Загрязнение окружающей среды соединениями серы

Сегодня рассмотрим материал на тему: "Загрязнение окружающей среды соединениями серы", собранный из ведущих авторитетных источников. На все вопросы вам готов ответить дежурный юрист.

Серный ангидрид, его воздействие на окружающую среду

Человеческая деятельность приводит к тому, что загрязнения поступают в атмосферу в основном в двух видах — в виде аэрозолей (взвешенных частиц) и газообразных веществ.

Главные источники аэрозолей — промышленность строительных материалов, производство цемента, открытая добыча угля и руд, черная металлургия и другие отрасли. Общее количество аэрозолей антропогенного происхождения, поступающих в атмосферу в течение года составляет 60 млн. тонн. Это в несколько раз меньше объема загрязнений естественного происхождения (пыльные бури, вулканы).

Гораздо большую опасность представляют газообразные вещества, на долю которых приходится 80-90% всех антропогенных выбросов. Это соединения углерода, серы и азота.

Наибольшую опасность представляет собой загрязнение соединениями серы, которые выбрасываются в атмосферу при сжигании угольного топлива, нефти и природного газа, а также при выплавке цветных металлов и производстве серной кислоты. Антропогенное загрязнение серой в два раза превосходит природное. Серный ангидрид образуется при окислении сернистого ангидрида. Конечным продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха. Растения около таких предприятий обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты. Пирометаллургические предприятия цветной и черной металлургии, а также ТЭС ежегодно выбрасывают в атмосферу десятки миллионов тонн серного ангидрида.

Наибольших концентраций сернистый газ достигает в северном полушарии, особенно над территорией США, зарубежной Европы, европейской части России, Украины. В южном полушарии оно ниже.

С попаданием в атмосферу соединений серы, азота и хлора непосредственно связано выпадение кислотных дождей. Механизм их образования очень прост. Например, триокись серы в воздухе соединяется с парами воды, образуя разбавленную серную кислоту. Мельчайшие капельки кислот диаметром 0,1-1,0 мкм в виде тумана довольно устойчивы и не осаждаются, но они могут служить центром конденсации влаги, сливаться друг с другом и выпадать на землю в виде дождя. Кислотность растворов выражают с помощью водородного показателя — рН. Чистая вода при температуре 20° С имеет рН = 7,0, обычная дождевая вода — в среднем 5,6 (некоторую кислотность ей придает присутствующий в воздухе углекислый газ). Вода кислотных дождей имеет рН 3 /м он вызывает раздражение слизистых оболочек носа, горла, глаз, раздражаются увлажненные участки кожи. Особенно опасны полициклические ароматические углеводороды типа 3,4-бензопирена, образующиеся при неполном сгорании топлива. По данным ряда ученых, они обладают канцерогенными свойствами.

Наконец различные проявления дискомфорта в связи с загрязнением воздуха (неприятные запахи, снижение освещенности и др.) психологически отрицательно действуют на людей.

1) Хотунцев Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: Учеб. пособие. – М.: ACADEMA, 2002. – 480с.

Загрязнение биосферы оксидами серы

Техногенные источники поступления оксидов серы в атмосферу — топливная энергетика (55 %), металлургическая промышленность (25 %), очистка и переработка нефти и угля (10 %), химическая промышленность, транспорт и другие виды хозяйственной деятельности человека (10 %).

Преимущественно загрязнение атмосферы оксидами серы происходит при сжигании топлива (нефти, угля, природного газа, древесины). В составе топлива сера не является главной составной частью. Количество серусодержащих соединений в нефти и угле может меняться от долей до 5—6 % и зависит и от типа его и от места добычи. Продуктом сгорания топлива является сернистый ангидрит, или диоксид серы, SO2.

Другим важным источником диоксида серы являются металлургическая промышленность, переработка полиметаллических руд. Металлы в рудах находятся преимущественно в форме сульфидов (пирит, галенит, сфалерит, цинковая обманка), значительно меньше их находится в форме сульфатов Fe, Mg, Ca. Сернистый ангидрид SO2 преобладает среди других газообразных соединений серы техногенного происхождения, по разным источникам, это превышение колеблется от 1,5—2 раз до 7—8 раз. Отходы некоторых заводов содержат 4—10 % SO2.

Общепланетарное техногенное поступление диоксида серы в атмосферу, по разным источникам, составляет в среднем 140—290 млн т в год. Основная часть его депонируется в почве и в биоте, около 1/3 выносится в океаны. Предполагается, что в XXI в. выброс диоксида серы увеличится в 3—5 раз. 94 % выбросов SO2 приходится на северное полушарие, где сконцентрирована преимущественно мировая промышленность. В Европе главными его источниками являются промышленные комплексы Рурского бассейна Германии и Великобритания.

