Transformarea chimică a substanțelor acide poluante în atmosferă:
Poluanții care intră în aer sunt supuși unor transformări fizice și chimice considerabile în atmosferă. Aceste procese apar simultan cu răspândirea acestor substanțe.
1. Transformări chimice ale compușilor de sulf:
Ca regulă, sulful este inclus în emisiile care nu sunt într-o formă complet oxidată (oxidarea sulfului din dioxidul său este de 4 ori adică un atom de sulf este adăugat la doi atomi de oxigen). Dacă compușii cu sulf sunt în aer pentru o perioadă suficient de lungă, atunci, sub acțiunea oxidanților conținuți în aer, aceștia se transformă în acid sulfuric sau sulfați. În procesul de oxidare cu oxigen (O2), dioxid de sulf (SO2), oxidarea sulfului crește gradul și devine trioxid de sulf (SOZ), care, la rândul ei, fiind extrem de higroscopică și interacționează cu apa atmosferic, este transformat foarte rapid în H2 SO4. Din acest motiv, în condiții atmosferice obișnuite, trioxidul de sulf nu este conținut în aer în cantități mari. Ca urmare a reacției, se formează molecule de acid sulfuric care se condensează rapid în aer sau pe suprafața particulelor de aerosol. În plus față de dioxidul de sulf din atmosferă, există, de asemenea, o cantitate semnificativă de alți compuși de sulf natural, care în cele din urmă sunt oxidați la acid sulfuric (sau sulfați).
- Transformările chimice ale compușilor de azot:
Cel mai obișnuit compus de azot care face parte din emisii este oxidul de azot NO, care formează dioxid de azot când reacționează cu oxigenul în aer. Ultima reacție cu radicalul hidroxil este transformată în acid azotic NO2 + OH = HNO3. Acidul azotic astfel obținut, spre deosebire de acidul sulfuric, poate rămâne o stare gazoasă pentru o lungă perioadă de timp, deoarece condensează prost. Acest lucru se datorează faptului că acidul azotic are o volatilitate mai mare decât acidul sulfuric. Vaporii acidului azotic pot fi absorbiți de picături de nori sau sedimente sau particule de aerosol.
Acid sedimentare (ploi acide).
Etapa finală a ciclului poluanților este sedimentarea, care poate apărea în două moduri:
- spălarea sedimentelor sau sedimentarea umedă
- precipitarea sau sedimentarea uscată
Totalitatea acestor două procese se numește sedimentare acidă.
Impactul ploii acide asupra mediului
Introducerea solului cu ploaie acidă, ionii de hidrogen pot fi înlocuiți cu cationi localizați în sol, rezultând fie o scurgere de calciu, magneziu și potasiu, fie sedimentarea lor sub formă anhidră. Crește mobilitatea metalelor grele toxice, cum ar fi manganul, cuprul, cadmiul. Solubilitatea metalelor grele depinde puternic de pH. Prin dizolvare și, ca rezultat, ușor absorbită de plante, metalele grele sunt otrăvuri pentru plante și pot duce la moartea lor. Unul dintre cele mai periculoase elemente pentru organismele vii care trăiesc în sol este aluminiul dizolvat într-un mediu puternic acid. În multe soluri, de exemplu, în zonele de pădure temperate nordice și boreale se observă absorbția unor concentrații mai mari de aluminiu în comparație cu concentrațiile de cationi alcalini. Cu toate că multe specii de plante capabile să reziste la acest raport, ci o rolă de cantități substanțiale de raport de aluminiu-calciu în apă modificări acidifiere a solului, astfel încât creșterea rădăcinii slăbite și constituie un pericol pentru existența copacilor.
Modificările care apar în compoziția solului pot transforma compoziția microorganismelor în sol, le afectează activitatea și influențează astfel procesele de descompunere și mineralizare, precum și legarea la azot și acidificarea internă.
În ciuda precipitării cu acid precipitat, solul are capacitatea de a egaliza aciditatea mediului, adică într-o anumită măsură, poate rezista la creșterea acidității. Rezistența la sol determină, de regulă, prezența rocilor de calcar și gresie (care includ carbonat de calciu CaCO3), care ca urmare a hidrolizei are o reacție alcalină.
