. Ему подвержены следующие системы:

Океаны и моря с их флорой и фауной;
Внутренние воды, пресноводные источники с их обитателями;
Зеленые насаждения, делая их сильно уязвимыми;
На культурные и исторические памятники;
На человека – прямо или посредственно губя его здоровье.

Океаны теряют биоразнообразие и продуктивность. Неестественное изменение кислотности морских вод наносит вред фитопланктону, источнику пищи для различных организмов и животных, который может изменить пищевую цепь и привести к вымиранию различных морских видов;

Внутренние воды также подкисляются очень быстрыми темпами, что вызывает особую обеспокоенность, поскольку, хотя только 1% воды планеты является пресной, в ней живет 40% рыб. Это подкисление увеличивает концентрацию ионов металлов – в основном ионов алюминия – что может привести к гибели многих рыб, земноводных и водных растений в подкисленных озерах. Кроме того, тяжелые металлы транспортируются в подземные воды, которые становятся непригодными для потребления.

В лесах изменившийся уровень кислотности почвы и концентрации металлов, таких как алюминий, не позволяют растительности должным образом поглощать воду и питательные вещества, в которых она нуждается. Наносится вред корням, замедляется рост растений, они становятся более слабыми и более уязвимыми для болезней и вредителей.

Кислотный дождь также влияет на художественное, историческое и культурное наследие. Помимо коррозии металлических элементов зданий и инфраструктуры, ухудшается внешний вид памятников. Наибольший ущерб наносится известняковым конструкциям, изготовленных из мрамора, которые постепенно растворяются под действием кислот и воды.

Пути решения проблемы кислотных дождей

Основной упор необходимо сосредоточить на источниках образования кислотных дождей, на которые человек в силах повлиять. Речь идет о следующих мерах:

Очистка выхлопных и дымовых труб;
Восстановление поврежденных сред;
Массовое внедрение альтернативных источников энергии.

Большая часть электроэнергии, обеспечивающей современные потребности населения планеты, поступает от сжигания ископаемых видов топлива, таких как нефть, природный газ и уголь, которые генерируют оксиды азота (NO_х) и диоксид серы (SO₂) в качестве основных источников кислотных дождей. Сжигание угля в основном обеспечивает выбросы SO₂, а выбросы NO_х в основном происходят от другого ископаемого топлива.

Промывка и использование угля с низким содержанием серы, оснащение производств устройствами, известными как «скрубберы», могут обеспечить техническое решение для выбросов SO₂. Десульфуризация или очистка дымовых газов позволяет удалить 95% SO₂ из газов, покидающих дымовые трубы. Электростанции также могут перейти на использование топлива, которое выделяет гораздо меньше SO₂, такого как природный газ, вместо сжигания угля. Эти методы относятся к стратегиям сокращения выбросов.

Аналогичным образом, выбросы NO_х при сжигании автомобильного топлива снижаются за счет использования каталитических нейтрализаторов. Каталитические нейтрализаторы установлены на выхлопной трубе, чтобы уменьшить выбросы NO_х. Улучшение качества бензина, который сгорает, также позволяет уменьшить выбросы газов NO_х.

Восстановление поврежденных сред

Процесс, называемый известкованием, в котором используется известняк или известь, является практикой, позволяет восстановить ущерб, нанесенный кислотными дождями озерам, рекам и ручьям. Добавление извести в поверхностные воды уравновешивает кислотность.

Этот процесс широко используется, например, в Швеции, для поддержания оптимального уровня кислотности воды. Несмотря на то, что это дорогостоящий метод, его необходимо применять неоднократно. Кроме того, он предлагает только краткосрочное решение, но помогает восстановить водные формы жизни, защищает их от гибели.

Альтернативные источники энергии

Помимо ископаемого топлива, существует широкий спектр альтернативных источников энергии, которые могут генерировать электроэнергию. К ним относятся следующие виды энергии:

ветра;
от геотермальных источников;
солнечная;
атомная;
гидроэнергетика.

Использование этих источников энергии может предложить эффективные альтернативы электроэнергии вместо использования ископаемого топлива. Топливные элементы, природный газ и аккумуляторы также могут заменить использование ископаемого топлива в качестве более чистых источников.

Несмотря на то, что все указанные источники имеют экологические и экономические издержки, а также выгоды, они не устойчивые. Поэтому традиционные виды остаются актуальными.

Поэтому четвертый путь решения проблемы кислотных дождей – индивидуальные, государственные и международные действия. Миллионы людей прямо и косвенно способствуют выбросам SO₂ и NO_х. Для смягчения этой проблемы требуется повышение их осведомленности об энергосбережении и способах сокращения выбросов.