Антропогенная эмиссия оксидов азота и серы превышает природную эмиссию. Об этом свидетельствуют многочисленные ориентировочные оценки, полученные разными авторами. Абсолютные показатели в них не всегда совпадают, но отражают одну и ту же закономерность.

Техногенные выбросы диоксида серы влияют не только на окружающую среду с высокоразвитой промышленностью, но и на соседние с ними страны за счет трансграничного переноса. Дальность распространения газов в атмосфере составляет в среднем 300—400 км, может достигать 1—2 тыс. км. На территории многих стран Европы до половины и более от общего количества сернистых соединений поступает из соседних стран. Например, выпадение диоксидов серы в Люксембурге, Нидерландах, Швейцарии за счет трансграничного переноса достигает 71—78 % от их общего выпадения. В Скандинавских странах их поступление за счет переноса составляет 54—63 %. Поступление серы в атмосферу России из соседних западных стран составляет не менее 40 % от общего объема антропогенной нагрузки.

Читайте так же:  Плата за загрязнение окружающей среды гостиницами

Поступление из атмосферы на земную поверхность загрязняющих веществ, в том числе веществ кислотной природы, происходит в результате процессов мокрого и сухого их осаждения. Мокрое выпадение кислотных осадков — основной путь осаждения из атмосферы антропогенных кислотных продуктов. При дефиците осадков доминирует выпадение твердых и газообразных осадков в форме сухого аэрозольного осаждения. Соотношение вклада влияния мокрого и сухого выпадения кислотных продуктов может быть различным. Например, в высокогорных европейских регионах поступление веществ кислотной природы на 80—90 % обусловлено мокрыми выпадениями сульфат ионов. Экспериментальные и расчетные данные о распространении соединений техногенной серы — продуктов деятельности комбината Североникель — показывают, что по мере приближения к источнику загрязнения доля сухих выпадений серы увеличивается от 20 до 80 %. При этом 80 % серы осаждается в пределах 30—100 км от комбината, 20 % ее распространяется на большие расстояния (Моисеенко, 2003).

Выпадения техногенной серы в индустриально развитых странах велики. На большей части европейской территории РФ ежегодные выпадения серы составляют 0,5—1,0 г/м 2 , в восточной части РФ они не выше 0,3—0,5 г/м 2 , а в индустриальных центрах превышают 2 г/м 2 (Моисеенко, 2003). Например, на водосборных территориях Кольского полуострова, где действуют такие мощные источники серы, как металлургические комбинаты «Североникель» и «Печенганикель», ежегодные выпадения серы достигают 6 г/м 2 .

Фоновые уровни содержания сернистого ангидрида в атмосфере составляют 5—10 мкг/м 3 . ПДК разового поступления SO2 в воздухе составляет 500 мкг/м 3 , среднесуточный уровень ПДК равен 50 мкг/м 3 . Лишь на высоте 3—4 км в атмосфере нивелируется концентрация сернистого ангидрида. Во всех крупных городах за счет локальных источников загрязнения этот уровень содержания SO2 в атмосфере превышен.

Диоксид серы на организм человека и животных действует как местный раздражитель слизистой оболочки верхних дыхательных путей. Вдыхание воздуха, загрязненного SO2, вызывает у людей появление бронхоспазма.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Соединения серы, их влияние на окружающую среду. 9-й класс

Класс: 9

Презентация к уроку

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель урока: изучить соединения серы, их вредное воздействие на окружающую среду, используя результаты научно-исследовательской деятельности учащихся и местный экологический материал.

Задачи урока:

  • На примере оксидов серы конкретизировать общее свойства кислотных оксидов.
  • Закрепить знание учащихся по окислительно-восстановительным процессам.
  • Показать общность химических свойств кислот.
  • Рассмотреть такие понятия, как кислотные дожди, фотохимический туман (смог), разработать меры по борьбе с источниками загрязнения атмосферы.
  • Рассмотреть отрицательное влияние соединений серы на природу, привлечь внимание к актуальным экологическим проблемам своей местности.
  • Развивать познавательный интерес учащихся.
  • Развивать практические умения и навыки, умение анализировать, сравнивать, делать выводы.

Знания, умения, навыки и качества, которые приобретут и закрепят ученики в ходе урока

В ходе урока учащиеся познакомятся с нестандартными формами ведения урока. Рассмотрят на новом качественном уровне (экологическом) о свойствах соединений серы и их влияния на окружающую среду. Закрепят знания по химическим свойствам кислотных оксидов, сернистой и серной кислот.

Оборудование: Компьютер, мультимедиа-проектор, колонки, лабораторное оборудование, химические реактивы.

I. Организационный момент

II. Актуализация знаний

1) Фронтальный опрос: положение серы в Периодической системе, ее физические и химические свойства.

2) Химическая разминка(Слайд 2).

