Hapan sade

"Hapan sateen" yleinen käsite:

Termin "happosade" otti ensimmäisen kerran käyttöön vuonna 1872 englantilainen tutkimusmatkailija Angus Smith, jonka huomio kiinnitti Manchesterin savusumun. Ja vaikka tuon ajan tutkijat hylkäsivät teorian happosateiden olemassaolosta, nykyään on ilmeinen tosiasia, että happosateet ovat yksi elävien organismien, metsien, viljelykasvien ja muun tyyppisen kasvillisuuden kuoleman syistä. Lisäksi happosateet tuhoavat rakennuksia ja arkkitehtonisia monumentteja, tekevät metallirakenteet käyttökelvottomiksi, heikentävät maaperän hedelmällisyyttä ja voivat johtaa myrkyllisten metallien imeytymiseen pohjavesikerroksiin.

Termi "happosade" viittaa kaikentyyppisiin meteorologisiin sateisiin - sade, lumi, rakeet, sumu, räntä - joiden pH on pienempi kuin sadeveden keskimääräinen pH-arvo, joka on noin 5,6. "Puhdas" sade on yleensä aina lievästi hapanta, koska ilmassa oleva hiilidioksidi (CO 2 ) reagoi kemiallisesti sadeveden kanssa muodostaen heikkoa hiilihappoa. Teoreettisesti tällaisen "puhtaan", lievästi happaman sateen pH:n tulisi olla 5,6, mikä vastaa veden CO 2:n ja ilmakehän CO 2 -tasapainoa. Koska ilmakehässä on jatkuvasti erilaisia ​​aineita, sade ei kuitenkaan ole koskaan täysin "puhdasta", ja sen pH vaihtelee välillä 4,9-6,5, ja lauhkean metsävyöhykkeen keskiarvo on noin 5,0. Hiilidioksidin lisäksi maapallon ilmakehään pääsee luonnollisesti myös erilaisia ​​rikki- ja typpiyhdisteitä, jotka saavat aikaan happaman reaktion sateeseen. Siten "happosadetta" voi esiintyä myös luonnollisista syistä. Erilaisten happamalla reaktiolla tapahtuvien oksidien luonnollisen pääsyn maan ilmakehään lisäksi on kuitenkin myös ihmisperäisiä lähteitä, joiden päästöt ovat monta kertaa suuremmat kuin luonnolliset. Ilmakehän saastuminen suurella määrällä rikki- ja typen oksideja voi nostaa sateen happamuuden pH-arvoon 4,0, mikä ylittää useimpien elävien organismien sietämät arvot.

Happaman sateen syyt:

Happaman sateen pääasiallinen syy on rikkidioksidi SO 2 ja typpidioksidi NO 2 maapallon ilmakehässä, jotka ilmakehässä tapahtuvien kemiallisten reaktioiden seurauksena muuttuvat rikki- ja typpihapoiksi, joiden saostuminen Maan pinnalla vaikuttaa eläviin organismeihin ja ekotooppiin yleensä.

Rikkiyhdisteiden tyypit:

Tärkeimmät maapallon ilmakehän rikkiyhdisteet ovat:

1. Rikkidioksidi - SO 2

2. Hiilioksisulfidi - COS

3. Hiilidisulfidi - CS 2

4. Rikkivety - H 2 S

5. Dimetyylisulfidi - (CH3)2S

6. Sulfaatti-ioni - SO 4 2-

Rikkiyhdisteiden lähteet:

Luonnolliset rikkipäästöjen lähteet ilmakehään:

minä Biologinen vapautuminen. Lähes poikkeuksetta perinteiset rikin kiertomallit osoittivat, että noin 50 % rikistä ilmaantuu ilmakehään johtuen sen biologisista muutoksista maaperän ja veden ekosysteemeissä. Oletetaan, että käynnissä olevien mikrobiologisten prosessien seurauksena näissä luonnollisissa ekosysteemeissä rikki haihtuu rikkivedyn (H 2 S) muodossa. Lukuisat tieteelliset tiedot osoittavat, että mikro-organismit tuottavat rikkivetyä pääasiassa kahdella tavalla:

1. sulfaattien talteenotto.

2. orgaanisen aineen hajoaminen.

Desulfovibrio samoin kuin niihin liittyvät bakteerit, sulfaatin pelkistäjät, asuvat runsaasti soilla, soilla ja huonosti valutetuilla maaperällä. Nämä mikro-organismit käyttävät sulfaatteja lopullisena elektronin vastaanottajana. Lisäksi erittäin suuri ja monipuolinen ryhmä mikro-organismeja, mukaan lukien aerobit, termofiilit, psykofiilit, bakteerit, aktinomykeetit ja sienet, hajottaa rikkiä sisältäviä orgaanisia yhdisteitä ja vapauttaa rikkivetyä. Meren pinta ja sen syvät kerrokset voivat myös sisältää merkittäviä määriä rikkivetyä. Tällä hetkellä dimetyylisulfidin muodostumisen lähteitä ei täysin tunneta, mutta oletetaan, että merilevät ovat mukana niiden esiintymisessä. Biologiset rikkipäästöt eivät ylitä 30-40 miljoonaa tonnia vuodessa, mikä on noin 1/3 vapautuneen rikin kokonaismäärästä.

II. Vulkaaninen toiminta. Kun tulivuori purkautuu, rikkivetyä, sulfaatteja ja alkuainerikkiä pääsee maan ilmakehään yhdessä suuren määrän rikkidioksidia. Nämä yhdisteet pääsevät pääasiassa alempaan kerrokseen - troposfääriin, ja erillisillä, suurilla purkauksilla rikkiyhdisteiden pitoisuuden lisääntyminen havaitaan korkeammissa kerroksissa - stratosfäärissä. Tulivuorenpurkauksen myötä rikkipitoisia yhdisteitä pääsee ilmakehään keskimäärin noin 2 miljoonaa tonnia vuodessa. Troposfäärissä tämä rikin määrä on merkityksetön verrattuna biologiseen vapautumiseen, kun taas stratosfäärissä tulivuorenpurkaukset ovat tärkeimpiä rikin lähteitä.

III. Valtamerten pinta. Valtamerten pinnalta ilmakehään joutuneiden vesipisaroiden haihtumisen jälkeen jää merisuolaa, joka sisältää natrium- ja kloori-ionien ohella rikkiyhdisteitä - sulfaatteja.

Yhdessä merisuolahiukkasten kanssa maapallon ilmakehään pääsee vuosittain 50–200 miljoonaa tonnia rikkiä, mikä on paljon enemmän kuin rikkipäästöt ilmakehään luonnollisella tavalla. Samanaikaisesti suolahiukkaset putoavat suuren kokonsa vuoksi nopeasti ilmakehästä ja siten vain vähäinen osa rikistä pääsee ylempiin kerroksiin ja ruiskutetaan maan päälle. On kuitenkin otettava huomioon, että meriperäiset sulfaatit eivät voi muodostaa rikkihappoa, joten happosateiden muodostumisen kannalta ne eivät ole merkittäviä. Niiden vaikutus vaikuttaa vain pilvien muodostumisen ja sateen säätelyyn.

Ihmisperäiset rikkipäästöjen lähteet ilmakehään:

Typpiyhdisteiden tyypit:

Ilmakehän koostumus sisältää useita typpeä sisältäviä yhdisteitä, joista typpioksiduuli (N 2 O) on yleisin. Tämä ilman alemmissa kerroksissa oleva kaasu on neutraalia eikä osallistu happosateiden muodostumiseen. Myös maapallon ilmakehän koostumuksessa on happamia typen oksideja, kuten: typpioksidi NO ja typpidioksidi NO 2. Lisäksi ilmakehän koostumus sisältää ainoan alkalisen typpiyhdisteen - ammoniakin.

Tärkeimmät maapallon ilmakehässä esiintyvät typpiyhdisteet ovat:

1. Typpioksiduuli - NO 2

2. Typpioksidi - EI

3. Dityppihappoanhydridi - N 2 O 3

4. Typpidioksidi - NO 2

5. Typpioksidi - N 2 O 5

Typpiyhdisteiden lähteet:

Typpiyhdisteiden luonnolliset päästöt ilmakehään:

minä Typen oksidien päästöt maaperään. Maaperässä elävien denitrifioivien bakteerien toiminnan aikana nitraateista vapautuu typen oksideja. Vuotta 1990 koskevien tietojen mukaan noin 8 miljoonaa tonnia typen oksideja (typpimääräisesti mitattuna) muodostuu tällä tavalla joka vuosi ympäri maailmaa.

