Как образуются кислотные дожди кратко: Кислотные дожди и их влияние на экологию планеты

Содержание

Кислотные дожди | Экология природных ресурсов

Термин «кислотные дожди» был введен английским химиком Р.Э.Смитом более 100 лет назад.

В 1911 г. в Норвегии зафиксировали случаи гибели рыб в результате подкисления природной воды. Однако только в конце 60-х гг., когда аналогичные случаи в Швеции, Канаде, США привлекли внимание общественности, возникло подозрение, что причина — дождь с высоким содержанием серной кислоты.

Кислотные дожди — это атмосферные осадки (дождь, снег) с рН менее 5,6 (повышенной кислотностью).

Образуются кислотные дожди при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6). В Баварии (ФРГ) в августе 1981 г. выпадали дожди с кислотностью рН = 3,5. Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе — рН =2,3.

Суммарные мировые антропогенные выбросы оксидов серы и азота составляют ежегодно более 255 млн т (1994). Кислотообразующие газы надолго остаются в атмосфере и могут передвигаться на расстояния в сотни и даже тысячи километров. Так, значительная часть выбросов Великобритании попадает в северные страны (Швецию, Норвегию и др.), т.е. с трансграничным переносом, и наносит ущерб их экономике.

На огромной территории природная среда закисляется, что весьма негативно отражается на состоянии всех экосистем. Выяснилось, что природные экосистемы подвергаются разрушению даже при меньшем уровне загрязнения воздуха, чем тот, который опасен для человека.

Опасность представляют, как правило, не сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием процессы.

Кислотные дожди вымывают биогены из почвы. Частицы гумуса и глины обычно заряжены отрицательно и удерживают такие положительные ионы, как Са2+, К+, NH+. Просачивающаяся кислота уносит биогенные ионы, т. к. их вытесняет ионы водорода.

Под действием кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только жизненно необходимые растениям питательные вещества, но и токсичные тяжелые и легкие металлы — свинец, кадмий, алюминий и др. Впоследствии они сами или образующиеся токсичные соединения усваиваются растениями и другими почвенными организмами, что ведет к весьма негативным последствиям. Например, возрастание в подкисленной воде содержания алюминия всего лишь до 0,2 мг на один литр летально для рыб, а токсичность тяжелых металлов (кадмия, свинца и др.) проявляется в еще большей степени.

Пятьдесят миллионов гектаров леса в 25 европейских странах страдает от действия кислотных дождей. Так, например, гибнут хвойные горные леса в Баварии. Отмечены случаи поражения хвойных и лиственных лесов в Карелии, Сибири и в других районах нашей страны.

Воздействие кислотных дождей и других загрязнителей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к еще более выраженной их деградации как природных экосистем.

Ярким примером негативного воздействия кислотных осадков на природные экосистемы является закисление озер. Особенно интенсивно оно происходит в Канаде, Швеции, Норвегии и на юге Финляндии. Объясняется это тем, что:

  • значительная часть выбросов серы в таких промышленно развитых странах, как США, ФРГ и Великобритания, выпадает именно на их территории;
  • коренные породы, слагающие ложе озер, обычно представлены гранитогнейсами и гранитами, не способными нейтрализовать кислотные осадки, в отличие, например, от известняков, которые создают щелочную среду и препятствуют закислению.

Закисление озер опасно не только для популяций различных видов рыб (в т. ч. лососевых, сиговых и др.), но часто влечет за собой постепенную гибель планктона, многочисленных видов водорослей и других обитателей водоемов. Озера становятся практически безжизненными. Так, в Канаде более 4 тыс. озер объявлены мертвыми, а еще 12 тыс. — на грани гибели.

В южной части Норвегии в половине озер исчезла рыба. Кстати, если рН водной среды равно или меньше 4, то все живое в ней погибает.

В нашей стране площадь значительного закисления от выпадения кислотных осадков достигает нескольких десятков миллионов гектаров. Отмечены и частные случаи закисления озер (Карелия и др.). Повышенная кислотность осадков наблюдается вдоль западной границы (трансграничный перенос серы и других загрязняющих веществ) и на территории ряда крупных промышленных районов, а также фрагментарно на побережье Таймыра и Якутии.

Парниковый эффект >
Загрязнение гидросферы >

Кислотные дожди и их влияние на окружающую среду – Таймырский Краеведческий Музей

 Михайлец М.А.

 

Кислотные дожди и их влияние на

окружающую среду

 

Интенсивная хозяйственная деятельность человека создает мощнейшее антропогенное давление на окружающее среду. Это приводит к нарушению равновесных процессов, протекающих в биосфере, что проявляется целым спектром проблем экологического характера.

Одной из актуальнейших экологических проблем последних десятилетий являются кислотные осадки. Термин «кислотный дождь» первоначально был введен еще в 1882 году Р. Смитом, о его влиянии на состояние природных и искусственных экосистем заговорили только в конце прошлого века.

Кислотные осадки и их последствия представляют собой серьезную социально-экономическую проблему. Они крайне негативно воздействуют на биоценозы замкнутых водоемов, являясь причиной уменьшения рыбного промысла. Они снижают плодородие сельскохозяйственных угодий, способствуют распространению тяжелых металлов, служат причиной разрушения строительных конструкций, а также памятников архитектуры и зодчества.

В основе механизма образования кислотных осадков лежит нарушение природных круговоротов веществ, в первую очередь серы, вследствие интенсивной хозяйственной деятельности человека (Рис. 1).

 

 

Рис. 1. Механизм образования кислотных дождей

1. выбросы кислотообразующих соединений

2. взаимодействие кислотообразующих веществ с парами воды

3. выпадение кислотных осадков

4. влияние кислотных дождей на ОС: закисление почвы и водоемов, угнетение и гибель растений, разрушение зданий, памятников архитектуры и зодчества

 

Диоксид серы в большом количестве образуется при сжигании богатого серой горючего, например угля и мазута (содержание серы в них колеблется от 0,5 до 5–6%). Другими источниками являются электростанции (~40% антропогенного поступления в атмосферу), металлургическое производство, различные химические технологические процессы и ряд машиностроительных предприятий [1].

В атмосфере диоксид серы в результате фотохимического окисления частично превращается в триоксид серы (серный ангидрид) SО3: 2SO2 + O2 = 2SO3.

