Сообщение по химии на тему "Сероводород в Черном море" (9 класс)

Сообщение по химии

на тему «Сероводород в Чёрном море»

работу выполнил ученик 9а класса

МБОУ «СШ№2» г. Евпатории

Волковой Александр

Евпатория 2016 г.

Содержание

1. Происхождение сероводорода в Чёрном море

2. Особенности

3. Причины возможного взрыва

• Первая причина

• Вторая причина

• Третья причина

4. Пути решения проблемы

5. История горения Сероводорода в Чёрном море

6. Вывод

7. Источники

1. Происхождение сероводорода в Чёрном море

Причины образования сероводорода в Чёрном море следующие:

• из-за восстановления бактериями моря сульфатов во время разложения мёртвого органического вещества,

• в силу особенностей сообщения Чёрного моря с мировым океаном — оно осуществляется через узкий пролив Босфор, через который в Чёрное море уходят все «излишки» Средиземного моря, в результате чего Чёрное море выполняет роль некоего отстойника.

По некоторым предположениям, могут быть также поступления газа через трещины в дне Чёрного моря.

Благодаря вышеупомянутым двум основным причинам механизм образования избытка сероводорода в глубинных слоях Черного моря следующий.

Дело в том, что глубже 200 метров в черноморской воде отсутствует кислород, а животные и растения там не живут и не могут жить: от 200 метров и глубже до дна живут только бактерии, выделяющие сероводород. Чтобы кислород попал в глубины из верхнего освещенного слоя воды, где он образуется в ходе фотосинтеза и попадает туда из воздуха, вода в море должна перемешиваться благодаря волнам и вертикальным течениям. В то же время в Черном море - вода перемешивается очень слабо; нужны сотни лет, чтобы вода с поверхности достигла дна. Причиной этого явления является опреснение Черного моря реками и одновременное поступление соленой воды из Мраморного моря по дну Босфорского пролива, из-за чего в нем имеется два слоя воды, которые слабо смешиваются друг с другом. Поверхностный слой воды - до глубины около 100 метров имеет в основном речное происхождение. Одновременно в глубины моря поступает более соленая и поэтому более тяжелая вода из Мраморного моря, которая приносится Нижнебосфорским течением по дну Босфорского пролива, опускаясь вглубь. В результате соленость придонного слоя воды в Черном море может достигать 30 ‰ (грамм соли на литр).

2. Особенности

Сероводород в Чёрном море был обнаружен в 1890 году русской океанографической экспедицией. Согласно ней и уточнённым впоследствии данным сероводород находится в более чем 90% общего объёма воды, подступая к поверхности моря в центральной части на 50 метров, у берегов — на 300 метров. В этих 90% нет жизни, она сосредоточена исключительно на небольшом участке поверхности, где (пока) нет сероводорода. В 1990 году учёные подсчитали динамику убывания верхнего не сероводородного слоя Чёрного моря с 1890 по 2020 годы, в результате получилось, что в 2010 году слой должен будет составлять всего 15 метров.

3. Причины возможного взрыва

• Первая причина

Представим гипотетически, что на дне Черное моря произошел взрыв. Стоит ли уточнять, какие последствия испытают на себе морские организмы и жители прибрежных районов? Как минимум, погибнут первые, как максимум – увы, и те, и другие… Звучит устрашающе, но кому потребуется взрывать Черное море? Веские причины для этого вряд ли найдутся даже у самых злостных террористов. Но здесь самое время вспомнить, от чего происходят все беды на нашей планете? Правильно — от человеческих деяний, часто бесконтрольных и безответственных.

Стоит только дождаться момента, когда нефтяные и газодобывающие компании проложат трубопроводы по дну Черного моря. Сложность ремонта и обслуживания таких конструкций в условиях взрывоопасного окружения рано или поздно приведет к их поломке и, как следствие, к масштабней ему взрыву в слое сероводорода. Что будет дальше – несложно догадаться. Причерноморье может стать зоной экологического бедствия, опасной для жизни людей. Невинные люди станут расплачиваться за чьи-то необдуманные действия и пренебрежение вопросами экологической безопасности.

• Вторая причина

Причиной взрыва сероводорода может стать не только человеческая безответственность, но и капризы природы. Последний такой взрыв произошел в 1927 году во время сильного землетрясения на территории Ялты. За два месяца до происшествия произошло явление, удивившее местных жителей — местные рыбаки заметили странное волнение воды и мелкую зыбь, словно закипающую по неведомым причинам. Спустя несколько минут очевидцев оглушил подводный грохот – это был «подготовительный» толчок, исходящий из морских глубин.

Глубокой ночью 12 сентября 1927 года полуостров Крым испытал на себе всю мощь восьми бального землетрясения. Эпицентр располагался вблизи Ялты, однако пострадали и многие другие крымские города, были зафиксированы серьезные повреждения зданий и коммуникаций, погиб урожай на полях, а в горах произошли обвалы и оползни.

Но самые невероятные явления происходили в море. Очевидцы свидетельствовали, что возмущения земной коры сопровождались отвратительным смрадом и вспышками, направленными от поверхности морской глади к небесам. Огненные столбы, окутанные дымом, достигали несколько сот метров в высоту. Черное море горело, в воздухе стоял все тот же запах тухлых яиц. Грозовые разряды попадали именно в те места, где был сосредоточен сероводород. Версий по поводу причин подобного явления было множество, по одной из них источником взрыва стал именно ядовитый газ на морском дне.

Если бы Крымское землетрясение произошло в наше время, когда сероводород находится под тонкой пленкой воды, все обернулось бы глобальной катастрофой. Специалисты, всерьез озадаченные данной проблемой, рисуют печальную картину: взрыв сероводорода в Черном море может привести к сильным тектоническим сдвигам и выбросу в атмосферу большого количества серы или оксида серы. Кислотные дожди, отравленный воздух, череда землетрясений – вот что может ожидать население прибрежных районов.

• Третья причина

Сероводород способен взорваться и по другой причине. Со временем верхний слой может попросту стать тоньше, тем более что в последнее время наблюдается постоянная тенденция к медленному, но верному исхуданию слоя чистой воды. По подсчетам ученых, уже через несколько лет толщина защитного слоя будет составлять не более 15 метров. Всему виной будут антропогенные загрязнения морской воды, происходящие регулярно. Уже сейчас в некоторых местах фиксируются наличие сероводорода на такой глубине, но специалисты уверяют, что ядовитый газ попадает вовсе не со дна моря, а с поверхности земли. Сероводород, образованный из попавших в море удобрений, исчезает во время осенних штормов.

4. Пути решения проблемы

Специалисты утверждают, что трагедии можно избежать, достаточно лишь грамотно и скоординировано действовать на благо Черного моря. Ученые не сидят без дела – у них уже есть в запасе некоторые разработки, основная идея которых состоит в использовании черноморского сероводорода в качестве топлива, ведь ядовитый газ выделяет огромное количество тепла при сгорании. Звучит заманчиво, но как извлечь сероводород с морского дна? По утверждению группы ученых из Херсона, сделать это не сложно: достаточно опустить на глубину около 80 метров прочную трубу и единожды поднять по ней воду. Вследствие разности давления образуется фонтан, состоящий из газа и воды. Проще говоря, произойдет эффект, аналогичный открытию бутылки шампанского. В 1990 году авторы идеи производили эксперимент, доказывающий возможность работы такого фонтана в течение длительного периода, пока не выйдет сероводород.

Разработан и другой способ подъема сероводорода на поверхность моря. Ученые предложили пустить по трубам пресную воду с меньшей плотностью, чем у морской воды. Несколько таких труб, создающих эффект искусственной аэрации, позволили бы остановить процесс распространения сероводорода и постепенно полностью его устранить. Такие манипуляции уже сейчас эффективно проводятся для очистки аквариумов и небольших водоемов.

Подобные разработки, как и множество других в странах бывшего Союза, так и остались невостребованными. Люди, имеющие возможность решить проблему, закрывают на нее глаза. Хочется надеяться, что подобная самоуверенность не приведет к печальным последствиям, а Черное море останется для нас все таким же чистым, прозрачным и невероятно сказочно красивым.

5. История горения Сероводорода в Чёрном море

В 1927 году, когда произошло крупное землетрясение в Крыму, очаги возгорания в Черном море были зафиксированы возле Евпатории и Севастополя. Однако тогда пожар на море был вызван выбросом метана – природного газа, выход которого из недр был спровоцирован землетрясением. Зрелище было поразительное. Конечно, афишировать эту новость не стали, но когда в 90-х годах XX века журналистам попали в руки сведения о тех событиях, газеты разразились сенсациями. Взрыв популярности этих статей был вызван не столько выбросом метана, сколько искажением фактов: в газетах писалось о возгорании не метана, а сероводорода, после чего делался вывод о возможности глобальной катастрофы.

Было от чего прийти в отчаяние. Сероводород, как известно, это довольно устойчивое соединение водорода с серой (разлагается только при температуре 500 градусов), бесцветный ядовитый газ, с резким запахом тухлых яиц. Сероводородная зона в Черном море была открыта 1890 Н.И. Андрусовым. Уже тогда догадывались о больших количествах залежей этого газа. Так, если опустить в глубину металлический груз на веревке, то обратно он вернется абсолютно черным из-за отложений на нем сульфидов — солей, которые сероводород образует с металлами. (Одна из гипотез гласит, что своим названием Черное море обязано именно этому феномену).

Однако в начале XX века выяснилось, что сероводорода в Черном море не просто много, а очень много — ниже глубины 150-200 м начинается сплошная сероводородная зона. Распределена она, правда, неравномерно: у берегов верхняя ее граница достигает отметки 300 м, в центре же сероводород подходит к глубине около 100 м. Общее количество растворенного в Черном море сероводорода достигает 90 %, так что вся жизнь сосредоточена в небольшом поверхностном слое, и глубоководной фауны в Черном море нет.

Сероводород не есть какое-то уникальное свойство только Черного моря, его находят в мягких остатках на дне всех морей. Скопление этого газа происходит из-за того, что кислород практически не проникает в толщи воды и процессы гниения органических остатков преобладают над окислительными процессами. Иногда зоны сероводорода могут образовывать довольно обширные скопления. Так, например, рифтовая зона, открытая в 1977 году в зоне подводного хребта Тихого океана, к югу от Галапагосских островов, также в большом количестве содержит сероводород; есть сероводородные зоны и в некоторых глубоких закрытых бухтах.

6. Вывод

К сожалению, в последнее время в море было выброшено огромное количество удобрений и неочищенных стоков канализационных вод, которые вызвали перенасыщение питательной среды Черного моря. Это стало причиной бурного цветения фитопланктона и снижения прозрачности воды. Недостаточность поступления солнечной энергии, необходимой для дыхания растений, привело к массовой гибели водорослей, а, вместе с ними, и многих живых существ. Подводные леса сменились зарослями примитивной, быстрорастущей морской травы (нитчатки и пластинчатых водорослей). Органические останки, не переработанные бактериями, в бесчисленных количествах попадают на морское дно. Происходит массовый замор флоры и фауны.

Можно сказать, что фактически все Черное море “мелководно” — кислородная зона в среднем держится на глубине около 160 м. Если в настоящих мелководных морях здесь расположено твердое дно, то в Черном море вместо него — зыбкая граница сероводородной зоны, интенсивно поглощающей кислород.

7. Источники

1) http://insiderblogs.info/chernoe-more-opasnost-pod-bokom/ ;

2) http://cyclowiki.org/wiki/%D0%A1%D0%B5%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4_%D0%B2_%D0%A7%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%BC_%D0%BC%D0%BE%D1%80%D0%B5 ;

3) https://yandex.ru/images/search?text=%D0%A7%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B5%20%D0%BC%D0%BE%D1%80%D0%B5&lr=146 .