II. Ukkosmyrskyjä. Ilmakehän sähköpurkauksissa erittäin korkeasta lämpötilasta ja plasmatilaan siirtymisestä johtuen ilmassa oleva molekyylityppi ja happi yhdistyvät muodostaen typen oksideja. Tällä tavalla muodostuvan typen oksidin määrä on noin 8 miljoonaa tonnia.

III. Biomassan polttaminen. Tämäntyyppinen lähde voi olla sekä keinotekoista että luonnollista alkuperää. Suurin määrä biomassaa poltetaan metsän polttoprosessin (tuotantotilan saamiseksi) ja savannin tulipalojen seurauksena. Biomassan polton aikana ilmaan pääsee vuoden aikana 12 miljoonaa tonnia typen oksideja (typpimääräisesti mitattuna).

IV. Muut lähteet. Muut typen oksidien luonnollisten päästöjen lähteet ovat vähemmän merkittäviä ja vaikeasti arvioitavia. Näitä ovat: ammoniakin hapettuminen ilmakehässä, stratosfäärissä sijaitsevan dityppioksidin hajoaminen, jonka seurauksena muodostuneiden oksidien NO ja NO 2 seos joutuu troposfääriin, ja lopuksi fotolyyttiset ja biologiset prosessit ilmakehässä. valtameret. Nämä lähteet tuottavat yhdessä vuoden aikana 2-12 miljoonaa tonnia typen oksideja (typpimääräisesti mitattuna).

Ihmisperäiset typpiyhdisteiden päästöt ilmakehään:

Ihmisperäisistä typen oksidien muodostumisen lähteistä fossiilisten polttoaineiden (hiili, öljy, kaasu jne.) poltto on ensimmäisellä sijalla. Palamisen aikana korkean lämpötilan esiintymisen seurauksena ilman typpi ja happi yhdistyvät. Tässä tapauksessa syntyvän typpioksidin NO:n määrä on verrannollinen palamislämpötilaan. Lisäksi typen oksideja muodostuu polttoaineessa olevien typpipitoisten aineiden palamisen seurauksena. Polttamalla fossiilisia polttoaineita ihmiskunta päästää vuosittain noin 12 miljoonaa tonnia maapallon ilma-altaaseen. typpioksidit. Typen oksideja hieman vähemmän, noin 8 miljoonaa tonnia. vuodessa tulee polttomoottoreiden polttoaineen (bensiini, dieselpolttoaine jne.) palamisesta Teollisuuden päästöt ympäri maailmaa noin miljoona tonnia. typpeä vuosittain. Näin ollen vähintään 37 % lähes 56 Mt. vuosittaiset typpioksidipäästöt muodostuvat ihmisperäisistä lähteistä. Tämä prosenttiosuus on kuitenkin paljon suurempi, jos siihen lisätään biomassan polttotuotteita.

Ilmakehän ammoniakki:

Vesiliuoksessa emäksisellä ammoniakilla on merkittävä rooli happosateiden säätelyssä, koska se voi neutraloida ilmakehän happamia yhdisteitä:

NH 3 + H 2 SO 4 \u003d NH 4 HSO 4

NH3 + NH4HS04 = (NH4)2SO4

NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3

Siten happosaostuminen neutraloituu ja muodostuu sulfaatteja ja ammoniumnitraattia.

Maaperä on tärkein ilmakehän ammoniakin lähde. Tietyt bakteerit hajottavat maaperän orgaanista ainetta, ja yksi tämän prosessin lopputuotteista on ammoniakki. Tutkijat pystyivät toteamaan, että bakteerin toiminta, joka lopulta johtaa ammoniakin muodostumiseen, riippuu ensisijaisesti maaperän lämpötilasta ja kosteudesta. Korkeilla maantieteellisillä leveysasteilla (Pohjois-Amerikka ja Pohjois-Eurooppa), erityisesti talvikuukausina, maaperän ammoniakin vapautuminen voi olla mitätöntä. Samaan aikaan näillä alueilla on korkeimmat rikkidioksidi- ja typenoksidipäästöt, minkä seurauksena ilmakehän hapot eivät neutraloitu ja siten happosateiden riski kasvaa. Lemmikkien virtsan hajoamisen aikana vapautuu suuria määriä ammoniakkia. Tämä ammoniakin lähde on niin merkittävä, että se ylittää Euroopassa maaperän kyvyn vapauttaa ammoniakkia.

Rikkiyhdisteiden kemialliset muunnokset:

Pääsääntöisesti rikki sisältyy päästöihin ei täysin hapettuneessa muodossa (rikin hapetusaste sen dioksidissa on 4, eli yksi rikkiatomi on kiinnittynyt kahteen happiatomiin). Jos rikkiyhdisteet ovat ilmassa riittävän pitkään, ne muuttuvat ilmassa olevien hapettimien vaikutuksesta rikkihapoksi tai sulfaatteiksi. Rikkidioksidikaasun (SO 2) hapetusprosessissa hapella (O 2) rikki lisää hapetusastettaan ja muuttuu rikkitrioksidiksi (SO 3 ), joka puolestaan ​​on erittäin hygroskooppinen aine ja vuorovaikutuksessa ilmakehän veden kanssa, muuttuu hyvin nopeasti H2SO4:ksi. Tästä syystä normaaleissa ilmakehän olosuhteissa rikkitrioksidia ei esiinny suuria määriä ilmassa. Reaktion seurauksena muodostuu rikkihappomolekyylejä, jotka tiivistyvät nopeasti ilmassa tai aerosolihiukkasten pinnalle.

Rikkidioksidin lisäksi ilmakehässä on myös merkittäviä määriä muita luonnossa esiintyviä rikkiyhdisteitä, jotka lopulta hapettuvat rikkihapoksi (tai sulfaatiksi).

Typpiyhdisteiden kemialliset muunnokset:

Typpioksidi NO on yleisin vapautuva typpiyhdiste, joka reagoi ilmakehän hapen kanssa muodostaen typpidioksidia. Jälkimmäinen muuttuu hydroksyyliradikaalin kanssa tapahtuvan reaktion seurauksena typpihapoksi NO 2 + OH = HNO 3. Tällä tavalla saatu typpihappo, toisin kuin rikkihappo, voi pysyä kaasumaisessa tilassa pitkään, koska se ei tiivisty hyvin. Tämä johtuu siitä, että typpihappo on haihtuvampaa kuin rikkihappo. Typpihapon höyryt voivat imeytyä pilvi- tai sadepisaroihin tai aerosolihiukkasiin.

Hapan sedimentaatio (happosade)

Epäpuhtauskierron viimeinen vaihe on sedimentaatio, joka voi tapahtua kahdella tavalla:

1. sedimenttien pesu tai märkäsedimentaatio

2. saostuminen tai kuiva sedimentaatio

Näiden kahden prosessin yhdistelmää kutsutaan happosedimentaatioksi.

Happosateen vaikutus ympäristöön

Happaman sedimentaation seurauksena happamia ilmakehän hivenaineita, rikki- ja typpiyhdisteitä putoaa maan pinnalle, mikä johtaa voimakkaisiin muutoksiin vesistöjen ja maaperän happamuudessa. Ensinnäkin happamuuden lisääntyminen vaikuttaa makean veden altaiden ja metsien tilaan. Happamalla sateella on erilaisia ​​vaikutuksia. Aluksi runsastyppipitoinen sade edistää aluksi puiden kasvua metsässä, koska puut saavat ravinteita. Niiden jatkuvan kulutuksen seurauksena metsä on kuitenkin ylikyllästynyt niillä, mikä johtaa maaperän happamoitumiseen. Maaperän happamuuden muutosten seurauksena niissä olevien raskas- ja myrkyllisten metallien liukoisuus muuttuu, mikä voi päästä eläinten ja ihmisten kehoon kulkeutuessaan trofiketjua pitkin, jossa niiden kerääntyminen tapahtuu. Happamuuden vaikutuksesta maaperän biokemiallinen rakenne muuttuu, mikä johtaa maaperän eliöstön ja joidenkin kasvien kuolemaan.

Happaman sateen vaikutuksesta kasveista huuhtoutuvat pois epäorgaaniset yhdisteet, jotka sisältävät kaikki tärkeimmät mikro- ja makroelementit. Joten esimerkiksi kalium, kalsium, magnesium ja mangaani huuhtoutuvat yleensä suurimmassa määrin pois. Kasveista huuhtoutuvat myös erilaiset orgaaniset yhdisteet, kuten sokerit, aminohapot, orgaaniset hapot, hormonit, vitamiinit, pektiinit ja fenoliaineet jne. Näiden prosessien seurauksena kasveille välttämättömien biogeenisten alkuaineiden menetys lisääntyy, mikä johtaa niiden vaurioitumiseen.

Happaman sateen mukana maaperään joutuvat vetyionit voidaan korvata maaperässä olevilla kationeilla, mikä johtaa joko kalsiumin, magnesiumin ja kaliumin huuhtoutumiseen tai niiden sedimentoitumiseen dehydratoituneessa muodossa. Myrkyllisten raskasmetallien, kuten mangaanin, kuparin ja kadmiumin, liikkuvuus lisääntyy. Raskasmetallien liukoisuus riippuu voimakkaasti pH:sta. Liukenevat ja sen seurauksena kasveihin helposti imeytyneet raskasmetallit ovat myrkyllisiä kasveille ja voivat johtaa niiden kuolemaan. Yksi maaperässä eläville eliöille vaarallisimmista alkuaineista on voimakkaasti happamaan ympäristöön liuennut alumiini. Monet maaperät, kuten pohjoisen lauhkean ja boreaalisen metsävyöhykkeen maaperät, imevät korkeampia alumiinipitoisuuksia kuin alkalikationit. Vaikka monet kasvilajit kestävätkin tämän suhteen, happosateiden sattuessa alumiinin ja kalsiumin suhde muuttuu niin paljon, että juurten kasvu heikkenee ja puut ovat vaarassa.

Muutokset maaperän koostumuksessa voivat muuttaa maaperän mikro-organismien koostumusta, vaikuttaa niiden toimintaan ja siten vaikuttaa hajoamis- ja mineralisaatioprosesseihin sekä typen sitoutumiseen ja sisäiseen happamoitumiseen.

Happamasta sateesta huolimatta maaperällä on kyky tasata ympäristön happamuutta, ts. jossain määrin se voi vastustaa happamuuden lisääntymistä. Maaperän kestävyys määrittää yleensä kalkki- ja hiekkakivikivien (joihin kuuluu kalsiumkarbonaatti CaCO 3) läsnäolon, jotka hydrolyysin seurauksena reagoivat alkalisesti.

Makeiden vesien happamoittaminen.

Makean veden happamoittaminen tarkoittaa niiden neutralointikyvyn menetystä. Happamoitumisen aiheuttavat yleensä vahvat hapot, kuten rikki- ja typpihappo. Pitkällä aikavälillä sulfaatilla on tärkeämpi rooli, mutta satunnaisten tapahtumien aikana (lumensulaminen) sulfaatit ja nitraatit toimivat yhdessä.

Vesistöjen happamoitumisprosessi voidaan jakaa kolmeen vaiheeseen:

1. Bikarbonaatti-ionien menetys, ts. neutralointikyvyn heikkeneminen vakio pH-arvossa.

2. pH:n lasku bikarbonaatti-ionien määrän pienentyessä. pH-arvo laskee sitten alle 5,5:n. Herkimmät elävien organismien lajit alkavat kuolla jo pH = 6,5:ssä.

Elävien olentojen kuoleman voi aiheuttaa erittäin myrkyllisen alumiini-ionin toiminnan lisäksi myös se, että vetyionin vaikutuksesta vapautuu kadmiumia, sinkkiä, lyijyä, mangaania ja muita myrkyllisiä raskasmetalleja. Kasvien ravinteiden määrä alkaa laskea. Alumiini-ioni muodostaa liukenematonta alumiinifosfaattia ortofosfaatti-ionin kanssa, joka saostuu pohjasedimentin muodossa: Al 3+ + PO 4 3- ª AlPO 4. Veden pH:n lasku kulkee pääsääntöisesti rinnakkain populaatioiden vähenemisen ja kalojen, sammakkoeläinten, kasvi- ja eläinplanktonin sekä monien muiden organismien kuolemisen kanssa.

Järvien ja jokien happamoituminen on saavuttanut suurimman mittakaavan Ruotsissa, Norjassa, USA:ssa, Kanadassa, Tanskassa, Belgiassa, Hollannissa, Saksassa, Skotlannissa, Jugoslaviassa ja useissa Euroopan maissa. Etelä-Norjan 5 000 järvestä tehdyssä tutkimuksessa havaittiin, että 1 750 niistä oli menettänyt kalakantansa ja 900 muuta järveä oli vakavassa vaarassa. Etelä- ja Keski-Ruotsissa kalaa on menetetty 2500 järvessä, vastaavaa odotetaan vielä 6500 järvessä, joissa happamoitumisen merkkejä on jo havaittu. Lähes 18 000 järven veden pH on alle 5,5, mikä vaikuttaa erittäin haitallisesti kalakantoihin.

Happaman saostumisen suorat vaikutukset ympäristöön

1. Kasvin kuolema. Kasvien suora kuolema havaitaan eniten suoran päästölähteen lähellä sekä useiden kymmenien kilometrien säteellä tästä lähteestä. Suurin syy on korkea rikkidioksidipitoisuus. Tämä yhdiste adsorboituu kasvin pintaan, pääasiassa sen lehtiin, ja tunkeutuessaan kasvin kehoon se osallistuu erilaisiin redox-reaktioihin. Niiden vaikutuksen alaisena tapahtuu kalvojen tyydyttymättömien rasvahappojen hapettumista, mikä muuttaa niiden läpäisevyyttä, mikä vaikuttaa edelleen sellaisiin elintärkeisiin prosesseihin kuin hengitys ja fotosynteesi. Ensinnäkin tapahtuu jäkäläiden kuolema, jotka voivat olla olemassa vain erittäin puhtaassa ympäristössä. Jäkälät ovat herkkiä indikaattoreita erityyppisille ilmansaasteille. Nottinghamin yliopiston tuore tutkimus on osoittanut, että Cladonia-suvun tyynyjä muodostavat lajit voivat toimia herkänä happosateen indikaattoreina.

2. suora vaikutus ihmisiin. Happamat aerosolihiukkaset ovat erityisen vaarallisia ihmisten terveydelle. Niiden vaaran aste riippuu ensisijaisesti niiden koosta. Suuret aerosolihiukkaset viipyvät ylemmissä hengitysteissä, kun taas pienet (alle 1 mikronin) rikki- ja typpihapon seoksesta koostuvat pisarat voivat tunkeutua keuhkojen kaukaisimpiin osiin ja aiheuttaa siellä merkittäviä vahinkoja. Lisäksi metallit, kuten alumiini (ja muut raskasmetallit), voivat päästä ravintoketjuun, jonka huipulla ihminen seisoo, mikä voi johtaa hänen myrkytykseensä.

3. Metallien, rakennusten ja monumenttien korroosio. Korroosion syynä on vetyionien pitoisuuden lisääntyminen metallien pinnalla, josta niiden hapettuminen riippuu suuresti. Esikaupunkialueilla metallirakenteiden korroosioaste on useita mikrometrejä vuodessa, kun taas saastuneilla kaupunkialueilla se voi olla jopa 100 mikronia. vuonna. Happosade voi vahingoittaa metalleja, mutta myös rakennuksia, monumentteja ja muita rakenteita. Kalkki- ja hiekkakivestä rakennetut muistomerkit tuhoutuvat erittäin nopeasti joutuessaan alttiiksi happosateelle. Hiekka- ja kalkkikivien sisältämä CaCO 3, joka muuttuu kalsiumsulfaatiksi, huuhtoutuu helposti pois sadeveden vaikutuksesta.

Tällä hetkellä Viron pääpolttoaine on fossiilinen öljyliuske, jonka rikkipitoisuus on melko korkea. Kuitenkin sen lämpökäytön ansiosta ilmakehään vapautuu myös emäksisiä oksideja, jotka neutraloivat happamia komponentteja. Siksi liuskeen palaminen ei aiheuta happosateita. Päinvastoin, Koillis-Virossa sataa emäksistä sadetta, jonka pH voi olla 9 tai enemmän.