В их силах выключать света или электроприборы, когда они не используются, отдавать предпочтение в пользу общественного транспорта, а также оснащать домохозяйства энергоэффективными электрическими приборами. Тем, кто нуждается в личном автомобиле, необходимо переключаться на использование гибридных транспортных средств или машин с низким уровнем выбросов NO_х.

Источник

Загрязнение почв кислотными осадками

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Мая 2013 в 22:19, реферат

Краткое описание

Почвенный покров Земли представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов антропогенного воздействия является загрязнение почвы кислотными осадками.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………………………3 1 Образование кислотных осадков…………………………………………………………………..4
Как попадают соединения серы и азота в атмосферу…………………………………………. 5
Поступление серы в почву из атмосферы………………………………………………………..8
Поступление азота и его соединений в почву из атмосферы…………………………………..10
Влияние кислых осадков на почву……………………………………………………………….13
Трансформации почвы и растительности под действием кислотных осадков ………………15
Оценка экологических нагрузок на почву через атмосферу……………………………………16
Снижение негативного влияния кислотных осадков…………………………………………. 18
Технологические изменения……………………………………………………………………. 19
Известкование ……………………………………………………………………………………..21
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………………………. 22
Список используемой литературы…………………………………………………………………….24

Прикрепленные файлы: 1 файл

Referat(1).docx

Применение высоких труб. Это один из наиболее спорных способов. Сущность его заключается в следующем. Перемешивание загрязняющих веществ в значительной степени зависит от высоты дымовых труб. Если мы используем низкие трубы (здесь в первую очередь необходимо вспомнить трубы электростанции), то выбрасываемые соединения серы и азота перемешиваются в меньшей степени и быстрее выпадают в осадок, чем при наличии высоких труб. Поэтому в ближайшем окружении (от нескольких километров до нескольких десятков километров) концентрация оксидов серы и азота будет высокой и, естественно, эти соединения будут причинять больше вреда. Если труба высокая, то непосредственные воздействия уменьшаются, но возрастает эффективность перемешивания, что означает большую опасность для отдаленных районов (кислотные дожди) и для всей атмосферы в целом (изменение серы в газах, образующихся во время горения топлива химического состава атмосферы, изменение климата). Таким образом, строительство высоких труб, несмотря на распространенное мнение, не решает проблемы загрязнения воздуха, зато в значительной степени увеличивает «экспорт» кислотных веществ и опасность выпадения кислотных дождей в отдаленных местах. Следовательно, увеличение высоты трубы сопровождается тем, что непосредственные воздействия загрязнений (гибель растений, коррозия зданий и т.п.) уменьшаются, однако косвенные воздействия (влияние на экологию удаленных районов) увеличиваются. Строительство высоких труб в известной степени безнравственно, поскольку страна, где происходят сильные выбросы загрязнений, переадресовывает часть кислотных осадков вместе с их неблагоприятными последствиями в другие страны.

Известно, что в процессе горения топлива азот и кислород воздуха образуют окись азота NO, которая в значительной степени способствует повышению кислотности осадков. Выше было указано, что в целом в мире горение топлива дает две трети всех антропогенных выбросов. Количество оксида азота NO, который образуется при горении, зависит от температуры горения. Выявлено, что чем меньше температура горения, тем меньше возникает оксида азота, к тому же количество NO зависит от времени нахождения топлива в зоне горения и от избытка воздуха. Таким образом, соответствующим изменением технологии можно сократить количество выбрасываемого загрязняющего вещества. Количество выбрасываемых соединений серы можно значительно уменьшать, используя установку, показанную на рисунке 5.

Схема технологии сжигания топлива с большой скоростью в специальной печи. С помощью этого процесса уменьшается содержание серы в газах, образующихся во время горения топлива. В зону горения (с перфорированной подстилкой) направляют поток несгораемого вещества, связывающего серу. Всасываемый снизу с большой скоростью воздух измельчает и перемешивает вещество, находящееся в объеме горения. С помощью этого процесса можно не только уменьшить выброс двуокиси серы, но и снизить количество образующегося оксида азота NO, так как при этом снижается температура горения. Сокращения выброса двуокиси серы можно также достичь очисткой конечных газов от серы. Наиболее распространенный метод — мокрый процесс, когда конечные газы барботируют через раствор известняка, в результате чего образуются сульфит или сульфат кальция. Таким способом удаляется большая часть серы. Этот способ еще не получил широкого распространения.

