Кислотные дожди

На фото можно увидеть повреждённый кислотными дождями лес в Чехии:

 

Однако, растения могут повреждаться кислотными дождями даже тогда, когда в почве содержится достаточное количество питательных веществ. Леса в высокогорных регионах часто подвергаются воздействию кислот более сильному, чем леса на равнинах. Это обусловлено тем, что деревья в горах часто произрастают окутанные кислотными туманами и облаками, которые имеют более высокую концентрацию кислот, чем дождевые капли. Учёные считают, что когда листья часто омываются таким кислотным туманом, он вымывает питательные вещества, находящиеся в листьях и иголках. Потеря микроэлементов из тканей растений делает их более восприимчивыми к другим факторам окружающей среды, например к холодной зимней погоде, увеличивая шанс их гибели или повреждения. [7] 
 

 

Как кислотные дожди влияют на здоровье человека:

Кислотные дожди по вкусу, цвету и запаху совершенно не отличаются от обычного дождя. Кислотные дожди  наносят вред человеку не напрямую. Гуляя под кислотным дождём, или  даже плавая в кисловатой воде озера, человек рискует не более, чем купаясь в чистой воде. Однако, загрязняющие вещества, являющиеся причиной кислотного дождя, такие как диоксид серы и оксиды азота наносят вред здоровью человека. Эти газы взаимодействуют в атмосфере, формируя микрочастицы сульфатов и нитратов, которые могут переноситься по воздуху на огромные расстояния и попадать глубоко в лёгкие человека путём их вдыхания. Эти частицы способны проникать и в помещения. Множество научных работ идентифицировало связь между увеличивающимися уровнями загрязнения воздуха такими частицами и увеличением заболеваемости и преждевременной смерти от сердечных и лёгочных заболеваний, например астмы и бронхитов. [7]

Кроме этого тяжелые металлы  могут попадать в пищу человека, что может привести к отравлению. [8]

Как кислотные дожди влияют на архитектуру:

Ещё одно последствие влияния кислотных дождей - коррозия памятников, металлов, зданий. Коррозия металлов происходит от того, что увеличивается на его поверхности концентрация иона водорода. Для сравнения степень коррозии металлоконструкции в сельских районах составляет всего несколько мкм в год, тогда как в городе, где производятся выбросы вредных веществ, коррозия достигает 100 мкм в год.

Кислотные дожди кроме  металла воздействуют непосредственно  на различные сооружения,  здания, памятники. Особенно быстро подвергаются воздействию кислотных дождей памятники, которые построены из песчаника или известняка, поскольку они содержат СаСО₃, который преобразуется в сульфат кальция и легко подвергается воздействию дождевой воды. [8]

В связи с этим экологи  и представители здравоохранения  настоятельно рекомендуют, чтобы избежать или хотя бы минимизировать последствия  кислотных дождей, как можно реже купаться или вообще не купаться в  водоемах с очень низкой либо очень  высокой кислотностью, поскольку  это отрицательно отразится на здоровье человека.

Например, чтобы последствия  кислотных дождей не отразились на здоровье, не стоит в дождь выходить на улицу без соответствующего инвентаря  — зонта либо плаща-дождевика. Если игнорировать этот совет, то все примеси, которые присутствуют в якобы  чистой дождевой воде, тянут за собой  большое количество проблем. Достигая максимального уровня концентрации в организме, большинство таких  элементов начинают свое пагубное действие, провоцируя тяжелые интоксикации, а в некоторых случаях даже мутации, которые проявятся на последующих поколениях. Ионы тяжелых металлов замусоривают каналы печени и почек, а постепенное скопление токсинов приводит к общему отравлению всего организма.

Довольно серьезные последствия  кислотных дождей для организма  и здоровья можно наблюдать при  отравлении марганцем, который также  может находиться в дождевой воде в громадных количествах. Признаки подобной интоксикации характерны для  большого количества заболеваний, и  обычно человек не сразу обращает внимание на это. Марганец может закупоривать канальцы нервных клеток, что провоцирует  сильную утомляемость, уменьшение работоспособности, сонливость, внезапную слабость, головокружения, тошноту. Еще одним опасным металлом кислотного дождя можно назвать  алюминий, который, скапливаясь в  течение нескольких лет, может явиться  причиной всевозможных заболеваний  неврологического характера.