Tapoja ratkaista ongelmia

Happosadeongelman ratkaisemiseksi on tarpeen vähentää rikkidioksidin ja typen oksidien päästöjä ilmakehään. Tämä voidaan saavuttaa useilla tavoilla, mukaan lukien vähentämällä ihmisten fossiilisten polttoaineiden polttamisesta saamaa energiaa ja lisäämällä energiaa käyttävien voimalaitosten määrää. vaihtoehtoisia energialähteitä(auringonvalon, tuulen, vuorovesienergian energia). Muita mahdollisuuksia vähentää saastepäästöjä ilmakehään ovat:

1. Erilaisten polttoaineiden rikkipitoisuuden vähentäminen. Hyväksyttävin ratkaisu olisi käyttää vain sellaisia ​​polttoaineita, jotka sisältävät mahdollisimman vähän rikkiyhdisteitä. Tällaisia ​​polttoaineita on kuitenkin hyvin vähän. Vain 20 prosentissa maailman öljyvaroista on rikkipitoisuus alle 0,5 prosenttia. Ja tulevaisuudessa käytettävien polttoaineiden rikkipitoisuus tulee valitettavasti kasvamaan, kun vähärikkistä öljyä tuotetaan kiihtyvällä vauhdilla. Sama koskee fossiilisia hiilejä. Rikin poistaminen polttoainekoostumuksesta osoittautui taloudellisesti erittäin kalliiksi prosessiksi, ja lisäksi rikkiyhdisteistä voidaan poistaa enintään 50 % polttoainekoostumuksesta, mikä on riittämätön määrä.

2. Korkeiden putkien käyttö. Tämä menetelmä ei vähennä ympäristövaikutuksia, mutta lisää saasteiden sekoittumisen tehokkuutta ilmakehän ylemmissä kerroksissa, mikä johtaa happamaan saostumiseen syrjäisillä alueilla saastelähteestä. Tämä menetelmä vähentää saastumisen vaikutusta paikallisiin ekosysteemeihin, mutta lisää happosateiden riskiä syrjäisillä alueilla. Lisäksi tämä menetelmä on erittäin moraaliton, koska maa, jossa nämä päästöt tapahtuvat, siirtää osan seurauksista muille maille.

3. Tekniset muutokset. Palamisen aikana muodostuvien typen oksidien NO määrä riippuu palamislämpötilasta. Tehtyjen kokeiden aikana pystyttiin toteamaan, että mitä alhaisempi palamislämpötila, sitä vähemmän typen oksideja ilmaantuu, lisäksi NO:n määrä riippuu ajasta, jonka polttoaine viettää palamisvyöhykkeellä ylimääräisen ilman kanssa. Siten asianmukaisilla tekniikan muutoksilla voidaan vähentää päästöjä. Rikkidioksidipäästöjä voidaan vähentää poistamalla rikki loppukaasuista. Yleisin menetelmä on märkäprosessi, jossa lopulliset kaasut kuplitetaan kalkkikiviliuoksen läpi, jolloin muodostuu kalsiumsulfiittia ja sulfaattia. Tällä tavalla loppukaasuista voidaan poistaa suurin määrä rikkiä.

4. Kalkitus. Järvien ja maaperän happamoitumisen vähentämiseksi niihin lisätään emäksisiä aineita (CaCO 3). Tämä toiminta on hyvin yleistä Skandinavian maissa, joissa kalkkia ruiskutetaan helikoptereista maaperään tai valuma-alueelle. Eniten happosateet kärsivät Skandinavian maista, sillä suurimmassa osassa Skandinavian järviä on graniitti- tai kalkkikiviköyhä pohja. Tällaisilla järvillä on paljon heikompi kyky neutraloida happoja kuin järvillä, jotka sijaitsevat kalkkikivirikkailla alueilla. Mutta etujen ohella kalkiuksella on myös useita haittoja:

· Järvien virtaavissa ja nopeasti sekoittuvissa vesissä neutralointi ei ole riittävän tehokasta;

· Veden ja maaperän kemiallinen ja biologinen tasapaino on törkeä rikkomus;

Ei ole mahdollista poistaa kaikkia happamoitumisen haitallisia vaikutuksia;

· Raskasmetalleja ei voida poistaa kalkitsemalla. Happamuuden alenemisen aikana nämä metallit muuttuvat niukkaliukoisiksi yhdisteiksi ja saostuvat, mutta kun uutta happoa lisätään, ne liukenevat uudelleen ja muodostavat siten jatkuvan mahdollisen vaaran järville.

On huomattava, ettei vielä ole kehitetty menetelmää, joka fossiilisia polttoaineita poltettaessa mahdollistaisi rikkidioksidin ja typen päästöjen minimoimisen ja joissain tapauksissa kokonaan ehkäisemisen.

Hapan saostus (sade) on yksi teollistumisen seurauksena syntyneistä termeistä.

Ilmansaasteet ja happosateet

Toistaiseksi teollisuus on kehittynyt nopeasti: planeetan resurssien kuluttaminen, polttoaineen poltto sekä ympäristön kannalta puutteellisten teknologioiden kehitys. Tämä puolestaan ​​johtaa veteen ja maahan. Yksi tällainen ilmentymä on happosaostuminen.

Happosateen käsite mainittiin ensimmäisen kerran vuonna 1872, mutta se tuli merkitykselliseksi vasta viime vuosisadan jälkipuoliskolla. Tällä hetkellä happamat sateet ovat vakava ongelma monille maailman maille (käytännöllisesti katsoen kaikissa Euroopan maissa ja USA:ssa). Ekologit ovat kehittäneet sadekartan, joka kuvaa selkeästi alueita, joilla on korkea vaarallisten sateiden riski.

Sadevedelle on ominaista tietty happamuus. Normaaleissa olosuhteissa tämän indeksin tulisi vastata neutraalia pH-tasoa (5,6 - 5,7 ja paljon korkeampi). Tuloksena on lievä happamuus, joka on kuitenkin niin alhainen, ettei se pysty vahingoittamaan eläviä organismeja. Osoittautuu, että happaman saostumisen syyt liittyvät ihmisen toimintaan, luonnontekijät eivät voi selittää tätä.

Happaman saostumisen esiintyminen

Happojäämiä muodostuu suurten typen oksidien ja päästöjen seurauksena

Tällaisen saastumisen lähteitä ovat lämpövoimalaitokset, metallurginen tuotanto ja autot. Puhdistusteknologian kehitysaste on erittäin alhainen, mikä ei mahdollista turpeen, kivihiilen ja muiden teollisuudessa käytettävien raaka-aineiden poltosta syntyvien typpi- ja rikkiyhdisteiden suodattamista. Ilmakehässä oksidit yhdistyvät veteen auringonvalon vaikutuksesta tapahtuvien reaktioiden seurauksena. Sen jälkeen ne putoavat sateena, niitä kutsutaan "happosaokseksi".

Happaman sateen vaikutukset

Tutkijat sanovat, että happosaosteet ovat erittäin vaarallisia kasveille, ihmisille ja eläimille. Alla on tärkeimmät vaarat:

Tällaiset sateet lisäävät merkittävästi kaikkien vesistöjen happamuutta, olipa kyseessä joki, lampi tai säiliö. Tämän seurauksena havaitaan luonnollisen eläimistön ja kasviston sukupuuttoon. Vesistöjen ekosysteemi muuttuu, ne tukkeutuvat, vesistyvät ja liete lisääntyy. Tällaisten muutosten jälkeen vesi on ihmiskäyttöön kelpaamatonta. Se lisää raskasmetallisuolojen ja erilaisten myrkyllisten seosten määrää, jotka säiliön mikrofloora imeytyy normaaleissa olosuhteissa.

Nämä sateet ovat seurausta kasvien sukupuutosta ja metsien rappeutumisesta. Havupuut saavat eniten. Tosiasia on, että niiden lehdet päivittyvät hyvin hitaasti, eikä tämä anna heille mahdollisuutta toipua itsestään happosateen jälkeen. Myös nuoret metsät ovat tämän prosessin kohteena ja niiden laatu heikkenee nopeasti. Liiallinen sedimenttimassa johtaa metsien tuhoutumiseen.

Euroopassa ja Yhdysvalloissa happosateet ovat suurin syy huonoihin satoihin ja peltojen satojen kuolemaan. Vahinkojen syy ei ole vain jatkuvassa sateen vaikutuksessa, vaan myös maaperän mineralisaatiohäiriöissä.

Myös arkkitehtoniset monumentit, erilaiset rakennukset ja rakenteet kärsivät happosateesta. Tämän ilmiön seurauksena korroosioprosessi kiihtyy merkittävästi, mekanismit epäonnistuvat.

