Влияние кислотных дождей на окружающую среду

XIX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Влияние кислотных дождей на окружающую среду

Гильмутдинов Н.Д. 1
1Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Дюртюлинский многопрофильный колледж»-ГБПОУ ДМК
Газетдинова А.Г. 1
1Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Дюртюлинский многопрофильный колледж»-ГБПОУ ДМК
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Актуальность проекта:

Изучения данной темы непосредственно связано с все более ухудшающейся экологической ситуацией. Даже самые безобидные осадки, влияют на организм человека и окружающую среду не всегда положительно. Поэтому эта тема сегодня очень важна для рассмотрения.

Цель работы: исследование влияния кислотных дождей на флору и фауну нашей планеты

Задачи:

1. Изучить и сделать анализ научной литературы.

2. Обозначить причины возникновения кислотных дождей и механизм их образования и выпадения.

3. Выявить негативное влияние кислотных осадков на живые организмы и на растения.

4. Сделать выводы на основе полученных данных и рассмотреть вопрос по уменьшению негативного воздействия на растительные организмы.

Гипотеза: я считаю, что кислотные дожди причиняют большой вред жизнедеятельности растений и животных.

Предмет исследования – процесс образования и выпадения кислотных осадков.

Объект исследования – кислотные осадки.

Глава I

Понятие кислотный дождь.

Кислотный дождь это все виды метеорологических осадков такие как снег, дождь, туман, град дождь со снегом, - при которых наблюдается понижение водородного показателя (pH) дождевых осадков из за загрязнения воздух кислотными оксидами, обычно оксидами серы и оксидами азота.

Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским учёным Робертом Смитом. В книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии». Его внимание привлёк смог  в Манчестере. И хотя учёные того времени отвергли теорию о существовании кислотных дождей. Сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели лесов, урожаев и растительности, а также одной из причин разрушения зданий и памятников культуры, трубопроводов, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почвы и могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.Термин кислотные дожди не так давно использовали только ученые в областях химии и биологии атмосферы. Кислотные дожди являются большой проблемой если ее не контролировать. При таком обращении возникают экономические и проблемы.

Причины возникновения.

Ряд микроорганизмов в процессе своей жизнедеятельности вызывает разрушение органических веществ, что приводит к образованию газообразных соединений серы, которые, естественно, попадают в атмосферу. Количество образуемых таким путем оксидов серы исчисляется порядком 30-40 млн. тонн в год, что составляет от общего количества примерно 1/3;вулканическая деятельность поставляет в атмосферу еще 2 млн. тонн соединений серы. Вместе с вулканическими газами в тропосферу попадают диоксид серы, сернистый водород, различные сульфаты и элементарная сера; распад азотсодержащих природных соединений. Поскольку в основе всех белковых соединений есть азот, то немало процессов приводит к образованию оксидов азота. Например, распад мочи. Звучит не очень приятно, но это жизнь; грозовые разряды дают порядка 8 млн. тонн соединений азота в год; орение древесины и другой биомассы. Антропогенные кислотные дожди Основной причиной антропогенных кислотных дождей является загрязнение атмосферы. Если лет тридцать назад в качестве глобальных причин, вызывающих появление в атмосфере соединений, «окисляющих» дождь, назывались

промышленные предприятия и тепловые электростанции, то сегодня этот список дополнился автомобильным транспортом. Теплоэлектростанции и металлургические предприятия «дарят» природе около 255 млн. тонн оксидов серы и азота. Твердотопливные ракеты также внесли и вносят немалый вклад: запуск одного комплекса «Шаттл» приводит к выбросу в атмосферу более 200 тонн хлористого водорода, около 90 тонн оксидов азота. Антропогенными источниками оксидов серы являются предприятия, производящие серную кислоту и перерабатывающие нефть. Выхлопные газы автомобильного транспорта – 40% оксидов азота, попадающего в атмосферу.

Диоксид серы, попавший в атмосферу, претерпевает ряд химических превращений, ведущих к образованию кислот.

Механизм образования и выпадения осадков.

Частично диоксид серы в результате фотохимического окисления превращается в триоксид серы (серный ангидрид) SО3:

2SO2 + O2  2SO3,

который реагирует с водяным паром атмосферы, образуя аэрозоли серной кислоты:

SO3 + Н2O  Н2SO4.

Основная часть выбрасываемого диоксида серы во влажном воздухе образует кислотный полигидрат SО2•nH2O, который часто называют сернистой кислотой и изображают условной формулой Н23:

SO2 + H2O  H2SO3.

Сернистая кислота во влажном воздухе постепенно окисляется до серной кислоты:

23 + О2  2Н2SO4.

Аэрозоли серной и сернистой кислот приводят к конденсации водяного пара атмосферы и становятся причиной кислотных осадков (дожди, туманы, снег).

