Механізм утворення кислотних дощів

Загальні відомості

У нове тисячоріччя людство вступило в умовах екологічної кризи. Є три глобальні екологічні проблеми: руйнування озонового шару Землі, що прогресує, потепління клімату та кислотні дощі — зробили цілком реальною загрозу самознищення людства. Ще наприкінці минулого століття Фрідріх Енгельс попереджав: «Не будемо, однак, занадто зваблюватися нашими перемогами над природою. За кожну таку перемогу вона нам мстить. Кожна з цих перемог має, щоправда, у першу чергу ті наслідки, на які ми розраховували, але в другу і третю чергу зовсім інші, непередбачені наслідки, що дуже часто знищують наслідки перших». Знайомство з проблемою кислотних дощів підтвердить нам правоту цих слів. Для успішного вирішення планетарних екологічних криз і подальшого розвитку людської цивілізації необхідні розуміння й усвідомлення цих кризових проблем, щоб направити свою діяльність на зміну структури суспільного і господарського пристрою, формування екологічного світогляду, відповідального за стан будинку, у якому ми усі живемо — нашої планети Земля.

Кислотний дощ— всі види метеорологічних опадів: дощ, сніг, град, туман, дощ зі снігом — кислотність яких вища від нормальної.

Мірою кислотності є значення рН (водневий показник). Шкала значення рН йде від 0 (украй висока кислотність), через 7 (нейтральне середовище) до 14 (лужне середовище), причому нейтральна точка (чиста вода) має рН = 7. Дощова вода в чистому повітрі має рН = 5,6. Чим нижче значення рН, тим вища кислотність. Варто звернути увагу ще на одну особливість шкали рН. Кожна наступна сходинка на шкалі рН говорить про десятикратну зміну концентрації гідроген-йонів в розчині. Наприклад, кислотність речовини зі значенням рН=4 у десять разів вища від кислотності речовини зі значенням рН=5, у сто разів вища, ніж кислотність речовини зі значенням рН=6 і в сто тисяч разів вища, ніж кислотність речовини зі значенням рН=9.

Нітроген діоксид та сульфур діоксид є двома основними джерелами кислотних дощів. Сульфур діоксид представляє собою безбарвний газ, виділяється як побічний продукт при спалюванні, що містять сульфур. Цей газ утворюється в результаті різних промислових процесів таких як переробка нафти і процесів на металургійних заводах. В природі також утворюється сульфур діоксид в результаті гниття рослин, планктону, а також діяльності вулканів, які викидають його близько 10%. В цілому, промислове спалювання відповідає за 69,4% викидів сульфур (ІV) оксиду в атмосферу, на долю автомобільного транспорту припадає близько 3,7%.

Сульфур діоксид, що потрапив в атмосферу, проходить ряд хімічних перетворень, що ведуть до утворення кислоти. Частково оксид в результаті фотохімічного окиснення перетворюється в сульфур триоксид (сульфатний ангідрид) SO₃:

2SO₂ + О₂ → 2SO₃,

який реагує з водяною парою атмосфери, утворюючи аерозолі сульфатної кислоти:

SO₃ + Н₂О → H₂SO₄.

Основна частина сульфур діоксиду, що у вологому повітрі утворюєт аерозоль сульфітної кислоти:

SO₂ + H₂O → H₂SO₃.

Сульфітна кислота у вологому повітрі поступово окисляється до сульфатної:

2H₂SO₃ + O₂ → 2H₂SO₄.

Аерозолі сульфітної та сульфатної кислот приводять до конденсації водяної пари атмосфери і стають причиною кислотних опадів (дощі, тумани, сніг). При спалюванні палива утворяться тверді мікрочастинки сульфатів металів (в основному при спалюванні вугілля), легко розчинні у воді, що осаджуються на ґрунт і рослини, роблячи кислотними роси. Аерозолі цих кислот складають близько 2/3 кислотних опадів

1/3 кислотних дощів припадає на частку аерозолів нітритної та нітратної кислот, що утворяться при взаємодії нітроген діоксиду з водяною парою атмосфери:

2NO₂ + H₂О → HNO₃ + HNO₂.

Нітроген оксид — це інший хімікат, який входить доя складу кислотних дощів. Цей газ утворюється в результаті процесів, які пов'язані з надзвичайно високими температурами, наприклад в автомобілях, а також у хімічній промисловості, наприклад, у виробництві добрив. 5% нітроген оксиду виділяється в результаті таких природних процесів, як блискавка, виверження вулканів, лісові пожежі, і дія бактерій в грунті. Під час промислових процесів утворюється 32% газу, і в результаті роботи автомобільного транспорту - 43%.

Дата добавления: 2015-06-25