Кислотные дожди: причины и последствия их выпадения. Как кислотные дожди влияют на растения

Кислотные дожди: причины, последствия, методы борьбы

Кислотные дожди пугают людей не зря: в то время как кислотность обычных осадков составляет 5,6, падение этого уровня лишь на одну десятую влечёт за собой гибель многих полезных бактерий. А если он понижается до 4,5, смерть земноводным, насекомым и рыбам гарантирована, а на листьях растений появятся следы от ожогов.

Человеческому организму прогулка под таким дождём также пользы не принесёт. При этом даже выходить на улицу в первые несколько часов после выпадения кислотных осадков чрезвычайно вредно: вдыхание витающих в атмосфере токсических газов вполне может вызвать астму, серьёзные лёгочные и сердечные заболевания.

Ядовитые дожди

Кислотными дождями называют все виды метеорологических осадков, во время которых наблюдается сильнокислотная реакция, вызванная понижением кислотности из-за загрязнения воздуха хлористым водородом оксидами серы, азота и другими кислотообразующими соединениями. По словам учёных, изучающих кислотные дожди, это выражение не полностью отображает явление, так как в данном случае больше подходит термин «кислотные осадки», поскольку токсические вещества выпадают как в виде дождя, так и града, снега, тумана и даже пыли и газа в засушливое время года.

Стоить заметить, что рН, который является показателем кислотности водных растворов, может колебаться от 0 до 14. Тогда как уровень кислотности нейтральных жидкостей равен семи, кислая среда характеризуется показателями ниже этого значения, щелочная – выше. Что касается дождей, то для нормальных видов осадков характерен рН 5,6 или немного выше, в зависимости от региона, где выпадают дожди.

Небольшой уровень кислотности содержится в любой дождевой воде, что объясняется наличием в воздухе углекислого газа, который после взаимодействия с дождевыми каплями образует слабую угольную кислоту. Когда рН уменьшается на единицу, это означает десятикратное увеличение концентрации кислоты, поэтому дожди, значение которых ниже 5,3 считаются кислотными (на территории Европы максимально зарегистрированная кислотность осадков составляла рН 2,3, в Китае 2,25, в Подмосковье 2,15).

Что касается уровня кислотности обыкновенного дождя, то он составляет 5,6 или немного выше. Кислотность эта невысока, а потому не приносит растительным и животным организмам никакого вреда. Не вызывает сомнения, что кислотные осадки стали выпадать на земную поверхность в результате активной человеческой деятельности.Тайны Бермудского треугольника147414.4382

Выпадение осадков

Говоря об источниках и причинах образования кислотных дождей, специалисты прежде всего упоминают о деятельности промышленных предприятий, которые в огромном количестве выбрасывают в атмосферу оксиды серы и азота (особенно вредно металлургическое производство). Также своё влияние оказывают выхлопные газы многочисленных авто, тепловые электростанции.

К сожалению, в настоящее время очистительные технологии не позволяют отфильтровать вредные кислотные соединения, которые образуются во время сгорания газа, торфа, угля, нефти и других видов соответствующего сырья.

Поэтому механизм возникновения кислотного дождя выглядит следующим образом: хлористый водород, оксиды серы и азота, очутившись в воздухе, начинают взаимодействовать с каплями и солнечным излучением, формируя различные кислотные соединения (азотная, сернистая, серная и азотистая кислоты).

После этого вредные соединения никуда не пропадают и возвращаются на землю в виде осадков. Если они оказались в местности, где атмосфера насыщена влагой, они соединяются с каплями воды в облаках, после чего растворённая кислота выпадает в виде дождя, града, снега, тумана, нанося немалый вред не только растительности, но и фауне: из грунта извлекаются как питательные вещества, так и такие токсичные металлы, как алюминий, свинец и т.п.

Если кислотные дожди попадают в источники пресной воды или водоёмы, в воде резко возрастает растворимость алюминия, что приводит к болезням и гибели рыбы, более медленному развитию водорослей и фитопланктона, а вода становится совершенно непригодной для употребления.

Если воздух абсолютно сух, кислотные соединения могут выпадать на земную поверхность в виде пыли или смога. Оказавшись на земной поверхности, они какое-то время лежат в ожидании и, дождавшись ливней, со стоком воды уходят в грунт.

Гибель живого мира

После выпадения кислотных дождей состав грунта значительно изменяется, что вызывает гибель деревьев, растительности и урожаев, снижает плодородность почвы. Оказавшись в грунте, токсичная вода проникает в водоёмы, в результате чего загрязняется и окисляется вода, что вызывает гибель практически всех живых существ (земноводные, рыбы и бактерии погибают при рН 4,5, а многие представители животного и растительного мира исчезают и при меньшей кислотности).

Проблема сильно обостряется ранней весной в период таяния снегов: в это время все загрязнители, накопленные за зиму, освобождаются и проникают в грунт и водоёмы, а мальки рыбы и личинки насекомых наиболее уязвимы.

Стоит заметить, что прежде, чем оказаться в земле, кислотные дожди понижают чистоту воздуха, негативно влияют на различные сооружения, памятники, разрушают строительные и облицовочные (известняк, мрамор) материалы, трубопроводы, растворяют краски, портят автомобили, вызывая коррозию металлических поверхностей.