При сжигании топлива образуются твердые микрочастицы сульфатов металлов (в основном при сжигании угля), легко растворимые в воде, которые осаждаются на почву и растения, делая кислотными росы.

Аэрозоли серной и сернистой кислот составляют около 2/3 кислотных осадков, остальное приходится на долю аэрозолей азотной и азотистой кислот, образующихся при взаимодействии диоксида азота с водяным паром атмосферы:

2NО2 + Н2О  НNО3 + НNО2.

Существуют еще два вида кислотных дождей, которые пока не отслеживаются мониторингом атмосферы. Находящийся в атмосфере хлор (выбросы химических предприятий; сжигание отходов; фотохимическое разложение фреонов, приводящее к образованию радикалов хлора) при соединении с метаном (источники поступления метана в атмосферу: антропогенный – рисовые поля, а также результат таяния гидрата метана в вечной мерзлоте вследствие потепления климата) образует хлороводород, хорошо растворяющийся в воде с образованием аэрозолей соляной кислоты:

Сl + СН4  CН3 + НСl,

СН3 + Сl2  CН3Cl + Сl.

Очень опасны выбросы фтороводорода (производство алюминия, стекольное), который хорошо растворяется в воде, что приводит к появлению в атмосфере аэрозолей плавиковой кислоты.

Влияние и последствия кислотных дождей на окружающую среду, организм человека:

При попадании кислотных осадков в грунт уничтожаются питательные вещества, необходимые для нормального роста растений. Они вытягивают на поверхность грунта опасные для человека металлы (свинец, алюминий), которые ранее находились в неактивном состоянии. При длительном воздействии на грунт данного фактора, он становится непригодным для выращивания сельскохозяйственных культур. А для восстановления его свойств требуется не один год и кропотливая работа специалистов.

Такое же негативное влияние осадков с повышенной кислотностью оказывается и на состояние водоемов. Они становятся непригодными для жизни рыб и роста водорослей, поскольку нарушается баланс их естественной среды обитания.

Также высокая кислотность осадков приводит к загрязнению воздуха. Воздушные массы наполняются огромным количеством токсичных частиц, которые вдыхаются человеком и остаются на поверхности зданий. Они разрушают лакокрасочные покрытия, облицовочные материалы, металлические конструкции. В результате нарушается внешний вид зданий, памятников, автомобилей и всего, что находится на открытом воздухе.

Кислотные дожди негативным образом сказываются не только на состоянии флоры и фауны, но и на жизнедеятельности человека. Гибель скота, промысловых видов рыбы и урожая негативно влияет на экономическую ситуацию в стране. А порча имущества (облицовки зданий, объектов, представляющих архитектурную или историческую память) приводит к дополнительным расходам на их восстановление. Вред кислотных дождей на здоровье человека. Подобные осадки крайне негативно сказываются и на здоровье населения. Люди, имеющие хронические заболевания дыхательной системы, попавшие в зону поражения кислотными дождями, почувствуют ухудшение самочувствия.

Растения, рыбы, животные, находящиеся на территории, где постоянно наблюдают такие осадки. Регулярно употребляя подобную пищу, в организм проникают соединения ртути, свинца, алюминия. Вещества, находящиеся в кислотных дождях, вызывают у человека серьезные патологии. Они нарушают работу сердечно-сосудистой, нервной системы, печени, почек, вызывают интоксикацию, генетические мутации.

Методы борьбы с кислотными осадками.

Существующие электростанции не выбрасывали бы в атмосферу диоксид серы, если бы уголь не был загрязнен серой. Поэтому одним из основных способов предотвращения выпадения кислотных осадков является замена угля природным газом. Можно измельчать и химически очищать уголь от серы перед сжиганием. Но затраты на промывание 10 000 т угля в день, а именно такое количество потребляет всего лишь одна электростанция, нерентабельны. Сжигание в псевдоожиженном слое. При этом способе уголь сжигают в смеси с песком и известью, которая постоянно как бы кипит под действием вдуваемого снизу воздуха. В результате сера соединяется с известью и удаляется с золой. Существует достаточно много эффективных способов улавливания соединений серы и азота из выбросов, однако это направление должно рассматриваться, когда невозможно использовать методы снижения количества образующихся загрязнителей. Загрязнение диоксидом серы – это всего лишь одна из проблем, возникающих в связи с работой угольных электростанций. Даже если выбросы кислотообразующих веществ будут сведены к минимуму, то многочисленные экологические проблемы останутся. Следовательно, необходимы альтернативные, более чистые способы производства энергии. Сюда относятся, прежде всего, использование неисчерпаемых источников энергии.