Основная часть выбрасываемого диоксида серы при достаточной атмосферной влажности образует кислотный полигидрат SО2•nh3O, или сернистую кислоту: SO2 + h3O = h3SO3. Аэрозоли серной и сернистой кислот считаются основной причиной выпадения кислотных осадков.

В нашей стране проблема кислотных дождей впервые была поднята только в конце 1980 х годов, а первые попытки ее решения начались в 1990 х годах.

В последние годы среднегодовые фоновые концентрации диоксида серы над территорией России оставались на низком уровне – около 0,3 мкг/м3, несколько увеличиваясь в холодный период года (в среднем около 2,5 мкг/м3). В долгосрочной динамике отмечается стабилизация уровня концентраций диоксида серы после некоторого ее уменьшения в течение 10 предыдущих лет. Среднегодовые фоновые концентрации диоксида азота в воздухе также оставались на уровне прошлых лет, изменяясь от 1,2 до 4,8 мкг/м3 [4].

Однако на территории Российской Федерации есть регионы чрезвычайно неблагополучные по данным показателям. Примером может служить Норильск и НПР, где основным источником выбросов кислотообразующих соединений является комбинат «Норильский никель». В его состав входят три завода – никелевый, медный заводы и Надеждинский металлургический комбинат. Как известно, металлургические предприятия вносят значительный вклад в загрязнение атмосферы кислотообразующими соединениями. В связи с этим на территории Норильского промышленного района регулярно регистрируется выпадение закисленных осадков (табл. 1), что приводит к выраженной деградации лесных биоценозов.

 

Таблица 1. Суточные величины закисленности атмосферных осадков в Норильске в 2012—2013 гг*

(критическое значение рН – ниже 4,0)

 

1 квартал 2012 г.

5,0—6,7

2 квартал 2012 г.

5,8—7,0

3 квартал 2012 г.

5,5—6,0

4 квартал 2012 г.

5,8—6,2

1 квартал 2013г.

5,6—6,3

2 квартал 2013 г.

5,8—6,2

3 квартал 2013 г.

5,9—6,1

 

*(Материалы предоставлены Начальником территориального Центра по мониторингу загрязнения окружающей среды Н.С. Шленской).

 

Ареал поврежденных лесов Таймыра по большей части находится южнее Норильска, что связано с преобладающими ветрами. По свидетельству очевидцев, усыхание древостоев началось еще в 50-е годы прошлого столетия. К концу 60-х площадь погибших лесов составляла 5 тыс. га. Зона полной гибели древостоев в 1993 г. протянулась на 90 км в южном направлении от Норильска, а заметные повреждения лесов техногенного характера наблюдались на расстоянии до 170 км от города. Площадь погибших и поврежденных насаждений с 1976 по 1990 г.

возросла с 322 до 550 тыс. га, а площадь погибших в 1989 г. составила 283 тыс. га [3] (рис. 2).

 

 

Рис. 2. Динамика величины исков, предъявляемых предприятиям «Норильского никеля» за ущерб лесным насаждениям

(по данным портала «Экомир»)

 

Следует отметить, что главную опасность для естественных и искусственных экосистем представляют не столько сами кислотные осадки, сколько процессы, протекающие в результате закисления окружающей среды. Выпадение кислотных осадков приводит к выщелачиванию из почвы жизненно необходимых растениям питательных веществ, а также токсичных тяжелых и легких металлов, таких как свинец, кадмий и др. Такие металлы и их токсичные соединения активно усваиваются растениями и другими почвенными организмами, что и приводит к негативным последствиям. При повышенной кислотности почв из верхних горизонтов выносится обменный кальций, магний и другие элементы, активируются обменные процессы между абиотической и биотической частями экосистемы. В частности связанное с кислотными осадками увеличение поглощения деревьями алюминия приводит к выраженному снижению прироста древесины [4]. Непосредственное воздействие кислотных осадков приводит к нарушению листовой поверхности, процессов транспирации и фотосинтеза.

В целом, можно заключить, что воздействие кислотных осадков на лесные биоценозы носит комплексный характер, затрагивая, в первую очередь, почвы и растительность (рис. 3).

Почвенное подкисление считается одним из негативных факторов, приводящих к деградации лесов умеренной зоны северного полушария. При этом эффект может проявляться спустя длительное время после выпадения кислотных осадков.

 

Рис. 3. Комплексный характер влияния кислотных осадков на лесные биоценозы [6]

 

Т.Ф. Тарасова и О.В. Чаловская выделяют несколько основных стадий, которые характерны для процесса трансформации экосистемы лесов северного полушария под действием кислотных осадков [5].

1. Выпадение наиболее чувствительных к условиям внешней среды видов при сохранении основных параметров экосистемы. Первыми при ухудшении параметров среды начинают исчезать лишайники.

2. Структурные перестройки экосистемы. Ухудшается санитарное состояние деревьев, при сохранении плотности древостоя и его запасов. Изменяется травяно-кустарничковый ярус, где выпадают чувствительные виды лесного разнотравья. Замедляются процессы, происходящие с участием почвенных микроорганизмов. Незначительно увеличивается толщина подстилки. Уменьшается разнообразие и численность эпифитных лишайников.

3. Стадия частичного разрушения экосистемы. Отмечается угнетение и изрежение древесного яруса, нарушение его возобновления. В травяном ярусе происходит замена лесных видов луговыми видами и видами-эксплерентами. Биологическая активность почвы резко снижена. Крупные почвенные сапрофаги отсутствуют. Уменьшается скорость деструкции листового опада, в результате происходит его накопление в виде толстого слоя подстилки. Лишайниковый покров сохраняется только у самого основания стволов, представлен одним-тремя устойчивыми видами. Происходит элиминация крупных лесных видов птиц, уменьшается плотность орнитофауны. Наблюдается вселение синантропных видов и видов, приуроченным к открытым местообитаниям (характерно для населения птиц, мелких млекопитающих и муравьев).

4. Стадия полного разрушения экосистемы. Древесный ярус полностью разрушен, сохраняются лишь отдельные, сильно угнетенные экземпляры деревьев. Травяной ярус представлен одним-двумя видами злаков, в увлажненных местах встречается хвощ. Лишайниковый покров отсутствует. Полностью смыты подстилка и верхние горизонты почвы. Биологическая активность почвы снижена до нуля. Почвенные животные отсутствуют. Группировка птиц и мелких млекопитающих существуют за счет притока мигрантов с соседних участков территории.