а) назовите возможные степени окисления серы,
б) в каких случаях сера будет проявлять окислительные свойства, и в каких – восстановительные?
в) перечислите физические свойства серы,
г) что такое «аллотропия», какие вы знаете аллотропные модификации серы?
д) в каком виде сера встречается в природе?
е) какова роль серы в природе?

III. Изучение нового материала

Учитель предлагает вспомнить, что ребятам известно о сероводороде. Ученики предлагают свои варианты ответов.

1) Постановка проблемного вопроса (Слайд 3).

– Сероводород выделяется в результате вулканической деятельности, при гниении белков животных и растений, при работе химической, текстильной, кожевенной промышленности, но, не смотря на это, он не накапливается в больших количествах в воздухе. Почему?

2) Ученики записывают реакцию взаимодействия сероводорода с кислородом:

Составляют окислительно-восстановительную схему реакции.
Формулируют вывод: сероводород взаимодействует с кислородом воздуха, поэтому в больших количествах не накапливается в атмосфере. (Слайд 4)

3) Учитель рассказывает о солях сероводородной кислоты. (Слайд 5)

Учитель: При горении сера образует оксид серы ЅО2. Сейчас мы посмотрим видеоролик «Горение серы» (http://experiment.edu.ru)

4) Итак сера образует два оксида, оба они кислотные. Сравним эти оксиды. Заполним таблицу (слайд 6)
Ученики: извлекают новые знания из учебника стр. 101
Учитель при заполнении таблицы обращает внимание ребят, на знак обратимости в уравнении, который указывает на то, что сернистая кислота является слабой, неустойчивой. Она образует два ряда солей: кислых и средних. (Слайд 7, 8)

– Сегодня у нас на уроке ученик 11 класса Матюшин Сергей. Он занимался научно-исследовательской работой «Изучение механизма образования и влияния кислотных дождей на окружающую среду». Сергей поставил эксперимент имитирующий образование кислотных дождей, исследовал влияния кислотных дождей на растения, вычислил массу сернистой кислоты, образующейся в результате работы котельной, составил карту основных источников кислотных дождей на территории п. Новозавидовский.
Сейчас он сделает небольшое выступление по этой теме.

5) Выступление Матюшина С. (ученик 11 класса рассказывает о своей исследовательской работе и показывает свою презентацию – 5 мин.)

6) Фронтальная беседа.

– О каких кислородосодержащих соединениях серы мы услышали? (ЅО2; ЅО3; H2ЅО3; H2ЅО4)
– К каким оксидам относятся соединения ЅО2 и ЅО3? (К кислотным)
– Какие оксиды называются кислотными (+ H2О = кислота)
– Что собой представляет ЅО2, взаимодействует ли он с водой и что образует? (Сернистый газ, очень ядовитый с резким удушающим запахом, при растворении в воде образует сернистую кислоту H2ЅО3)

– Может ли сернистый газ окисляться, если да то во что? (ЅО2окисляется в летучую жидкость – ЅО3

Записать уравнение реакции 2 ЅО2 + О2 ––> 2 ЅО3 (оксид серы VІ).

Читайте так же:  Дела о мелком хулиганстве рассматриваются в течение

Предложить схему, как из сернистого газа можно получить серную кислоту.

– Что представляет собой серная кислота? (Маслянистая, тяжелая жидкость, поглощает водяные пары. Прекрасно растворяется в воде. При растворении происходит выделение большое количества теплоты.

7) Правила техники безопасности, которые нужно соблюдать при работе с серной кислотой:

  • Разбавлять в толстостенной посуде
  • Всегда приливать кислоту в воду и не наоборот.

H2ЅО4 – ядовита, огнеопасна, в концентрированном виде обугливает ткани, бумагу, кожу.

Вывод: с H2ЅО4 – нужно вести себя очень осторожно.

– Какими общими химическими свойствами обладают разбавленные кислоты в том числе и серная H2ЅО4
– взаимодействие с металлами, стоящими до H2
– взаимодействие с основными оксидами
– взаимодействие с основаниями
– взаимодействие с солями
– Как вы думаете, есть ли у H2ЅО4 – специфические химические свойства, присущие только для нее? Вспомните тему Металлы, это может вас навести на мысль.
(Да, это взаимодействие с металлами, стоящими после H2, например с Сu. Записать уравнение (составить уравнения электронного баланса)

Сu о + 2 H2ЅО4 ––> СuЅО4 + ЅО2

+ 2 H2О

В зависимости от активности металлов, концентрированная серная кислота при взаимодействии с ними образует разные продукты.

Учитель: А сейчас решим задачу: (Слайд 16)

8) Вычисление массы сернистой кислоты, образующейся в результате работы котельной.

В поселке Новозавидовский проживает около 10 тысяч человек. Теплом и горячей водой жителей поселка снабжают несколько котельных, в которых до последнего времени в качестве топлива использовался мазут.
Котельная, которая находится на территории Завидовского эксперементально – механического завода в течение отопительного сезона ежедневно сжигала около 18 т мазута. Известно, что среднее содержание серы в топочном мазуте составляет 2,5 %. Рассчитать массу сернистой кислоты, которая может выпасть с дождем в результате суточной работы только одной котельной.

(Слайд 17)

Вывод: тлько за одни сутки, в результате работы одной котельной образуется больше тонны сернистой кислоты. (Слайд 18)

Учитель: Итак, ребята, давайте еще раз заострим внимание: о каких соединениях мы сегодня говорили? (ЅО2; ЅО3; H2 ЅО3; H2 ЅО4).

– Вредны эти соединения? (Да, и очень)

Учитель: Какие меры защиты от воздействия вы бы предложили?

1) Ставить очистители и охладители.
2) Создавать производства, работающие по замкнутому циклу.
3) Замена углеводородного топлива на альтернативное.
4) Посадка зеленых насаждений.

Охрана природы закреплена во многих законодательных документах: (Слайд 19)

1. Конституция РФ (закреплено право человека на благоприятную окружающую среду).
2. Закон РФ «Об охране окружающей среды» (19 декабря 1991г.)
3. Законодательные акты, регулирующие использование и охрану отдельных природных ресурсов
– Земельный кодекс (23 мая 1991 г.)
– Лесной кодекс (27 января 1997 г.)
– Водный кодекс (18 октября 1995 г.)
4. Экологические службы.
5. Гринпис.
6. Движение зеленых.

IV. Итог

Учитель: На следующем уроке мы продолжим знакомство с соединениями серы, а именно подробно остановимся на вопросах получения оксидов Ѕ, промышленном способе получения серной кислоты. А также с их положительной ролью, т. е их применением в народном хозяйстве (применение их солей, которые они образуют).

V. Домашнее задание

§ 22 стр. 100-104 – (до производства H2ЅО4); упр. 3 стр. 107, упр. 5 стр. 107 (Слайд 20)

Загрязнение воды и воздуха оксидами серы и азота

Большое количество таких веществ, как диоксид азота и оксид серы, появляется в атмосфере по причине лесных пожаров, извержений вулканов. Однако в гораздо более значительных количествах эти вещества выделяются в атмосферу и в воду из-за непродуманной хозяйственной деятельности. В основном, следствием действий людей является загрязнение воды и воздуха выбросами в атмосферу оксидов серы азота.

Эти вещества появляются в атмосфере в результате выбросов ТЭС, деятельности предприятий металлургии, сгорания топлива в различных агрегатах, а также использования в сельскохозяйственной деятельности больших количеств азотных удобрений. При соединении окиси серы или азота с водой образуются различные кислоты: азотная, азотистая, серная и сернистая.

Классификация химических загрязнений

Основные виды химических загрязнений окружающей среды относятся к различным слоям биосферы Земли: атмосферы (воздушного пространства), гидросферы (мирового океана), литосферы (почвы).

Атмосфера отравляется токсичными веществами, которые выбрасываются в воздух. Основные источники загрязнений — металлургические предприятия, нефтеперерабатывающие и цементные заводы, тепловые электростанции, транспорт.

Промышленное производство сопровождается выбросами оксидов азота, соединений ртути и мышьяка, сероводорода, хлора. Дым, выделяемый теплоэлектростанциями, содержит сернистый и углекислый газы. Топливные пары отравляют воздух углеводородами.

Видео (кликните для воспроизведения).

Диоксид азота — ядовитый газ без запаха. Соединяясь с водяными парами в атмосфере, образует азотную кислоту, которая выпадает в виде кислотных осадков. При контакте со слизистой оболочкой может вызвать у человека отек легких, сильный кашель, рвоту.

Сероводород — газ с характерным запахом протухших яиц, в небольших количествах образуется естественным путем в процессе гниения органических веществ. Вызывает раздражение и воспаление слизистых оболочек. Высокие концентрации вещества приводят к острому кислородному голоданию и смерти. В атмосфере медленно окисляется до серного ангидрида, выпадающего с кислотными дождями.

Углекислый газ в больших количествах вызывает парниковый эффект — процесс, при котором падающее инфракрасное излучение поглощается парниковыми газами, из-за чего повышается средняя температура планеты. Последствия явления выражаются в подъеме уровня мирового океана, таянии северных снегов и вечной мерзлоты, вымирании некоторых видов животных.

Читайте так же:  Разрешение на торговлю алкогольной продукцией

Токсичные углеводороды даже в низких концентрациях вызывают головную боль, кашель. Высокое содержание в атмосфере приводит к злокачественным новообразованиям в живых организмах, включая человека.

Химическое загрязнение гидросферы происходит из-за стоков отравляющих веществ в мировой океан. Источники — промышленные предприятия, сбрасывающие отходы в океан, кислотные дожди, аварии на нефтеперегонных танкерах.

Распыление пестицидов, смыв удобрений в ближайший водоем тоже относится к химическому загрязнению: содержащиеся в них нитраты сокращают количество кислорода в водоеме, делая его непригодным для обитания. Многие прибрежные страны производят дампинг — захоронение отходов промышленности и химического мусора в морях, обосновывая процесс способностью морской воды к переработке большого количества органических и неорганических веществ. Огромные масштабы захоронений ведут к снижению качества воды, сокращению количества кислорода, накоплению не переработанных отходов.

Загрязнение воды приводит к вымиранию живых организмов, вспышкам заболеваний в малоразвитых странах, сокращению пресных водных запасов.

Фосфаты, сульфаты, хром в питьевой воде нарушают деятельность пищеварительных органов человека, способствуют развитию серьезных заболеваний.

Свинец, ртуть, мышьяк и другие тяжелые металлы, применяемые в промышленности, попадают в водоемы как напрямую, посредством сточных вод, так и из атмосферной пыли.

Диоксин — органическое соединение хлора, сильнейший искусственно созданный яд. Подавляет иммунитет человека, повышают риск заболеваний крови, вызывает нарушения работы мозга у новорожденных детей.

Нефтепродукты образуют на водной поверхности тонкую пленку, не пропускающую свет, сокращающую количество кислорода в воде, что приводит к гибели водных организмов.

Загрязнения почвы обусловлены деятельностью сельского хозяйства, теплоэнергетики, промышленных предприятий, транспортным сообщением. Попадание в почву токсичных веществ изменяет ее состав и структуру, что приводит к эрозии и разрушению. Основные химические загрязнители почвы — пестициды, кислотные осадки, выбросы оксидов тяжелых металлов, сточные воды промышленных производств, нефтепродукты.

Долговременное применение пестицидов значительно снижает их эффективность. У многих насекомых-вредителей повышается резистентность (сопротивляемость) к химикатам. Постоянная необходимость использования неумеренных количеств пестицидов разрушает почву. Даже обработка наземных растений приводит к оседанию веществ в почве и попаданию их в продукты питания. Для человека употребление фруктов и овощей с пестицидами грозит заболеваниями печени, аллергическими реакциями, снижением иммунитета. Высокое содержание пестицидов вызывает сильное отравление с возможным летальным исходом.

Кислотные осадки, попадая в почву, способствуют повышению ее токсичности, усиливают разложение минералов. В почве с высокой кислотностью повышается содержание алюминия, который притягивает к себе необходимые для культурных растений элементы. Со временем земля заболачивается, появляются вредоносные бактерии, становится неурожайной.

Оксиды тяжелых металлов в почве постепенно растворяются до карбонатов и гидроксидов. Земля загрязняется, становясь непригодной для сельскохозяйственной деятельности. Тяжелые металлы в почве опасны также для подземных вод. Очистить землю от тяжелых металлов возможно только одним путем. Почва засевается быстрорастущими культурами с большой зеленой массой, которые вытягивают из нее токсичные вещества, а после уничтожаются. Это долгая и дорогая процедура, поэтому редко применяется в частных хозяйствах.

Атмосферные выбросы распространяются на огромные расстояния, поэтому загрязнения часто носят глобальный характер.

Нефтепродукты попадают в почву в основном при авариях на нефтебазах, во время нефтедобычи. Небольшое количество вещества нейтрализуется внесением минеральных удобрений, однако очистка земли от больших доз нефти практически невозможна, поэтому этот вид загрязнения наиболее опасен.

Нефть обволакивает частицы почвы, не пропуская влагу, что приводит к гибели микрофлоры. Растения лишаются питания и вскоре погибают. Со временем нефть слипается и отвердевает, почва становится похожей на мягкий асфальт.

Деструктивное загрязнение наряду с химическими опасно для почвы. К нему относится обезлесение, строительство дорог, электростанций, застаивание проточных водоемов. Влияние урбанизации ослабляет почву, делая ее более уязвимой к воздействию химикатов.

Все виды загрязнений опасны, однако почва медленнее накапливает вредные вещества, но сохраняет их дольше, чем атмосфера или гидросфера, поэтому ее охрана — первостепенная задача экологии.

Уменьшение вредного воздействия окислов серы и азота

Содержание большого количества серы в топливе влияет на экологию негативно. Чтобы предупредить загрязнение атмосферы оксидами серы и азота, необходимо минимизировать вредные выбросы.

Для удаления серы из топлива производится обессеривание на заводе по нефтепереработке. Кроме того, перед сжиганием топлива на ТЭС его подвергают воздействию высоких температур, что способствует удалению избытков серы.

Чтобы уменьшить вредное воздействие названных веществ в процессе сгорания, применяются следующие методы:

  1. Поглотительный: очищение активированным углем, известью, известняком. Осуществляется нейтрализация вредных веществ благодаря установке фильтров. Недостатком таких очистительных систем является то, что во влажном состоянии эффективность сорбентов снижается. Кроме того, установки для фильтрации имеют большие размеры.
  2. Восстановительный: восстановление с помощью водорода, углерода на катализаторе до молекул азота. Самый распространенный метод.
  3. Карбамидный: с помощью специальной промышленной установки из дымовых газов удаляются оксиды серы и азота.
  4. Специальный топочный режим: двух-, трехступенчатое сжигание топлива, подача влаги в место горения и другие. Горение должно происходить при как можно более низкой температуре и малом избытке воздуха.

Очистка газов перед выбросом в атмосферу частично обеспечит решение экологической проблемы. Снизить выбросы также помогут следующие меры: совершенствование горелочных приспособлений, применение устройств с пониженным образованием оксидов азота, двухсветный экран.

Загрязнение окружающей среды оксидами углерода, серы, азота и вызванные ими нарушения экологического состояния почв

Техногенное поступление в окружающую среду оксидов углерода, серы, азота преимущественно связано с сжиганием топлива (угля, нефти, газа). Техногенные источники вносят существенный вклад в формирование современного состава атмосферы.

Глобальное поступление химических веществ в атмосферу из природных и техногенных источников (Корте, 1996)

Читайте так же:  Отказано в возбуждении административного дела
Эмиссия Антропогенная
Вещество природная антропогенная эмиссия, % от
млн т/г общей эмиссии
СО2 600 000 22 000 3.5
СО 3 800 550 13
Аэрозоли 3 700 246 6
Углеводороды 2 600 90 3
СН4 1 600 110 6
NH3 1 200 7 0.6
no2, NO 770 53 6.5
Соединения

серы

304 150 33 Из них SO2 20 150 88 N2O 145 4 3

За счет антропогенных источников содержание СО2 в атмосфере повышается. Локальных или региональных экологических последствий это событие не имеет. Но все более значимым становится влияние его на глобальном уровне. За счет увеличения объема сжигаемого топлива только за последнюю четверть века среднее содержание СО2 в атмосфере промышленных регионов повысилось по сравнению с фоновым почти на 10%. Предполагается, что ежегодно увеличивается поступление СО2 на 0,3 %. Увели­чение концентрации СО2 в атмосфере — одна из причин «парникового эффекта», который ведет к повышению температуры на планете.

На локальном уровне прявляется токсичное действие монооксида углерода СО (угарного газа). Основные техно­генные источники поступления СО в атмосферу: транспорт и предприятия энергетики. СО образуется при сжигании любых видов топлива (нефти, угля, древесины) как промежуточный продукт окисления органических веществ. Но основной тех­ногенный источник поступления в атмосферу монооксида углерода — выхлопные газы автомобилей.

Что касается оксидов азота (моно- и диоксидов), оценки вклада различных отраслей производства в загрязнение ими атмосферы различаются. Бесспорно одно: высокий уровень их поступления с отходами сжигания топлива, 50 —80 % от общего количества, выбрасываемого в атмосферу. Вторым по влиянию на загрязнение атмосферы оксидами азота яв­ляется автотранспорт. Токсичность диоксида азота выше, чем монооксида азота.

Так же, как углерод и азот, сера является обязатель­ным компонентом природных органических веществ. По этой причине велико влияние на загрязнение атмосферы оксидами серы сжигания нефти, угля, газа, древесины. По обобщенным данным, отходы топливной энергетики обеспечивают не менее 55 % от общего объема выбросов оксидов серы, среди которых преобладает диоксид серы. Вносят вклад также металлургическая промышленность (25 % от общего поступления), очистка и переработка нефти и угля (10%), химическая промышленность, транспорт и другие виды хозяйственной деятельности человека (10 %). В таблице 6.7 показан один из примеров вклада различных источников в загрязнение атмосферы оксидами серы и азота.

Общепланетарное техногенное поступление диоксида серы в атмосферу, по разным источникам, составляет в среднем 140 — 290 млн т в год. Предполагается, что в XXI веке выброс диоксида серы увеличится в 3 — 5 раз. Сернистый ангидрид SO2 преобладает среди других соединений серы техногенного происхождения, по разным источникам, это превышение колеблется от 1,5 — 2 раз до 7 —8 раз.

Источники поступления в атмосферу оксидов серы и азота в восточных штатах США (по Небелу, 1993)

Загряз­

ва

Угольные

станции

Про­мышлен­ные ко-

тельни

Промыш­

водства

Выхлоп­ные газы

билей

Прочие Диоксид

серы

74 14 8 — 4 Оксиды

азота

34 17 — 44 5

Действие оксидов азота и оксидов серы на экосистему проявляется на локальном, региональном и глобальном уров­нях. Экологическая опасность локального и регионального загрязнения атмосферы оксидами серы и азота состоит в том, что они способны растворяться в атмосферных осадках с образованием серной и азотной кислот и проливаться на земную поверхность в форме кислотных дождей.

Кислотные осадки — атмосферные осадки, имеющие более кислую (по сравнению с региональными фоновыми уровнями) реакцию за счет повышенного содержания в них серной и азотной кислот техногенного происхожде­ния. Дождевая вода обычно имеет слабокислую реакцию (pH = 5,6), что обусловлено растворением в ней углекислого газа атмосферы. Кислотными называют осадки, pH кото­рых ниже 5,5, и во многих промышленно развитых странах мира кислотность дождевой воды повышается на порядок и более, особенно кислотность росы и тумана.

Основная часть выбросов SO2 (94 %) приходится на Северное полушарие, где сконцентрирована преимуще­ственно мировая промышленность. В Европе главными его источниками являются промышленные комплексы Герма­нии и Великобритании.

Дальность распространения газов в атмосфере состав­ляет в среднем 300 — 400 км, может достигать 1 — 2 тыс. км. На территории многих стран Европы до половины и более от общего количества сернистых соединений пос­тупает из соседних стран.

Закисление почв — локальное или региональное по­вышение (по сравнению с региональными фоновыми уровнями) кислотности почв за счет действия антропоген- ных факторов. Такими факторами наряду с кислотными осадками может быть применение физиологически кислых удобрений (например, сульфата аммония).

В нашей стране природными факторами обеспечено ши­рокое распространение кислых почв. В различных районах нашей страны на их долю приходится от */3 до половины пахотных земель, среди которых преобладают сильно- и среднекислые почвы. Это почвы Республики Коми, Сахали­на, Амурской, Пермской, Пензенской и других областей.

Наблюдения в районах интенсивных выпадений кислот­ных осадков показывают, что изменения pH почвы достигает 0,5—2,0 единиц. Причем в менее кислых почвах величины pH снижаются в большей степени, чем в почвах, имеющих более низкие значения pH (Соколова, Дронова, 1993).

При закислении почв повышается растворимость почвенных алюмосиликатов, усиливается преобразование несиликатных окристаллизованных форм Fe и А1 в аморф­ные. Активизируется выщелачивание из почвенно-погло- щающего комплекса биогенных элементов Са, Мд, К, Na, повышается содержание в нем ионов алюминия, железа.

Закисление почв даже при отсутствии загрязнения их металлами может вызвать повышение растворимости этих соединений в почве, к увеличению их содержания в почвенном растворе до избыточного. Отрицательное дей­ствие металлов на живые организмы может быть связано не только с повышением их концентрации в растворе, но и с изменением соотношения обеспечивающих эту концент­рацию ионов металлов. Например, среди соединений алю­миния жидкой фазы почв начинают преобладать мономеры свободных ионов, а они более токсичны. Многие растения чувствительны к алюминию, повышение растворимости в его соединений в почвах может способствовать снижению уровня почвенного плодородия.

Читайте так же:  Общее понятие загрязнение окружающей среды

Подкисление сопровождается изменением подвижно­сти и других элементов питания растений за счет повыше­ния растворимости их соединений, что может нарушать их соотношение в растворе и сопровождаться неблагоприят­ными экологическими последствиями.

Эффект закисления почв зависит от буферной способ­ности почвы, от их способности нейтрализовать кислоты. Карбонатные почвы в качестве буфера, способного ней­трализовать избыточное поступление кислот в почвенный раствор, содержат карбонат кальция, именно поэтому на юге нашей страны проблема подкисления почв неактуальна. Различия в исходной кислотности почв сопровождаются сменой ведущих факторов, обусловливающих нейтрализа­цию протонов техногенного происхождения. В так называ­емом «силикатном» диапазоне буферности почв к кислоте (pH 5,0 —6,2) имеет значение высвобождение катионов I и II групп, а при pH 4,2 — 5,0 — участие реакций ионного обме­на. При более кислой реакции и высокой ненасыщенности ППК основаниями буферность почв обеспечивают реакции растворения алюмосодержащих минералов и несиликатных соединений железа.

Кислотно-основные условия влияют на поглотительную способность твердых фаз почвы амфолитоидной природы. При подкислении почв снижается их способность погло­щать катионы, что способствует их выносу из почвенного профиля.

ЗАГРЯЗНЕ́НИЕ ОКРУЖА́ЮЩЕЙ СРЕДЫ́

  • В книжной версии

    Том 10. Москва, 2008, стр. 168-170

    Скопировать библиографическую ссылку:

    Химическое загрязнение

    С развитием промышленных технологий проблема химического загрязнения окружающей среды стала глобальной. Выбросы токсичных веществ в атмосферу, скопление неразлагающегося мусора в водоемах и почве приводят к необратимым изменениям в природе.

    Последствия заражения сернистым газом и азотом

    Высокозернистый уголь, нефть, топливо — основные источники загрязнения.

    В атмосфере городов-промышленных центров содержится большое количество твердых веществ и газов, оказывающих негативное влияние на здоровье жителей.

    Из-за задымления серным газом увеличивается заболеваемость населения бронхитом, бронхиальной астмой, энфиземой легких. Половина всех травм глаз на улице связана с попаданием в них летучей золы.

    Заражение серным ангидридом можно распознать по специфическому вкусу и запаху. Он вызывает сильное раздражение слизистых.

    В связи с выбросами в атмосферу оксидов серы ухудшается общее состояние организма, учащаются жалобы на головную боль, возникает тошнота, слабость, снижается работоспособность.

    Если вредные примеси сохраняются несколько дней, могут участиться не только заболеваемость, но и смертность.

    Оксиды серы и азота способны вызвать «кислотные» дожди. Они разрушают естественный защитный слой растений, что приводит к возникновению различных заболеваний. Кроме того, увеличивается кислотность почвы, а, следовательно, ее плодородие уменьшается. Питательные вещества, содержащиеся в почве, растворяются, тяжелые металлы переходят в растения и способны не только в дальнейшем вызвать гибель самого растения, но и навредить здоровью человека, употребившего в пищу его зараженные части.

    Кислоты, которые находятся в воде, начинают взаимодействовать с кадмием, ртутью, свинцом и другими токсичными материалами, имеющимися в почве. Растворяясь под действием кислоты, они проникают в живые организмы, смешиваются с подземными водами. Человек, употребляющий зараженную воду, рискует получить заболевания почек, печени, ЦНС, онкологию.

    Водные объекты, подвергшиеся окислению, превращаются в болота, что наносит непоправимый вред экосистеме водоема.

    Кислотные дожди также способствуют разрушению металлических конструкций, стекла и резины.

    Защита окружающей среды

    В условиях надвигающейся экологической катастрофы борьба с загрязнением стала важнейшей общемировой задачей. Пример проводимой государствами политики по защите природы — раздельный сбор мусора с последующей переработкой или экологичным сжиганием. Свалки часто горят, выбрасывая с дымом токсичные вещества в атмосферу. Гниение мусора сопровождается выделением сероводорода и парникового газа. Жидкие отходы проникают в почву, загрязняют ближайшие водоемы тяжелыми металлами.

    В странах с разделением мусора большинство отходов безопасно сжигается, производя энергию, а часть перерабатывается и используется повторно. Пластиковые бутылки превращаются в предметы одежды, канцелярию, новые бутылки, а переработанное стекло применяют в строительстве.

    По всему миру приобретают популярность экологичные виды топлива, которые не выделяют ядовитого дыма, появляются машины с электрическими двигателями. К альтернативным источникам энергии относят водород, сжатый воздух, биоэтанол (этиловый спирт, произведенный из растительного сырья), жидкий азот, солнечную энергию. Сейчас сложно представить полное замещение бензиновых двигателей альтернативными, но развитые страны активно внедряют новейшие разработки в повседневную жизнь населения.

    Защита здоровья человека

    Для большинства жителей планеты возникает необходимость обезопасить себя и близких от болезней, связанных с химическим загрязнением планеты.

    Снизить пагубное влияние окружающей среды на человеческий организм можно, следуя некоторым рекомендациям:

    • Проводить больше времени за городом, по возможности гулять в лесу.
    • Периодически промывать слизистую носа, чтобы избавиться от скапливающейся пыли.
    • Не заниматься активным спортом вблизи автострад, так как при глубоком дыхании в организм попадает больше ядовитых веществ.
    • Использовать в интерьере безопасные материалы. Для здоровья полезна мебель из натурального дерева.
    • Озеленять помещение. Комнатные растения способны поглощать часть токсичных веществ, содержащихся в воздухе. Особенно хорошо с этим справляются герань, филодендрон, декоративный лимон, фикус, хлорофитум.
    • Убирать квартиру только влажным способом, чтобы очищать помещения от пыли.
    • Не использовать алюминиевую посуду для приготовления овощных блюд, так как под воздействием металла содержащиеся в них нитраты переходят в еще более ядовитые нитриты.
    • Использовать в пищу витамины, снижающие вредное воздействие химикатов в пище.
    Видео (кликните для воспроизведения).

    Каждый человек может внести вклад в решение экологической проблемы. Осознанное потребление бумаги и пластика, экономия электроэнергии, воды, сокращение использования одноразовой посуды — изменение нескольких ежедневных привычек способны уменьшить вред, причиняемый человечеством природе.

    Источники

    Загрязнение окружающей среды соединениями серы
    Оценка 5 проголосовавших: 1

    ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here