Joissakin tapauksissa happosateet voivat aiheuttaa korjaamatonta vahinkoa ihmisille ja eläimille. Kun he ovat korkean riskin alueilla, he alkavat olla huolissaan ylempien hengitysteiden sairauksista. Jos tämä jatkuu, nitraattia ja mustahappoa putoaa pian liian korkealla pitoisuudella. Tässä tapauksessa ihmisten hengen uhka lisääntyy merkittävästi.

Taistelee happosadetta vastaan

Luontoa vastaan ​​ei tietenkään voi mennä – on epärealistista käsitellä itse sadetta. Pelloille ja muille suurille alueille putoavat happamat sateet aiheuttavat korjaamatonta haittaa, eikä tähän ongelmaan ole järkevää ratkaisua. On aivan toinen asia, kun on tarpeen poistaa ei niiden seuraukset, vaan niiden esiintymisen syyt. Happaman sateen muodostumisen välttämiseksi sinun on jatkuvasti noudatettava useita sääntöjä: ympäristöystävällinen ja turvallinen tieliikenne, erityiset puhdistustekniikat, uudet tuotantotekniikat, vaihtoehtoiset energialähteet ja niin edelleen.

Ihmiskunta on lakannut. Me kaikki käytämme planeettamme rajattomat resurssit, saastutamme sen emmekä halua hyväksyä seurauksia. Mutta ihmisen toiminta on tuonut maapallon sellaiseen tilaan. Tämä on erittäin vaarallista, koska jos emme ala huolehtimaan planeetastamme, seurauksista tulee katastrofaalisia.

Happosade pelottaa ihmisiä hyvästä syystä: vaikka tavallisen sateen happamuus on 5,6, tämän tason pudotus vain kymmenesosalla johtaa monien hyödyllisten bakteerien kuolemaan. Ja jos se laskee 4,5:een, sammakkoeläinten, hyönteisten ja kalojen kuolema on taattu, ja kasvien lehtiin ilmestyy palovammoja.

Kävely sellaisessa sateessa ei myöskään hyödytä ihmiskehoa. Samanaikaisesti jopa ulkona käyminen ensimmäisten tuntien aikana happaman saostumisen jälkeen on erittäin haitallista: myrkyllisten kaasujen hengittäminen ilmakehässä voi hyvinkin aiheuttaa astman, vakavia keuhko- ja sydänsairauksia.

Happosade viittaa kaikentyyppisiin meteorologisiin sateisiin, joiden aikana havaitaan voimakkaasti hapan reaktio, joka johtuu happamuuden vähenemisestä rikin, typen ja muiden happoa muodostavien yhdisteiden vetykloridioksidien aiheuttamasta ilmansaastuksesta. Happosadetta tutkivien tutkijoiden mukaan tämä ilmaus ei heijasta täysin ilmiötä, koska tässä tapauksessa termi "happosade" on sopivampi, koska myrkylliset aineet putoavat sekä sateen että rakeiden, lumen, sumun ja jopa pölyä ja kaasua kuivana aikana.

On syytä huomata, että pH, joka on vesiliuosten happamuuden indikaattori, voi vaihdella välillä 0-14. Kun neutraalien nesteiden happamuusaste on seitsemän, happamalle ympäristölle on tunnusomaista tämän arvon alapuolella olevat indikaattorit, emäksiselle ympäristölle on ominaista. korkeampi. Sateen suhteen normaalin sateen pH on 5,6 tai hieman korkeampi, riippuen sadealueesta.

Pieni happamuusaste löytyy mistä tahansa sadevedestä, mikä selittyy hiilidioksidin läsnäololla ilmassa, joka vuorovaikutuksessa sadepisaroiden kanssa muodostaa heikon hiilihapon. Kun pH laskee yhdellä, tämä tarkoittaa kymmenkertaista happopitoisuuden nousua, joten alle 5,3 sateet katsotaan happamina (Euroopassa sateen suurin happamuus oli pH 2,3, Kiinassa 2,25, Moskovan alueella 2,15).

Tavallisen sateen happamuusaste on 5,6 tai hieman korkeampi. Tämä happamuus on alhainen, eikä siksi aiheuta haittaa kasvi- ja eläinorganismeille. Ei ole epäilystäkään siitä, että happamat sateet alkoivat laskea maan pinnalle aktiivisen ihmisen toiminnan seurauksena.

Sademäärä

Puhuessaan happosateiden muodostumisen lähteistä ja syistä asiantuntijat mainitsevat ensinnäkin teollisuusyritysten toiminnan, jotka päästävät ilmakehään suuria määriä rikki- ja typen oksideja (etenkin metallurginen tuotanto on haitallista). Myös lukuisten autojen pakokaasut, lämpövoimalat vaikuttavat.

Valitettavasti tällä hetkellä puhdistustekniikat eivät mahdollista kaasun, turpeen, hiilen, öljyn ja muiden asiaankuuluvien raaka-aineiden palamisen aikana muodostuvien haitallisten happamien yhdisteiden suodattamista.

Siksi happosateen esiintymismekanismi on seuraava: kloorivety, rikki ja typen oksidit ilmaan joutuessaan alkavat olla vuorovaikutuksessa pisaroiden ja auringonsäteilyn kanssa muodostaen erilaisia ​​happamia yhdisteitä (typpi-, rikki-, rikki- ja typpihappo) .

Sen jälkeen haitalliset yhdisteet eivät katoa mihinkään ja palaavat maahan sateen muodossa. Jos he joutuvat alueelle, jossa ilmakehä on kyllästetty kosteudella, ne yhdistyvät vesipisaroihin pilviin, minkä jälkeen liuennut happo putoaa ulos sateen, rakeiden, lumen, sumun muodossa aiheuttaen huomattavaa haittaa paitsi kasvillisuudelle. , mutta myös eläimistölle: niitä uutetaan maaperästä ravintoaineina sekä myrkyllisinä metalleina, kuten alumiini, lyijy jne.

Jos happosade pääsee makean veden lähteisiin tai altaisiin, alumiinin liukoisuus veteen kasvaa dramaattisesti, mikä johtaa kalojen sairauksiin ja kuolemaan, levien ja kasviplanktonin kehittymisen hidastumiseen ja vedestä tulee täysin käyttökelvotonta.

Jos ilma on ehdottoman kuivaa, happamat yhdisteet voivat pudota maan pinnalle pölyn tai savusumun muodossa. Maan pinnalle päästyään ne väijyvät jonkin aikaa ja sadekuuroja odotellessaan menevät vesivirran mukana maahan.

Elävän maailman kuolema

Happamien sateiden jälkeen maaperän koostumus muuttuu merkittävästi, mikä aiheuttaa puiden, kasvillisuuden ja viljelykasvien kuoleman ja vähentää maaperän hedelmällisyyttä. Maahan joutuessaan myrkyllistä vettä tunkeutuu altaisiin, minkä seurauksena vesi saastuu ja hapettuu, mikä aiheuttaa lähes kaikkien elävien olentojen kuoleman (sammakkoeläimet, kalat ja bakteerit kuolevat pH:ssa 4,5, ja monet eläinten ja kasvien edustajat maailma katoaa jopa alhaisemmalla happamuudella).

Ongelma pahenee huomattavasti varhain keväällä lumen sulamisaikana: tähän aikaan kaikki talven aikana kertyneet epäpuhtaudet vapautuvat ja tunkeutuvat maahan ja vesistöihin, ja kalanpoikaset ja hyönteisten toukat ovat haavoittuvimpia.

On syytä huomata, että ennen maahan putoamista happosade alentaa ilman puhtautta, vaikuttaa negatiivisesti erilaisiin rakenteisiin, monumentteihin, tuhoaa rakennus- ja päällystemateriaaleja (kalkkikivi, marmori), putkistoja, liuottaa maaleja, pilaa autoja aiheuttaen metallin korroosiota pinnat.

