Қышқыл жауын-шашындар мен фотохимиялық смог

Пән: Экология, Қоршаған ортаны қорғау
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 10 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

БАЯНДАМА

Тақырыбы: Қышқыл жауын-шашындар мен фотохимиялық смог

Орындаған:

Тексерген:

Алматы 2015

Қышқылдық жауын-шашындар мәселесі

Қышқылдық жауындардың пайда болуының негізгі себебі күкірттің қос оксидімен ластану болып табылады. Су буының қатысуында күкіртті ангидрид күкірт қышқылының ерітіндісіне айналады. Осындай жолмен көмірқышқыл газы мен азот оксидтерінен көмір қышқылы мен азот қышқылы түзіледі. Оларға органикалық қышқылдар мен басқа да қосылыстар арласып, қышқыл реакциясы бар ерітіндіні береді. Қышқыл жауынның түзілуіндегі күкірт қос оксидінің үлесі 70%. Қышқыл жауынның жаууына көмірқышқыл газы да үлесін қосады. Оның үнемі болуына байланысты жауын-шашынның атмосферадағы рН 5, 6 тең болады. Алғашқы қышқылдық жауындар 1907-1908 жылы Англияда байқалған. Қазіргі уақытқа дейін рН 2, 2-2, 3 болатын жауын-шашындар тіркелген.

Қышқылдық жауындар солтүстік жарты шарда кеңінен таралған. Бұл жерде қышқыл заттардың шығарылуы мен олардың жаңбыр, қар, тұман түрінде ылғалды тұндыруға қолайлы жағдай бар.

Теріс температура кезеңінің ұзақтығы қышқылдық жауын-шашынның әсер ету ұзақтығын арттырады. Соңғылар біршама дәрежеде аммиакпен нейтралданады. Ал қоспа топырақтан органикалық заттар, минералдық тыңайтқыштар мен басқа да қосылыстардан аммонификатор-микроорганизмдердің көмегімен бөлініп шығуы кемиді.

Қышқыл жауын-шашындар Скандинавия елдері, Англия, ФРГ, Бельгия, Дания, Польша, Канада, АҚШ-тың солтүстік аудандарына тән.

Қышқылдық жауын-шашын топыраққа, су экожүйелеріне, өсімдіктерге, архитектура ескерткіштеріне, ғимараттарға және т. б. зиянды әсер етеді.

Қышқылдық жауын-шашынның зиянды әсері әсіресе солтүстік және тропиктік аудандарда ағыс арқылы әсер етеді. Бірінші жағдайда онсыз да қышқылдығы жоғары топырақ қышқылданады. Бұл топырақтарда қышқылдықты нейтралдайтын (кальций карбонаты, доломит және т. б. ) табиғи қосылыстар болмайды. Тропиктік топырақтар нейтралды және сілтілі болғанымен, онда жауынның үнемі шайып кетуі себепті нейтралдаушы заттар болмайды.

Топыраққа келіп түскен қышқыл жауын-шашындар катиондардың қозғалғыштығы мен шайылып кетуін арттырады, редуценттердің, азотфиксаторлардың және басқа да топырақ ортасының ағзаларының белсенділігін төмендетеді.

рН 5-ке және одан төмен болғанда топырақтағы минералдардың ерігіштігі артады да, олардын бос күйде улы болып табылатын, алюминий бөлініп шығады. Қышқыл жауын-шашын ауыр метелдардың (кадмий, қорғасын, сынап) да қозғалғыштығын арттырады. Кейбір жерлерде қышқыл жауын-шашын мен олардың әсер ету өнімдері грунт суларына, одан су қоймаларына және су құбырына түсіп, құбырлардан алюминий мен басқа да зиянды заттардың бөлініп шығуына әкеледі. Бұл құбылыстың нәтижесінде ауыз судың сапасы төмендейді.

Су қоймаларына түскен қышқыл жауын-шашын судың қышқылдығы мен кермектігін арттырады. Көптеген гидробионттар аталған көрсеткіштердің өзгеруіне өте сезімтал болады. Су ортасының рН 6-дан төмен болғанда ағзаның өсуі мен дамуы үшін маңызды ферменттер, гармондар мен басқа да биологиялық белсенді заттардың қызметі тежеледі. рН-тың зиянды әсері негізінен жұмыртқа жасушалары мен жас дараларда байқалады. Бұл жағдайда өнім негізінен ластаушы заттардың тікелей ағзаға әсерінен емес, көбеюге мүмкіндік бермеуі арқылы әсер етеді.

Қышқыл жауын-шашын мен оның компоненттері әсіресе ормандарға орасан зор зиян келтіреді. Қышқыл жауын-шашын өсімдіктерден биогендерді (әсіресе кальций, магний, калий), қанттар, ақуыздар, аминқышқылдарын ығыстырып, зақымдайды. Олар қорғанышсыз ұлпаларды зақымдап, ағзаға патогенді бактериялар мен саңырауқұлақтардың ену мүмкіндігін арттырады. Мұндай әсердің нәтижесінде фитоценоздардың өнімділігі төмендеп, кейде толық жойылып кетуіне әкеліп соқтыруы мүмкін.

Қышқыл жауындардың өсәмдіктер үшін зиянды әсері топырақ арқылы да байқалады. Бұл әсер алюминий жас тамырларды зақымдайды. Оларды инфекциялардың ену ошақтарын түзеді, ағаштардың уақытынан бұрын қартаюына әкеледі.

Әсіресе қылқан жапырақты ормандар күшті зақымданады. Бұл ең алдымен олардың қылқанының (4-6 жыл) өмір сүруіне, ондағы улы заттардың жиналуына байланысты.

Атмосфераның ластануына жоғары дәрежеде сезімталдығымен қыналар сипатталады. Олар әдетте ең бірінші болып, экожүйеден жойылады және қоршаған ортаның қолайсыз әсерінің индикаторы болып табылады.

Соңғы жылдарда ормандардың дәстүрлі ластаушылары (SO2, NO2) мен озонның бірлескен әсерінен зақымдануына көп көңіл бөлінуде.

Озон негізінен фотохимиялық смогтың өнімі болып табылады. Оның әсерінен хлорофилл тікелей және хлорофилді тотығудан қорғайтын маңызды агент С витаминінің шектен тыс жұмсалуы арқылы бұзылады.

Атмосфераның төменгі қабаттарында озон күшті антитоксикант және бактериоцид болып табылады. Ол жағымсыз иістерді, кейбір канцерогенді заттарды бұзуға қабілетті. Бірақ, жоғары концентрацияда озон күшті у болып табылады. Адамда ол тыныс алуды қиындатады, көзді тітіркендіреді, өсімдіктердің ассимиляциялық аппаратын зақымдап, хлорофиллді бұзады.

Мәліметтерге қарағанда ауаның жер бетіне жақын қабатындағы озонның концентрациясы өндірістік дәуірдің басынан бері 2 есе артқан және жыл сайын 1, 0-1, 6% жоғарылап келеді. Бұл құбылыстың негізгі себебі фотохимиялық смогтар болып табылады. Химиялық белсенділігінің жоғары және тұрақты көп мөлшерде 150-200 млн. т (жылына) шығарылуына байланысты күкірт диоксиді (SO2) немесе күкіртті ангидридтің қауіптілігі зор. Ол өткір иісі бар, түссіз газ. Оның сумен қосылыстары адам мен жануарлардың тыныс алу жолдарын тітіркендіріп, зақымдайды. Ұзақ уақытқа созылған улану қан айналымының бұзылуы мен өлімге әкеліп соқтыруы мүмкін.

Күкіртті газ әсіресе өсімдіктер үшін қауіпті. Олар жануарлар мен адамға қарағанда бұл газға өте сезімтал. Өсімдіктер газдың олардың бетіне құрғақ қону немесе қышқыл жауын-шашынмен келіп түсуі нәтижесінде зақымданады.

Бұл газ қазіргі кездегі қоршаған ортаның әр түрлі элементтері мен биотасына әсеріне байланысты бірінші орында тұрған әлемдік ластаушы.

Күкіртті ангидридтен басқа атмосфераға күкірттің басқа да зиянды қосылыстары келіп түседі. Оларға күкіртсутек (H2S) жатады. Бұл газдың жоғары концентрацияларымен улану өкпенің ісінуіне, тыныс алу параличіне және өлімге әкеліп соқтырады. Табиғатта ол көбінесе су қоймаларында, шайынды суларда, ақуыздардың бактериалды ластану өнімі ретінде минералдық бұлақтарда кездеседі.

Күкірткөміртек СS2 - улы қосылыс, түссіз оңай жанатын сұйық. Ауамен жарылғыш қоспа түзеді. Вискоздық жібек, целлофан мен инсектицидтер алу үшін шикізат ретінде қолданылады. Адам ағзасына тыныс алу жолдары мен тамақпен бірге түседі. Орталық жүйке жүйесінің қызметінің нашарлауын туғызады, есірткілік әсері бар.

Күкірт пен оның қосылыстары атмосфераға табиғи және антропогенді әсер нәтижесінде шығарылады. Күкірт пен оның қосылыстарының атмосфераға табиғи жолмен шығарылуының 3 негізгі көзі бар:

Сульфаттардан оттегінің анаэробты сульфатредукциялаушы микроорганизмдердің көмегімен бөлініп шығуы нәтижесінде. Күкірт бос күйінде, не күкіртсутекке тотықсызданған күйде болады;
Вулкандардың қызметінің нәтижесінде. Бұл кезде күкіртті ангидрид, күкіртсутек немесе бос күйде бөлініп шығады;
Мұхиттардың бетінен су тамшыларының булануы нәтижесінде. Бұл кезде күкірт негізінен салыстырмалы түрде зиянсыз сульфаттар түрінде болады.

Атмосфераға антропогенді күкірттің келіп түсуі отынды жағумен

байланысты. Қоңыр көмірде SO2 өте көп (10-15%-ға дейін), жоғары каллориялы көмірде кем, мұнай мен табиғи газда одан да кем.

Күкіртті газдың бәраз мөлшері атмосфераға күкіртті кендерді өңдеу нәтижесінде шығарылады (темір, никель, мыс және т. б. ) . Мысалы, ФРГ-де күкіртті ангидридтің 63%-ға жуығы қоршаған ортаға энергетикадан, 23%-ы - өнеркәсіптен, 10%-ы шамамен 5%-ы - транспорт есебінен шығарылады.

Атмосфераның басқа ластаушыларының ішінен азот тотықтарының, көмірсулардың, бензо(а) пирен, хлор, фтор және басқа қосылыстардың маңызы зор. Бұлардың көпшілігі жылу балансының өзгеруі (көміртегі қос оксиді, азот тотықтары, метан, фреондар және т. б. ) немесе озонның бұзылуы (фреон, азот тотықтары) арқылы әсер етеді.

Атмосфераны қорғау.

Ауа бүкіл тіршілік атаулының өмір сүруінің басты шарты. Адамның атмосфераға әсер етуі қазіргі кезде бүкіл адамзатты толғандырып отырған өзекті мәселе - парниктік эффект, озон қабатының жұқаруы және қышқыл жаңбырдың жаууы, атмосфераның антопогендік ластануының өзекті проблемалары болып табылады.

Атмосфераның ластануына әр түрлі факторлар әсер етеді, осыған байланысты атмосфералық ластануды табиғи ластану және антропогендік ластану деп екіге бөліп қарастырады.

Табиғи ластану - жанартау атқылаудан, құйын желдерден және т. б. табиғи құбылыстар мен процестердің әсерінен болады.

Антропогендік ластану - тікелей адамның іс-әрекетінен пайда болады. Ластанудың бұл түрі ластандыратын заттардың шығу көздерінен бөлінетініне байланысты өнеркәсіптік, көліктік, радиоактивтік және т. б. деп бөлінеді. Атмосфераның антропогендік ластануы, негізінен, өнеркәсіптерден, жылу электр станциялардан және көліктерден бөлінетін улы газдар мен зиянды шаң-тозаңдар әсерінен болады.

Қазақстанның өнеркәсібі өркендеген ірі қалаларында ауаның ластануына көміртек оксиді, күкірт диоксиді, азот диоксиді, күкіртті сутек ерекше әсер етеді.

Елімізде атмосфераның ластануында Байқоңыр ғарыш айлағы мен көптеген сынақ полигондарының да үлес зор. 1955 жылы құрылған Байқоңыр ғарыш айлағынан ғарыш кеңістігіне қаншама зымырандар мен ғарыш кемелері ұшырылып келеді. Ресми деректер бойынша Байқоңыр ғарыш айлағынан айналаға жылына 30-35 мың т улы заттар таралады. Ғарыш айлағында апатқа ұшырап жатқан зымырандар мен ғарыш кемелерінің қалдықтары және отын ретінде пайдаланылатын улы заттар ауаны да, жерді де ластайды. Бұл аймақтағы алғашқы ең күшті апат 1960 жылы тіркелді. Сол апат кезінде 120 т зымыран отыны аспанды тез арада-ақ қара тұманға айналдырып жіберді. Содан бері қаншама апаттар болып жатқандығы белгілі. Тек қана 2006 жылғы «Днепр» зымыранының жарылуынан болған апат айналаны қатты уландырып кетті. Зымыран тасымалдағыштағы 80 т-дан астам гептил, 80 т-дай амил, 40-70 км-дей аймаққа таралды. Гептил - өте улы жанармай, 1 г гептил 〖2 км〗^3 ауаны уландырады. Оның бір тамшысы ғана 10 л суды улайды. Егер осындай суды 100 адам ішсе біреуі де тірі қалмайды. Гептилдің тамшысы тиген қарағаш жапырақтары сол сәттің өзінде-ақ бүрісіп, қатып-семіп қалады. Мұның өзі гептилдің қаншалықты улы екендігін дәлелдейді. Гептил төгілген жер 300-400 жылда да қайта қалпына келмейді. Бір кезде Байқоңыр алқабындағы 800 мыңдай ақбөкеннің кенеттен қырылуын да мамандар Байқоңыр ғарыш айлағында болған апаттар мен байланыстырады. Бұл аймақтағы зымыран апаттары жер асты суларын да ластайды және олардың зардаптары жүздеген жылдарға созылады. Мұның бәрі де Байқоңыр ғарыш айлағы айналаны қаншалықты улап жатқандығына нақты дәлел болады.

Еліміздің 20-ға жуық ірі қалаларында ауаның ластану деңгейіне үнемі бақылау жасалып отырады. Еліміздің бас қаласы саналатын Алматының ауасының ластануына, оның орналасқан табиғи жағдайы да әсер етеді. Қаланың айналасы биік таулармен қоршалған, тек солтүстік жағы ғана жазық болып келеді. Қаланың үстін үнемі көк түтін тұмшалап тұрады. Қала ауасын ластауда автокөліктердің үлесі 80%-дан асады. Соңғы деректер бойынша Алматыда 500-700 мыңнан аса автокөліктер бар және оның саны күн санап өсіп келеді. Осы автокөліктерден жыл сайын қала ауасына 250-260 мың т-дай зиянды қалдықтар бөлінеді. Бұл әрбір қала тұрғынына бөлгенде 200 кг-нан астам зиянды қалдықтан келеді деген сөз. Алматы қаласының ластануына бұдан басқа ірілі-ұсақты кәсіпорындар да әсер етеді. Дегенмен де Алматы ауасының ластану деңгейін төмендету мақсатында да игілікті жұмыстар жүргізілуде. Мысалы, жол тығындарын азайту үшін жол айрықтары мен жер асты жолдарын салу, көгалдандыру және зиянсыз жанармай түрлерін пайдалану және метро құрылысын тездету, т. б.

Қазақстанның ауасы лас қалалар қатарында Өскемен көбірек аталады. Ондағы қорғасын-мырыш және титан-магний комбинаттарынан басқа тағы да ірілі-ұсақты 150-дей кәсіпорынмен, автокөліктер ауаға көп мөлшерде улы заттар бөледі.

Еліміздің оңтүстігінде орналасқан шырайлы Шымкент атанып жүрген қала ауасының ластануы жөнінен Алматы мен Өскеменнен кейінгі 3-орында. Қала ауасының ластануына қорғасын, цемент өндіріс орындары, фосфор зауытынан шыққан үйінді қалдықтар және автокөліктер тікелей әсер етуде.

Қазақстанның ауасы лас қалаларының алдыңғы қатарында Теміртау, Қарағанды, Балқаш және т. б. қалалар бар.

Смог сөзі ағылшынша «smoke» - түтін, «fog» - тұман деген сөздердің бірігуінен шыққан. Смог - түтіннен, тұманнан және шаң-тозаңнан тұратын аэрозоль, улы түтін. Мұндай смогтар үлкен қалалар мен өндіріс орталықтарында жиі болады. Алғашында, Смог ұғымы деп көп мөлшерде көмірді жаққанда пайда болатын түтін мен күкірт диоксиді қосылысын түсінетін. 1950 жылдары смогтың жаңа түрі жайлы сипаттама пайда болды. Ол - фотохимиялық смог болатын. Оның құрамында мынадай заттар болды:

азот оксиді. Мысалы: азот диоксиді;

тропосфералық (жерге жақын) озон;

ауада ұшып жүрген органикалық қосылыстар. Мысалы, бензиннің, бояудың, еріткіштердің булары:

азот қышқылдарының тотығы.

Фотохимиялық смогты тудырушы басты фактор - автокөлік пен өндіріс ошақтарының улы газдары мен түтіндері.

Жоғарыда аталған органикалық қосылыстар химиялық жағынан өте активті, тез қышқылдана алады. Сол себептен де фотохимиялық смог қазіргі кезде экология үшін өте маңызды проблеманың бірі. Денсаулықтың қас жауы.

«Смог» терминінің шығу тарихы

Алғаш рет 1905 жылы доктор Генри Антуан де Воның «Тұман және түтін (Fog and Smoke) » мақаласында «Smog» деген терминді қолданды. 1905 жылы 26-шілдеде лондондық Daily Graphic газеті жаңа терминнің пайда болғандығы жайлы және келесі күні доктор Генри Антуан де Воның қоғам үшін үлкен еңбек атқарғанын жазды. Доктор Во тілге тиек еткен түтін Лондон қаласында пайда болған тұманды түтін болатын.

Суретте АҚШ-тың Нью-Йорк қаласында орын алған смог.

Смогтың түрлері

Құрғақ смог (лос-анджелестік смог) - күн радияциясының әсерінен қалдық газдарда болатын фотохимиялық реакцияның салдарынан пайда болатын смог. Тұмансыз, ауаның түсі көкшілдеу түске боялып, ауада улы газдар тарайды.

Ылғалды смог (лондондық смог) - табиғи тұманның өндіріс орындарынан шыққан газдар мен түтіндерге араласуынан пайда болған смог. Бұндай смог тұманды Лондонға тән.

Радиациялық тұман - жердің беті радиациялық процесс бойынша салқындағанда тұман пайда болады. Оған қоса шықтың (шөптердің бетіндегі шық) бойындағы ылғалдылық бар болып, екеуі тұман түзеді. Ондай тұман жердің беткі қабатындағы жылы ауа массасын жоғарыға жібермей ұстап қалады. Ал ол дегеніміз өндіріс орталықтарында смог түзеді деген сөз.

Тұманды түтіннің пайда болуы

Смог үлкен қалалар мен индустриялық өндіріс орталықтарында кез-келген ауа-райы жағдайында пайда болады. Оған себеп - ауаның ластығы. Смог жаздың ыстық күндері, желсіз күндері қауіптірек болады. Өйткені ауаның жоғарғы қабаты қатты ысып кеткендіктен ластанған ауаны жоғары жібермей ұстап қалады. Мұндай жағдай таудың тасасы мен сайлы аймақтарда орналасқан қалаларда жиі болады. Оған мысал ретінде Алматы қаласын атауға болады. Алматының ауасы қысы-жазы түтінді әрі тұманды болып тұрады. Бір рет пайда болған смог тезірек тарай қоймайды. Оның басты себебі - Алматының шетіндегі биік таулар мен қаладағы құмырсқадай қаптаған автокөліктер.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.