Меры по защите лесных биоценозов от кислотных осадков на первом этапе сводились к разработке и реализации организационных мероприятий, которые включали в себя ужесточение природоохранного законодательства, нормирование выбросов вредных веществ, повышение штрафов. Эти действия имели определенный экологический эффект, однако полностью проблему решить не смогли. Основными методами снижения загрязнения атмосферы кислотообразующими выбросами на сегодняшний день являются разработка и внедрение различных очистных сооружений и правовая защита атмосферы [2].

Для уменьшения выбросов окисленной серы в атмосферу через дымовые трубы используют различные газоочистители (электрические фильтры, вакуумные, воздушные или жидкие фильтры-скрубберы). Так, в скрубберах газообразные продукты сгорания пропускаются через водный раствор извести, в результате чего образуется нерастворимый сульфат кальция СаSО4. Этот метод позволяет удалить до 95% SО2, однако его главным недостатком является высокая стоимость. Таким же дорогостоящим является метод очистки дымовых газов от оксидов азота с помощью изоциановой кислоты НNСО. За счет химического взаимодействия в этом случае удаляется до 99% оксидов азота.

Для защиты лесов от кислотных дождей также применяют известкование. Для этого с самолетов распыляют свежемолотый доломит (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.

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

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

Таким образом, проблема кислотных осадков сохраняет свою актуальность как для России, так и для всего мира, затрагивая в первую очередь страны с развитым промышленным комплексом.

В основе закисления осадков, в первую очередь, лежат химические взаимодействия оксидов серы и азота с атмосферными водяными парами, в результате чего образуются серная и азотная кислоты. Интенсивные промышленные выбросы кислотообразующих соединений нарушают природные круговороты веществ и приводят к выпадению атмосферных осадков с рН меньше 5,6.

Кислотные осадки имеют широкий спектр негативных влияний, как на природные объекты, так и на объекты, созданные человеком. Наиболее подвержены действию кислотных осадков биоценозы озер и лесов, которые в результате закисления могут подвергаться полной или частичной деградации.

Решение данной проблемы требует усилий в области разработки мер по снижению количества кислотообразующих выбросов. Перспективными являются технологии, позволяющие очистить топливо и сырье от потенциальных загрязнителей атмосферы на начальном уровне.

 

1. Боровский Е.Э. Кислотные дожди // ECOTECO, № 6. – Электронный журнал. – URL: http://www.ecoteco.ru/library/magazine/zhurnal-111/ekologiya/kislotnye-dozhdi/.

2. Дубровин Т., Дубровин Е. «Кислота с неба» // Энергетика и промышленность России. – 2008, № 20. – URL: http://www.eprussia.ru/epr/112/8772.htm.

3. Зиганшин Р.А., Воронин В.И., Карбаинов Ю.М. Мониторинг лесных экосистем Таймыра // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2011. № 8. С. 117-123.

4. Илькун Г.М. Загрязнение атмосферы и растения. – Киев: Наукова думка, 1978. – 147 с.

5. Обзор фонового состояния окружающей природной среды на территории стран СНГ за 2009-2010 гг. / Под редакцией Ю.А. Израэля. – Росгидромет, 2011. – 128 

6. Тарасова Т.Ф., Чаловская О.В. Оценка возедйствия кислотных дождей на элементы экосистемы промышленного города // Вестник ОГУ. – 2005. — №10. С. 80 – 84.

Кислотные дожди – причины и последствия ~ Русло.info

Кислотные дожди – это атмосферные осадки, уровень pH которых ниже 5,6. Если говорить кратко, то кислотный дождь образуется в результате реакции воды с газами в воздухе. Эти газы представляют собой оксид азота, диоксид серы, сероводород и хлористый водород, которые выбрасываются в атмосферу в результате процессов сжигания топлива или различных промышленных производств. Источниками этих газов также являются естественные процессы, такие как извержения вулканов, удары молний и другие природные факторы.

Проблема повышенной кислотности касается не только дождя, но и других видов осадков. Существуют также кислотные туманы и кислотный снег. Загрязнение окружающей среды кислотными дождями вызывает не только закисление почвы, но также наносит вред растениям и оказывает негативное воздействие на животных в данной среде. Они также оказывают значительное влияние на здоровье человека, а также на здания и сооружения. Термин «кислотный дождь» впервые появился в 1872 году в книге шотландского химика Роберта Энгуса Смита, хотя это явление наблюдалось еще в конце 17 века. Самый низкий уровень pH осадков был зарегистрирован в Шотландии в 1974 году. Выпавший дождь имел pH 2,4. Еще более низкий уровень pH зафиксировали в Лондоне в 1952 году. Он имел значение 1,5 и был последствием смога.

  • Промышленные предприятия выбрасывают много загрязняющих веществ. Источник фото pixabay.com
Процесс образования кислотных дождей

Кислотные дожди возникают, когда капли воды соединяются с газообразными загрязнителями в атмосфере. В основном к таким загрязнителям относятся диоксид серы (SO2), который вызывает около 60% кислотных дождей в Европе. Кроме того, кислоты образуются из-за присутствия в воздухе оксидов азота (NOx), диоксида углерода (CO2), хлористого водорода (HCl) и сероводорода (h3S).

Источники загрязнения воздуха являются как антропогенными, так и естественными. Они возникают в результате процессов сжигания топлива в энергетике и транспортных средствах, а также на промышленных предприятиях. В случае диоксида углерода основным источником являются как раз промышленные производства. С другой стороны, основным источником оксида азота является сжигание топлива в транспортных средствах. Естественными источниками загрязнения воздуха в основном являются извержения вулканов и лесные пожары.

Частицы газообразных загрязнителей настолько малы, что могут перемещаться на большие расстояния. Следовательно, кислотные дожди не обязательно выпадают там, где происходит загрязнение. Такое перемещение загрязняющих веществ касается влажных осаждений, то есть водных осадков. В случае падения частиц кислоты на землю вместе с частицами пыли мы говорим о сухом осаждении. Сухое осаждение, в отличие от влажного, происходит близко к источнику загрязнения.

  • Вулканы – естественный источник загрязнения воздуха. Источник фото pixabay.сom
Последствия кислотных дождей

Кислотные дожди могут вызвать у людей различные проблемы со здоровьем. Они способствуют возникновению кашля, раздражения горла, астмы и даже бронхита. Кислотный дождь часто вызывает головные боли и боли в глазах. Сульфаты и нитраты, попадая в легкие, могут даже вызвать опухолевые изменения. Они также могут быть вредными косвенно, поскольку вымывают из окружающей среды тяжелые металлы, которые таким образом попадают в воду и пищу. Эти металлы могут накапливаться в организме и вызывать множество заболеваний не только у людей, но и у животных.