Happosadeilla on erittäin kielteinen vaikutus sekä elävään että elottomaan luontoon, ihmisiin ja heidän luomiinsa esineisiin. Samaan aikaan myrkyllinen sade voi aiheuttaa vakavia ympäristöongelmia, kuten:

• Vesistöjen kasviston ja eläimistön kuolema ekosysteemin muutosten seurauksena. Myös ihmisille säiliöt vesilähteiksi muuttuvat täysin sopimattomiksi raskasmetallien suolojen ja erilaisten myrkyllisten yhdisteiden lisääntymisen vuoksi, jotka normaalisti imeytyvät säiliön mikroflooraan.
• Puiden (erityisesti havupuiden) kuolema lehtien, juurien vaurioitumisen vuoksi, minkä vuoksi niistä tulee puolustuskyvyttömiä pakkasta ja erilaisia ​​sairauksia vastaan.
• Erilaisten kemiallisten reaktioiden seurauksena maaperä menettää osittain hivenaineita ja muuttuu vähemmän ravitsevaksi, mikä hidastaa kasvillisuuden kasvua ja kehitystä (samaan aikaan paljon myrkyllisiä aineita pääsee puuhun juurien kautta).
• Ihmisillä, jotka asuvat alueilla, joilla happosateet ovat yleisiä, on usein vakavia ylempien hengitysteiden ongelmia.
• Happamat sateet, kuluttavat sementtiä ja vaikuttavat negatiivisesti päällys- ja rakennusmateriaaleihin, vahingoittavat vakavasti arkkitehtonisia monumentteja, rakennuksia ja muita rakenteita tehden niistä vähemmän kestäviä.

Kuinka ehkäistä haitallisia sateita?

Tällä hetkellä eniten happamia sateita on Aasiassa (ensisijaisesti Kiinassa, jonka teollisuusyritykset polttavat hiiltä) ja Amerikan yhdysvalloissa. Koska sateet yleensä laskevat jonkin matkan päässä pilvien muodostumispaikasta, myös Kanada ja Japani ovat vaarassa.

Lisäksi teollisuuden aktiivisen kasvun myötä happosateiden ongelma on tulossa yhä voimakkaammaksi, ja siksi tällaisten sateiden katastrofaaliset seuraukset tuntuvat lähitulevaisuudessa varmasti, jos tutkijat eivät kehitä järjestelmää myrkyllisten sateiden ehkäisemiseksi. sademäärä ennen sitä.

Kun puhutaan taistelusta happosateita vastaan, on pidettävä mielessä, että on ensinnäkin taisteltava happosateiden muodostumisen aiheuttaneita lähteitä vastaan, koska itse sadetta vastaan ​​on mahdotonta taistella. Myrkyllisten sateiden kielteisten vaikutusten estämiseksi ympäristönsuojelijat ja tiedemiehet tutkivat happosateiden syitä ja seurauksia, työskentelevät ilmakehän päästöjen tuotanto- ja puhdistustekniikoiden kehittämiseksi, ympäristöystävällisten energiantuotantolähteiden luomiseksi, ympäristöystävällisten ajoneuvojen luomiseksi. , jne.

Ennen kuin eri maiden hallitukset yhdessä tarttuvat tämän ongelman ratkaisuun ja alkavat etsiä ulospääsyä lähestyvästä ekologisesta katastrofista, ongelmaa ei ratkaista.

Ottaen huomioon, että happosateet, kuten muutkin sateet, voivat kattaa valtavan alueen, happosateet voivat lähitulevaisuudessa tulla yleiseksi koko planeetalla. Samaan aikaan happamat yhdisteet, jotka ovat tulleet lisäkemiallisiin reaktioihin, eivät lakkaa muuttumasta, minkä seurauksena rikkihappoa voi pian alkaa valua huolimattomien ohikulkijoiden päähän.

Happosade on vakava ympäristöongelma, ja sen syytä voidaan kutsua yleiseksi ympäristön saastumiseksi. Toistuvat happosateet aiheuttavat huolta paitsi tutkijoille myös tavallisille ihmisille, koska tällaiset sateet vaikuttavat kielteisesti terveyteen.

Happamalle sateelle on ominaista alhainen pH. Tavallisilla sateilla tämän indikaattorin taso on 5,6. On huomattava, että jopa pienillä poikkeamilla normista seuraukset eläville organismeille voivat olla vakavia.

Merkittävillä muutoksilla happamuuden lasku voi aiheuttaa kalojen sekä monien hyönteisten ja jopa sammakkoeläinten kuoleman. Lisäksi alueilla, joilla esiintyy happosadetta, havaitaan joskus happamia palovammoja puiden lehdissä, ja jotkut kasvit jopa kuolevat. Monet ihmiset voivat tuntea kielteisen vaikutuksen happosateiden jälkeen. Tällaisen kaatosateen jälkeen ilmakehään voi kertyä myrkyllisiä kaasuja, ja on erittäin epätoivottavaa hengittää tällaista kaasu-ilmamassaa. Seuraukset eivät tule kauaa, vaikka lyhyelläkin kävelylenkillä tällaisen sateen aikana voi ilmaantua sydän- ja verisuonisairauksia, keuhkoputkien sairauksia ja astmaa.

Voiko happosade yksin olla uhka?

Happosade-ongelma on yleistynyt viime vuosikymmeninä, joten kaikkien maapallon asukkaiden olisi hyvä pohtia omaa rooliaan - positiivista tai negatiivista - tässä luonnonilmiössä. Sinun pitäisi tietää, että suurin osa ilmaan joutuvista haitallisista aineista on ihmiselämän tuotetta eivätkä käytännössä katoa mihinkään. Suurin osa niistä jää ilmakehään ja palaa jonakin päivänä maan päälle sateen mukana. Ja happosateiden vaikutukset ovat niin vakavia, että joissakin tapauksissa voi kestää yli sata vuotta seurausten poistamiseen.

Jotta happosateiden mahdolliset seuraukset voitaisiin perehtyä paremmin, on toivottavaa ymmärtää, mitä käsite itsessään sisältää. Useimmat tutkijat uskovat yksimielisesti, että tällaista muotoilua voidaan pitää liian kapeana globaalin ongelman täyden potentiaalin hyödyntämiseksi. Pelkästään sateita ei pidä tutkia, vaan tulee huomioida myös happamat rakeet, sumu ja lumisateet, jotka kuuluvat myös haitallisten aineiden ja yhdisteiden kantajiin, koska niiden muodostuminen on prosessiltaan pääosin identtistä. Ei pidä unohtaa, että vakaalla kuivalla säällä voi ilmaantua myrkyllisiä kaasuja tai pölypilviä tai molempia. Mutta nämä muodostelmat kuuluvat myös happamaan saostukseen.

Happaman sateen syyt

Happamien sateiden syyt ovat suurelta osin suoraan riippuvaisia ​​inhimillisestä tekijästä. Ilman jatkuva saastuminen happoa muodostavien yhdisteiden (kuten rikkioksidin, kloorivedyn, typen jne.) avulla johtaa epätasapainoon. Tärkeimpiä tällaisten aineiden tuottajia ovat tietysti suuret teollisuusyritykset, esimerkiksi metallurgiset, öljynjalostamot, hiiltä tai polttoöljyä polttavat lämpövoimalaitokset. Suodattimista ja puhdistusjärjestelmistä huolimatta nykyaikainen tekniikka ei ole vielä saavuttanut tasoa, joka sallisi paitsi kielteisten vaikutusten, myös itse teollisuusjätteen poistamisen kokonaan.

Lisäksi happosateet ovat lisääntyneet, mikä liittyy ajoneuvojen lisääntymiseen planeetalla. Suuri määrä pakokaasuja, vaikkakin pieninä annoksina, edistää silti haitallisten happamien yhdisteiden ilmaantumista. Ja jos lasket uudelleen ajoneuvojen kokonaismäärän, saastumisaste, voitaisiin sanoa, on saavuttanut kriittisen tason. Kaiken edellä mainitun lisäksi monet taloustavarat ovat mukana, esimerkiksi aerosolit, puhdistusaineet/pesuaineet jne.

Toinen happosateiden syy, inhimillisen tekijän lisäksi, voi olla jotkin luonnolliset prosessit. Erityisesti vulkaaninen toiminta voi johtaa niiden esiintymiseen, jonka aikana suuri määrä rikkiä pääsee ulos. Lisäksi se osallistuu kaasumaisten yhdisteiden muodostumiseen yksittäisten orgaanisten aineiden hajoamisprosessissa, mikä puolestaan ​​​​johtaa myös ilman saastumiseen.

Happamien sateiden muodostumismekanismi

Kaikki ilmakehään vapautuneet haitalliset aineet alkavat reagoida aurinkoenergian, hiilidioksidin tai veden kanssa, jolloin muodostuu happamia yhdisteitä. Yhdessä kosteuden haihtumisen kanssa ne nousevat ilmakehään, minkä jälkeen muodostuu pilviä. Siten syntyy happosateita, lumihiutaleita tai rakeita, jotka palauttavat maahan kaiken, minkä ne ovat imeneet, muiden kemikaalien ohella.