Остальные роковые примеси  не менее опасны, многие из них могут  вызывать злокачественные опухоли, поэтому необходимо при кислотном  дожде воздержаться от прогулки и  ни в коем случае не нужно применять  эту воду. Последствия кислотных  дождей после прогулки можно снизить, если принять теплый душ с мылом  или гелем, тщательно вымыть голову шампунем, а после душа выпеть горячий  чай с молоком, либо просто теплое молоко. Также рекомендуется принимать  различные абсорбенты, которые помогут  нейтрализовать и вывести из организма  все ненужные примеси. [9]

Но кроме вреда кислотные  дожди имеют и полезное действие:

Кислоты, содержащиеся в  облаках над океаном, могут разрушать  относительно крупные частицы пыли, содержащие железо, на чрезвычайно  мелкие и хорошо растворимые наночастицы, которые легко усваиваются планктоном, полагают авторы исследования, опубликованного в журнале Environmental Science and Technology.

Это открытие интересно и  с практической точки зрения, как  одна из возможностей увеличения биопродуктивности поверхностных вод океана за счет удобрений, для фиксации атмосферного углекислого газа и борьбы с глобальным изменением климата.

Считается, что недостаток железа в той форме, в какой  его усваивают микроорганизмы, сильно снижает способность планктона  перерабатывать атмосферный углекислый газ в ходе фотосинтеза, и противостоять таким образом глобальному потеплению климата.

Так как облака, содержащие капельки воды с высокой кислотностью, формируются в большей степени  в результате промышленных выбросов, ученые полагают, что многие индустриальные страны и в частности Китай, производя  много парниковых выбросов, одновременно, в некоторой степени, снижают  этот негативный климатический эффект за счет «удобрения» океана.

Для того чтобы прийти к таким выводам,  учёные провели эксперименты по получению искусственных облаков в лаборатории. К ним они добавляли частицы пыли, которые поднимаются в атмосферу во время песчаных бурь в Сахаре. Таким образом, исследователи смогли отследить все химические процессы, протекающие в подобных системах. Свои лабораторные эксперименты авторы публикации подтвердили полевыми наблюдениями. [10]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Меры по охране атмосферы от кислотообразующих  выбросов:

Чистота атмосферного воздуха  планеты – одно из приоритетных направлений природоохранной деятельности национальных правительств, которая  развивается в рамках программы, принятой на ХIX специальной сессии Генеральной Ассамблеи Организации Объединенных Наций в июне 1997 г.

Международными соглашениями установлены критические нормы  выбросов диоксида серы и оксидов  азота, ниже которых их воздействие  на наиболее чувствительные компоненты экосистем не обнаруживается, а также  ряд рекомендаций по осуществлению  снижения этих выбросов.

Основными на сегодняшний  день методами снижения загрязнения  атмосферы, в том числе кислотообразующими выбросами, являются разработка и внедрение  различных очистных сооружений и  правовая защита атмосферы.

Ведутся исследования по снижению загрязнений от выхлопных газов  автомобилей. Наибольшие трудности  здесь вызывает именно уменьшение выбросов оксидов азота, которые помимо образования  кислотных осадков ответственны за появление фотохимических загрязнителей (фотохимический смог) и разрушение озонового слоя в стратосфере. Для  решения этой проблемы ведутся работы по созданию различных каталитических конвертеров, преобразующих оксиды азота в молекулярный азот.

Среди эффективных методов  борьбы с выбросами окисленной серы в атмосферу через дымовые  трубы следует отметить различные  газоочистители, такие, как электрические  фильтры, вакуумные, воздушные или  жидкие фильтры-скрубберы. В последних газообразные продукты сгорания пропускаются через водный раствор извести, в результате образуется нерастворимый сульфат кальция СаSО₄. Этот метод позволяет удалить до 95% SО₂, но является дорогостоящим (снижение температуры дымовых газов и понижение тяги требует дополнительных затрат энергии на их подогрев; кроме того, возникает проблема утилизации СаSO₄) и экономически эффективен лишь при строительстве новых крупных предприятий. Такой же дорогостоящий метод очистки дымовых газов от оксидов азота - с помощью изоциановой кислоты НNСО (удаляется до 99% оксидов азота, превращающихся в безвредные азот и воду).

Восстановление нормальной кислотности водоемов возможно за счет известкования, при этом не только уменьшается  кислотность воды, но и повышается ее буферная способность, т. е. сопротивляемость по отношению к будущим кислотным  осадкам.

Известкование можно применять  и для защиты лесов от кислотных  дождей, используя распыление с самолетов  свежемолотого доломита (СаСО₃•MgCO₃), который реагирует с кислотами с образованием безвредных веществ:

СаМg(СО₃)₂ + 2Н₂SО₃ = СаSО₃ + МgSО₃ + 2СО₂ + 2Н₂О,

СаМg(СО₃)₂ + 4НNО₃ = Са(NО₃)₂ + Мg(NО₃)₂ + 2СО₂ + 2Н₂О.

Для защиты памятников культуры и ценных архитектурных сооружений используют покрытия из высокомолекулярных соединений – силиконов или производных  эфиров кремниевой кислоты; для защиты металлических изделий – покрытие их лаком, масляной краской или легирование  сталей, образующих устойчивую к кислотам оксидную пленку.

Все перечисленные меры представляют собой реализацию метода «контроля  на выходе» – снижение концентрации загрязнителей на стадии их попадания  в атмосферу.

Более эффективен с экологической  точки зрения метод «контроля  на входе», предусматривающий очистку  топлива от потенциальных загрязнителей, использование экологически более  чистых источников энергии и создание так называемых безотходных технологий, т. е. технологических процессов, сопоставимых с природными циклами в биосфере.

Содержание серы в выбросах можно уменьшить, используя низкосернистый уголь, а также путем физической или химической его промывки. Первая позволяет очистить уголь от неорганических примесей серы, таких, как сульфиды металлов. С помощью второй удаляется органическая сера. Отметим, что физические методы очистки малорентабельны, а применение химических методов очистки из-за ряда технических сложностей эффективно лишь на вновь строящихся электростанциях. Для средних и малых предприятий энергетики используется метод сжигания топлива в кипящем слое, при котором удаляется до 95% диоксида серы и от 50 до 75% оксидов азота.

Хорошо разработана технология уменьшения содержания оксидов азота (на 50–60%) путем снижения температуры  горения.

Перспективна замена бензина  в автомобилях другими видами топлива (например, смесью спиртов), применение газобаллонных автомобилей, использующих природный газ, и электромобилей; использование на электростанциях  в качестве топлива природного газа.

Реально заменить горючие ископаемые могут возобновляемые, экологически чистые энергетические ресурсы, такие, как солнечная энергия, ветер, морские приливы, термальные источники недр Земли. Пока возможности таких энергопроизводств относительно ограничены, но тем не менее, например, в Дании ветровые электростанции дают около 12% энергии (столько же дают все АЭС в России).

Энергосбережение, внедрение  новых неэнергоемких технологий и безотходных и малоотходных технологий производственных процессов, применение альтернативных источников энергии, все меры экологического контроля способны решить проблему загрязнения  атмосферного воздуха, оздоровить окружающую среду, снять угрозу необратимых  отрицательных изменений в биосфере Земли. [11]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение:

Нам уже известно, что  дальнейшее закисление окружающей среды зависит от того, как будет обстоять дело с антропогенными выбросами оксидов серы и азота в атмосферу. Разумеется, предсказать это очень сложно. Однако мы можем сделать определенное заключение на основе анализа интенсивности выбросов в прошлом.

 

Оцененный таким способом выброс двуокиси серы в будущем тысячелетии значительно больше нынешнего уровня. Согласно этому ожидается рост закисления окружающей среды, а причиняемый кислотными осадками ущерб станет катастрофическим. Это вызывает большое беспокойство, если принять во внимание, что и настоящие уровни выброса уже приводят к ужасающим последствиям.

 

Неблагоприятно положение  и с выбросами оксидов азота, поскольку антропогенные выбросы соединений азота по сравнению с соединениями серы увеличиваются еще более высокими темпами.

 

В определенных странах увеличение эмиссии двуокиси серы, кажется, удалось остановить. Что касается оксидов азота, то и в Европе и во всем мире

продолжают увеличиваться  выбросы NO_x, особенно в связи с возрастающим числом автомобилей. В некоторых странах проблема эмиссии оксидов серы и азота является в какой-то мере политической, так как в результате их распространения загрязняющие вещества попадают за пределы государственной границы, и одно государство может обвинить другое в ущербе, причиненном кислотными осадками, соответственно потребовав его возмещения. Канада, например, действует таким образом по отношению к США, а Швеция — по отношению к промышленно развитым государствам Европы. Специалисты Европы и Северной Америки серьезно обеспокоены дальнейшими последствиями выпадения кислотных осадков.