Курсовая: Влияние кислотных осадков на биосферу Земли

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ

Институт национальной и мировой экономики

Курсовая работа

По предмету: Концепции современного естествознания

на тему

«Кислотные дожди»

Студентки

1 курса

1 группы

факультета Национальная Экономика

Рождественской Д.Д.

Содержание

Введение...........................3

1 Как попадают соединения серы в атмосферу

1.1Виды соединений серы.

1.2Источники соединений серы.

1.3Виды соединений азота

1.4Источники соединений азота

1.5Атмосферный аммиак

2 Распространение кислотных веществ в атмосфере.

3 Химические превращения загрязняющих кислотных веществ в атмосфере.

3.1Химические превращения соединений серы.

3.2Химические превращения соединений азота.

4 Кислотная седиментация (кислотные осадки).

4.1Вымывание кислотных веществ из атмосферы

4.2Сухие осадки

5 Влияние кислотных осадков на биосферу

5.1Косвенные воздействия

5.2Непосредственные воздействия

6 Способы защиты от кислотных дождей.

Заключение

Список литературы

Введение.

Интенсификация деятельности человека в последнее столетие привела к

значительному нарушению сложившегося в природе равновесия, в результате чего

возникло множество проблем, связанных с защитой окружающей среды.

Среди весьма серьезных проблем экологического плана наибольшее беспокойство

вызывает нарастающее загрязнение воздушного бассейна Земли примесями,

имеющими антропогенную природу. Атмосферный воздух является основной средой

деятельности биосферы, в том числе человека. В период промышленной и научно-

технической революции увеличился объем эмиссии в атмосферу газов и аэрозолей

антропогенного происхождения. По ориентировочным данным ежегодно в атмосферу

поступают сотни миллионов тонн оксидов серы, азота, галогенопроизводных и

других соединений. Основными источниками атмосферных загрязнений являются

энергетические установки, в которых используется минеральное топливо,

предприятия черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической

промышленности, авиационный и автомобильный транспорт.

Попадая в атмосферу, многие загрязнения подвергаются химическим или

фотохимическим превращениям с участием компонентов воздуха. Конечные продукты

химических превращений удаляются из атмосферы с осадками или выпадают на

поверхность Земли с аэрозолями. Попадая на поверхность биологических

объектов, строительных конструкций и других предметов, загрязнения и продукты

их превращения интенсифицируют физико-химические процессы разрушения

органических веществ, металлов и неорганических материалов.

Ущерб, наносимый живой природе атмосферными загрязнениями и продуктам

производственной деятельности человека, трудно оценить, но гибель лесов,

загрязнение водных бассейнов, распространение аллергических заболеваний,

нарушение биологического равновесия в экосистемах не в последнюю очередь

связаны с высокими концентрациями агрессивных примесей в атмосфере.

Как попадают соединения серы и азота в атмосферу.

Виды соединений серы.

К наиболее важным соединениям серы, находящимся в атмосфере, относятся

двуокись серы [оксид серы (IV)], оксисульфид (сероокись углерода),

сероуглерод, сероводород и диметилсульфид (табл. 2). Послед­ние четыре

соединения вследствие сильного окислительного действия атмосферы легко

превращаются в двуокись серы или в серную кислоту (сульфаты). Под влиянием

деятельно­сти человека более всего изменяется содержание двуокиси се­ры.

В сильно загрязненных районах уровень двуокиси серы может в 1000 и даже в

десятки тысяч раз превысить естест­венную границу значений на суше и в

океане. Концентрация других соединений серы, обычно образующихся из

естествен­ных источников, более или менее одинакова вблизи поверх­ности

земли. Среди соединений серы, находящихся в твердом и жидком состоянии,

принимаются в расчет только серная кислота и сульфаты (сульфат и гидросульфат

аммония), а также морская соль.

Источники соединений серы.

Соединения серы, как мы уже упомянули, частично попадают в атмосферу

естествен­ным путем, а частично антропогенным. Поверхность суши, как и

поверхность океанов и морей, играет роль естественно­го источника. Обычно

деятельность человека ограничивается сушей, поэтому мы можем учитывать

загрязнение серой только на этой территории.

Существуют три основных источника естественной эмиссии серы.

1. Процессы разрушения биосферы. С помощью анаэробных (действующих без

участия кислорода) микроорганизмов происходят различные процессы разрушения

органических веществ. Благодаря этому содержащаяся в них сера образует

газообразные соединения. Вместе с тем определенные анаэ­робные бактерии

извлекают из сульфатов, растворенных в ес­тественных водах, кислород, в

результате чего образуются сернистые газообразные соединения.

Из указанных веществ сначала в атмосфере был обнару­жен сероводород, а затем

с развитием измерительных прибо­ров и способов отбора проб воздуха удалось

выделить ряд ор­ганических газообразных соединений серы. Наиболее важны­ми

источниками этих газов являются болота, зоны приливов и отливов у береговой

линии морей, устья рек и некоторые почвы, содержащие большое количество

органических ве­ществ.

Поверхность моря также может содержать значительные количества сероводорода.

В его возникновении принимают участие морские водо­росли. Можно предположить,

что выделение серы биологиче­ским путем не превышает 30-40 млн т в год, что

составляет около 1/3 всего выделяемого количества серы.

