План урока экологическое воздействие оксидов азота и нитратов и диоксида серы на окружающую среду

Обновлено: 05.07.2024

1 Осторожно: оксиды азота! Осторожно: оксиды азота! Урок изучения нового материала с мультимедийным сопровождением в 9 классе

2 Цели урока: Цели урока: -изучить особенности строения оксидов азота; -изучить особенности строения оксидов азота; - охарактеризовать их физические свойства; - охарактеризовать их физические свойства; - сформировать знания о химических свойствах оксидов азота; - сформировать знания о химических свойствах оксидов азота; - рассмотреть физиологическое действие оксидов азота на живой организм; - рассмотреть физиологическое действие оксидов азота на живой организм; - познакомиться с влиянием оксидов азота на экологическую обстановку. - познакомиться с влиянием оксидов азота на экологическую обстановку.

3 Оксид азота (I) N 2 O Получение: NH 4 NO 3 N 2 O + 2H 2 O Химические свойства: 2N 2 O N 2 + O 2 N 2 O + Cu CuO + N 2

4 Оксид азота (I I) NO Получение: 4NH 3 + 5O 2 4 NO +6H 2 O N 2 + O 2 2NO Химические свойства: 2NО+ O 2 2NO 2

5 Оксид азота (I I I) N 2 O 3 Азотистый ангидрид Получение: NО 2 + NO N 2 O 3 Химические свойства: N 2 O 3 + Н 2 О 2НNО 2

6 Оксид азота (I V) NO 2 Получение: Cu + 4HNO 3 Cu(NO 3 ) 2 + 2NO 2 + 2H 2 O Химические свойства: 4NO 2 + 2H 2 O + О 2 4HNO 3 2NO 2 + H 2 O HNO 2 + HNO 3

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

Дата: Класс:7Н

Предмет:химия

Количество часов:1

Тема: Оксиды-источники загрязнения окружающей среды. Роль оксидов в антропогенном факторе окружающей среды

Цели:способствовать усвоению знаний учащихся по теме;развивать навыки работы в группах;умений выделять главное;делать выводы;

1.Орг.момент-Приветствие учащихся

2.Проверка д/з тест

3.Операционный

изучение нов.мат-лаОсновными вредными веществами, загрязняющими а т м о с ф е р н ы й в о з д у х, являются следующие:

а) оксиды азоты, особенно диоксид азота – бесцветный не имеющий запаха ядовитый газ, раздражающе действующий на органы дыхания, при повышении концентрации вызывающий сильный кашель, рвоту, головную боль. При контакте с влажной поверхностью слизистой оболочкой дыхательных путей они образуют азотную и азотистую кислоты, которые вызывают повреждения слизистых оболочек, отек легких (в Николаеве среднемесячные ПДК по оксидам азота превышаются в 2,5 раза).

б) оксиды серы - даже в малых концентрациях раздражают слизистые оболочки глаз и дыхательных путей.

в) оксид углерода, угарный газ – бесцветный, не имеющий запаха газ, воздействующий на нервную и сердечно-сосудистую системы, способствующий развитию атеросклероза, вызывающий удушье (из-за образования карбоксигемоглобина, препятствующего транспорту кислорода гемоглобином крови).В Николаеве среднемесячные ПДК превышены в 3 раза.

Среди химических веществ, содержащихся в в о з д у х е п о м е щ е н и й, можно назвать следующие:

- углекислый газ – выделяется при дыхании растений, животных, человека. В помещениях без вентиляции при концентрации его более 0,1% ( природная концентрация в атмосфере-0,03%) у человека может быть головная боль, головокружение, нарушения дыхания, кровообращения, потеря сознания; при концентрации более 0,5% - нарушение кислотно-щелочного равновесия организма с тяжелыми последствиями.

- Существует связь между родом деятельности человека и составом выдыхаемого им воздуха ( работа на автозаправочных станциях, на предприятиях нефтеперерабатывающей, химической промышленности и др.). Например, даже краткое пребывание на автозаправочной станции приводит к тому, что следы бензола регистрируются затем в легких человека в течение нескольких часов.

д) окись углерода (угарный газ) – выделяется ( наряду с другими ядовитыми и канцерогенными веществами) в результате горения газа при использовании газовых плит и других газонагревательных приборов. Специалистами проверено, что если в течение часа горят хотя бы две конфорки, то концентрация оксида углерода и оксида азота доходит до 10-12 миллиграммов на кубический метр нашей кухни, а это в десять раз больше, чем допускается гигиенистами.

Следует указать, что загрязненный воздух, как правило, концентрируется под потолком, толщина этого слоя достигает 0,75 м. Поэтому высота потолков в квартире должна быть не менее 3-х метров

Оксиды азота — это группа из семи газов и соединений, состоящая из азота и кислорода, иногда совокупно известных как газы NOx. Двумя наиболее распространенными и опасными оксидами азота являются оксид азота и диоксид азота. Оксид азота, также называемый веселящим газом, является парниковым газом, который способствует глобальному потеплению.
Оксид азота (NO) выбрасывается в составе выхлопных газов транспортных средств, а также при сжигании угля, нефти, дизельного топлива и природного газа, особенно на электростанциях. Он также выделяются фабриками, сигаретами, газовыми плитами, керосиновыми обогревателями, дровяными котлами.

Оксиды азота могут создавать опасность для окружающей среды, когда они вступают в реакцию с солнечным светом и другими химическими веществами с образованием смога. Оксиды азота и диоксид серы вступают в реакцию с веществами в атмосфере, образуя кислотные дожди.

Источники оксида азота

В выхлопных газах транспортных средств, выбросах от угольных электростанций и приборов, сжигающих ископаемое топливо, в сигаретном дыму.

Диоксид азота используется для производства ракетного топлива и взрывчатых веществ.

Оксид азота выделяется в процессе сельскохозяйственной и промышленной деятельности, а также при сжигании ископаемого топлива и твердых отходов. Кроме того, он используется в качестве анестетика.

Тенденции загрязнения атмосферы оксидами азота

Следует отметить, что при наметившейся еще в 1990-е гг. в России тенденции снижения выбросов загрязняющих веществ промышленными предприятиями, доля оксидов азота в этих выбросах увеличивается. Суммарные выбросы всех загрязнителей в воздушную среду, в том числе и оксидов азота, сократились. Однако лишь 20% этих сокращений обусловлены природоохранными мероприятиями и усилением экологического контроля. Основная причина – спад производства, который составил более 50%. В природе оксиды азота образуются при лесных пожарах, однако высокие концентрации этих загрязнителей в городах и в окрестностях промышленных предприятий связаны с антропогенной деятельностью. Оксиды азота в значительном количестве выделяются при работе ТЭС, двигателей внутреннего сгорания и в процессе травления металлов азотной кислотой. Производства взрывчатых веществ и азотной кислоты также являются источниками выбросов оксидов азота в атмосферу.

Оксиды азота участвуют в образовании кислотных дождей. Азотная кислота, образующаяся из оксидов азота, составляет около 35% от всех кислот, содержащихся в дождевой воде.

Высокие уровни оксидов азота приводят к учащению случаев катара верхних дыхательных путей, бронхита и воспаления легких у населения. Люди с хроническими заболеваниями дыхательных путей (например, астма или эмфизема легких), а также лица, страдающие сердечно-сосудистыми заболеваниями, могут быть более чувствительными к прямым воздействиям оксидов азота. У лиц, страдающих хроническими сердечно-сосудистыми заболеваниями и заболеваниями дыхательных путей, в присутствии оксидов азота легче развиваются осложнения при кратковременных респираторных инфекциях.

Загрязнение оксидом серы

Наиболее загрязнено соединениями серы северное полушарие. При сжигании топлива в атмосферу выбрасывается SO2, который потом окисляется до SO3. Соединяясь с водой, оксиды серы образуют серную и сернистую кислоты, которые, взаимодействуя с пылевыми частицами, образуют сульфаты и сульфиды. Накопление кислот и сульфатов в атмосфере приводит к выпадению кислотных осадков. В настоящее время, плотность дождевой воды над промышленными районами превышает норму в 10-1000 раз.

Изменение рН атмосферных вод наиболее сильно сказывается на действии ферментов и гормонов живых организмов. Крупные виды в меньшей степени страдают от изменения рН, т. к. их защищает кожа. Наиболее сильно на кислотность воды реагирует молодь. В подкисленных водных экосистемах все организмы быстро вымирают или из-за прямого воздействия ионов водорода, или из-за невозможности разложения, или из-за отравления вредными веществами, образующимися из-за действия кислот на почву.

Что такое угарный газ, формула, основные свойства

Угарный газ, формула которого очень проста и обозначает союз атома кислорода и углерода — CO, — одно из наиболее ядовитых газообразных соединений. Но в отличие от многих других опасных веществ, которые используются только для решения узких промышленных задач, химическое загрязнение монооксидом углерода может возникнуть в ходе совершенно обычных химических процессов, возможных даже в быту.

физические свойства:

бесцветный газ без вкуса и запаха;

крайне низкие температуры плавления и кипения: -205 и -191,5 градусов по Цельсию соответственно;

плотность 0,00125 г/куб. см.;

весьма горюч с высокой температурой горения (до 2100 градусов по Цельсию).

Образование угарного газа

В быту или промышленности образование угарного газа обычно происходит одним из нескольких достаточно простых способов, что легко объясняет риск случайного синтеза этого вещества с риском для персонала предприятия или жителей дома, где возникла неисправность отопительного оборудования или нарушена техника безопасности.

Рассмотрим основные пути образования монооксида углерода:

горение углерода (угля, кокса) или его соединений (бензина и другого жидкого топлива) в условиях нехватки кислорода. Как нетрудно догадаться, дефицит свежего воздуха, опасный с точки зрения риска синтеза угарного газа, легко возникает в двигателях внутреннего сгорания, бытовых колонках с нарушенной вентиляцией, промышленных и обычных печах; взаимодействие обычного углекислого газа с раскаленным углем.

Такие процессы происходят в печи постоянно и полностью обратимы, но, при условии уже упомянутой нехватки кислорода, при закрытой заслонке, угарный газ образуется в значительно больших количествах, что представляет смертельную опасность для людей.

Чем опасен угарный газ?

В достаточной концентрации угарный газ, свойства которого объясняют его высокую химическую активность, чрезвычайно опасен для человеческой жизни и здоровья. Суть такого отравления заключается, прежде всего, в том, что молекулы этого соединения моментально связывают гемоглобин крови и лишают его способности переносить кислород. Таким образом, монооксид углерода снижает уровень клеточного дыхания с самыми серьезными последствиями для организма.

Влияние оксидов азота на организм

Краткосрочное воздействие:

Влияние оксидов азота на здоровье может включать в себя:

Раздражение дыхательной системы, глаз и кожи.
Осложнения респираторных заболеваний, в частности астмы.
Затрудненное дыхание.
Кашель и удушье.
Тошноту.
Головную боль.
Боли в животе.
Контакт кожи и глаз с газообразными оксидами азота или диоксидом жидкого азота может вызвать раздражение и ожоги.

Статья по теме: Как уменьшить загрязнение воздуха?

Длительное воздействие:

Долгосрочное воздействие низких уровней оксидов азота может привести к раздражению органов дыхания:

Долгосрочное воздействие высоких уровней оксидов азота может привести к:

Генетическим мутациям.
Снижению женской фертильности.
Вреду развивающемуся плоду.
Спазмам.
Отёку горла.
Учащённому пульсу.
Проблемам с сердцем.
Смерти.

Последствия загрязнения биосферы соединениями серы и азота

Отрицательное воздействие на биосферу оксидов серы и азота проявляется в виде кислотных дождей, что приводит к закислению почв, воды водоемов, что негативно сказывается на биоте.

Наличие в атмосфере соединений серы (более 150 млн. т в год) ускоряет процессы коррозии металлов, разрушение зданий, сооружений, памятников культуры, ухудшает качество промышленных изделий и материалов. Так, в промышленных регионах сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельской местности. Под влиянием оксидов серы в листьях растений разрушается хлорофилл, что ухудшает фотосинтез и дыхание, ухудшает рост, снижает качество древесины, урожайность сельскохозяйственных культур, а при высоких дозах и большей экспозиции воздействия растения погибают.

В данном разделе уделяется внимание некоторым вопросам влияния газообразных соединений серы и азота на организм человека и животных. Соединения серы с кислородом — сернистый газ (SO2) и серный ангидрид (SO3) наносят существенный вред здоровью человека и животных, поражая прежде всего верхние дыхательные пути. Выше уже упоминалось о так называемом сульфокарботоксикозе — совместном воздействии на организм СО и SO3, обладающих выраженным аддитивным эффектом, следствием которого является расширение диапазона функциональных нарушений органов и систем: нейро-мышечной возбудимости, морфологического и белкового состава крови, фагоцитарной активности лейкоцитов, активности ферментных систем и т. д.

Другим газообразным соединением серы, в больших количествах поступающим в окружающую среду, является сероводород (H2S, сульфан), который имеет своеобразный запах. Его окисление, в т. ч. горение, приводит к образованию высокотоксичного диоксида серы. Смеси H2S с воздухом и окисью азота в определенных концентрациях взрывоопасны.

Сам по себе H2S сильно ядовит. В высоких концентрациях вызывает почти мгновенную смерть от паралича дыхательного центра. H2S вызывает острую тканевую гипоксию вследствие связывания железа в цитохромоксидазах. Токсический эффект усиливается в присутствии углеводородов, сероуглерода, монооксида углерода. При остром легком отравлении на первый план выступают симптомы раздражения: жжение в глазах, слезотечение, светобоязнь, покраснение конъюнктивы, насморк, першение в горле, кашель, возможен рефлекторный спазм бронхов. При отравлении средней тяжести присоединяются головная боль, тошнота, рвота, головокружение, слабость, нарушение координации движений, возможны нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы, возбуждение, обморочное состояние, повышение t0 тела, бронхит, пневмония, белок в моче.

При тяжелой форме отравления: синюшность, рвота, нарушение сердечно-сосудистой деятельности и движения, сильное повышение артериального давления. При концентрации 1 мг/л — мгновенная потеря сознания, судороги и смерть.

Хронические отравления характеризуются заболеваниями глаз: боль в глазных яблоках, светобоязнь слезотечение, конъюнктивит, дефекты роговицы. Развивается ринит, ларингит, трахеит, бронхит, общая слабость, головная боль, снижение слуха, головокружение, расстройство пищеварения, исхудание, поражения кожи, зуд, изменение состава крови.

К газообразным соединениям азота относятся его оксиды и аммиак. Что касаетсяоксидов азота, то их роль в образовании азотной кислоты, нитратов и нитритов рассматривалась ранее. Не менее важное значение для окружающей среды имеет аммиак, занимающий центральное место в азотном обмене.

Аммиак (NH3) — газ с характерным раздражающим запахом. Может вызывать острые и хронические отравления в условиях производства. При острых отравлениях наблюдается насморк, першение и боль в горле, слюнотечение, осиплость голоса, гиперемия слизистых оболочек дыхательных путей и глаз. При тяжелых случаях присоединяются стеснение и боли в груди, приступообразный кашель, удушье, головная боль, боль в желудке, рвота, задержка мочи. Наступает резкое расстройство дыхания и кровотечение, воспаление легких, вплоть до токсического отека. Гибель наступает от поражения легких.

Экологическое образование и воспитание экологической культуры подрастающего поколения становится одной из главных задач, стоящих перед обществом. Чтобы избежать неблагоприятного влияния на экологию, чтобы не делать экологических ошибок, не создавать ситуаций, опасных для здоровья и жизни, современный человек должен обладать элементарными экологическими знаниями и новым экологическим типом мышления. И в этом важная роль отводится школе, которая, вооружая детей современными знаниями и жизненным опытом, по существу работает на будущее.

Эффект экологического воспитания учащихся во многом определяется состоянием культуры их взаимоотношений с окружающей средой - природной и социальной. Привитие учащимся культуры отношения с нею осуществляется как в процессе усвоения знаний, умений и навыков на уроках, так и во время специально организованной внеурочной деятельности детей. Экологическое образование и воспитание позволяют прививать детям общечеловеческие ценности гуманистического характера.

Ин тегрированный урок по химии и экологии в 9 классе

Тема: Влияния кислотных оксидов на окружающую среду.

Обобщить, проанализировать и расширить знания учащихся о неметаллах, их роли в живой и неживой природе, в жизни человека, о необходимости правильного обращения с неметаллами, роли каждого человека в решении экологических проблем атмосферы;
Развивать логическое мышление, умение работать с дополнительной литературой, составлять диаграммы, схемы;
Способствовать формированию у учащихся экологического мышления, чувства ответственности за нашу планету.

Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний.

Метод обучения: беседа, рассказ (словесный), решение задач (практический), эксперимент.

Оборудование: компьютер, экран, слайды презентации со схемами, задачами, цифровыми данными;

раздаточный материал с дополнительной информацией. Химическое оборудование, инструкция по ТБ.

Эпиграф урока:
В природу шагу не ступить,
Чтоб тотчас, так ли сяк,
Ей чем-нибудь не заплатить
За этот самый шаг.
А. Твардовский

Формулировка познавательной цели. Эмоциональное погружение в тему

Здравствуйте, ребята! Я рада вас всех видеть, и надеюсь, что наша встреча пройдет интересно и познавательно. Мы завершаем знакомство с миром неметаллов и сегодня на уроке подведем итог всему, что узнали.
Человечество живёт в мире химических веществ. Вредные и полезные, жизненно необходимые и смертельно ядовитые – они окружают нас повсюду. Как с ними обращаться, каковы последствия применения новых технологий, в какой окружающей среде будут жить следующие за нами поколения людей? Многое здесь зависит от нас…

В новое тысячелетие человечество вступило в условиях экологического кризиса, сталкиваясь с отрицательными последствиями своего воздействия на природу, оно постепенно пришло к убеждению в необходимости ее рационального использования и охраны.

Одна из самых очевидных проблем загрязнения воздуха стоящая перед человечеством, в связи с интенсивным развитием производства. Это… (ответ учащихся -кислотные оксиды).

Основная часть урока

Что вам известно о кислотных дождях?

Вопрос для обсуждения классу:
-Какую роль в загрязнении воздуха в нашем городе играет автотранспорт?
-Что еще является в нашем городе загрязнителями атмосферы?

Вы – директор предприятия. Экспертами-экологами обнаружены отклонения от нормы состава воды из ближайшего озера и установлена причина: большие выбросы SO ₂ вашим предприятием.

Что вы предпримете?

- усовершенствуете очистные сооружения;

-займетесь очисткой воды в озере.

2) Вы – инженер предприятия. Нужно решить проблему утилизации сернистого газа? Чтобы последним продуктом стала сера. (1.Аммиачный S О₂ +2 N Н₃ + Н₂О = ( NH ₄ )₂ S О₃

2. Карбонатный

Я узнал(а) много нового.

Мне это пригодится в жизни.

На уроке было над чем подумать.

На все вопросы, возникающие в ходе урока, я получил(а) ответы.

Дополнительная информация для работы по группам.
1 группа В странах мира загрязнение атмосферы происходит при работе автотранспорта, тепловых электростанций и ряда отраслей промышленности, таких как горнодобывающей, строительной, химической, нефтегазоперерабатывающей. В Республике Казахстан также имеются перечисленные источники загрязнения окружающей среды. Главными загрязнителями атмосферного воздуха являются диоксид серы (SO₂), оксиды азота (NO_X), оксид углерода (СО) и твердые частицы, которые образуются в процессе производственной и иной деятельности человека. На их долю приходится около 90% в общем объеме выбросов вредных веществ. Помимо главных загрязнителей в атмосфере городов и поселков наблюдается еще более 70 наименований вредных веществ, среди которых – озон, формальдегид, фтористый водород, соединения свинца, аммиак, фенол, бензол, сероуглерод и др. Однако именно концентрации главных загрязнителей (диоксид серы, диоксида азота, сероводород и др.) наиболее часто превышают допустимые уровни во многих городах Казахстана. Выбросы в атмосферу в разных регионах Республики Казахстан существенно отличаются, как по массовым выбросам, так и по видам загрязняющих веществ. Данные показатели зависят от территориального расположения региона, видов производственной деятельности, используемого оборудования и систем очистки выбросов от загрязняющих веществ. Наибольшее количество выбросов от стационарных источников зафиксировано в Карагандинской, Павлодарской, Восточно-Казахстанской, Актюбинской, Атырауской и Костанайской областях. В этих регионах хорошо развиты производства, связанные с горно-добывающей и нефтедобывающей промышленностью, а также теплоэнергетические предприятия. Всемирная организация здравоохранения в документах, посвященных проблемам загрязнения атмосферного воздуха, отнесла озон к наиболее токсичным воздушным загрязнителям, которые отрицательно влияют на здоровье населения Европы и других континентов планеты. Превышение концентрации озона в воздухе влияет на организм человека в целом, но в большей степени наносит ущерб дыхательной и сердечно-сосудистой системам. Озон, попадая в организм человека при вдыхании, способствует развитию цепных реакций, приводящих к образованию свободных радикалов и продуктов окисления липидов, наносящих ущерб организму. Рост содержания озона в приземной атмосфере связан с увеличением загрязнения атмосферы окислами азота, летучими углеводородами и угарным газом. Перечисленные выше загрязнители являются предшественниками озона, из которых он образуется под действием солнечного излучения, причем интенсивность образования увеличивается с ростом температуры и интенсивности солнечной радиации [8]. Превышение концентрации озона в атмосферном воздухе наносит вред здоровью населения, отрицательно влияет на растения, деревья и животных. В 2015 году наиболее высокие показатели загрязнения атмосферного воздуха озоном зафиксированы в городах Лисаковске (10,5 ПДКс.с.), Степногорск (4,1 ПДК_с.с.), Караганде ( 3,7 ПДК_с.с) и поселках Глубокое (5,9 ПДК_с.с ), Акай (4,0 ПДК_с.с). Однако содержание озона в атмосферном воздухе контролируется не во всех регионах Казахстана. В Алматинской области, а также в городах: Алматы, Астана, Костанай, Рудный, Кызылорда, Тимертау и др. не проводится учет превышения озона в атмосферном воздухе, хотя превышение выбросов загрязняющих веществ, способствующих образованию озона в атмосфере зафиксирован. В Республике Казахстан необходимо провести исследование зависимости между уровнем озона в приземной атмосфере от выбросов загрязняющих веществ в окружающую среду, состоянием здоровья населения, состоянием экологических систем и лесов, урожайностью сельскохозяйственных культур.

При сжигании каждого миллиона тонн угля выделяется около 25 тыс. т серы в виде главным образом ее диоксида (до триоксида окисляется менее 3% серы); в 4–5 раз меньше окисленной серы дает сжигание мазута.

Повышение кислотности приводит к появлению в воде высокотоксичных ионов тяжелых металлов – кадмия, свинца и других, которые прежде входили в состав нерастворимых в воде соединений и не представляли угрозы живым организмам.

Почвенное подкисление считается одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного полушария, причем этот фактор долгодействующий, который может проявиться через много лет после прекращения вредных кислотообразующих выбросов в атмосферу. Больше всего страдают елово-пихтовые и дубовые леса. Непосредственное воздействие кислотных осадков приводит к нарушению листовой поверхности, процессов транспирации (испарение с поверхности листа) и фотосинтеза за счет разрушения хлорофилла (это воздействие можно определить зрительно по побурению листьев и игл).

Многообразно косвенное влияние: загрязнения выступают в роли пусковых механизмов биологических и биохимических процессов, ослабляющих растение, нарушающих его рост, повышающих чувствительность к климатическим изменениям, делающих его менее устойчивым к вредителям – грибам, бактериям, жукам и др.

Воздействию кислотообразующих газов и кислотных осадков подвергаются органические материалы – кожа, бумага, ткани, резина, красители. Бумага, большинство тканей, кожа образованы гидрофильными веществами, которые накапливают воду между волокнами. Кислоты постепенно гидролизуют макромолекулы (главным образом целлюлозы и белков), в результате чего эти материалы становятся хрупкими и разрушаются. Как восстановитель диоксид серы в ызывает обесцвечивание красителей, что приводит к выцветанию тканей.

Чистота атмосферного воздуха планеты – одно из приоритетных направлений природоохранной деятельности национальных правительств, которая развивается в рамках программы, принятой на ХIX специальной сессии Генеральной Ассамблеи Организации Объединенных Наций в июне 1997 г.

Международными соглашениями установлены критические нормы выбросов диоксида серы и оксидов азота, ниже которых их воздействие на наиболее чувствительные компоненты экосистем не обнаруживается, а также ряд рекомендаций по осуществлению снижения этих выбросов.

Основными на сегодняшний день методами снижения загрязнения атмосферы, в том числе кислотообразующими выбросами, являются разработка и внедрение различных очистных сооружений и правовая защита атмосферы.

Ведутся исследования по снижению загрязнений от выхлопных газов автомобилей. Наибольшие трудности здесь вызывает именно уменьшение выбросов оксидов азота, которые помимо образования кислотных осадков ответственны за появление фотохимических загрязнителей (фотохимический смог) и разрушение озонового слоя в стратосфере. Для решения этой проблемы ведутся работы по созданию различных каталитических конвертеров, преобразующих оксиды азота в молекулярный азот.

Среди эффективных методов борьбы с выбросами окисленной серы в атмосферу через дымовые трубы следует отметить различные газоочистители, такие, как электрические фильтры, вакуумные, воздушные или жидкие фильтры-скрубберы. В последних газообразные продукты сгорания пропускаются через водный раствор извести, в результате образуется нерастворимый сульфат кальция СаSО₄. Этот метод позволяет удалить до 95% SО₂, но является дорогостоящим (снижение температуры дымовых газов и понижение тяги требует дополнительных затрат энергии на их подогрев; кроме того, возникает проблема утилизации СаSO₄) и экономически эффективен лишь при строительстве новых крупных предприятий. Такой же дорогостоящий метод очистки дымовых газов от оксидов азота с помощью изоциановой кислоты НNСО (удаляется до 99% оксидов азота, превращающихся в безвредные азот и воду).

Восстановление нормальной кислотности водоемов возможно за счет известкования, при этом не только уменьшается кислотность воды, но и повышается ее буферная способность, т. е. сопротивляемость по отношению к будущим кислотным осадкам.

Известкование можно применять и для защиты лесов от кислотных дождей, используя распыление с самолетов свежемолотого доломита (СаСО₃*MgCO₃), который реагирует с кислотами с образованием безвредных веществ:

Для защиты памятников культуры и ценных архитектурных сооружений используют покрытия из высокомолекулярных соединений – силиконов или производных эфиров кремниевой кислоты; для защиты металлических изделий – покрытие их лаком, масляной краской или легирование сталей, образующих устойчивую к кислотам оксидную пленку.

Содержание серы в выбросах можно уменьшить, используя низкосернистый уголь, а также путем физической или химической его промывки. Первая позволяет очистить уголь от неорганических примесей серы, таких, как сульфиды металлов. С помощью второй удаляется органическая сера. Отметим, что физические методы очистки малорентабельны, а применение химических методов очистки из-за ряда технических сложностей эффективно лишь на вновь строящихся электростанциях. Для средних и малых предприятий энергетики используется метод сжигания топлива в кипящем слое, при котором удаляется до 95% диоксида серы и от 50 до 75% оксидов азота.

Хорошо разработана технология уменьшения содержания оксидов азота (на 50–60%) путем снижения температуры горения.

Перспективна замена бензина в автомобилях другими видами топлива (например, смесью спиртов), применение газобаллонных автомобилей, использующих природный газ, и электромобилей; использование на электростанциях в качестве топлива природного газа.

Реально заменить горючие ископаемые могут возобновимые экологически чистые энергетические ресурсы, такие, как солнечная энергия, ветер, морские приливы, термальные источники недр Земли. Пока возможности таких энергопроизводств относительно ограничены, но, тем не менее, например, в Дании ветровые электростанции дают около 12% энергии (столько же дают все АЭС в России).

Диоксид серы, попавший в атмосферу, претерпевает ряд химических превращений, ведущих к образованию кислот. Частично диоксид серы в результате фотохимического окисления превращается в триоксид серы (серный ангидрид) SО₃:

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

Основная часть выбрасываемого диоксида серы во влажном воздухе образует кислотный полигидрат SО₂•nH₂O, который часто называют сернистой кислотой и изображают условной формулой Н₂SО₃:

Сернистая кислота во влажном воздухе постепенно окисляется до серной:

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:

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 → CН • ₃ + НСl,

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

Известняк, мел, мрамор, туф, содержащие карбонат кальция, разрушаются под действием кислотных дождей:

Из бетона и других минеральных строительных материалов, а также стекла под действием кислотных дождей выщелачиваются не только карбонаты, но и силикаты. Если рН осадков достигает значений, равных 4,5–3, то ионы алюминия начинают вымываться из кристаллической решетки. С уменьшением рН интенсивно протекает разрушение силикатной кристаллической структуры, как, например, в полевом шпате (сырье для производства керамики, стекла, цемента):

Подобным образом кислотные дожди разрушают древние оконные стекла церквей, соборов и дворцов. Старинное стекло из-за повышенного содержания оксидов щелочных и щелочноземельных металлов более подвержено действию кислот, чем современное.

Металлы под действием кислотных дождей, туманов и рос разрушаются еще быстрее, чем строительные материалы и стекло. Корка образующегося на поверхности железных изделий гигроскопичного сульфата железа (II) окисляется кислородом воздуха, при этом образуется основная соль сульфата железа (III), являющаяся составной частью ржавчины:

Такой же ущерб претерпевают изделия из бронзы, на которых образуется так называемая патина, состоящая из карбонатов и сульфатов. Слои пыли и копоти на поверхности создают пленку, которая удерживает влагу и в которой постоянно растворяются кислотообразующие газы. Кислота разъедает металл, переводя его в виде ионов в раствор, что становится заметным при отслаивании корки налета, достигающей миллиметровой толщины. Изделие при этом теряет свою первоначальную форму.

Список использованной литературы:

1. Охрана окружающей среды и устойчивое развитие Казахстана 2010-2014. /Статистический сборник/ г.Астана, 2015 г – 106 с.

3. Котельников, С.Н. Приземный озон в России: чем он опасен. /С.Н.Котельников, Е.В.Степанов, И.А.Щербаков, В.Т.Ивашкин.Труды Института общей физики им. А.М.Прохорова РАН. М., 2015. Т.71. С.3-9. Сайт/news/innovatio/2099148.html.

5.Аликберова Л.Ю., Рукк Н.С. Полезная химия: задачи и истории. - М.: Дрофа, 2006.

6.Дрейер О.К., Лось В.А. Развивающийся мир и экологические проблемы. - М.: Знание, 1991.

Читайте также: