1. Przyczyny i mechanizm tworzenia kwaśnego deszczu

W wyniku reakcji wody z pochłoniętymi substancjami (H2S, HCl, CO2,SOx, NOx) powstają kwasy nieorganiczne, a dokładniej rozcieńczony kwas siarkowy (IV) , znacznie bardziej kwas siarkowy (VI) , kwas azotowy (V) , kwas fosforowy (V) ,kwas solny HCl i kwas fluorowodorowy .

Głównymi czynnikami powodującymi kwaśne deszcze są przenikające do atmosfery tlenki siarki i tlenki azotu. Źródłem kwaśnych deszczów jest zanieczyszczenie atmosfery. Te żrące opady są rezultatem reakcji z udziałem lotnych węglowodorów, dwutlenku siarki, tlenków azotu emitowanych przez przemysł, elektrownie cieplne, transport i rolnictwo. Woda zawarta w chmurach, przepływających ponad miastami i okręgami przemysłowymi, nasyca się wyrzucanymi w powietrze substancjami chemicznymi i w dalszych reakcjach prowadzi do powstania kwasów. Z dwutlenku siarki powstaje ostatecznie kwas siarkowy. .

2. Wpływ kwaśnych deszczy na środowisko

Ludzie

Wdychanie mieszaniny gazów wpływa niekorzystnie na układ oddechowy, układ krążenia

Wywołują u ludzi kaszel, bóle w klatce piersiowej, duszność, zapalenie płuc i astmę

Poprzez zakwaszanie wody pitnej powodują wzrost stężenia metali: glinu- uszkadza kości i mózg, kadmu- uszkadza układ wydalniczy, ołowiu-uszkadza układ nerwowy

Rośliny

Obumieranie drzew, szczególnie iglastych, niszczenie runa leśnego

Uszkodzenia aparatów szparkowych, zmniejszenie intensywności procesu fotosyntezy, nekroza i przedwczesne opadanie igliwia lub hamowanie ich wzrostu

Zakwaszanie gleby powoduje uaktywnienie glinu i kadmu, nagromadzenie azotanów i siarczanów, w wyniku czego korzenie roślin mają mniejszą możliwośc pobierania wapnia, magnezu i potasu

Zwierzęta

Degeneracja szkieletów i tkanek fauny wodnej na skutek spadku wapnia w wodach spowodowanego zmiana wartości pH wod (z 6,0 do 4,5 i niżej)

Najszybciej reagują na zmianę pH ryby łososiowate, raki, bezkręgowce żyjące w osadach dennych

Budowle

Zniszczenie budowli zbudowanych z kamienia zawierającego wapno: piaskowiec, wapń, marmur

3. Przeciwdziałanie kwaśnym deszczom

-Wyższe kominy

-Stosowanie wapna jako środka neutralizującego kwas zawarty w zbiornikach wodnych

-Odsiarczanie dymów

-Dopalanie spalin samochodowych

-Produkowanie energii elektrycznej przy pomocy energii jądrowej, zmniejszenie ilości paliw kopalnych zawierających siarkę

-Ograniczenie ruchu samochodowego, zmniejszenie produkcji tlenków azotu

-Zmniejszenie ilości amoniaku w rolnictwie

-Oszczędzanie energii poprzez izolacje cieplną domów

-Wykorzystanie energii słońca, wiatru, wody oraz stosowanie alternatywnych źródeł energii (biogaz)

4. Mechanizm tworzenia efektu cieplarnianego

Polega na zatrzymywaniu się w atmosferze coraz większych części promieniowania podczerwonego, co prowadzi do ogrzewania się Ziemi. Przypuszcza się, że jest to wynik zmiany zawartości gazów w powietrzu, a szczególnie gwałtownego wzrostu stężenia dwutlenku węgla.

5. Rodzaj gazów cieplarnianych i ich wpływ na efekt cieplarniany

Gazy cieplarniane nie pochłaniają promieniowania o wszystkich długościach fal. Zaabsorbowane promieniowanie jest emitowane przez te gazy jako zwrotne promieniowanie cieplne, prowadząc do wzrostu temperatury na powierzchni Ziemi.

Wśród związków najczęściej wymienianych jako gazy cieplarniane są:

-woda (H2O)

-dwutlenek węgla (CO2)

- metan (CH4)

-podtlenek azotu (N2O)

-dwutlenek siarki (SO2)

-freony i ozon (O3).

6. Rola dwutlenku węgla w efekcie cieplarnianym

Istotnym problemem oceny tego stanu jest bardzo długi czas obiegu CO2 w biosferze , stąd pełne skutki obecnej jego emisji pojawią się ze znacznym opóźnieniem.

7. Rola metanu i podtlenku azotu w tworzeniu efektu cieplarnianego

Metan (CH4)

Metan (CH4) jest gazem cieplarnianym, który obecnie ma ponad dwukrotnie mniejszy udział w efekcie cieplarnianym w stosunku do dwutlenku węgla. Jest to główny składnik:

Największa emisja metanu do atmosfery jest zasługą rolnictwa (uprawa ryżu, hodowla bydła), w mniejszym stopniu wydobywanie i stosowanie gazu ziemnego czy produkcja przemysłowa.

Jest głównie wytwarzany przez bakterie żyjące na terenach bagiennych, polach ryżowych, wysypiskach mieści i szczątkach zwierząt. Bydło i termity są ich ulubionymi żywicielami. Wycieki z rurociągów gazowych i zasypywane odpadkami nierówności terenów (dziur itp.) są również źródłem metanu.

Podtlenek azotu (N2O)

Podtlenek azotu (N2O) jest bardzo stabilnym związkiem, nie ulega rozpadowi w troposferze, jest najważniejszym źródłem tlenku azotu w stratosferze, gdzie wchodzi w reakcje, które powiększają dziurę ozonową, natomiast w atmosferze pozostaje przez ponad 150 lat.

Podtlenek azotu N2O pochodzi głównie ze źródeł naturalnych, którymi są rośliny ale wzrost jego ilości w atmosferze ziemskiej jest powodowany przede wszystkim przez samochody i elektrownie węglowe, a także przez stosowanie nawozów sztucznych. Stosowanie katalizatorów spalin nie redukuje N2O - a raczej przeciwnie , sprzyja jedynie jego powstawanie.

8. Fizyczne i chemiczne właściwości ozonu i jego udział w zanieczyszczeniu powietrza

Ozon (O3) powstający naturalnie podczas wyładowań elektrycznych w atmosferze jest emitowany w trakcie procesów dezynfekcji wody i biologicznej neutralizacji ścieków czy bielenia wielu surowców i półproduktów. Ozon obecny w stratosferze osłabia efekt cieplarniany, bo ogranicza dostęp promieniowania ultrafioletowego do najniższych warstw atmosfery, natomiast ozon w atmosferze potęguje efekt cieplarniany, gdyż absorbuje niektóre zakresy promieniowania zwrotnego Ziemi.

9. Charakterystyka freonów, udział w efekcie cieplarnianym i zaniku warstwy ozonowej

Freonami nazywane są chlorofluoro pochodnymi węglowodorów alifatycznych (CFC), z których dwa najpopularniejsze to:

trichlorofluorometan CFCl3

dichlorodifluorometan CF2Cl2

Są to substancje syntetyczne, nie występujące w naturze i są bardzo efektywnymi gazami cieplarnianymi. Źródła emisji CFC do atmosfery są ściśle związane z ich zastosowaniami tj. jako

-czynniki chłodzące w systemach chłodniczych i klimatyzacyjnych

-jako spieniacze w produkcji pianek polimerowych

-jako gazy rozpylające w gaśnicach, dezodorantach

-jako rozpuszczalniki i ciecze myjące

Jest tak lekki, że nie nagromadza się w dolnej (przyziemnej) warstwie atmosfery ziemskiej, w której żyją ludzie, rośliny, zwierzęta . Obecnie są wycofywane ze względu na niszczące działanie wywierane przez nie na warstwę ozonową (dziura ozonowa) w stratosferze, gdzie pod wpływem promieniowania UV freony ulegają fotolizie, prowadzącej do uwolnienia atomów chloru, które reagują z ozonem.

19. Charakterystyka freonów, udział w efekcie cieplarnianym i zaniku warstwy ozonowej

Freon to związek chemiczny (np.: chloro-fluoro-węgiel), który został odkryty około 1920 roku. Na szeroką skalę został wprowadzony do produkcji w roku 1930.

Pod względem chemicznym freony (CFC) są pochodnymi chlorowcowymi węglowodorów nasyconych. W cząsteczce zawierają atomy chloru i fluoru, niekiedy również bromu. Powstają przez działanie fluorowodorem na halogenopochodne metanu lub etanu w obecności katalizatora. Freon to związek chemiczny (np.: chloro-fluoro-węgiel), który został odkryty około 1920 roku. Na szeroką skalę został wprowadzony do produkcji w roku 1930.

Najbardziej znanymi i najczęściej używanymi freonami jest dichlorodifluorometan (CCl2F2), zwany freonem F-12 oraz dichlorotetrafluoroetan (C2Cl2F4), zwany freonem F-114. Obecnie oblicza się, że w atmosferze znajduje się ponad 20 mln ton freonów.

Okazało się jednak, że przy odpowiednich warunkach (nasłonecznienie), freon uwolniony do atmosfery jest zabójczy dla warstwy ozonowej, która chroni nas przed nadmiernym i szkodliwym promieniowaniem UV.

Chlor, który jest składnikiem freonu wchodzi w reakcję łańcuchową z ozonem, redukując go do zwykłego tlenu.

20. Porozumienia dotyczące globalnego ocieplenia

- dwie konferencje w Waszyngtonie "O przygotowaniu do zmian klimatu" (1987, 1988) ,

konferencja "Energia i zmiany klimatu" w Brukseli (1988) ,

konferencja "Zmieniająca się atmosfera" w Toronto (1988),

II Światowa Konferencja Klimatu w Genewie (1990)

konferencja "Klimat i rozwój" w Hamburgu (1988) .

Rezultatem konferencji w Toronto był m.in. postulat ograniczający do roku 2005 emisje dwutlenku węgla o 20%. W 1992 roku na Szczycie Ziemi w Rio de Janeiro 153 państwa w tym Polska podpisały konwekcje w sprawie zmian klimatu .

Kraj nasz zobowiązał się do ustabilizowania emisji dwutlenku węgla i metanu - które w 2000 roku nie powinny przekraczać poziomu emisji z 1988 roku. Ponadto Polska musi uru-chomić system monitoringu gazów szklarniowych , opracować program adaptacji gospodarki do zmienionych warunków środowiska i spowodować wzrost absorpcji i retencji gazów szklarniowych przez lasy , glebę i użytki zielone. Do 2000 roku lesistość Polski powinna osiągnąć do 30% .

21. Sposoby ograniczania efektu cieplarnianego

Jednym ze sposóbów ograniczenia efektu cieplarnianego jest zmniejszenie emisji szkodliwych gazów. Można tego dokonać poprzez :
1. Przestrzeganie zaleceń porozumienia montrealskiego (z późniejszymi zmianami) o zmniejszeniu emisji gazów (głównie freonów) niszczących ozon w stratosferze.
2. Ograniczyć zużycie paliwa w ogóle, przez oszczędzanie energii, a także zastępowanie paliw o dużej zawartości węgla paliwami o dużej zawartości wodoru.
3. Zmniejszyć wyrąb lasów (szczególnie tropikalnych), a także zwiększenie powierzchni zalesień.
Oprócz tego także należało by ograniczyć źródła zakwaszania deszczów tj. emisję związków siarki i azotu ( które uszkadzają lasy). Zapewnić właściwą ochrone lasów i biosfery Także trzeba zmniejszyć zanieczyszczenie mórz i oceanów , aby mogły pochłaniać zwiększoną ilość dwutlenku węgla. Jednym słowem, trzeba robić wszystko, aby przywrócić środowisku naturalnemu jego naturalną postać

22. Prognozy zmian dotyczące globalnego ocieplenia

Dotychczasowe naukowe prognozy dotyczące globalnego ocieplenia zakładały wolniejsze tempo topnienia. Nowe dowody wskazują wyraźnie: groźba globalnego ocieplenia jest znacznie większa niż zakładano wcześniej.

Ocieplenie się klimatu może spowodować :

-przesuwanie się stref klimatyczno - roślinnych na Ziemi oraz stref klimatyczno-wysokościowych w górach,

- topnienie (tajanie) lodowców i podnoszenie się poziomu wód oceanicznych

- zmiany w atmosferycznej i oceanicznej cyrkulacji globalnej, a także zmniejszenie ilości opadów na przeważającej części kontynentów.

-Zmiany zachodzące w środowisku (na wskutek efektu cieplarnianego) mogą być szybsze niż zdolności adaptacyjne wielu gatunków roślinnych i zwierzęcych a wówczas zgina

Wzrost stężenia dwutlenku węgla może mieć dobro-czynny wpływ na rośliny. Zwiększenie stężenia dwutlenku węgla może doprowadzić do zwiększenia efektywności procesu fotosyntezy u roślin (tzw. efekt użyźniający) i poprawi wydajność wzrostu roślin w cieplejszej części świata. Zmiany te spowodują poważne zakłócenia w przy-rodzie w różnych ekosystemach. Stan odpowiadający podwojonej koncentracji dwutlenku węgla zostanie osiągnięty jeszcze w pierwszej połowie XXI - wieku, nawet jeżeli realne stężenie tego gazu nie wzrośnie tak bardzo - zastąpią go inne gazy szklarniowe.

23.Skutki braku ozonu w zaniku warstwy ozonowej

. Już 15 - 50 km w górę od powierzchni Ziemi ozon staje się pożyteczny, tworzy warstwę ochronną dla życia.

Ozon jest bowiem jedynym gazem w atmosferze, który zatrzymuje nadmiar promieniowania ultrafioletowego - zawartą w promieniowaniu energię przetwarza na ciepło, dzięki czemu spełnia też funkcję atmosferycznego termoregulatora. Spadek ilości ozonu zaznacza się szczególnie wyraźnie w miesiącach zimowych. np. na przełomie stycznia i lutego 1992 roku przykrywająca Polskę warstwa ozonu była przez kilka dni niemal dwukrotnie cieńsza od przeciętnej.

24, Substancje powodujące zanik ozonu

Wśród gazów wywierających niszczący wpływ na warstwę ozonową największy udział mają freony, halony oraz tlenki azotu.
Pod względem chemicznym freony (CFC) są pochodnymi chlorowcowymi węglowodorów nasyconych.. Niższe freony charakteryzują się znaczną prężnością pary w niskich temperaturach i wysokim ciepłem parowania. Ze względu na dużą pojemność cieplną mają znaczny udział w zwiększaniu się efektu cieplarnianego

Halony są pochodnymi fluorowcowymi metanu i etanu. Są nietoksycznymi gazami lub cieczami. Nie ulegają spalaniu. Stosowane są do produkcji gaśnic halonowych.

Tlenki azotu powstają w ozonosferze głównie w wyniku spalania paliw przez silniki samolotów i rakiet. W znacznych ilościach tlenki azotu wydzielane są do ozonosfery również w wyniku wybuchów jądrowych.

25. Reakcje chemiczne zachodzące podczas zaniku warstwy ozonowej

Pod wpływem promieniowania ultrafioletowego freony ulegają fotolizie, w wyniku czego uwalniane zostają atomy chloru. Chlor wchodzi w reakcję z ozonem, tworząc równie aktywny tlenek chloru (ClO) oraz zwykły tlen (O2). Następnie reakcja dwóch cząsteczek tlenku chloru prowadzi do powstania cząsteczki dwutlenku chloru (ClO2) oraz uwolnienia kolejnego atomu chloru, który rozbija następne cząsteczki ozonu. Oprócz tego dwutlenek chloru może ulegać rozpadowi na atom chloru oraz dwuatomową cząsteczkę tlenu.
Poniżej zamieściłem reakcje chemiczne zachodzące podczas niszczenia ozonu:

CnClxFy
CnFy + x Cl

Cl + O3
ClO + O2

2 ClO
ClO2 + Cl

ClO2
Cl + O2

26. Mechanizm tworzenia dziury ozonowej nad Antarktydą

Wiatry stratosferyczne spychają powietrze wzbogacone w ozon znad równika w stronę biegunów. Transport ozonu znad równika w kierunku północnym i południowym osiąga szczególnie dużą wydajność, gdy na danej półkuli kończy się noc polarna. Ruchy mas powietrznych nie są jednak symetryczne i faworyzują półkulę północną, która otrzymuje ponad połowę ozonu. Na początku antarktycznej nocy polarnej (u nas zaczyna się wiosna) nad całym obszarem Antarktydy formuje się bardzo regularny i stabilny wir, w którym powietrze przez pół roku krąży wokół bieguna. Następstwa odizolowania od dopływu powietrza równikowego są oczywiste: procesy rozpadu ozonu biorą górę nad procesami jego wytwarzania i ilość ozonu nad Antarktydą zaczyna maleć. Najmniejszą ilość ozonu stwierdza się na przełomie antarktycznej zimy i wiosny (październik), na krótko przed rozpadem zimowego wiru i dopływem świeżego powietrza od strony równika. W 1991 roku zanotowano kilkudniowy całkowity brak ozonu.

27. Skutki powstawania dziury ozonowej

Niszczenie warstwy ozonowej prowadzi do zmniejszania się efektywności pochłaniania promieni UV. W wyniku tego organizmy są narażone na zwiększone promieniowanie ultrafioletowe.
Nadmiar promieni UV może doprowadzić do:

- zakłócenia równowagi całych ekosystemów.
-zamierania planktonu, w konsekwencji zamierania organizmów planktonowych i zaburzenia całego łańcucha pokarmowego

-Osłabianie plonów a u ludzi chorób nowotworowych oraz procesów starzenia skóry

- Promieniowanie UV powoduje podrażnienie spojówek, a przez to występowanie licznych chorób oczu, głównie zaćmy.

---