Joillakin maapallon alueilla havaittiin joitain poikkeamia normista 2-3 yksikön sisällä. Joten, kun hyväksyttävä happamuustaso oli pH 5,6, Moskovan alueella ja Kiinassa oli tapauksia, joissa pH-taso oli 2,15. Happosateen tarkkaa sijaintia on mahdotonta ennustaa, koska on mahdollista, että muodostuneet pilvet voivat puhaltaa tuulen mukana pitkiä matkoja pilaantumispaikasta.

Happaman sateen koostumus

Happosateen pääkomponentit ovat rikki- ja rikkihapot sekä ukkosmyrskyjen aikana syntyvä otsoni. On myös typpisaostustyyppejä, joissa pääasiallisina ovat typpi- ja typpihappo. Harvoin kloori ja metaani voivat olla happosateiden aiheuttajia. Ja tietysti sateen mukana voi pudota muita haitallisia aineita sen perusteella, mikä oli tietyillä alueilla ilmakehään päästettyjen kotitalous- ja teollisuusjätteiden koostumuksessa.

Miksi happosateet ovat vaarallisia?

Happamat sateet ja niiden seuraukset ovat jatkuvan havainnon kohteena, ja niitä tekevät tutkijat kaikista maista. Heidän ennusteensa ovat kuitenkin erittäin pettymys. Sade, jossa pH-taso laskee, on vaaraksi paitsi ihmisille, myös kasvistolle ja eläimistölle.

Kun happosade osuu maahan, se vahingoittaa kasveja riistämällä niiltä kasvuun ja kehittymiseen tarvittavat ravinteet. Pintaan vedetään mm. myrkyllisiä metalleja. Suurella happopitoisuudella puut voivat kuolla sateen takia, maa muuttuu käyttökelvottomaksi jatkoviljelyyn ja sen palauttaminen kestää vuosikymmeniä.

Sama tilanne on vesialtaiden kanssa. Happamien sateiden koostumus johtaa luonnonympäristön epätasapainoon, jonka jälkeen syntyy jokien saastuminen. Tämä puolestaan ​​johtaa kalojen kuolemaan ja myös hidastaa levien kasvua. Tämän seurauksena kokonaiset vesimuodostumat, järvet ja joet voivat lakata olemasta pitkäksi aikaa.

Ennen maahan osumista happosade, joka kulkee ilmamassojen ohi, jättää ilmakehään myrkyllisten aineiden hiukkasia. Tätä pidetään erittäin epäedullisena, koska se vaikuttaa kielteisesti ihmisten ja eläinten terveyteen sekä vahingoittaa merkittävästi rakennuksia. Niinpä useimmat maalit ja lakat sekä pintamateriaalit, metallirakenteet alkavat liueta heti, kun huono-onnisen sateen pisaroita putoaa niiden päälle.

Happosateen maailmanlaajuiset ympäristöongelmat

Happamien sateiden aiheuttamia maailmanlaajuisia ympäristöongelmia voivat olla:

• Muutokset vesistöjen ekosysteemissä, jotka johtivat kasviston ja eläimistön kuolemaan. Tällaisia ​​lähteitä ei voida käyttää juomiseen, koska raskasmetallit ylittävät normin monta kertaa;
• Juurien ja lehtien vaurioituminen johtaa suojan tuhoutumiseen kylmää ja tauteja vastaan. Tämä pätee erityisesti havupuihin kovissa pakkasissa;
• Maaperän saastuminen myrkkyillä. Maaperän saastuneilla alueilla sijaitseva kasvimaailma varmasti heikkenee tai kuolee. Haitalliset aineet tulevat yhdessä hyödyllisten aineiden kanssa, joita on vähemmän ja vähemmän.

Happosateiden haitat ihmisille

Kotieläinten, kaupallisten kalalajien, viljelykasvien kuolema - kaikki tämä vaikuttaa tavalla tai toisella elämänlaatuun ja minkä tahansa valtion talouteen.

Kala tai eläimen liha voi olla terveydelle haitallista syödessään juuri niissä paikoissa, joissa happomyrkytys on tapahtunut. Tällainen liha voi sisältää kriittisen määrän myrkyllisiä yhdisteitä tai raskasmetalli-ioneja. Jos se joutuu ihmiselimiin, se voi johtaa vakavaan myrkytykseen, vakavaan maksa- tai munuaissairauteen, hermokanavien tukkeutumiseen ja verihyytymien muodostumiseen. Joidenkin happomyrkytysten vaikutusten ilmaantuminen voi kestää sukupolvia.

Keinot käsitellä happosaostumista

Nykyään Yhdysvallat, Kiina ja tietysti Venäjä ovat pääasiallinen happamien sateiden riskiryhmä. Itse asiassa näissä osavaltioissa hiilen jalostus- ja metallurginen teollisuus ovat erittäin kehittyneitä, ja näin ollen tällaisia ​​​​yrityksiä on suuri määrä. Sekä Kanadaa että Japania pidetään kuitenkin vaarallisina, joiden suuntaan tuuli voi ajaa happamia sateita. Joidenkin tutkimusten mukaan, jos ennaltaehkäiseviä toimenpiteitä ei tehdä, tällaisten valtioiden luetteloa voidaan täydentää monilla ehdokkailla, eikä tätä tarvitse odottaa kauan.

Paikallinen happosateiden torjunta on lähes hyödytöntä. Jotta tilanne muuttuisi parempaan suuntaan, on ryhdyttävä kokonaisvaltaisiin toimenpiteisiin. Ja ne ovat mahdollisia vain useiden maiden samanaikaisilla ja koordinoiduilla toimilla. Akateeminen tiede yrittää löytää uusia puhdistusjärjestelmiä haitallisten aineiden päästöjen minimoimiseksi ilmakehään, mutta happaman saostumisen prosenttiosuus on vain kasvussa.

Jos sinulla on kysyttävää - jätä ne kommentteihin artikkelin alla. Me tai vieraamme vastaamme niihin mielellämme.

Happamat lauseet modernissa, erityisesti kaupunkielämässä, ovat yleistyneet. Kesäasukkaat valittavat usein, että tällaisen epämiellyttävän sateen jälkeen kasvit alkavat kuihtua ja lätäkköihin ilmestyy valkeahko tai kellertävä pinnoite.

Mikä se on

Tieteellä on selvä vastaus kysymykseen, mitä happosade on. Nämä kaikki tiedetään, joiden vesi on normaalia alhaisempi. Normaaliksi katsotaan pH 7. Jos tutkimus osoittaa tämän luvun aliarvioinnin sademäärässä, niitä pidetään happamina. Jatkuvasti kiihtyvän teollisuusbuumin yhteydessä sateen, lumen, sumun ja rakeiden happamuus on satoja kertoja normaalia korkeampi.

Syitä

Hapan sade sataa uudestaan ​​​​ja uudestaan. Syyt ovat teollisuuslaitosten myrkyllisissä päästöissä, autojen pakokaasuissa ja paljon vähemmässä määrin - luonnollisten alkuaineiden hajoamisessa. Ilmakehä on täynnä rikkiä ja typpioksideja, kloorivetyä ja muita happoja muodostavia yhdisteitä. Tuloksena on happosade.

On sadetta ja emäksistä sisältöä. Ne sisältävät kalsiumia tai ammoniakki-ioneja. Heille sopii myös "happosateen" käsite. Tämä selittyy sillä, että joutuessaan säiliöön tai maaperään tällainen sade vaikuttaa vesi-emästasapainon muutokseen.

Mikä aiheuttaa happosaostumista

Ympäröivän luonnon hapettuminen ei tietenkään johda mihinkään hyvään. Hapan sade on erittäin haitallista. Syyt kasvillisuuden kuolemaan tällaisten sateiden putoamisen jälkeen ovat siinä, että hapot huuhtoutuvat maasta monia hyödyllisiä alkuaineita, ja lisäksi havaitaan myös vaarallisten metallien saastumista: alumiini, lyijy ja muut. Pilaantuneet sedimentit aiheuttavat mutaatioita ja kalojen kuolemaa vesistöissä sekä kasvillisuuden epäasianmukaista kehitystä joissa ja järvissä. Niillä on myös haitallinen vaikutus normaaliin ympäristöön: ne edistävät merkittävästi luonnollisten pintamateriaalien tuhoutumista ja aiheuttavat metallirakenteiden kiihtyvää korroosiota.

