Сероводод черного моря

Сероводод черного моря

Содержание.

Введение……………………………………………………….……….…….3 стр.

Появление сероводорода в черном море…………………………………...5 стр.

Причины образования сероводорода в воде.……………………………….8 стр.

Сероводородный бум………………………………………………….…....10 стр.

Так может или нет взорваться Черное

море?..............................................15 стр.

Один из способов использования сероводорода.……….……………...…20 стр.

Список литературы………………………………………………………....23 стр.

Введение.

Сероводород H2S

Молекула H2S по строению подобна Н2О.

Бесцветный газ с неприятным запахом, чрезвычайно ядовит.

Физические константы:

Mr = 34,08

? = 1,54 г/л (н.у.)

tпл = -85,54 °C

tкип = -60,35 °C

Малорастворим в воде (2,6 л/1 л Н2О при 20 °C; 0,1М раствор, в лаборатории

называется сероводородной водой), слабая кислота (вторая стадия диссоциации

почти не идет).

Неустойчив к нагреванию (выше 400 °C идет разложение: H2S = H2 + S).

Соли сероводорода - сульфиды - малорастворимы в воде для большинства

металлов, кроме щелочных и щелочноземельных (последние сильно

гидролизуются). Сульфиды обладают характерной окраской:

. черные HgS, Ag2S, PbS, CuS, FeS

. коричневые SnS, Bi2S3

. оранжевые Sb2S3, Sb2S5

. желтые SnS2, CdS, TiS2

. розовые (телесный) MnS

. белые ZnS, Al2S3, BaS, CaS, GeS2, K2S, Na2S

Сероводород и сульфиды - типичные восстановители:

2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O

2H2S + O2 = 2S + 2H2O

сгорание до SO2 считается "полным", до S - неполным; последнее используется

в процессе десульфурации):

2ZnS + O2 = 2ZnO + S

Реакции в водном растворе:

а) H2S + 2HNO3(конц.) = Sv + 2NO2^ + 2H2O

MnS(т) + 8HNO3(конц.) = MnSO4 + 8NO2^ + 4H2O

б) H2S + I2 = Sv + 2HI

H2S + 4H2O + 4Cl2 = H2SO4 + 8HCl

в) 3H2S + 2KMnO4 = 3Sv + 2MnO2v + 2KOH + 2H2O

3H2S + 4H2SO4 + K2Cr2O7 = 3Sv + Cr2(SO4)3 + 7H2O + K2SO4

Качественные реакции:

а) неполное сгорание H2S с образованием желтого налета серы на внесенном в

пламя холодном предмете (фарфоровый шпатель и т.п.)

б) осаждение из раствора характерно окрашенных сульфидов металлов с очень

малой растворимостью (Ag2S, Bi2S3, CdS, PbS).

В промышленности H2S получают прямым синтезом:

H2 + S = H2S(150-200 °C)

или как побочный продукт очистки нефти, природного и коксового газа, а в

лаборатории - по реакциям:

FeS + 2HCl(конц.) = FeCl2 + H2S

Al2S3 + 6H2O = 2Al(OH)3v + 3H2S^

Сероводород используют для получения серы, неорганических и органических

серосодержащих соединений.

Появление сероводорода в черном море.

В 1891 году профессор А.Лебединцев поднял из глубин Черного моря первую

пробу воды. Проба показала, что вода ниже 183 метров насыщена

сероводородом. Последующие исследования подтвердили, что Черное море

является крупнейшим в мире сероводородным бассейном.

3500 - 4000 лет назад не существовало Гибралтарского пролива, и Средиземное

море делилось на два бассейна: внешнее море на западе от Сицилии и

Внутреннее море - на востоке от нее. Уровни этих морей были значительно

ниже современного. В то время

Черное море (Эвксинский Понт) было пресноводным, и основное питание этих

морей шло через Боспор (Босфор) за счет большего стока рек Черноморского

бассейна. 3500 лет назад произошли

значительные подвижки коры Европы в западном направлении, образовался

Гибралтарский пролив, и соленая вода океана подняла уровни этих морей до

современного. Богатейшие пресноводная флора и фауна Черного

моря погибли и опустились на дно. Разложение белковых веществ на дне

насытило придонные воды сероводородом и метаном.

После этого события, уровень сероводорода поднимался, и в наше время

держится на глубине 200 - 100 метров. В

августе 1982 года в восточной части моря сероводород был обнаружен на

глубине 60 метров, причем диаметр "купола" его подъема достигал 120 км.

Осенью уровень сероводорода понизился до 150 метров. Это говорит о

значительном выбросе сероводорода из глубины в результате землетрясения на

участке морского дна. Существуют различные

гипотезы относительно причин сдерживания сероводорода на глубине. По мнению

некоторых ученых, сероводород в растворенном состоянии сдерживает только

значительное давление вышележащих слоев воды (10-20 атмосфер). Если снять

эту "пробку", то вода "закипит", и из нее произойдет быстрое выделение

сероводорода в виде газа (по аналогии с бутылкой с газированной водой).

10 лет назад в результате землетрясения в

районе небольшого африканского озера из него произошел выброс сероводорода.

Газ распространился двух-трехметровым слоем по берегам, что привело к

гибели всего живого от удушья.

Вспоминается и рассказ очевидцев крымского землетрясения 1927 года. Тогда

разразилась гроза, и удивленному взору жителей Ялты предстали языки пламени

в море - море загорелось! Таким образом,

присутствие сероводорода в Черном море представляет собой очень серьезную

опасность для населения стран его бассейна. Эта опасность особенно велика

для береговых участков с низкими отметками рельефа, например, Колхиды.

В Колхиде землетрясения высокой

балльности происходили в 1614 году (разрушение Цаишского комплекса), в

1785, 1905, 1958 и в 1959 годах. К счастью, все они не затронули морское

дно. Гораздо опаснее положение в Крыму (Крым имеет тенденцию сползания в

сторону моря) и вдоль побережья Турции, имеющего подвижные разломы коры.

Существует единственный способ уменьшения опасности "взрыва"

Черного моря путем интенсивного хозяйственного использования сероводорода в

качестве горючего. Прокачка глубинных вод

через отстойники даст неограниченные объемы газа, который можно будет

использовать в теплоэлектростанциях при его взрывобезопасном дозировании.

При таком централизованном сжигании сероводорода можно решить вопрос

использования серосодержащих отходов сгорания без вреда экологической

обстановке. Международная конференция "Эко - Черное море-90" нарисовала

угрожающую картину антропогенного прессинга на экосистему моря - только

Дунай и Днепр ежегодно выносят в море 30 тонн ртути и другие яды. Рыбные

запасы моря сократились в десятки раз. В

отношении Средиземного моря осуществляется "Голубой план" под эгидой ООН. К

нему подключены 110 университетов и других организаций Европы. Только

Черное море не имеет единого плана спасения. А он остро необходим.

Причины образования сероводорода в воде.

Сероводород и сернистые соединения, сульфиды и другие восстановленные

формы серы не являются типичными и постоянными компонентами морских вод.

Однако при определенных условиях

сероводород и сульфиды могут накапливаться в глубоких слоях моря в

значительных количествах. Области с достаточно высоким содержанием

сероводорода могут временами образовываться даже на небольших глубинах. Но

и временное накопление сероводорода в море нежелательно, так как его

появление вызывает гибель морской фауны. Вместе с тем, присутствие

сероводорода в морской воде служит характерным показателем определенных

гидрологических условий, а также интенсивного потребления растворенного

кислорода и наличия большого количества легко окисляющихся веществ

различного происхождения.

Основным источником возникновения сероводорода в море служит биохимическое

восстановление растворенных сульфатов (процесс десульфатации).

Десульфатация в море вызывается жизнедеятельностью особого вида анаэробных

десульфатирующих бактерий, которые восстанавливают сульфаты в сульфиды,

последние же разлагаются растворенной угольной кислотой до сероводорода.

Схематически этот процесс можно представить следующим образом:

CaS04 бактерии > CaS,

CaS + НаСО3 ——> СаСО3 + H2S.

В действительности указанный процесс протекает более сложно, и в

сероводородной зоне присутствует не только свободный сероводород, но и

другие формы продуктов восстановления сульфатов (сульфиды, гидросульфиты,

гипосульфиты и др.). В гидрохимической

практике содержание восстановленных форм соединений серы принято выражать в

эквиваленте сероводорода. Лишь в особых специально поставленных

исследованиях различные восстановленные формы серы определяются раздельно.

Эти определения здесь не рассматриваются.

Вторым источником возникновения сероводорода в море служит анаэробный

распад богатых серой белковых органических остатков отмерших организмов.

Содержащие серу белки, распадаясь в присутствии достаточного количества

растворенного кислорода, окисляются, и содержащаяся в них сера переходит в

сульфат-ион. В анаэробных условиях распад серосодержащих белковых веществ

ведет к образованию минеральных форм серы, т. е. сероводорода и сульфидов.

Случаи временного возникновения анаэробных условий и связанного

с ними накопления сероводорода наблюдаются в Балтийском и Азовском морях, а

также в некоторых губах и заливах других морей. Классическим

примером морского бассейна, зараженного сероводородом, является Черное

море, где лишь верхний сравнительно тонкий поверхностный слой свободен от

сероводорода. Возникающие в анаэробных условиях сероводород и

сульфиды легко окисляются при поступлении растворенного кислорода, например

при ветровом перемешивании верхних, хорошо аэрированных слоев воды с

глубинными водами, зараженными сероводородом.

Поскольку даже временное накопление сероводорода и сернистых соединений в

море имеет существенное значение как показатель загрязнения вод и

возможности возникновения заморов морской фауны, наблюдения за его

появлением совершенно необходимы при изучении гидрохимического режима моря.

Всего

существует 2 основных метода определения количества и концентрации

сероводорода в черном море: Объемно-аналитический метод и Колориметрический

метод, но эти методы метрологически не аттестованы.

Сероводородный бум.

Как уже говорилось раньше, особенностью Черного моря является наличие

в нем "сероводородного слоя". Его обнаружил сто лет назад русский боцман,

понюхав опущенный на глубину канат, от которого слегка пахло тухлыми

яйцами. Уровень "сероводородного слоя" колеблется, иногда его граница

поднимается до глубины всего в 50 м. В 1927 г. во время большого

землетрясения были даже "морские пожары", и в море в районе Севастополя и

Евпатории наблюдались столбы пламени.

Перестройка в СССР совпала с очередным подъемом сероводородного слоя, а

гласность дала газетам пикантную информацию о "морских пожарах" 1927 г.

(раньше, когда не было привычки пугать людей, эти сведения широко не

публиковались). Возникли удобные условия для крупного бума, и он был

"раскручен". Вот примеры истерических прогнозов 1989-1990 гг. только в

центральных газетах: "Литературная

газета": "Что будет, если, не дай Бог, у черноморских берегов случится

новое землетрясение? Вновь морские пожары? Или одна вспышка, один

грандиозный факел? Сероводород горюч и ядовит, в небе окажутся сотни тысяч

тонн серной кислоты". "Рабочая трибуна": "Достаточно

небольшого землетрясения, чтобы сероводород вышел на поверхность Черного

моря и загорелся - и его побережье превратится в пустыню".

"Совершенно секретно": "Достаточно совпадения во времени и

пространстве резкого понижения атмосферного давления и вертикального

течения. Вскипев, вода насытит воздух ядовитыми парами горючего газа. Куда

будет дрейфовать смертоносное облако - одному Богу ведомо. Оно может

вызвать жертвы на побережье, может за считанные секунды превратить

пассажирский лайнер в "летучий голландец". Наконец,

сам М. С. Горбачев предупредил мир о грядущем из СССР апокалипсисе. Он

заявил с трибуны международного Глобального форума по защите окружающей

среды и развитию в целях выживания (каково название форума!): "Верхняя

граница сероводородного слоя в Черном море за последние десятилетия

поднялась с глубины 200 м до 75 м от поверхности. Еще немного, и через

порог Босфора он пойдет в Мраморное, Эгейское и Средиземное море". Это

заявление было опубликовано в "Правде". Ученые - и океанологи, и

химики - пытались объяснить политикам, что все это - невежественный бред

(так они наивно думали). Были опубликованы в научных журналах хорошо

известные данные: 1. "Морские пожары" 1927

г. никакого отношения к сероводороду не имеют. Они наблюдались в местах,

отстоящих от границы сероводородной зоны за 60-200 км. Их причина - выход

на поверхность во время землетрясения природного газа метана из Криворожско-

Евпаторийского тектонического разлома. Это - газоносный район, там ведется

бурение для добычи газа, выходы природного газа на этой акватории в виде

"факелов" наблюдаются регулярно. Все это хорошо известно, и отказ всех

основных газет опубликовать эту справку ученых прямо указывает, что речь

шла о сознательной дезинформации.

2. Максимальная концентрация сероводорода в воде Черного моря 13 мг в

литре, что в 1000 раз меньше, чем необходимо, чтобы он мог выделиться из

воды в виде газа. В тысячу раз! Поэтому ни о каком воспламенении,

опустошении побережья и сожжении лайнеров не может быть и речи. Уже сотни

лет люди пользуются в лечебных целях сероводородными источниками Мацесты

(возможно даже, ими наслаждался сам М. С. Горбачев). Ни о каких взрывах и

возгораниях и слыхом не слыхивали, даже запах сероводорода там вполне

терпимый. Но содержание сероводорода в водах Мацесты в сотни раз больше,

чем в воде Черного моря. Бывали случаи, когда в шахтах

люди встречались с сероводородными струями высокой концентрации. Это

приводило к отравлению людей, но взрывов, никогда не было и не могло быть -

пороговая взрывная концентрация сероводорода в воздухе очень высока.

3. Смертельные концентрации сероводорода в воздухе

составляют 670-900 мг в кубометре. Но уже при концентрации 2 мг в кубометре

запах сероводорода нестерпим. Но даже если весь "сероводородный слой"

Черного моря внезапно будет выброшен на поверхность какой-то неведомой

силой, содержание сероводорода в воздухе будет во много раз ниже

нестерпимого по запаху уровня. Значит, в тысячи раз ниже уровня, опасного

для здоровья. Так что не может быть речи и об отравлениях.

4. Математическое моделирование всех мыслимых режимов в

колебании уровня мирового океана и атмосферного давления над Черным морем,

проведенное океанологами в связи с заявлением М. С. Горбачева, показало,

что переток сероводорода в Мраморное море и дальше, с отравлением милой его

сердцу западной цивилизации, абсолютно невозможен - даже если над Ялтой

пройдет самый мощный из известных тропических циклонов.

Все это было досконально известно,

сероводородная аномалия Черного моря изучается сто лет множеством ученых

всего мира. Когда советская пресса начала этот бум, ряд авторитетных

ученых, включая академиков (!) обратились в газеты - ни одна из них не

взялась дать успокаивающую информацию. Самое популярное издание, в которое

удалось пробиться - журнал АН СССР "Природа", журнал для ученых. Но он не

мог сравниться с тиражами "Правды", "Литературной газеты", "Огонька" той

поры или с воздействием телевидения.

Прозорливо завершает группа океанологов (Т. А. Айзатулин, Д. Я.

Фащук и А. В. Леонов) одну из последних посвященных проблеме статей в

"Журнале Всесоюзного химического общества" (№ 4, 1990): "Работая во

взаимодействии с выдающимися зарубежными исследователями, восемь поколений

отечественных ученых накопили огромные знания о сероводородной зоне Черного

моря. И все эти знания, накопленные за столетие, оказались

невостребованными, ненужными. В самое ответственное время они были

подменены мифотворчеством. Эта подмена - не

просто очередное свидетельство кризиса в социальной сфере, к которой

принадлежит наука. В силу ряда особенностей это, по нашему мнению, является

ярким индикатором социальной катастрофы. Особенности заключаются в том, что

на всех уровнях надежное количественное знание об очень конкретном,

однозначно измеренном объекте, относительно которого в мировом научном

сообществе нет разногласия по существу, подменено опасным по своим

последствиям мифом. Это знание легко контролируется с помощью таких

общедоступных измерительных средств, как канат и боцманский нос. Информацию

Страницы: 1, 2