Acidificarea apei proaspete.
Acidificarea apei proaspete este pierderea capacității de a neutraliza. Acidificarea cauzează în general acizi puternici, cum ar fi acidul sulfuric și acidul azotic. Pe o perioadă lungă de timp, sulfații joacă un rol mai important, dar în timpul evenimentelor episodice (topirea zăpezii), sulfații și nitrații acționează împreună.
Procesul de acidifiere a corpurilor de apă poate fi împărțit în 3 faze:
- Pierderea ionilor de bicarbonat, adică o scădere a capacității de a neutraliza la un pH nemodificat.
- Scăderea pH-ului cu o scădere a cantității de ioni de bicarbonat. Valoarea pH scade apoi sub 5,5. Cele mai sensibile specii de organisme vii încep să moară deja la pH = 6,5.
- La pH = 4,5, aciditatea soluției este stabilizată. În aceste condiții, aciditatea soluției este controlată prin reacția hidrolizei aluminiului. Într-un astfel de mediu, pot trăi doar câteva specii de insecte, plancton de plante și animale și alge albe.
Moartea ființelor vii, altele decât acțiunea silnoyadovitogo de ion de aluminiu poate fi cauzată de faptul că, sub influența cadmiu hidrogen ion alocate, zinc, plumb, mangan și alte metale grele toxice. Numărul nutrienților din plante începe să scadă. forme de ioni de aluminiu insolubil ortofosfat ion fosfat de aluminiu, care este depozitată sub formă de sedimente: A1 + 3 + 3 = PO A1RO4. De obicei scade pH-ul apei se execută în paralel cu reducerea populației și pierderea de pești, amfibieni, fitoplancton și zooplancton, precum și multe alte organisme diferite.
Acidificarea lacurilor și a râurilor a ajuns la cea mai mare amploare în Suedia, Norvegia, Statele Unite ale Americii, Canada, Danemarca, Belgia, Olanda, Germania, Scoția, Iugoslavia și într-o serie de alte țări europene. Studiul a 5000 de lacuri din sudul Norvegiei a arătat că, în 1750, populațiile de pește au dispărut, iar 900 de alte lacuri sunt grav amenințate. În partea sudică și centrală a Suediei există o pierdere de pește în 2500 de lacuri, ceea ce se presupune și în alte 6.500 de lacuri unde au fost deja detectate semne de acidifiere. Aproape 18.000 de lacuri au un pH mai mic de 5,5, ceea ce are un efect foarte negativ asupra populațiilor de pești.
Impactul direct al precipitațiilor acide asupra mediului
1. Decesul plantelor. Moartea directă a plantelor este observată cel mai aproape de sursa directă de emisii, precum și pe o rază de câteva zeci de kilometri de această sursă. Principalul motiv este concentrația ridicată de dioxid de sulf. Acest compus este adsorbit pe suprafața plantei, în principal pe frunzele sale și penetrează în organismul plantei, participă la diferite reacții de reducere a oxidării. Sub influența lor, acizii grași nesaturați ai membranelor sunt oxidați, modificând astfel permeabilitatea lor, ceea ce influențează ulterior astfel de procese vitale precum respirația și fotosinteza. În primul rând, se produce moartea lichenilor, care poate exista doar într-o stare foarte curată a mediului. Lichenii sunt indicatori sensibili ai diferitelor tipuri de poluare a aerului. Studiile recente de la Universitatea din Nottingham au arătat că speciile care formează perna din genul Cladonia pot servi ca indicatori sensibili la ploile acide. Dificii uriașe sunt cauzate de ploile acide la păduri. Lemnul se usucă, iar uscarea se dezvoltă pe suprafețe mari. Acidul mărește mobilitatea în solurile de aluminiu, care este toxic pentru rădăcinile mici, ceea ce duce la opresiunea frunzelor și a acelor, fragilitatea ramurilor. În special afectate de copaci de conifere, deoarece acele sunt înlocuite mai rar decât frunzele și, prin urmare, acumulează substanțe mai nocive în aceeași perioadă. Pomii de conifere devin galbeni, coroanele lor sunt subțiate, rădăcinile mici sunt deteriorate. Dar, copacii de foioase schimba culoarea frunzelor, frunzele cad prematur, o parte din coroana