Tutustuttuamme tämän ilmakehän ilmiön yleisiin ominaisuuksiin voimme päätellä, että happosateiden ongelma on yksi kiireellisimmistä ekologian näkökulmasta.

Tieteellinen tutkimus

On tärkeää tarkastella yksityiskohtaisemmin luonnon kemiallisen saastumisen järjestelmää. Happamat sateet aiheuttavat monia ympäristöhäiriöitä. Tällainen sateen ominaisuus ilmaantui 1800-luvun jälkipuoliskolla, kun brittiläinen kemisti R. Smith tunnisti höyryjen ja savun vaarallisten aineiden pitoisuudet, jotka muuttavat suuresti sateen kemiallista kuvaa. Lisäksi happosateet ovat ilmiö, joka leviää laajoille alueille pilaantumislähteestä riippumatta. Tiedemies pani myös merkille saastuneiden sedimenttien aiheuttaman tuhon: kasvitaudit, kudosten värin menetys, ruosteen nopeutettu leviäminen ja muut.

Asiantuntijat ovat tarkempia määritellessään, mitä happosade on. Todellisuudessa se on lunta, sumua, pilviä ja rakeita. Kuiva sade, josta puuttuu ilmankosteus, putoaa pölyn ja kaasun muodossa.

luonnossa

Järvet kuolevat, kalaparvien määrä vähenee, metsät katoavat - kaikki nämä ovat kauheita seurauksia luonnon hapettumisesta. Metsien maaperät eivät ole läheskään yhtä herkkiä happamoitumiselle kuin vesistö, mutta kasvit näkevät kaikki happamuuden muutokset erittäin negatiivisesti. Aerosolin tavoin haitallinen sade peittää lehdet ja neulat, kyllästää rungot ja tunkeutuu maaperään. Kasvillisuus saa kemiallisia palovammoja, jotka heikkenevät vähitellen ja menettää kykynsä selviytyä. Maaperät menettävät hedelmällisyytensä ja kyllästävät kasvavat kasvit myrkyllisillä yhdisteillä.

biologiset resurssit

Kun Saksassa suoritettiin järviä koskeva tutkimus, havaittiin, että altaissa, joissa vesiindeksi poikkesi merkittävästi normista, kalat katosivat. Vain joistakin järvistä saatiin yksittäisiä yksilöitä.

Historiallinen perintö

Näennäisesti haavoittumattomien ihmisten luomukset kärsivät myös happosateesta. Kreikassa sijaitseva muinainen Akropolis tunnetaan kaikkialla maailmassa mahtavien marmoripatsaidensa ääriviivoista. Ajat eivät säästä luonnonmateriaaleja: tuulet ja sateet tuhoavat jalokiviä, happosateiden muodostuminen aktivoi tätä prosessia entisestään. Kunnostettaessa historiallisia mestariteoksia, nykyaikaiset mestarit eivät ryhtyneet toimenpiteisiin metalliliitosten suojaamiseksi ruosteelta. Seurauksena on, että happosade hapettamalla rautaa aiheuttaa suuria halkeamia patsaisiin, marmori halkeilee ruosteen paineen vuoksi.

kulttuurimonumentit

Yhdistyneet Kansakunnat on käynnistänyt tutkimuksia happosateiden vaikutuksista kulttuuriperintökohteisiin. Niiden aikana todistettiin sateiden toiminnan kielteiset seuraukset Länsi-Euroopan kaupunkien kauneimpiin lasimaalauksiin. Tuhannet värilliset lasit ovat vaarassa hukkua unohduksiin. 1900-luvulle asti ne ilahduttivat ihmisiä voimalla ja omaperäisyydellä, mutta viimeiset vuosikymmenet happosateiden varjoon uhkaavat tuhota upeat lasimaalaukset. Rikillä kyllästetty pöly tuhoaa antiikkinahka- ja paperiesineet. Antiikin vaikutuksen alaiset tuotteet menettävät kykynsä vastustaa ilmakehän ilmiöitä, muuttuvat hauraiksi ja voivat pian murentua pölyksi.

Ekologinen katastrofi

Happosade on vakava ongelma ihmiskunnan selviytymiselle. Valitettavasti nykyajan elämän realiteetit vaativat teollisen tuotannon jatkuvasti kasvavaa laajentumista, mikä lisää myrkyllisten aineiden määrää.Maapallon väkiluku kasvaa, elintaso nousee, autoja tulee yhä enemmän, energiankulutus käy läpi katto. Samaan aikaan pelkästään Venäjän federaation lämpövoimalaitokset saastuttavat ympäristöä vuosittain miljoonilla tonneilla rikkipitoista anhydridiä.

Hapan sade ja otsoniaukot

Otsonireiät eivät ole yhtä yleisiä ja aiheuttavat vakavampaa huolta. Tämän ilmiön ydintä selittäessä on sanottava, että kyseessä ei ole todellinen ilmakehän kuoren repeämä, vaan otsonikerroksen paksuuden rikkominen, joka sijaitsee noin 8-15 km päässä maapallosta ja ulottuu stratosfääriin. 50 km asti. Otsonin kerääntyminen absorboi suurelta osin haitallista auringon ultraviolettisäteilyä ja suojaa planeettaa voimakkaimmalta säteilyltä. Siksi otsoniaukot ja happosateet ovat uhkia planeetan normaalille elämälle ja vaativat erityistä huomiota.

Otsonikerroksen eheys

1900-luvun alussa lisättiin kloorifluorihiilivedyt (CFC:t) ihmisten keksintöjen luetteloon. Niiden ominaisuus oli poikkeuksellinen stabiilius, ei hajua, palamattomuus, ei myrkyllistä vaikutusta. CFC-yhdisteitä alettiin vähitellen ottaa käyttöön kaikkialla erilaisten jäähdytysyksiköiden (autoista lääketieteellisiin komplekseihin), sammuttimien ja kotitalouksien aerosolien tuotantoon.

Vasta 1900-luvun toisen puoliskon lopussa kemistit Sherwood Roland ja Mario Molina ehdottivat, että nämä ihmeaineet, joita muuten kutsutaan freoneiksi, vaikuttavat voimakkaasti otsonikerrokseen. Samaan aikaan CFC-yhdisteet voivat "leijua" ilmassa vuosikymmeniä. Nousevat vähitellen maasta, ne saavuttavat stratosfäärin, jossa ultraviolettisäteily tuhoaa freoniyhdisteitä vapauttaen klooriatomeja. Tämän prosessin seurauksena otsoni muuttuu hapeksi paljon nopeammin kuin normaaleissa luonnonoloissa.

Kamala asia on, että satojen tuhansien otsonimolekyyleiden modifioimiseen tarvitaan vain muutama klooriatomi. Lisäksi kloorifluorihiilivetyjä pidetään kasvihuonekaasuina, jotka edistävät ilmaston lämpenemistä. Rehellisyyden nimissä on lisättävä, että myös luonto itse vaikuttaa otsonikerroksen tuhoutumiseen. Siten vulkaaniset kaasut sisältävät jopa sata yhdistettä, mukaan lukien hiilet. Luonnolliset freonit edistävät planeettamme napojen yläpuolella olevan otsonikerroksen aktiivista ohenemista.

Mitä voidaan tehdä?

Happaman sateen vaaran selvittäminen ei ole enää relevanttia. Nyt asialistalla jokaisessa osavaltiossa, jokaisessa teollisuusyrityksessä, ennen kaikkea pitäisi olla toimenpiteitä ympäröivän ilman puhtauden varmistamiseksi.

Venäjällä jättiläiset tehtaat, kuten RUSAL, ovat viime vuosina alkaneet suhtautua asiaan erittäin vastuullisesti. He eivät säästä kustannuksia asentaessaan nykyaikaisia ​​luotettavia suodattimia ja puhdistuslaitteita, jotka estävät oksidien ja raskasmetallien pääsyn ilmakehään.

Yhä useammin käytetään vaihtoehtoisia energianhankintamenetelmiä, joilla ei ole vaarallisia seurauksia. Tuuli- ja aurinkoenergia (esimerkiksi arkeen ja autoihin) ei ole enää fantasiaa, vaan onnistunut käytäntö, joka auttaa vähentämään haitallisten päästöjen määrää.

Metsäviljelmien laajentaminen, jokien ja järvien puhdistaminen, roskien asianmukainen käsittely - kaikki nämä ovat tehokkaita menetelmiä ympäristön pilaantumisen torjunnassa.