2. Вулканическая деятельность. При извержении вулкана в атмосферу наряду с

большим количеством двуокиси серы попадают сероводород, сульфаты и

элементарная сера. Эти со­единения поступают главным образом в нижний слой -

тро­посферу, а при отдельных, большой силы извержениях на­блюдается

увеличение концентрации соединений серы и в бо­лее высоких слоях - в

стратосфере. С извержением вулканов в атмосферу ежегодно в среднем попадает

около 2 млн т серосодержащих соединений. Для тропосферы это количество

незначительно по сравнению с биологическими выделениями, для стратосферы же

извержения вулканов являются самым важным источником появления серы.

3. Поверхность океанов. После испарения капель воды, поступающих в атмосферу

с поверхности океанов, остается морская соль, содержащая наряду с ионами

натрия и хлора соединения серы — сульфаты.

Вместе с частицами морской соли ежегодно в атмосферу попадает 50-200 млн т

серы, что гораздо больше, чем эмиссия серы биологическим путем. В то же время

частицы соли из-за своих больших размеров быстро выпадают из атмосферы и,

таким образом, только ничтожная часть серы попадает в более верхние слои или

распыляется над сушей. Следует так­же учесть, что из сульфатов морского

происхождения не мо­жет образоваться серная кислота, поэтому с точки зрения

об­разования кислотных дождей они не имеют существенного значения. Их влияние

сказывается лишь на регулировании образования облаков и осадков.

В результате деятельности человека в атмосферу попада­ют значительные

количества соединений серы, главным образом в виде ее двуокиси. Среди

источников этих соединений на первом месте стоит уголь, сжигаемый в зданиях и

на электростанциях, который дает 70% антропогенных выбро­сов. Содержание серы

(несколько процентов) в угле достаточно велико (особенно в буром угле). В

процессе горения сера превращается в сернистый газ, а часть серы остается в

золе в твердом состоянии.

Содержание серы в неочищенной нефти также достаточно велико в зависимости от

места происхождения (0, 1-2%). При сгорании нефтяных продуктов сернистого

газа образуется значительно меньше, чем при сгорании угля.

Источниками образования двуокиси серы могут быть так­же отдельные отрасли

промышленности, главным образом металлургическая, а также предприятия по

производству сер­ной кислоты и переработке нефти. На транспорте загрязне­ние

соединениями серы относительно незначительно, там в первую очередь необходимо

считаться с оксидами азота.

Таким образом, ежегодно в результате деятельности чело­века в атмосферу

попадает 60-70 млн т серы в виде двуокиси серы. Сравнение естественных и

антропогенных выбросов сое­динений серы показывает, что человек загрязняет

атмосферу газообразными соединениями серы в 3-4 раза боль­ше, чем это

происходит в природе. К тому же эти соедине­ния концентрируются в районах с

развитой промышленно­стью, где антропогенные выбросы в несколько раз

превыша­ют естественные, т. е. главным образом в Европе и Северной Америке.

Примерно половина выбросов, связанных с деятельностью человека (30-40 млн т),

приходится на Европу.

Виды соединений азота.

В состав атмосферы входит ряд азотсодержащих микровеществ, но в кислотной

седиментации участвуют только два из них: окись и двуокись азота, которые в

результате протекающих в атмосфере реакций образуют азо­тистую кислоту.

Окись азота под действием окислителей (например, озона) или различных

свободных радикалов преобразуется в дву­окись азота:

(окись азота + радикал пероксида водорода --- двуокись азота + радикал

гидроксила);

(окись азота + озон --- двуокись азота + молекулярный кислород).

Итак, можно предположить, что окисью азота можно пре­небречь вследствие

указанных окислительных процессов. Од­нако это не совсем так, что объясняется

двумя причинами. Первая заключается в том, что выброс оксидов азота в

значи­тельной степени происходит в форме окиси азота, и требуется время, чтобы

полностью превратилась в

. С другой стороны, в непосредственной близости от источников загряз­нения

количество окиси азота превышает количество двуоки­си азота. Это соотношение

увеличивается в сторону двуокиси азота по мере приближения к территориям,

непосредственно не подверженным загрязнению. Например, в безусловно чис­том

воздухе над поверхностью океана часть окиси азота со­ставляет всего несколько

процентов от двуокиси азота. Соот­ношение этих газов, впрочем, может меняться

вследствие фо­тодиссоциации двуокиси азота:

(двуокись азота+ квант света --- окись азота+ атом кислорода),

Кислотную среду в атмосфере создает также азотная кис­лота, образующаяся из

оксидов азота. Если находящаяся в воздухе азотная кислота нейтрализуется, то

образуется азот­нокислая соль, которая обычно присутствует в атмосфере в виде

аэрозолей. Это относится также к солям аммония, кото­рые получаются в

результате взаимодействий аммиака с ка­кой-либо кислотой.

Источники соединений азота.

Эти источники могут быть как естественными, так и антропогенными.

Рассмот­рим наиболее важные естественные источники.

Естественные и антропогенные источники соединений азота, содержащихся в

атмосфере.

Почвенная эмиссия оксидов азота. В про­цессе деятельности живущих в почве

денитрифицирующих бактерий из нитратов высвобождаются оксиды азота. Соглас­но

современным данным ежегодно во всем мире образуется 8 млн т оксидов азота.

Грозовые разряды. Во время электрических разрядов в атмосфере из-за очень

высокой температуры и пе­рехода в плазменное состояние молекулярные азот и

кисло­род в воздухе соединяются в оксиды азота. В состоянии плаз­мы атомы и

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5