moare, iar cortexul este deteriorat. Nu există o reînnoire naturală a pădurilor conifere și foioase. Ploaia acide provoacă daune crescânde culturilor agricole: acoperirea țesuturilor plantelor se deteriorează, metabolismul în celule se schimbă, plantele încetinesc creșterea și dezvoltarea, rezistența lor la boli și paraziți scade, randamentele scad. Specialiștii de la Universitatea Americană din Carolina de Nord au studiat efectul ploilor acide asupra plantelor în timpul susceptibilității lor maxime la factorii de mediu. Sub influența ploii acide, imediat după polenizare în colții de porumb, s-au format mai puțini cereale decât atunci când au fost presărate cu apă pură. Și cu cât mai multă apă de ploaie conținea acizi, cu atât mai puține cereale au fost formate în cub. În același timp, sa constatat că ploile acide care au trecut înainte de polenizare nu au avut un efect vizibil asupra formării boabelor. Au fost efectuate studii privind gradul de susceptibilitate la ploile acide de 18 specii de culturi și 11 tipuri de plante ornamentale în stadiile incipiente de creștere. Cele mai sensibile la efectele dăunătoare au fost frunzele de roșii, soia, fasole, tutun, vinete, floarea-soarelui și bumbac. Cele mai puțin susceptibile - grâu de toamnă, porumb, salată, lucernă și trifoi.
- Efecte directe asupra oamenilor. Pericolul special pentru sănătatea umană este particulele de aerosoli de natură acidă. Gradul de pericol depinde în primul rând de dimensiunea lor. Particulele de aerosoli mari sunt reținute în căile respiratorii superioare, în timp ce mici (mai puțin de 1 micron.) picătură compus dintr-un amestec de acid sulfuric și acid azotic pot penetra mai îndepărtate părți ale plămânilor și poate cauza daune substanțiale. În plus, metale precum
aluminiul (și alte metale grele) pot intra în lanțul alimentar la vârful căruia se află o persoană, ceea ce poate duce la otrăvire. - Coroziunea metalelor, a clădirilor și a monumentelor. Ploaia acide nu numai că ucide viața sălbatică, ci și distruge monumentele de arhitectură. Robust marmura, solid, un amestec de oxid de calciu (CaO și CO2), reacționează cu o soluție de acid sulfuric și se transformă în gips, temperaturi (SaSO4) .Smena de ploaie și de vânt distrugând acest material moale. Monumentele istorice ale Greciei și ale Romei, care au rămas timp de milenii, au fost distruse în ultimii ani chiar înaintea ochilor noștri. Aceeași soartă amenință Taj Mahal - o capodoperă a arhitecturii indiene din perioada Mughal, la Londra
Turnul și Westminster Abbey. În ST. Paul, Roma Portland strat de calcar erodat de 2,5 cm. În Țările de Jos, statui de pe ST. Ioan topi ca acadele. Sedimentele negre au corodat palatul regal din Piața Dam din Amsterdam. Mai mult de 100 de mii. Valoroase vitralii care împodobesc bisericile din cort, Konterberi, Köln, Erfurt, Praga, Berna, în alte orașe europene pot fi complet pierdut în următorii 15-20 de ani.
După ce a studiat noi date privind aciditatea de precipitații în diferite regiuni ale Europei de Vest, precum și impactul clădirilor și instalațiilor lor, personal, Universitatea din Dublin (Irlanda) a constatat că situația cea mai catastrofală este în centrul de Manchester (Marea Britanie), în cazul în care timp de 20 de luni este dizolvat precipitarea acidului mai mult de 120 g pe 1 m 2 de piatră (gresie, marmură sau calcar)
Orașul a suferit foarte mult, deși cantitatea totală de precipitații din perioada observată a fost extrem de scăzută. Evident, gradul de aciditate al lor era prea mare.
Pentru Manchester trebuie Liphun (județul Hampshire Veli-Marea Britanie) și Antwerpen (Belgia), în care fiecare piatră în aer liber a pierdut 100 g de 1 m 2. Chiar o astfel de poluare atmosferică urbană cunoscută, Atena, Copenhaga, Amsterdam, supus degradării acidului în un grad mult mai mic.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: