В статье представлена информация о воздействии кислотных дождей, в частности на памятники культуры и архитектуры. Используя базовую информацию о кислотных дождях, теоретические знания в сфере экологии автор провел успешный эксперимент о воздействии кислот на металлы. Рассматриваемая тема будет интересна студентам направления экологии и природопользования, и абитуриентам.
Ключевые слова: кислотный дождь, окружающая среда, влияние, металл, кислота.
- Введение
Около двадцати лет назад основными источниками возникновения кислотных дождей являлись предприятия промышленного характера, однако на сегодняшнее время к ним присоединился и автотранспорт. Из-за хорошей растворимости многих веществ в воде, когда идет дождь (снег, град, роса) в каплях растворяются вредные поллютанты, которые содержатся в атмосфере. Благодаря этому совершенно обыкновенный дождь становится кислотным. [1]
В природе кислотные дожди сами по себе возникают очень редко. Кислотные дожди опасны не только для всех живых организмов, но также для зданий, мостов, и памятников истории и культуры. Кислотные дожди нарушают первоначальный вид архитектурных строений, разрушают целостность памятников.
Цель исследовательской работы: имитировать процесс трансформации металла под влиянием кислотных осадков.
- Основная часть
1. Кислотные дожди и их влияние
Кислотные дожди — это одно из основных следствий загрязнения атмосферы. Газы, которые образуются вследствие сжигания топлива, вступают в реакцию с кислородом и водяным паром, образовывая кислоты, которые в виде дождя достигают земли. [1] То есть кислотные осадки — это смесь влаги и мелких частиц оксида серы и оксида азота в концентрациях, которые значительно превышают нормальный уровень. На рисунке 1 показаны основные источники появления оксидов серы и азота в атмосфере. [2]
Рис. 1. Источники появления оксида серы и оксида азота в атмосфере.
Проблема кислотных дождей была поднята довольно поздно, около ста лет понадобилось ученым чтобы «забить тревогу» о вреде кислотных дождей. Впервые данная тема была изложена в 1972 году на Конференции ООН, которая посвящена окружающей среде. [3]
Наиболее чувствительными к воздействию кислотных дождей являются растительный покров, реки и озера, животные и люди. Однако не мало вреда наносит кислотный дождь и фасадам зданий, и памятникам культуры и архитектуры, а также машинам, трубопроводам и прочему.
За три последних десятилетия было проведено огромное количество исследований, в результате которых можно увидеть, что процесс воздействия кислотных дождей стал более выраженным.
Кислотные дожди в какой-то степени разъедают материалы, из которых производят памятники, а также ускоряют их естественное разложение. В основном для строительства памятников используют мрамор, известняк, гранит, цемент, медь, бронзу, и другие металлы. Известняк и мрамор растворяются в кислотах, гранит и цемент более устойчивы к влиянию кислотных дождей, тем не менее материалы могут быть окрашены или вытравлены. Медь бронза и другие металлы тоже вступают в реакцию с кислотами, и на памятниках это проявляется в виде зеленоватых полос, которые стекают с монумента. [4]
Согласно официальным данным, в Российской Федерации около 35,5 тысяч памятников, которые находятся под влиянием экологических факторов, в частности факторов антропогенного влияния — более 24,4 тысяч монументов. Данные соответствуют 2009 году, с каждым годом ситуация ухудшается. [5]
Ввиду того, что проблема кислотных дождей является широкомасштабной, необходим решать ее коллективно. Подействовать на сокращение выбросов промышленных предприятий, либо на установку определенных фильтров может, к сожалению, не каждый, однако соблюдать экологическую просвещённость и передавать свой опыт подрастающему поколению — вполне выполнимая цель.
2. Исследование воздействия уксусной кислоты на тонкую сталь
Материалы и оборудование:
— Уксусная кислота;
— Мочалка из тонкой стали;
— Стеклянная банка с крышкой;
— Датчик температуры со светодиодным дисплеем;
— Компьютер для ведения учета температуры.
Цель: Эксперимент проводился в целях наблюдения изменения температуры металла под воздействием кислоты.
В процессе исследования необходимо опустить металлическую мочалку на 5 минут в раствор уксусной кислоты, затем переложить мочалку в стеклянную банку, закрыть крышку, и в заранее проделанное отверстие в крышке провести датчик для измерения температуры. В течение эксперимента необходимо отмечать значение температуры каждый отрезок времени: 5 минут, 10 минут, 15 минут.
До начала исследования температура в банке была 21 о С. Дальнейшие показания указаны в таблице 1.
Таблица 1
Изменение температуры в течение всего эксперимента
|
Через 5 минут |
Через 10 минут |
Через 15 минут |
|
23,9 о С |
24,7 о С |
35,1 о С |
Вследствие исследования замечено повышение температуры с начала эксперимента на 14,1 о С. Металл взаимодействует с кислотой, при попадании второго на первое, то есть металл крушится.
- Заключение
Огромное множество людей способствуют выбросам оксидов азота и серы. Чтобы ослабить влияние данной проблемы на окружающую среду необходимо в первую очередь быть осведомленным об энергосбережении и методах сокращения выбросов в окружающую среду. Проведенное исследование подтвердило пагубное воздействие кислот на металлы. Цель научно-исследовательской работы достигнута.
Литература:
- Кислотные дожди: причины и последствия. — Текст: электронный // VYVOZ.ORG — Чистое будущее — в чистом настоящем!: [сайт]. — URL: https://vyvoz.org/blog/kislotnye-dozhdi/ (дата обращения: 10.02.2022).
- Учебно-исследовательская работа: Кислотный дождь: что это такое?. — Текст: электронный // ИНФОУРОК: [сайт]. — URL: https://infourok.ru/issledovatelskaya-rabotakislotniy-dozhd-chto-eto-takoe-479760.html (дата обращения: 10.02.2022).
- Декларация Конференции Организации Объединенных Наций по проблемам окружающей человека среды. — Текст: электронный // Декларации ООН: [сайт]. — URL: https://www.un.org/ru/documents/decl_conv/declarations/declarathenv.shtml (дата обращения: 10.02.2022).
- Карен, Д. Б. Влияние кислотных дождей на памятники / Д. Б. Карен. — Текст: электронный // SCIENCING / иностранный источник: [сайт]. — URL: https://translated.turbopages.org/proxy_u/en-ru.ru.dcfe0872–62059125–6dc56e51–74722d776562/https/sciencing.com/facts-5651871-effects-acid-rain-monuments.html (дата обращения: 10.02.2022).
- Влияние экологических факторов на сохранение культурного наследия. — Текст: электронный // Pandia: [сайт]. — URL: https://pandia.ru/text/78/467/85704.php (дата обращения: 10.02.2022).