Влияние кислотных дождей крайне негативно сказываются как на живой, так и неживой природе, людях и созданных ими предметах. При этом токсические осадки способны вызвать такие серьёзные экологические проблемы, как:

Гибель животного и растительного мира водоёмов в результате изменения экосистемы. Для человека водоёмы как источники воды также стают полностью непригодными из-за повышенного количества солей тяжёлых металлов и разных токсичных соединений, которые в обычной ситуации поглощает микрофлора водоёма.

Гибель деревьев (особенно хвойных) из-за повреждения листы, корней, из-за чего они становятся беззащитным перед морозами и разными заболеваниями.
В результате различных химических реакций грунт частично теряет микроэлементы и становится менее питательным, из-за чего замедляется рост и развитие растительности (при этом в дерево через корни поступает немало токсичных веществ).
Люди, проживающие в районах, где часто наблюдаются кислотные дожди, нередко имеют серьёзные проблемы с верхними дыхательными путями.
Кислотные дожди, размывая цемент и негативно влияя на облицовочные и строительные материалы, серьёзно вредят архитектурным памятникам, зданиям и другим сооружениям, делая их менее прочными.

Как предупредить вредные осадки?

В настоящее время регионами, где больше всего зафиксировано выпадение кислотных осадков, являются Азия (прежде всего – Китай, на промышленных предприятиях которого сжигают уголь) и Соединённые Штаты Америки. Учитывая, что дождевые осадки имеют тенденцию выпадать на некотором расстоянии от места возникновения облаков, в зоне риска находятся также Канада и Япония.

Мало того, с активным ростом промышленности проблема кислотных дождей всё больше усиливается, а потому в скором будущем катастрофические последствия подобных осадков однозначно дадут о себе знать, если учёные до этого не разработают схему предупреждения выпадения токсичных осадков.

Говоря о борьбе с кислотными дождями, нужно учитывать, что бороться прежде всего необходимо с источниками, вызвавшими образования кислотных дождей, поскольку с самими осадками бороться невозможно. Дабы предупредить негативные влияния токсичных осадков, экологи и учёные изучают кислотные дожди причины и последствия, работают над разработкой технологий производства и очистки атмосферных выбросов, созданием экологически чистых источников добычи энергии, экологически безопасного автотранспорта и т. п.

Пока правительства разных стран, объединившись, не займутся решением этой задачи и не станут искать пути выхода из приближающейся экологической катастрофы, проблема решена не будет.

Учитывая, что кислотные дожди, как и другие виды осадков, способны охватить огромную по масштабам площадь, в скором будущем кислотные дожди вполне могут стать обычным явлением по всей планете. При этом кислотные соединения, вступив в дополнительные химические реакции, не перестанут преобразовываться, в результате чего на головы беспечных прохожих в скором времени может начать литься серная кислота.

awesomeworld.ru

Влияние кислотных дождей на экосистемы и людей

Кислотные дожди оказывают многоплановое влияние на окружающую среду. В первую очередь отрицательному воздействию подвергаются водные экосистемы, почва и растительность.

Природные поверхностные воды обладают буферными способностями по отношению к посторонним водородным и гидроксильным ионам, т. е. способностью поддерживать постоянную величину рН вблизи нейтральной точки; за пределами интервала значений рН = 4–13 буферная способность полностью утрачивается. Главным буферным соединением в воде является гидрокарбонат-ион HCO3–, образующийся при диссоциации угольной кислоты и способный нейтрализовать кислоты и основания:

НСО3– + Н+ = Н2СО3,

НСО3– + ОН– = СО32– + Н2О.

Таким образом, гидрокарбонат-ион принимает на себя более или менее значительную часть добавляемых водородных или гидроксильных ионов, благодаря чему рН раствора меняется незначительно. Особенно высокими буферными способностями обладает морская вода, рН которой составляет в общем от 7 до 8,5, что соответствует слабощелочной реакции. Снеговые воды, а также большинство пресных водоемов, особенно в северных областях земного шара, обладают слабыми буферными свойствами и имеют кислую реакцию: 7 > рН > 4.

Самый богатый животный мир присущ водам, рН которых лежит в нейтральной или слабощелочной области. Он во много раз богаче, чем животный мир кислых или щелочных вод. Водоемы с очень кислыми водами необитаемы, жизни в них нет, как нет жизни и в водоемах со значениями рН больше 11.

Первыми жертвами кислотных дождей стали озера и реки. Сотни озер в Скандинавии, на северо-востоке США и на юго-востоке Канады, в Шотландии превратились в кислотные водоемы. Кислотные дожди привели к резкому снижению продуктивности 2500 озер Швеции. В Норвегии примерно половина поверхностных вод имеет повышенную кислотность, из 5000 озер в 1750 исчезла рыба. В провинции Онтарио (Канада) пострадало 20% озер, а в провинции Квебек – до 60% озер.

При повышении кислотности воды (еще до критического порога выживания водной биоты, например для моллюсков таким порогом является рН = 6, для окуней – рН = 4,5) в ней быстро нарастает содержание алюминия за счет взаимодействия гидроксида алюминия придонных пород с кислотой:

Аl(ОН)3 + 3H+ = Al3+ + 3Н2О.

Даже небольшая концентрация ионов алюминия (0,2 мг/л) смертельна для рыб. В то же время фосфаты, обеспечивающие развитие фитопланктона и другой водной растительности, соединяясь с алюминием, становятся малодоступными этим организмам.

Повышение кислотности приводит к появлению в воде высокотоксичных ионов тяжелых металлов – кадмия, свинца и других, которые прежде входили в состав нерастворимых в воде соединений и не представляли угрозы живым организмам.

Дефицит питательных веществ и интоксикация воды приводят к своеобразной «стерилизации» водоемов. Закисленная и токсичная вода разрушает скелеты рыб и раковины моллюсков, а главное – снижает репродуктивные процессы. В свою очередь, это приводит к сокращению популяций наземных животных и птиц, связанных с водной биотой трофическими цепями (цепи питания). «Мертвая вода» усиливает дефицит пресной воды, обусловленный возрастающими масштабами хозяйственного и бытового использования и ее загрязнением.

Почвенные организмы более приспособлены к пониженным значениям рН почвенной влаги, но и они угнетаются возрастающей кислотностью, особенно азотфиксирующие бактерии и грибницы. Разрыхляющие почву дождевые черви могут жить в слабокислых почвах, в таких условиях они «нейтрализуют» почвенные кислоты с помощью выделяемой ими извести; в кислой почве дождевые черви погибают. Среди других нарушений, происходящих в почве вследствие ее подкисления, следует отметить нарушение процессов питания растений, разрушение их корневой системы.

Почвенное подкисление считается одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного полушария, причем этот фактор долгодействующий, который может проявиться через много лет после прекращения вредных кислотообразующих выбросов в атмосферу. Больше всего страдают елово-пихтовые и дубовые леса. Непосредственное воздействие кислотных осадков приводит к нарушению листовой поверхности, процессов транспирации (испарение с поверхности листа) и фотосинтеза за счет разрушения хлорофилла (это воздействие можно определить зрительно по побурению листьев и игл).

Многообразно косвенное влияние: загрязнения выступают в роли пусковых механизмов биологических и биохимических процессов, ослабляющих растение, нарушающих его рост, повышающих чувствительность к климатическим изменениям, делающих его менее устойчивым к вредителям – грибам, бактериям, жукам и др.

В то же время подкисление почвы азотокислыми дождями стимулирует развитие лесных вредителей.

Наибольший урон кислотные дожди нанесли лесам Центральной Европы, в частности 35% лесов Германии (на площади более 2,5 млн га) повреждены ими. Ущерб от кислотных дождей для европейских лесов оценивается в 118 млн м3 древесины в год (из них около 35 млн м3 на европейской территории России). В меньшей степени от кислотных дождей страдают сельскохозяйственные растения, поскольку подкисление почв здесь можно контролировать агрохимикатами.

Воздействию кислотообразующих газов и кислотных осадков подвергаются органические материалы – кожа, бумага, ткани, резина, красители. Бумага, большинство тканей, кожа образованы гидрофильными веществами, которые накапливают воду между волокнами. Кислоты постепенно гидролизуют макромолекулы (главным образом целлюлозы и белков), в результате чего эти материалы становятся хрупкими и разрушаются. Как восстановитель диоксид серы вызывает обесцвечивание красителей, что приводит к выцветанию тканей.

Известняк, мел, мрамор, туф, содержащие карбонат кальция, разрушаются под действием кислотных дождей:

СаСО3 + Н2SО4 = Са2+ + SO42–+ СО2 + Н2О,

СаСО3 + 2HNO3 = Са2+ + 2NО3– + СО2 + Н2О.

Многие скульптуры и здания в Риме, Венеции и других городах, памятники зодчества, такие, как Акрополь в Афинах, Кёльнский собор и другие, за несколько последних десятилетий получили значительно большие повреждения, чем за все предыдущее время. Под угрозой полного разрушения в результате действия кислотных осадков находятся более 50 тыс. скульптур скального «Города Будд» под Юньанем в Китае, построенного 15 веков назад.

Из бетона и других минеральных строительных материалов, а также стекла под действием кислотных дождей выщелачиваются не только карбонаты, но и силикаты. Если рН осадков достигает значений, равных 4,5–3, то ионы алюминия начинают вымываться из кристаллической решетки. С уменьшением рН интенсивно протекает разрушение силикатной кристаллической структуры, как, например, в полевом шпате (сырье для производства керамики, стекла, цемента):

3KAlSi3O8 + 12Н2О + 2H+ = КAl3Si3O10(ОН)2 + 6h5SiO4 + 2К+,

2КAl3Si3O10(ОН)2 + 18Н2О + 2Н+ = 3Al2O3(Н2О)3 + 6h5SiO4 + 2К+.

Подобным образом кислотные дожди разрушают древние оконные стекла церквей, соборов и дворцов. Старинное стекло из-за повышенного содержания оксидов щелочных и щелочно-земельных металлов более подвержено действию кислот, чем современное.

Металлы под действием кислотных дождей, туманов и рос разрушаются еще быстрее, чем строительные материалы и стекло. Корка образующегося на поверхности железных изделий гигроскопичного сульфата железа (II) окисляется кислородом воздуха, при этом образуется основная соль сульфата железа (III), являющаяся составной частью ржавчины:

2FeSO4 + Н2О + 0,5O2 = 2Fe(ОН)SO4.

Такой же ущерб претерпевают изделия из бронзы, на которых образуется так называемая патина, состоящая из карбонатов и сульфатов. Слои пыли и копоти на поверхности создают пленку, которая удерживает влагу и в которой постоянно растворяются кислотообразующие газы. Кислота разъедает металл, переводя его в виде ионов в раствор, что становится заметным при отслаивании корки налета, достигающей миллиметровой толщины. Изделие при этом теряет свою первоначальную форму.

Загрязнение воздуха кислотообразующими выбросами оказывает многообразное вредное влияние и на организм человека. Вдыхание влажного воздуха, содержащего диоксид серы, особенно опасно для пожилых людей, страдающих сердечнососудистыми и легочными заболеваниями, в тяжелых случаях может возникнуть отек легких. Вредно это и для здоровых людей, поскольку SO2 и сульфатные частицы обладают канцерогенным действием. Установлена тесная взаимосвязь между повышением смертности от бронхитов и ростом концентрации диоксида серы в воздухе. Во время трагического лондонского тумана 1952г. более 4000 смертей было отнесено за счет повышенного содержания во влажном воздухе диоксида серы и сульфатных частиц.

Многочисленные исследования показали увеличение числа заболеваний дыхательных путей в районах, воздух которых загрязнен диоксидом азота NО2. Попадая в дыхательные пути, он взаимодействует с гемоглобином крови, затрудняя перенос кислорода к органам и тканям, вызывает респираторные, астматические и сердечные заболевания. В феврале 1972г. в Японии по этой причине заболело более 70 000 человек, для многих из них заболевание имело летальный исход.

Кислотные дожди подобным образом действуют и на животных, однако систематических исследований здесь не проводилось, за исключением обитателей водных экосистем.

biofile.ru

Кислотные дожди - это... Кислотные дожди: причины. Проблема кислотных дождей

Кислотные дожди... Это словосочетание в современной, особенно городской жизни стало обыденностью. Нередко жалуются дачники, что после таких неприятных осадков растения начинают чахнуть, а в лужах появляется белесый или желтоватый налет.

Что это такое

Наука имеет определенный ответ на вопрос о том, что такое кислотные дожди. Это все известные виды осадков, чей водный показатель (рН) ниже нормы. Нормой считается рН 7. Если исследование покажет занижение этой цифры в осадках, они считаются кислотными. В условиях всё набирающего обороты промышленного бума кислотность дождей, снега, туманов и града в сотни раз превышает нормальные показатели.

Причины

Снова и снова выпадают кислотные дожди. Причины кроются в ядовитых выбросах промышленных объектов, выхлопных газах автомобилей, в значительно меньшей степени - в гниении природных элементов. Атмосфера переполняется сернистыми и азотными оксидами, хлористым водородом и другими соединениями, образующими кислоты. Результатом становятся кислотные дожди.

Бывают осадки и щелочного содержания. В них отмечается наличие ионов кальция или аммиака. К ним тоже подходит понятие "кислотные дожди". Это объясняется тем, что, попадая в водоем или почву, такие осадки влияют на изменение водно-щелочного баланса.

К чему приводят кислотосодержащие осадки

Ничего хорошего окисление окружающей природы, конечно, не влечет. Крайне вредны кислотные дожди. Причины гибели растительности после выпадения таких осадков кроются в том, что из земли кислотами выщелачиваются многие полезные элементы, кроме того, наблюдается и загрязнение опасными металлами: алюминием, свинцом и другими. Загрязненные осадки становятся причиной мутаций и гибели рыб в водоемах, неправильного развития растительности в реках и озерах. На обычную окружающую обстановку они также оказывают губительное влияние: в значительной степени способствуют разрушению природных облицовочных материалов, становятся причиной ускоренной коррозии металлических конструкций.

Ознакомившись с общей характеристикой данного атмосферного явления, можно сделать вывод, что проблема кислотных дождей является одной из самых актуальных с точки зрения экологии.

Научные исследования

Важно подробнее остановиться на схеме химического загрязнения природы. Кислотные дожди – причины множества нарушений в окружающей среде. Появилась такая характеристика осадков во второй половине XIX века, когда химик из Великобритании Р. Смит выявил в парах и дыме содержание опасных веществ, которые сильно меняют химическую картину осадков. Кроме того, кислотные дожди – это явление, распространяющееся на огромные территории, независимо от источника загрязнения. Ученый отметил и разрушения, которые влекли за собой зараженные осадки: болезни растений, потеря цвета тканями, ускорение распространения ржавчины и другие.

Специалисты более точно подходят к определению того, что такое кислотные дожди. Ведь в реальности это снег, туманы, облака и град. Сухие осадки при недостатке атмосферной влаги выпадают в виде пыли и газа.

Гибнут озера, уменьшается численность рыбных косяков, исчезают леса - всё это страшные последствия окисления природы. Почвы в лесах далеко не так остро реагируют на подкисление, как водоемы, но растения очень негативно воспринимают все изменения в кислотности. Подобно аэрозолю вредные осадки окутывают листву и хвою, пропитывают стволы, проникают в почву. Растительность получает ожоги химического характера, постепенно ослабевая и теряя способность к выживанию. Почвы утрачивают плодородность и насыщают произрастающие культуры токсичными соединениями.

Биологические ресурсы

Когда проводилось исследование озер в Германии, было обнаружено, что в водоемах, где водный показатель значительно отклонялся от нормы, рыба исчезла. Лишь в некоторых озерах были пойманы единичные экземпляры.

Историческое наследие

Неуязвимые, казалось бы, творения человека тоже страдают от кислотных осадков. Древний Акрополь, находящийся в Греции, известен всему миру очертаниями своих могучих статуй из мрамора. Века не щадят природные материалы: благородная порода разрушается ветрами и дождями, образование кислотных дождей еще больше активизирует этот процесс. Реставрируя исторические шедевры, современные мастера не предпринимали мер защиты металлических соединений от ржавчины. Результатом стало то, что кислотные дожди, окисляя железо, становятся причиной больших трещин в статуях, мрамор раскалывается из-за давления ржавчины.

Культурные памятники

Организация Объединенных Наций инициировала исследования влияния кислотных осадков на объекты культурного наследия. В ходе них были доказаны отрицательные последствия действия дождей на красивейшие витражи городов Западной Европы. Тысячи цветных стекол рискуют кануть в Лету. Они до ХХ века радовали людей своей прочностью и неповторимостью, но последние десятилетия, омраченные кислотными дождями, грозят разрушить великолепные витражные картины. Пыль, насыщенная серой, губит антикварные предметы из кожи и бумаги. Древние изделия под влиянием двуокиси серы теряют свою способность сопротивления атмосферным явлениям, становятся хрупкими и в скором времени могут рассыпаться в прах.

Экологическая катастрофа

Кислотные дожди – это серьезная проблема для выживания человечества. К сожалению, реалии современной жизни требуют всё большего расширения промышленного производства, что увеличивает объемы ядовитых выбросов в атмосферу. Численность населения планеты возрастает, уровень жизни повышается, автомобилей становится всё больше, потребление энергии зашкаливает. При этом одни только ТЭЦ Российской Федерации каждый год загрязняют окружающую среду миллионами тонн ангидрида, содержащего серу.

Кислотные дожди и озоновые дыры

Озоновые дыры не менее распространены и вызывают более серьезные опасения. Объясняя суть этого явления, нужно сказать, что это не реальный разрыв атмосферной оболочки, а нарушение в толщине озонового слоя, которое располагается ориентировочно в 8-15 км от Земли и простирается в стратосферу до 50 км. Скопление озона в значительной мере поглощает вредное излучение солнечного ультрафиолета, защищая планету от сильнейшей радиации. Именно поэтому озоновые дыры и кислотные дожди – угрозы нормальной жизни планеты, требующие самого пристального внимания.

Целостность озонового слоя

Начало ХХ века пополнило список изобретений человечества хлорфторуглеродами (ХФУ). Их особенностью были исключительная устойчивость, отсутствие запаха, негорючесть, отсутствие ядовитого влияния. ХФУ постепенно стали повсеместно внедряться в производство различных охладительных установок (от автомобилей до медицинских комплексов), огнетушителей, аэрозолей бытового назначения.

Только к концу второй половины ХХ века химиками Шервудом Роландом и Марио Молина было выдвинуто предположение, что эти чудо-вещества, иначе называемые фреонами, сильно влияют на озоновый слой. При этом ХФУ могут «витать» в воздухе на протяжении десятилетий. Постепенно поднимаясь от земли, они достигают стратосферы, где радиация ультрафиолета разрушает соединения фреона, высвобождая атомы хлора. В результате этого процесса озон превращается в кислород намного быстрее, чем в нормальных природных условиях.

Страшно то, что требуются всего единицы атомов хлора для видоизменения сотен тысяч молекул озона. Кроме того, хлорфторуглероды считаются газами, создающими парниковый эффект и участвующими в процессе глобального потепления. Справедливости ради стоит добавить, что вклад в разрушение озонового слоя вносит и сама природа. Так, вулканические газы содержат до ста соединений, включающих углероды. Природные фреоны способствуют активному истончению озонсодержащего слоя над полюсами нашей планеты.

Что можно предпринять?

Выяснение того, в чем опасность кислотных дождей, уже неактуально. Теперь на повестке дня в каждом государстве, на каждом промышленном предприятии должны в первую очередь стоять меры обеспечения чистоты окружающего воздуха.

В Росси заводы-гиганты, такие как "РУСАЛ", в последние годы очень ответственно стали подходить к данному вопросу. Они не жалеют средств для установки современных надежных фильтров и сооружений очистки, предотвращающих попадание в атмосферу оксидов и тяжелых металлов.

Все чаще находят применение альтернативные способы получения энергии, не влекущие за собой опасных последствий. Энергия ветра и солнца (например, в быту и для автомобилей) – это уже не фантастика, а успешная практика, помогающая снизить объем вредных выхлопов.

Расширение лесопосадок, очистка рек и озер, правильная переработка мусора – всё это эффективные методы в борьбе с загрязнением окружающей среды.

fb.ru

Влияние - кислотный дождь - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Влияние - кислотный дождь

Cтраница 1

Влияние кислотных дождей на конструкционные материалы стало очевидным в последние 30 - 40 лет. [1]

Влияние кислотных дождей наиболее ощутимо и известно широкой публике в Европе и на северо-востоке США, но зоны риска включают также Канаду и, возможно, калифорнийскую Сьерру, Скалистые горы и Китай. [2]

Влияние кислотного дождя определяется не только его кислотностью и катионным составом, но и его продолжительностью, а также температурой воздуха. [4]

Камы Соликамским химическим комбинатом, усыхание лесов под влиянием местных кислотных дождей. [5]

Особенно сильно отрицательное действие кислотного дождя может проявляться в период начального роста растений. Исследовано влияние искусственного кислотного дождя ( рН 2 6 - 5 6) на прорастание и последующее развитие ( в течение 30 дней) люцерны, ячменя, капусты, кукурузы, огурцов и сои. [6]

В результате обмена катионов растения поглощают освободившиеся катионы, а почва закисляется. Поэтому при закислении почв возможно и повышение концентраций растворимых форм А1 и Fe. При оценке влияния кислотных дождей на водоемы необходимо учитывать не только возможные реакции, протекающие в почве, но и длительность контакта с почвокорневой системой. [7]

В более кислых водах сохраняются лишь некоторые виды зоопланктона и фитопланктона. Подзолистые и серые лесные почвы в умеренном климате имеют слабокислую реакцию. По этой причине влияние кислотных дождей для них особенно губительно, так как значительно снижает их плодородие. [8]

Кислотные дожди могут приводить к снижению урожайности сельскохозяйственных культур, таких как люцерна, ячмень, капуста, кукуруза, огурцы, соя. Известно положительное воздействие кислотных дождей на урожайность некоторых растений, например, пшеницы, апельсиновых деревьев, а на урожайность овса, картофеля, бобов кислотные дожди не влияют. Влияние кислотных дождей на урожайность растений в значительной степени определяется их генотипом и зависит не только от степени кислотности дождей, но и от их состава. Так, повышение содержания азотной кислоты по сравнению с содержанием серной приводит к интенсивному снижению урожайности. [9]

В качестве примера приведем ситуацию, когда деятельность организации сопряжена с выбросом в атмосферу сероводорода. Оценки уровня III возникают, когда эффект выбросов рассматривается с финансовой стороны, например, влияние кислотного дождя на состояние зданий или водоемов. Оценки последнего уровня получить наиболее сложно, так как они предполагают измерение влияния на объекты, внешние по отношению к организации. При этом проблематичен выбор самих методов исчисления оценок - текущей дисконтированной стоимости возмещения ущерба, восстановления объектов или штрафных санкций. [10]

Вероятно, будет правильным сказать, что термин химия окружающей среды не имеет четкого определения. Для разных людей он означает разное. Ясно, что специалисты по химии окружающей среды принимают участие в решении важных вопросов по состоянию окружающей среды - истощению озонового ( О3) слоя стратосферы, глобальному потеплению и им подобных. Кроме того, установлена роль химии окружающей среды в проблемах регионального и локального масштабов - например, влиянии кислотных дождей и загрязнении водных ресурсов. Это краткое обсуждение иллюстрирует четкую связь в нашем сознании между химией окружающей среды и существованием человечества. Для многих людей химия окружающей среды безоговорочно связана с загрязнением. [11]

Разумеется, что открытие нейротоксичности алюминия не могло не вызвать живого интереса медицинской общественности к возможным источникам его поступления в организм. Как известно, сульфат алюминия используется для очистки питьевой воды. Содержание алюминия в растительной и животной пище зависит от количества этого МЭ в окружающей среде. По данным ряда авторов, нейротоксичность алюминия должна привлечь особое внимание в тех географических районах, в которых он содержится в большом количестве в почве. Важно подчеркнуть, что под влиянием кислотных дождей, в результате атмосферного загрязнения алюминий может выщелачиваться. Биогеохимические изменения, связанные с загрязнением почвы алюминием, вызывают цепь последовательных явлений. Например, растения, произрастающие на такой почве, накапливают меньше селена, в результате чего активность глутатионперок-сидазы снижается. [12]

Страницы: 1

www.ngpedia.ru

причины и последствия выпадения осадков

Содержание статьи

Кислотные дожди, их причины и последствия – актуальные проблемы экологии, вызывающие серьёзные опасения у любого здравомыслящего человека. Выясните, почему они выпадают, а также какую опасность в себе таят.

Что такое кислотные дожди

Рассматривая самые актуальные глобальные экологические проблемы, многие учёные отмечают образование кислотных дождей. И чтобы оценить последствия их воздействия, стоит для начала вникнуть в суть явления. В норме кислотность любых выпадающих осадков должна находиться в пределах 5,6-5,8 рН. В таком случае вода представляет собой слабокислый раствор, который не вызывает никаких последствий и не влияет на окружающую среду.

Если кислотность осадков по каким-либо причинам повышается, то они становятся кислотными. Такой термин в обращение ввёл химик шотландского происхождения Роберт Ангус Смит во второй половине XIX века. Проблема кислотных дождей обозначилась ещё в то далёкое время, но сегодня она является наиболее актуальной и острой.

В норме осадки, которые периодически выпадают, должны иметь слабокислую среду. Обусловливается это тем, что входящие в состав атмосферы естественные природные элементы (например, углекислый газ) вступают в реакцию с водой, в результате чего образуется незначительное количество угольной кислоты. Механизм образования кислотных дождей связан с загрязняющими веществами, проникающими в нижние атмосферные слои и задерживающимися в них.

Основной компонент осадков с повышенной кислотностью, как показали исследования – это оксид серы. В атмосфере в результате фотохимической окислительной реакции определённая его часть трансформируется в серный ангидрид, а он, в свою очередь, контактируя с парами воды, превращается в серную кислоту. Из остального количества оксида серы получается сернистая кислота, которая, окисляясь при высокой влажности, постепенно становится серной.

Другой часто встречающейся составляющей является оксид азота, который также вступает в реакцию с водой, из-за чего образуются кислоты.

Интересный факт: если вы захотите выяснить, как выглядит кислотный дождь, то наверняка не сможете отличить его от обычного. Повышенная кислотность никак не проявляется и не меняет внешний облик осадков.

Почему возникают кислотные осадки

Причины кислотных дождей многочисленны, и ниже перечислены основные:

Главной причиной являются выхлопы транспорта, работающего на бензине. В результате сгорания топлива пары устремляются в атмосферу и, вступая в реакцию с водой, существенно повышают кислотность осадков.
Деятельность тепловых электростанций. При сгорании различных видов топлива, применяемых для выделения тепла, происходят постоянные выбросы вредных веществ в атмосферные слои.
Выпадение кислотных дождей связано с активной добычей, переработкой и использованием полезных ископаемых, таких как уголь, руда, газ и прочие. Они применяются человечеством довольно долго, и немногие задумываются о вреде сгорания топлива, из-за которого происходит выделение большого количества углекислого газа и различных загрязняющих веществ.
Среди причин образования кислотных дождей можно отметить и естественные, то есть не зависящие от человека, а связанные с природными явлениями и процессами. Так, в период извержения вулканов выделяется и выбрасывается в атмосферу множество соединений, например, оксиды серы, сульфаты, сероводород. Также выбросы обусловливаются грозовыми разрядами и деятельностью обитающих в почве микроорганизмов.
Ещё одной причиной появления осадков с повышенной кислотностью является гниение трупов животных и растений. Во время этих процессов возникают азото- и серосодержащие соединения, которые, попадая в атмосферные слои и вступая в реакцию с влагой, превращаются в кислоты.
Среди причин возникновения кислотных дождей следует выделить деятельность различных промышленных и перерабатывающих предприятий, занимающихся переработкой металлов, производством металлических деталей, машиностроением. Многие фабрики и заводы не используют очистные и фильтрующие сооружения, поэтому вредные выбросы попадают в окружающую среду и сильно загрязняют её.
Ещё одной причиной, из-за чего образуются кислотные дожди, является активное применение людьми различных аэрозолей и спреев, в состав которых входит хлороводород и другие не менее вредные соединения.
Также причиной кислотных дождей является утечка фреона из холодильного оборудования и кондиционеров.
Осадки с повышенной кислотностью вызывает производство некоторых строительных материалов.
Удобрение почвы, особенно токсичными составами, например, азотосодержащими.

Реальные угрозы

Каковы отрицательные последствия выпадения кислотных дождей, какой вред они наносят? Это настоящая экологическая проблема, которая представляет собой реальную угрозу для всей экосистемы, окружающей среды и человека.

Рассмотрим основные последствия кислотных дождей:

Большой ущерб наносят кислотные дожди растительному миру. Во-первых, такие осадки повреждают листву и стебли. Во-вторых, проникая в почву, они меняют её состав, делая грунт бедным, неплодородным или даже токсичным.
Негативное воздействие кислотных дождей на окружающую среду распространяется на водоёмы: осадочная вода попадает в них и накапливается, меняя естественный состав. В результате среда меняется и становится непригодной для жизни разных водных обитателей, включая рыб.
Ещё одно направление вреда кислотных дождей – это разрушение строений, памятников, архитектурных сооружений. Кислоты, попадая на материалы, постепенно разрушают и буквально разъедают их.
Весьма опасны кислотные дожди и для человека. Хотя концентрация кислот, как правило, не достигает такого уровня, чтобы разъедать кожу, всё же негативное воздействие имеет место. Так, подобные осадки могут вызывать сильные аллергические реакции, которые вызваны попаданием в организм вредных соединений. А некоторые учёные считают, что при длительном воздействии осадков с повышенной кислотностью способны возникнуть онкологические заболевания.
Негативное влияние кислотных дождей затрагивает животный мир. Входящие в состав кислоты могут влиять на шерстяной покров, а также проникать в растения, употребляемые некоторыми животными. Нередко такое воздействие приводит к гибели, но возможны мутации.

Как решить проблему

Дождь с высоким содержанием кислот, который появляется время от времени – это, прежде всего, результат деятельности человека. Поэтому и решать проблему должно человечество. Чтобы сократить количество осадков с повышенной кислотностью, следует пересмотреть своё отношение к окружающей среде и жизни на планете.

Изменить ситуацию к лучшему позволят такие меры как внедрение очистительных систем и установка фильтрующего оборудования на фабриках и заводах, сокращение объёмов используемого топлива и разработка альтернативных источников энергии, отказ от токсичных удобрений.

Полезный совет: чтобы защитить себя от негативных последствий осадков, следует в дождливую погоду использовать зонт или дождевик и избегать попадания капель на открытые участки кожи. В таком случае дождь не нанесет вам вред.

Проблема осадков с повышенной кислотностью очень актуальна и требует комплексного решения. Действовать нужно сообща и в нескольких направлениях.

Рекомендуем к прочтению:

vtorothodi.ru

Влияние кислотных дождей на растительный мир

Влияние кислотных дождей на растительный мир имеет комплексный характер. Как правило, при невысокой кислотности этих осадков и малой их количества, они могут оказывать частично и позитивного влияния на растения. Это обусловлено тем, что кислотные дожди могут быть дополнительным источником минерального питания растений (N5 8) и, при незначительных изменениях кислотности почв, степень усвоения некоторых соединений растениями может расти. Кислотные осадки содержат в среднем 3,0-4,2 мг/дм3 серной кислоты, что соответствует годовой количество сульфат-ионов - 30-42 кг / га, и около 2,0-3,0 мг / дм азотной кислоты, что соответствует летней количество нитрат-ионов - 20-30 кг / га. Эти факторы следует учитывать при минеральном питании растений и при внесении удобрений на пахотные земли.

При высокой кислотности осадков или их большого количества, кислотные дожди оказывают катастрофического влияния на растительный мир. Принято выделять прямой влияние кислотных дождей на растения (непосредственное впечатление растений) и опосредованное, через процессы закисления почв.

Проблема сохранения лесов связана с общей проблемой выживания человечества. Леса обеспечивают человечество возобновляемыми ресурсами, регулируются водные режимы большинстве водоемов, являются средой обитания фауны и местом рекреации. Поэтому, в большинстве стран мира проблема сохранения леса решается на государственном уровне. Не исключением является и Украина, которая приняла "Лесной кодекс Украины".

Первые сведения о повреждении лесов в результате воздействия кислотных дождей относят еще к 1880 году, когда в районах металлургических комбинатов США наблюдались массовые высыхания лесов. Аналогичные явления наблюдались и наблюдаются в других странах. Особенно большой вред наносят лесам выбросы предприятий цветной металлургии, поскольку эти выбросы в атмосферу содержат значительные количества диоксида серы, который образуется на окислительных стадиях производства.

Несмотря на эти факты, практически нет научных обоснований относительно выбросов веществ, которые являются предшественниками кислотных дождей, по воздействию на лесные массивы. Научные исследования в этой области проводятся и в ряде работ показано чувствительность растений к действию диоксида серы и оксидов азота, но эти данные не используются в системе государственного нормирования антропогенной нагрузки на атмосферный воздух. Государственное регулирование в этой области имеет цель защиты человека, не является самым чувствительным компонентом экосистем. Наиболее чувствительными к воздействию кислотных дождей является булавочные породы деревьев, особенно что касается прямого воздействия. Широколиственные деревья, которые осенью сбрасывают кроны, меньше поражаются кислотными дождями при прямом воздействии. В результате действия кислотных дождей на булавочные и другие породы деревьев наблюдается появление первых симптомов поражения леса - подсыхания вершины деревьев, является главным признаком, хлороз, т.е. разрушению хлорофилурослин и, как следствие, мозаичная пятнистость хвои, опадение иголок. Повреждение лесных массивов обусловлено воздействием кислотных дождей как на крону деревьев, так и на изменение химического состава почв под их влиянием. Наиболее важным критерием негативного воздействия кислотных дождей при их прямом воздействии является кислотность этих осадков (рН дождя), а при косвенной - количество кислотных осадков. При систематическом воздействии кислотных дождей (рН ~ 3,5 - 5,6) наблюдаются изменения в катионного состава листьев и вымыванию из них белков, при рН <2,5 - значительно замедляется скорость роста молодых побегов, а при рН <2,0 - поражаются все виды деревьев. Аналогичные изменения наблюдаются в случае действия кислотных туманов.

В процессе выпадения кислотных дождей и попадание их в грунт, катионы водорода вследствие особенности их поведения в ионообменных процессах, вытесняют из компонентов почв ионы кальция, магния, калия и натрия и последние усваиваются деревьями. Поэтому большинство почв, на которых растут леса, сильно Закисленные. Процесс закисления почв приводит к росту растворимости в кислой среде

нерастворимых в воде, а следовательно и неподвижных, соединений алюминия, которые принимают участие в ионообменных процессах. На сегодня доказана высокая токсичность растворимых соединений алюминия для корневой системы деревьев. Ионы алюминия, которые являются значительными компонентами глинистых грунтов, при средних значениях рН находятся в малорастворимые и поэтому нетоксичную форму, а при вытеснении их ионами водорода, наблюдается их токсическое действие, которое проявляется в уменьшении корневой системы, разрушении корневых волосков, отмирании корневой системы. При закисление почвы (до рН ~ 3,0), корневая система большинства деревьев уменьшается на 12%. Аналогичного влияния на корневую систему деревьев оказывают соединения железа. Доказано, что при понижении величины рН почвы на единицу, концентрация растворимых соединений алюминия и железа возрастает в 100 раз.

Кроме того, в почве содержатся ряд микроорганизмов-редуцентов, таких как бактерии, грибы и т.д.. Они участвуют в процессах минерализации органических веществ почв и образовании гумуса, а с ростом кислотности почв и увеличением количества подвижных форм металлов, в первую очередь алюминия и железа, их активность резко уменьшается. Следствием этих процессов может быть накопление в почвах органических веществ, поэтому и деградация флоры.

Сельскохозяйственные культуры, как и все виды растений, также чувствительны к воздействию кислотных дождей. Особенно это проявляется на начальных стадиях роста растений, особенно на стадии выхода в трубку. При воздействию кислотных дождей с рН ~ 2,5 наблюдается значительное снижение урожайности всех видов культур. Кислотность осадков может влиять на скорость процесса фотосинтеза в растениях и, для некоторых сельскохозяйственных культур, в частности редиса, наблюдаются прямые корреляционные зависимости.

Кроме компонентов кислотных дождей, на сельскохозяйственные культуры могут влиять предшественники этих дождей. Так, действие диоксида серы на большинство культур, вызывает у растений стресс, который сопровождается выделением этилена. Эти процессы приводят к нарушению обмена веществ у растений и могут приводить к их гибели. По воздействием кислотных дождей на урожайность сельскохозяйственных культур также наблюдается полифункциональность их действия.

estnauki.ru

Влияние кислотных дождей на экос

Кислотные дожди оказывают многоплановое влияние на окружающую среду. В первую очередь отрицательному воздействию подвергаются водные экосистемы, почва и растительность (рис. 3).