Для уменьшения закисления в озера и в почву добавляют щелочные вещества (например, карбонат кальция). Эта операция называется известкованием. Его достаточно часто применяют в Скандинавских странах, где известь распыляют на почву или на водосборную территорию с вертолетов. Известь, попадая в воду, быстро растворяется, а образующаяся в результате гидролиза щелочь сразу же нейтрализует кислоты. Можно подсчитать, что в 1 м3 воды необходимо внести около 5 г извести для изменения значения рН с 4, 5 до 6, 5. Известкование применяют для обработки кислых почв с целью их нейтрализации. Наряду с преимуществами известкование имеет ряд недостатков: в проточной и быстро перемешивающейся воде озер нейтрализация проходит недостаточно эффективно; происходит грубое нарушение химического и биологического равновесия вод и почв; не удается устранить все вредные последствия закисления. С помощью известкования нельзя удалять тяжелые металлы. Эти металлы во время уменьшения кислотности переходят в труднорастворимые соединения и осаждаются, однако при добавлении новой дозы кислот снова растворяются, представляя таким образом постоянную потенциальную опасность для озер. Кроме описанных выше известно еще множество способов защиты от загрязнений. Например, погибшие популяции животных и растений заменяют новыми, которые лучше переносят закисление. Памятники культуры с целью предотвращения дальнейшего их разрушения обрабатывают специальной глазурью. Рассмотренные здесь способы имеют одно общее свойство — их использование до сих пор не привело к существенному уменьшению выбросов оксидов серы и азота. Не достигнуты заметные успехи и в предотвращении вредных воздействий, вызываемых кислотными дождями

Нам уже известно, что дальнейшее закисление окружающей среды зависит от

того, как будет обстоять дело с антропогенными выбросами оксидов серы и азота

в атмосферу. Разумеется, предсказать это очень сложно. Однако мы можем

сделать определенное заключение на основе анализа интенсивности выбросов в

прошлом. Оцененный таким способом выброс двуокиси серы в будущем тысячелетии

значительно больше нынешнего уровня. Согласно этому ожидается рост

закисления окружающей среды, а причиняемый кислотными осадками ущерб станет

катастрофическим. Это вызывает большое беспокойство, если принять во

внимание, что и настоящие уровни выброса уже приводят к ужасающим

Неблагоприятно положение и с выбросами оксидов азота, поскольку антропогенные

выбросы соединений азота по сравнению с соединениями серы увеличиваются еще

более высокими темпами.

В определенных странах увеличение эмиссии двуокиси серы, кажется, удалось

остановить. Что касается оксидов азота, то и в Европе и во всем мире

продолжают увеличиваться выбросы NO, особенно в связи с возрастающим числом

В некоторых странах проблема эмиссии оксидов серы и азота является в какой-то

мере политической, так как в результате их распространения загрязняющие

вещества попадают за пределы государственной границы, и одно государство

может обвинить другое в ущербе, причиненном кислотными осадками,

соответственно потребовав его возмещения. Канада, например, действует таким

образом по отношению к США, а Швеция — по отношению к промышленно развитым

государствам Европы. Специалисты Европы и Северной Америки серьезно

обеспокоены дальнейшими последствиями выпадения кислотных осадков.

Многочисленные международные организации по охране окружающей среды

занимаются проблемами крупномасштабного распространения веществ, загрязняющих

Международный исследовательский институт прикладного системного анализа

(IIASA) проводит изучение моделей с целью установления возможной кислотности

почв, вод и т.п. через десятки лет. Результаты говорят о том, что почвы и

леса в Европе могут быть спасены от дальнейшего закисления только путем

значительного сокращения выбросов.

Эти выбросы должно самостоятельно регулировать каждое государство. Для

уменьшения эмиссии загрязняющих веществ в атмосферу существует ряд способов:

сильное сокращение использования энергии;

ввод новых технологий, установка фильтрующего оборудования;

использование слабозагрязняющих либо совсем незагрязняющих источников энергии.

Подобное решение звучит довольно нереально. Ни одно государство не согласится

уменьшить масштабы потребления энергии и тем самым ухудшить уровень жизни.

Ввод новых технологий и установка фильтрующего оборудования также

представляют собой экономическую проблему.

Плачевное состояние окружающей среды поставило современных ученых-экологов

перед острой проблемой загрязнения нашей планеты. Необходимо найти новые

методы решения этого вопроса. В настоящий момент ученые всего мира ищут выход

из положения. Но не стоит забывать о том, что будущее планеты зависит в

Источник