Кислотные дожди

1.Кислотные дожди называют все виды метеорологических осадков (дождь, снег, град, туман, дождь со снегом), показатель рН которых меньше, чем среднее значение рН дождевой воды, равное 5,6.  это следствие загрязнения воздуха. Дым, образующийся при сжигании угля, нефти и бензина, содержит газы — двуокись серы и двуокись азота. Эти газы попадают в атмосферу, где растворяются в капельках воды, образуя слабые растворы кислот, которые затем выпадают на землю с дождем. 

Вода “нормального” дождя тоже представляет собой слабокислый  раствор. Это происходит вследствие того, что двуокись углерода вступает в реакцию с дождевой водой. При  этом образуется слабая угольная кислота. В реальной жизни показатель ее кислотности  в разных местах может сильно различаться, что, прежде всего, зависит от состава  газов, содержащихся в атмосфере  той или иной.

Кислотный дождь образуется в результате химического взаимодействия оксидов  серы (SO2 и SO3) и азота (NOх) с водой в атмосфере. Эти вещества выбрасываются автомобильным транспортом, образуются в результате деятельности металлургических и химических предприятий, а также при сжигании ископаемого топлива на электростанциях. Природными источниками поступления диоксида серы в атмосферу являются главным образом вулканы и лесные пожары.

3. Влияние кислотных дождей на экосистемы и людей

Растениям, животным и зданиям кислотные дожди наносят вред. Воздействие их особенно ощутимо вблизи городов и промышленных зон. Ветер переносит облака с капельками воды, в которых растворены кислоты, на большие расстояния, поэтому кислотные дожди могут выпадать за тысячи километров от того места, где первоначально зародились. Например, большинство кислотных дождей, выпадающих в Канаде, вызвано дымом заводов и электростанций США. Последствия кислотных дождей вполне понятны, однако механизма их возникновения в точности никто не знает

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

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.

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. Закисленная и токсичная вода разрушает скелеты рыб и раковины моллюсков, а главное - снижает репродуктивные процессы. По мере повышения кислотности воды становится возможным растворение из донных отложений и почв токсичных тяжелых и легких металлов: кадмия, ртути, свинца, алюминия и др. Люди, пьющие воду с высоким содержанием свинца или принимающие в пищу рыбу, перенасыщенную ртутью, могут приобрести серьезные заболевания.

Почвенные организмы более  приспособлены к пониженным значениям  рН почвенной влаги, но и они угнетаются возрастающей кислотностью. 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.

Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне, но также  уничтожает растительность на суше. Особенно чувствительны к кислотным дождям хвойные леса – с них опадает  хвоя.

Непосредственное воздействие  кислотных осадков приводит к  нарушению листовой поверхности, процессов  испарения с поверхности листа и фотосинтеза за счет разрушения хлорофилла. В то же время подкисление почвы азотокислыми дождями стимулирует развитие лесных вредителей. Наибольший урон кислотные дожди нанесли лесам Центральной Европы. Ущерб от кислотных дождей для европейских лесов оценивается в 118 млн м3 древесины в год. В меньшей степени от кислотных дождей страдают сельскохозяйственные растения, поскольку подкисление почв здесь можно контролировать агрохимикатами. Воздействие кислотных дождей также снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к еще более выраженному их ухудшению как природных экосистем.

Многие скульптуры и здания в Риме, Венеции и других городах, памятники зодчества, такие, как  Акрополь в Афинах, Кёльнский собор  и другие, за несколько последних  десятилетии получили значительно большие повреждения, чем за все предыдущее время

Загрязнение воздуха кислотообразующими выбросами оказывает вредное  многообразное влияние и на организм человека. Вдыхание влажного воздуха, содержащего диоксид серы, особенно опасно для пожилых людей, страдающих сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями, в тяжелых случаях может возникнуть отек легких. Вредно это и для здоровых людей.

Во время трагического лондонского тумана 1952 г. более 4000 смертей  было отнесено за счет повышенного  содержания во влажном воздухе диоксида серы и сульфатных частиц. В феврале 1972 г. 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.

Экономические потери от кислотных  дождей в США, по оценкам одного исследования, составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов и к концу  века убытки достигнут 1.750 миллиардов долларов..

2. Выпадение кислотных дождей

Впервые термин “кислотный дождь” был  введен в 1872 году английским исследователем Ангусом Смитом при изучении викторианского смога в Манчестере.

И хотя ученые того времени отвергли теорию о существовании кислотных  дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели лесов, урожаев  и растительности. Кроме того, кислотные  дожди разрушают здания и памятники  культуры, трубопроводы, приводят в  негодность автомобили, понижают плодородие почвы и могут приводить к  просачиванию токсичных металлов в  водоносные слои почвы.

Впервые кислотные дожди  были отмечены в Западной Европе, в  частности в Скандинавии, и Северной Америке в 1950-х гг. Сейчас эта проблема существует во всем индустриальном мире и приобрела особое значение в связи с возросшими техногенными выбросами оксидов серы и азота. За несколько десятилетий размах этого бедствия стал настолько широк, что в 1982 г. в Стокгольме состоялась специальная международная конференция по кислотным дождям, в которой приняли участие представители 20 стран и ряда международных организаций.

В последние годы кислотные  дожди стали наблюдаться в  промышленных районах Азии, Латинской  Америки и Африки. Специфическая  особенность кислотных дождей - их трансграничный характер, обусловленный  переносом выбросов воздушными течениями  на большие расстояния - сотни и  даже тысячи километров. Почти все  страны одновременно являются "экспортерами" своих и "импортерами" чужих  выбросов. Обмен кислотообразующими и другими загрязняющими атмосферу  выбросами характерен для всех стран  Западной Европы и Северной Америки. Трансграничный перенос кислотных  осадков - одна из причин конфликтных  взаимоотношений США и Канады.

4.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 XIX специальной  сессии Генеральной Ассамблеи Организации  Объединенных Наций в июне 1997 г.

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.

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.

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.

Для защиты памятников культуры и ценных архитектурных сооружений используют покрытия из высокомолекулярных соединений; 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.

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 возобновимые 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).