Глава IIПрактическая часть

Необходимо воссоздать приближенные условия кислотных дождей. Для этого приготовить раствор содержащий в своем составе серную и раствор содержащий азотную кислоты.

Ежедневно брал 100 мл воды и смешивал с 5 мл серной кислотой, также 5 мл азотной кислоты. Поливал комнатное растение в течении 4 дней. Для опыта использовал три растения, одно растение поливал водой, второе растение поливал раствором серной кислоты, третье растение поливал раствором азотной кислоты.

В первый день после полива растений на листьях заметны признаки гниения. На второй день заметно, что растения стали слабым и листья не такие крепкие и зеленые, как до полива. На третий - день видно, что растения стали очень слабыми. Растение политое раствором серной кислоты погибло на третий день опыта. На четвёртый день, погибло растение, которое поливал раствором азотной кислоты.

Цель: Провести опыт и выявить влияние кислотных дождей на растения.
Оборудования: колба, мензурка, стеклянная палочка .
Реактивы:

H20, раствор HNO3(5%), раствор H2SO4(5%).
Ход работы:
1. В первую пробирку набираем 100 мл воды и смешиваем с 5 мл серной кислоты и размешиваем
2. Во вторую также набиваем 100 мл воды и добавляем 5 мл азотной кислоты
3. Каждый день поливаем комнатные растения растворами азотной и серной кислоты.

Комнатные растения

День первый

День второй

День третий

День четвертый

1. полив

раствор H2SO4

Растения не изменяются

Растения не изменяются, угнетение растений, изменение окраски листьев

Растения изменяются, растение погибает, изменение окраски листьев

Растения изменяются, растение погибает, корневая система загнивает

2. полив

раствор HNO3

Растения не изменяются

Растения не изменяются, угнетение растений, листья окрас не меняют

Растения изменяются, происходит его угнетение, изменение окраски листьев

Растения изменяются, растение погибает, корневая система загнивает

3. полив обычной водой

(контроль)

Растения не изменяются, продолжается рост

Растения не изменяются, продолжается рост

Растения не изменяются, продолжается рост

Растения не изменяются, продолжается рост

Заключение:

Создали условия кислотных осадков (растворы с кислотами) и провели опыт на растениях. В ходе опыта выяснил, что кислотные дожди ухудшают рост и развитие растений. По этому, что бы ни погибали растения нужно, как можно лучше организовывать фильтры на заводах, особенно на заводских трубах выбрасывающие в атмосферу опасные оксиды и соединения серы, азота и др. На машинах применять экологический вид топлива. Тем самым, будет меньший выброс в атмосферу газов образующих кислотные осадки.

Вывод :Опыт позволил убедится, что кислотные дожди наносят большой вред окружающей среде, и они опасны, так как из-за них растения слабеют и погибают.

Литературные источники:

https://ru.wikipedia.org

https://econet.ru/articles/62188-kislotnye-dozhdi-ih-prichiny-i-posledstviya

https://www.azedu.kz/r5445/112188/1

https://vtorexpo.ru/ekologiya/kislotnye-dozhdi.html

Владимиров А.М.Охрана окружающей среды. Санкт-Петербург,Гидрометеоиздат,1991г.Вронский В.А.

Экология:Словарь-справочник.Ростов-на-Дону: «Феникс»,1997г.Дзятковская Е.Н.Экология и здоровье. Учебное пособие.

КАК ВЫГЛЯДЕЛИ РАСТЕНИЯ ДО ПОЛИВА

РАСТЕНИЯ НА ПЕРВЫЙ ДЕНЬ ПОЛИВА

РАСТЕНИЕ В ЧЕТВЕРТЫЙ ДЕНЬ ПОСЛЕ ПОЛИВА

РАСТЕНИЕ КОТОРОЕ ПОЛИВАЛИ ВОДОЙ

РАСТЕНИЕ КОТОРОЕ ПОЛИВАЛИ РАСТВОРОМ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ

Заключение:
Чтобы понять как влияют кислотные дожди на окружающую среду мы попытались воссоздать эти условия и провели опыт на растениях который показал влияние кислотных осадков. Мы каждый день брали 100 мл воды и смешивали с 5 мл кислотой и поливали растения в течении 4 дней. У нас было три растения одно растение мы поливали водой второе растение поливали раствором серной кислоты третье растение мы поливали раствором азотной кислоты. В первый день после полива растений на листьях заметны признаки гниения. На второй день заметны что растения стали слабым и листья не такие же крепкие и зеленые как до полива. На третий же день видны что растения стали очень слабыми. На четвёртый день растение которое мы поливали раствором серной кислоты погибло. После этого опыта можно сказать что кислотные дожди наносят большой вред окружающей среде и они опасны так как из-за них растения слабеют и погибают.

Просмотров работы: 66