Кислотные дожди также вредны для растений. Они разрушают защитный восковой слой на листьях и хвое, что вызывает чрезмерное испарение влаги. Они также вызывают распад хлорофилла, что нарушает процесс фотосинтеза и приводит к пожелтению и опаданию листьев. Растительность становится более чувствительной к погодным условиям – к высоким температурам, засухе и ветрам.

Кислотные дожди из-за подкисления почвы также повреждают корни растений. Они вызывают нарушение циркуляции и дефицит питательных веществ и ферментов, а также накопление тяжелых металлов. Из-за недостатка воды и магния, меди и марганца растения растут медленнее и преждевременно стареют. Их устойчивость к болезням и вредителям также снижается.

Наиболее подвержены воздействию кислотных дождей мхи и лишайники, поскольку они не имеют защитного воскового слоя. Эти представители флоры поглощают воду и пищу непосредственно через листья и стебли, поэтому загрязняющие вещества также поглощаются таким образом. Лишайники часто используются в качестве биоиндикаторов, то есть индикаторов загрязнения, потому что их разные виды характеризуются разной чувствительностью к одним и тем же загрязнителям.

  • Лишайники – биоиндикаторы окружающей среды. Источник фото pixabay.com

Кислотные дожди влияют не только на живые организмы, но и на здания и многие материалы. Загрязненные осадки могут повредить одежду (синтетические ткани особенно чувствительны к диоксиду серы). Они также оказывают вредное воздействие на пластмассы и металлы. Это касается элементов из меди, никеля, цинка и углеродистой стали. Кислотный дождь ускоряет коррозию цепей, железных дорог и лакокрасочного покрытия автомобилей. Автомобильные краски также подвержены воздействию сухих осаждений, особенно во время появления тумана или росы.

На зданиях и памятниках сильно сказывается негативное влияние кислотных дождей. Кислотный дождь влияет на каменные конструкции, растворяя и изменяя их поверхность. Наиболее уязвимы сооружения из песчаника, известняка или мрамора. Они состоят в основном из кальцита, который очень легко растворяется даже в слабой серной или азотной кислоте. Под воздействием кислотных дождей на зданиях и памятниках могут наблюдаться сколы и поверхностные или точечные повреждения. Последствия кислотных дождей заметны даже спустя годы, поскольку они меняют структуру и свойства камня. Кислотные дожди стали причиной повреждения многих архитектурных реликвий.

Предотвращение кислотных дождей

Методы противодействия закислению окружающей среды основаны на предотвращении выброса кислотных загрязнителей в атмосферу. Одним из способов уменьшения выбросов таких частиц является использование возобновляемых источников энергии, таких как гидро-, ветровая, солнечная, геотермальная и ядерная энергия.

Кислотные дожди все чаще вызываются выхлопными газами автомобилей и твердотопливных печей. Поэтому каждый из нас может внести свой вклад в уменьшение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Среди прочего, мы можем предпринять следующие действия:

  • чаще путешествовать на велосипеде или общественном транспорте;
  • учитывать принципы экологического вождения автомобиля;
  • заменить угольные печи на более экологические: электрические, масляные, газовые или работающие от возобновляемых источников энергии;
  • использовать автомобиль с каталитическим нейтрализатором выхлопных газов;
  • использовать дымоходные фильтры.

Десульфуризация топлива и выхлопных газов также эффективна. В США в 1990 году была введена торговля квотами на эмиссии парниковых газов, заключающаяся в покупке разрешений на производство загрязняющих веществ.

Органам местного самоуправления необходимо предпринять шаги, чтобы информировать жителей о потенциальных опасностях кислотных дождей и о том, как заботиться о чистом воздухе в их повседневной жизни.

  • Лес, поврежденный кислотным дождем. Источник фото pixabay.com

Источник: Экологический блог (ruslo.info)

Кислотные дожди: причины, последствия и решения

Кислотные дожди – общее название осадков, содержащих кислотные оксиды (обычно серы или азота). Причем это может быть не обязательно жидкость, но также туман, снег, град, пыль или газы – в последнем случае используют термин «сухое осаждение».

Термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году шотландским химиком Робертом Ангусом Смитом. Он исследовал состав дождевой воды у крупных промышленных городов Туманного Альбиона. Итогом его трудов стала книга «Воздух и дождь: начало химической климатологии».

В 1950-х годах американские ученые начали свои исследования этого феномена. В 1960-х и начале 1970-х годов кислотные дожди отмечались в Западной Европе и восточной части Северной Америки, сообщает Live Science.  

Один из самых запоминающихся случаев произошел в городке Уилинг (Западная Вирджиния) – там в течение нескольких дней выпадали такие концентрированные осадки, что капли разъедали у местных жительниц капроновые чулки.

Осадки считаются кислотными при уровне рН около 5,2 и ниже. Нормальный рН дождя – около 5,6. «Антирекорд» для США составляет рН 2,83 (этот показатель был зафиксирован над Великими озерами в 1982 году), а для Европы – рН 2,4. Такой дождь, больше напоминающий столовый уксус, выпал в шотландском городке Питлохри в 1974 году.

По мнению ученых, мощнейшие кислотные дожди прошли на нашей планете после столкновения с астероидом, предположительно положившим конец эпохе динозавров.

В начале истории Земли, считают исследователи, содержание углекислого газа в атмосфере в 10 000 раз превышало современные показатели – об этом свидетельствует состав скальных отложений. Постоянные кислотные дожди вкупе с парниковым эффектом создавали условия, способные растворить камни, отметил участник исследования Джон Велли.

Что касается дня сегодняшнего, то большую часть оксидов серы и азоты выпускают электростанции, транспортные средства и нефтеперерабатывающие заводы. Электрогенераторы продуцируют в атмосферу две трети диоксида серы и четвертую часть оксида азота. Смешиваясь с водой, оксиды превращаются в растворы кислот и выпадают на землю.

Свой вклад вносят вулканы в период активности, молнии и грозовые разряды, а также естественные процессы разложения органических останков.

Кислотные дожди вредны для всей окружающей среды – они поражают не только растения, но и постройки, повреждают памятники архитектуры. Они смывают защитную пленку с листьев деревьев и препятствуют их росту. Также такие осадки могут изменить состав почвы и загрязнить водоемы, делая их непригодными для жизни. Так, большинство рыб не могут выжить при рН воды ниже 5. Когда этот показатель опускается до 4, водоем признают мертвым. Кроме того, кислотные дожди разрушают объекты из известняка или мрамора, к примеру, надгробия.

Единственная действенная мера борьбы с таким явлением, как кислотные дожди – ограничение вредных выбросов в атмосферу, использование альтернативных источников энергии, таких как солнце и ветер, считают ученые. Шаги в этом направлении предпринимаются, но эффект пока не настолько всеобъемлющ, чтобы в корне изменить ситуацию.

Кислотные дожди в атмосфере: причины и последствия


Результат выпадения кислотных осадков. Фото: dirtmotoshop.ru В последние годы многим людям приходится сталкиваться или хотя бы слышать о таком явлении, как кислотный дождь.

Такое атмосферное явления происходит из-за загрязнения атмосферы и воды различными техногенными загрязнениями. Первый зафиксированный кислотный дождь выпал в 1872 году.

Территории, подверженные кислотным осадкам

В прошлом веке, особенно в его последние десятилетия, это явление уже не являлось чем-то очень необычным. Где образуются кислотные дожди? Такие дожди (а в это понятие также входят и кислотные град, и такой же снег) с относительной регулярностью выпадают и в Европе, и в России, и в США.

Экологами разработана карта, на которой подробно обозначена каждая территория, подвергающаяся таким опасным явлениям.

На территории большинства субъектов Российской Федерации выпадение серы и нитратного азота от собственных источников не превышает 25 процентов от их суммарных выпадений. Вклад собственных источников по сере превышает этот порог в Мурманской (70%), Свердловской (64%), Челябинской (50%), Тульской и Рязанской (по 40%) областях и в Красноярском крае (43%).


Фото: Кислотные дожди на карте мира, vigivanie.com. Рыжим цветом отмечены территории, где выпадают кислотные дожди; фиолетовым — территории с загрязненным воздухом, что может привести к кислотным осадкам; бежевым — районы с потенциальными проблемами, где повышена чувствительность почв.

На Европейской территории России только 34 процента выпадений серы имеет российское происхождение. Из оставшейся части 39 процента поступает от европейских стран, а 27% из других источников. При этом наибольший вклад в трансграничное подкисление природной среды вносят соседние страны: Украина, Польша, Германия, Белоруссия и Эстония.


Кислотные дожди в России, geographyofrussia.com

Решение экопроблемы кислотных дождей

Проблема кислотных дождей носит на планете глобальный характер. В связи с этим решить ее можно только, если объединить усилия огромного количества людей. Один из основных методов решения данной проблемы – это сокращение вредных промышленных выбросов в воду и воздух. На всех предприятиях необходимо использовать очистительные фильтры и сооружения. Наиболее долговременным, дорогостоящим, но и самым перспективным решением проблемы есть создание в дальнейшем экологически безопасных предприятий. Все современные технологии должны использоваться с учетом оценки влияния деятельности на окружающую среду.

Немало вреда атмосфере приносят современные виды транспорта. Вряд ли в ближайшее время люди откажутся от автомобилей. Однако сегодня внедряются новые экологически безопасные транспортные средства. Это гибриды и электромобили. Такие авто, как Tesla уже завоевали признание в разных странах мира. Они работают на специальных аккумуляторных батареях. Также постепенно популярность набирают электроскутеры. Кроме того, не стоит забывать и о традиционном электротранспорте: трамваи, троллейбусы, метро, электропоезда.

Не стоит забывать и о том, что загрязнение воздуха осуществляют и сами люди. Не нужно думать, что кто-то другой виноват в данной проблеме, и это конкретно от вас не зависит. Это не совсем так. Конечно же, один человек не способен сделать выбросы токсических и химических средств в атмосферу в большом количестве. Однако регулярное использование легковых авто приводит к тому, что вы регулярно делаете выброс выхлопных газов в атмосферу, и это в последующем становится причиной кислотных дождей.

К сожалению, далеко не все люди осведомлены о такой экологической проблеме, как кислотные дожди. На сегодняшний день существует множество фильмов, статей в журналах и книг об этой проблеме, поэтому каждый человек может легко восполнить этот пробел, осознать проблему и начать действовать во благо ее решения.

Что такое кислотные дожди

Кислотный дождь – это осадки, в которых вода имеет низкий уровень рН. Таким показателем отображается концентрация водорода.

Нормальным показателем считается 5,6. Если с водой взаимодействуют газы, то показатель снижается до 1–4. Это становится причиной гибели микроорганизмов. Погибают и клетки более сложных организмов.

Признается, что кислотные дожди – это глобальная экологическая проблема. Идут они все чаще. Это не может не вызывать беспокойства и у научного сообщества, и у общественности. Выпадение ядовитых осадков отрицательно отражается на растительном и животном мире все земли.

Страдают от этого и люди. Порой достаточно просто побыть под кислотным дождем и получить легочное или сердечное заболевание.

Как уже было сказано, кислоты могут присутствовать не только в дожде, но и в снеге, в граде. Мало того, они могут находиться даже в тумане. При этом, чем выше концентрация во влаге каких-либо примесей, тем больший вред она наносит.

Чаще всего для выявления кислоты в атмосферной влаге требуются лабораторные анализы. Но порой об этом говорит появляющееся у человека чувство жжения при дыхании и даже на коже. Во многих случаях при таких осадках присутствует кисловатый запах. Признаком загрязнения является и изменившийся цвет воды. Если в таких условиях находиться на открытом пространстве, то все может закончится даже кислотными ожогами.

Кислотный дождь представляет собой разбавленную кислоту. Из-за этого воздух и почва (прежде всего, плодородный слой) насыщаются токсинами. Из-за кислоты погибают животные и растения, разрушаются минералы, пищевые продукты становятся просто ядовитыми.

Возрождение пострадавшей территории происходит в течение длительного времени. Кислота, проникая в почву, постепенно опускается в глубину, заражая грунтовые воды.

Интересные факты о кислотных дождях

Согласно заключению учёных, 252 млн лет назад массовые кислотные осадки стали причиной вымирания 95% видов живых организмов на Земле. А причиной образования этих осадков стало массовое извержение вулканов, активизировавшихся из-за падения метеорита.

На планете Венера кислотные дожди являются обычным природным явлением, поскольку в атмосфере планеты находится огромное количество облаков серной кислоты.

На планете Марс имеются следы кислотного тумана. На протяжении длительного времени он образовывался в кратере Гусева, разъедая там скалы. Вероятно, в других местах планеты смертельно опасный туман тоже иногда появляется.

Причины выпадения кислотных осадков

Считается нормой, когда в атмосферных осадках присутствует слабая угольная кислота. Это признается естественным состоянием. Дело в том, что в воздухе всегда есть углекислый газ, и данная кислота образуется при его взаимодействии с влагой. Аномальные осадки образуются аналогично. Но при этом влага взаимодействует с другими летучими соединениями. В результате облака насыщаются серной или азотной кислотой. При этом, чем сильнее воздух загрязнен соединениями серы или просто серой, или соединениями азота, тем выше концентрация кислоты в осадках.


Причины кислотных дождей. Фото: en.ppt-online.org

В числе причин, обусловливающих аномальные осадки, выделяют такие:

  1. При вулканических извержениях происходят выбросы в атмосферу пепла и различных газов. Это и оксиды серы, и сульфаты, и сероводородные вещества.
  2. При разложении органических остатков, как животных, так и растений, в атмосферу попадают соединения серы и азота.
  3. Разряд молнии также обеспечивает естественное загрязнение атмосферы. Признается, что ежегодно за счет молний объем сформированных кислот достигает восьми миллионов тонн.

Вероятно, следует уточнить, что в названых выше случаях образующиеся кислотные дожди имеют естественное происхождение. Вред природе они могут нанести в том случае, когда речь идет о слишком больших загрязнениях. Утверждается, что такое произошло на земле более 250 миллионов лет назад. Это было связано с аномально высоким уровнем вулканической деятельности. Результатом кислотных дождей стало вымирание 95% всех живых организмов.

В настоящее время загрязнение атмосферы, в основном, происходит не из-за природных факторов, а из-за человеческой деятельности. Научным сообществом признается, что антропогенное воздействие в этом отношении сейчас составляет от 89 до 92%. Загрязнение атмосферы при этом происходит из-за:

  • выбросов предприятий, функционирующих в машиностроение и металлургии, работы тепловых электростанции;
  • при сжигании каменного угля, нефтепродуктов, газа, дров;
  • за счет выделения метана, которое происходит на полях, где выращиваются злаковые культуры;
  • из-за использования удобрений, содержащих азот, а также при обработке посевов пестицидами;
  • при добыче полезных ископаемых, особенно открытым способом;
  • фреонами, попадающими в атмосферу из неисправных холодильников;
  • при использовании аэрозолей, в составе которых имеется хлороводород.

Пути решения проблемы кислотных дождей


Очистка дымовой трубы.
Основной упор необходимо сосредоточить на источниках образования кислотных дождей, на которые человек в силах повлиять. Речь идет о следующих мерах:

  1. Очистка выхлопных и дымовых труб;
  2. Восстановление поврежденных сред;
  3. Массовое внедрение альтернативных источников энергии.

Большая часть электроэнергии, обеспечивающей современные потребности населения планеты, поступает от сжигания ископаемых видов топлива, таких как нефть, природный газ и уголь, которые генерируют оксиды азота (NOх) и диоксид серы (SO2) в качестве основных источников кислотных дождей. Сжигание угля в основном обеспечивает выбросы SO2, а выбросы NOх в основном происходят от другого ископаемого топлива.

Промывка и использование угля с низким содержанием серы, оснащение производств устройствами, известными как «скрубберы», могут обеспечить техническое решение для выбросов SO2. Десульфуризация или очистка дымовых газов позволяет удалить 95% SO2 из газов, покидающих дымовые трубы. Электростанции также могут перейти на использование топлива, которое выделяет гораздо меньше SO2, такого как природный газ, вместо сжигания угля. Эти методы относятся к стратегиям сокращения выбросов.

Аналогичным образом, выбросы NOх при сжигании автомобильного топлива снижаются за счет использования каталитических нейтрализаторов. Каталитические нейтрализаторы установлены на выхлопной трубе, чтобы уменьшить выбросы NOх. Улучшение качества бензина, который сгорает, также позволяет уменьшить выбросы газов NOх.

Восстановление поврежденных сред

Процесс, называемый известкованием, в котором используется известняк или известь, является практикой, позволяет восстановить ущерб, нанесенный кислотными дождями озерам, рекам и ручьям. Добавление извести в поверхностные воды уравновешивает кислотность.

Этот процесс широко используется, например, в Швеции, для поддержания оптимального уровня кислотности воды. Несмотря на то, что это дорогостоящий метод, его необходимо применять неоднократно. Кроме того, он предлагает только краткосрочное решение, но помогает восстановить водные формы жизни, защищает их от гибели.

Альтернативные источники энергии

Помимо ископаемого топлива, существует широкий спектр альтернативных источников энергии, которые могут генерировать электроэнергию. К ним относятся следующие виды энергии:

  • ветра;
  • от геотермальных источников;
  • солнечная;
  • атомная;
  • гидроэнергетика.

Использование этих источников энергии может предложить эффективные альтернативы электроэнергии вместо использования ископаемого топлива. Топливные элементы, природный газ и аккумуляторы также могут заменить использование ископаемого топлива в качестве более чистых источников.

Несмотря на то, что все указанные источники имеют экологические и экономические издержки, а также выгоды, они не устойчивые. Поэтому традиционные виды остаются актуальными.

Поэтому четвертый путь решения проблемы кислотных дождей – индивидуальные, государственные и международные действия. Миллионы людей прямо и косвенно способствуют выбросам SO2 и NOх. Для смягчения этой проблемы требуется повышение их осведомленности об энергосбережении и способах сокращения выбросов.

В их силах выключать света или электроприборы, когда они не используются, отдавать предпочтение в пользу общественного транспорта, а также оснащать домохозяйства энергоэффективными электрическими приборами. Тем, кто нуждается в личном автомобиле, необходимо переключаться на использование гибридных транспортных средств или машин с низким уровнем выбросов NOх.

Как образуются кислотные дожди

Механизм образования кислотных осадков можно просто объяснить химическими формулами. Значительную роль в образовании кислотных осадков играют выбросы вредных веществ, происходящих при работе добывающих и перерабатывающих предприятий. В этих выбросах встречается до 65% серы и ее соединений. Они растворяются во влаге.


Формулы кислого дождя, ppt-online.org

Серные дожди

При попадании в атмосферу диоксида серы происходит реакция, называемая фотохимическим окислением с образованием серного ангидрида. Следующая реакция – его взаимодействие с водяным паром, в результате чего образуется сернистая кислота. Но процесс на этом не останавливается. Взаимодействие это соединения с водой продолжается, и эта кислота превращается в серную.

Азотные дожди

Половина кислотных дождей является азотными. В этом случае формирование дождевой влаги происходит за счет азотосодержащих соединений. Растворяясь в паре, они становятся азотистой или азотной кислотой. Когда такой дождь выпадает на землю, химическая реакция продолжается в почве. При этом происходит образование нитратов и нитритов.

Соляные дожди

Случается, что под воздействием соединений, содержащих хлор, формируются соляные дожди. Этот газ оказывается в воздухе одновременно с метаном. Такое происходит при выбросах ряда промышленных предприятий и при горении мусора.

Кроме названых веществ в атмосферу попадают и соединения, являющиеся в высокой степени токсичными. Виновниками также являются промышленные предприятия. Свою долю вносят и испарения, происходящие при разложении бытовых отходов.

Причины возникновения кислотных дождей


Деятельность человека — главная причина возникновения кислотных дождей.
Причины кислотных дождей – извержения вулканов, землетрясения, природные пожары, молнии и некоторые другие процессы на уровне микроорганизмом. Из-за них в атмосферу выделяется диоксид серы и оксид азота. Но именно деятельность человека является причиной большинства выбросов диоксида серы, а именно:

  1. Сжигание топлива в промышленности и на электростанциях;
  2. Выхлопные газы транспортных средств – образуют половину выбросов оксида азота;
  3. Интенсивное животноводство – производит аммиак из разложения органического вещества.

Выпадение кислотных дождей связано с тем, что загрязнения из этих трех источников может переносится на большие расстояния от места их возникновения. При контакте с атмосферой происходит окисление, из-за чего образуются серная и азотная кислоты. Они растворяются в каплях воды в облаках и выпадают на поверхность земли в виде кислотных дождей, снега или тумана.

Для справки! Серная кислота – особо токсичный компонент кислотных дождей.

Последствия кислотных дождей

Кислотные дожди способны нанести вред целым регионам. Время полного разложения токсичных соединений, попавших в почву или воду, доходит до 15-и лет. Какой вред растениям наносят кислотные дожди? Оказавшись в грунте, эти вещества разрушают все то, что необходимо растениям. При этом происходит высвобождение солей таких металлов, как свинец, алюминий и ртуть. На такой почве растения просто не могут существовать. Если в дожде присутствует высококонцентрированная кислота, погибают взрослые растения и семена. Одновременно часть ядовитых соединений отравляет и воздух.

Глобальные проблемы

Под воздействием кислотных дождей появляются такие глобальные экологические проблемы:

  1. Изменяется структура воды. Повышается ее жесткость, воду насыщают токсины и кислоты. Кислотные дожди наиболее опасны для растительного и животного мира. результате животные и растения погибают. Случается, что после таких дождей содержание в воде тяжелых металлов оказывается выше предельно-допустимых норм в 8 раз.
  2. Из-за того, что листья и корневая система растений повреждается, растения погибают. Следствие – гибель травоядных, что вынуждает хищных животных переходить на другие территории. То есть, нарушаются пищевые цепочки.
  3. Загрязненный верхний слой почвы из-за ветров продолжает загрязнять воздух. Ветер переносит ядовитую пыль на значительные расстояния, отравляя природу и там.

Влияние на человека

Кислотные дожди отрицательно влияют и на человека. Взаимодействуя с рядом строительных материалов, они освобождают из них поликарбонаты. Разрушение достигает такого уровня, что эти вещества, а также влага воздуха начинают окислять металлы, имеющиеся в сооружениях. Из-за этого постройки довольно быстро разрушаются. Из-за кислотных дождей погибает сельскохозяйственный скот, страдают посевы и обитатели водоемов в рыбных хозяйствах.

Под воздействие кислотных дождей у людей развиваются такие заболевания, как: бронхит, воспаление легких, трахеит, бронхиальная астма. В ряде случаев люди даже получают химические ожоги.

К сожалению, этим дело не ограничивается. Мясные изделия, рыба, продукты, изготовленные из растений, оказываются насыщенными ртутью, свинцом, серой, мышьяком, селеном наносят вред здоровью человека. Сохраняются в продуктах животного происхождения и кислоты, и соли, из-за которых происходят пищевые отравления. При этом страдают печень, поджелудочная железа, почки, кровеносная и нервная системы.

Экономические последствия

Кислотные дожди наносят значительный вред и экономике. Для компенсации вреда, нанесенного сельскому хозяйству, лесу, водным объектам требуются значительные затраты. Поскольку страдают и посевные площади, потери урожая достигают больших значений.

Следствием может стать голод, особенно, если речь идет о слабо развитых регионах.

Так как из-за химических ожогов, болезней, вызванных попавшими в организм вредными соединениями, появляется необходимость в оказании медицинской помощи в значительных объемах, возрастают затраты на медицинские препараты и работу медперсонала. Стоимость компенсации последствий только при реализации такой программы достигает десятков миллиардов долларов.

Кислотные дожди, их причины и последствия

Кислотными дождями принято называть любые атмосферные осадки (дождь, снег, град), содержащие какое-либо количество кислот. Наличие кислот приводит к снижению уровня рН. Водородный показатель

Кислотными дождями принято называть любые атмосферные осадки (дождь, снег, град), содержащие какое-либо количество кислот. Наличие кислот приводит к снижению уровня рН. Водородный показатель (рН) – величина, отображающая концентрацию ионов водорода в растворах. Чем ниже уровень рН, тем больше ионов водорода в растворе, тем более кислой является среда.

Для дождевой воды среднее значение рН равно 5,6. В случае, когда рН осадков меньше 5,6 – говорят о кислотных дождях. Соединениями, приводящими к снижению уровня рН осадков, являются оксиды серы, азота, хлористый водород и летучие органические соединения (ЛОС).

Причины кислотных дождей

Кислотные дожди по природе своего происхождения бывают двух типов: естественные (возникают в результате деятельности самой природы) и антропогенные (вызываются деятельностью человека).

Естественные кислотные дожди

Причин возникновения кислотных дождей естественным путем немного:

деятельность микроорганизмов. Ряд микроорганизмов в процессе своей жизнедеятельности вызывает разрушение органических веществ, что приводит к образованию газообразных соединений серы, которые, естественно, попадают в атмосферу. Количество образуемых таким путем оксидов серы исчисляется порядком 30-40 млн. тонн в год, что составляет примерно 1/3 от общего количества;

вулканическая деятельность поставляет в атмосферу еще 2 млн. тонн соединений серы. Вместе с вулканическими газами в тропосферу попадают диоксид серы, сернистый водород, различные сульфаты и элементарная сера;

распад азотсодержащих природных соединений. Поскольку в основе всех белковых соединений есть азот, то немало процессов приводит к образованию оксидов азота. Например, распад мочи. Звучит не очень приятно, но это жизнь;

грозовые разряды дают порядка 8 млн. тонн соединений азота в год;

горение древесины и другой биомассы.

Антропогенные кислотные дожди

Раз речь пошла об антропогенном воздействии, то не надо обладать большим умом, чтобы догадаться, что речь пойдет о губительном влиянии человечества на состояние планеты. Человек привык жить в комфорте, обеспечивать себя всем необходимым, только вот «убирать» за собой не привык. То ли из ползунков еще не вырос, то ли умом не дорос.

Основной причиной кислотных дождей является загрязнение атмосферы. Если лет тридцать назад в качестве глобальных причин, вызывающих появление в атмосфере соединений, «окисляющих» дождь, назывались промышленные предприятия и тепловые электростанции, то сегодня этот список дополнился автомобильным транспортом.

Теплоэлектростанции и металлургические предприятия «дарят» природе около 255 млн. тонн оксидов серы и азота.

Твердотопливные ракеты также внесли и вносят немалый вклад: запуск одного комплекса «Шаттл» приводит к выбросу в атмосферу более 200 тонн хлористого водорода, около 90 тонн оксидов азота.

Антропогенными источниками оксидов серы являются предприятия, производящие серную кислоту и перерабатывающие нефть.

Выхлопные газы автомобильного транспорта – 40% оксидов азота, попадающего в атмосферу.

Основным источником ЛОС в атмосфере, конечно, являются химические производства, нефтехранилища, бензозаправки и бензоколонки, а также различные растворители, применяемые как в промышленности, так и в быту.

Итоговый результат следующий: человеческая деятельность поставляет в атмосферу более 60% соединений серы, около 40-50% соединений азота и 100% летучих органических соединений.

С точки зрения химии в том, что образуются кислотные дожди, ничего сложного и непонятного нет. Оксиды, попадая в атмосферу, реагируют с молекулами воды, образуя кислоты. Оксиды серы, попадая в воздух, образуют серную кислоту, оксиды азота – азотную. Следует учитывать и такой факт, что в атмосфере над крупными городами всегда содержатся частицы железа и марганца, выступающие катализаторами реакций. Поскольку в природе существует круговорот воды, то вода в виде осадков рано или поздно попадает на землю. Вместе с водой попадает и кислота.

Последствия кислотных дождей

Термин «кислый дождь» впервые появился во второй половине XIX века и был введен в употребление британским химиков, занимавшимся вопросами загрязнения Манчестера. Им было замечено, что существенные изменения в составе дождевой воды вызываются парами и дымом, попадающими в атмосферу в результате деятельности предприятий. В результате проведенных исследований было обнаружено, что кислотные дожди вызывают обесцвечивание тканей, коррозию металла, разрушение стройматериалов и приводят к гибели растительности.

Прошло около ста лет, прежде чем ученые всего мира забили тревогу, говоря о вредном воздействии кислотных дождей. Данная проблема впервые была поднята в 1972 году на конференции ООН, посвященной окружающей среде.

Окисление водных ресурсов. Наиболее чувствительными оказываются реки и озера. Происходит гибель рыб. Несмотря на то, что некоторые виды рыб могут выдерживать незначительное подкисление воды, они тоже погибают из-за утраты кормовых ресурсов. В тех озерах, где уровень рН менее 5,1, не было поймано ни одной рыбы. Объясняется это не только тем, что погибают взрослые экземпляры рыб – при рН равном 5,0, большинство не может вывести мальков из икринок, в результате происходит сокращение числового и видового состава популяций рыб.

Вредное воздействие на растительность. Кислотные дожди действуют на растительный покров прямо и косвенно. Прямое воздействие происходит в высокогорных районах, где кроны деревьев оказываются в прямом смысле погруженными в кислотные облака. Излишне кислая вода разрушает листья и ослабляет растения. Косвенное воздействие происходит за счет снижения уровня питательных веществ в почве и, как следствие, увеличение доли токсичных веществ.

Разрушение творений рук человека. Фасады зданий, памятники культуры и архитектуры, трубопроводы, машины – все подвергается воздействию кислотных дождей. Было проведено много исследований, и все они говорят об одном: за последние три десятилетия процесс воздействия кислотных дождей значительно вырос. В результате под угрозой оказываются не только мраморные скульптуры, витражные стекла старинных зданий, но и изделия из кожи и бумаги, имеющие историческую ценность.

Здоровье человека. Сами по себе кислотные дожди не оказывают непосредственного воздействия на здоровье человека – попав под такой дождь или поплавав в водоеме с подкисленной водой, человек ничем не рискует. Угрозу для здоровья представляют соединения, которые образуются в атмосфере из-за попадания в нее оксидов серы и азота. Образующиеся сульфаты переносятся воздушными потоками на значительные расстояния, вдыхаются многими людьми, и, как показывают исследования, провоцируют развитие бронхитов и астмы. Другим моментом является то, что человек питается дарами природы, гарантировать нормальный состав продуктов питания могут не все поставщики.

Решение проблемы

Поскольку данная проблема носит глобальный характер, то и решить ее можно только сообща. Реальным выходом будет сокращение выбросов деятельности предприятий, как в атмосферу, так и в воду. Вариантов решения всего два: прекращение деятельности предприятий либо установка дорогостоящих фильтров. Есть и третье решение, но оно только в перспективе – создание экологически безопасных производств.

Слова о том, что каждый человек должен осознавать последствия своих поступков, давно набили оскомину. Но и с тем, что поведение общества складывается из поведения отдельных индивидуумов, не поспоришь. Сложность состоит в том, что человек в вопросах экологии привык отделять себя от человечества: воздух загрязняют предприятия, токсичные отходы попадают в воду из-за недобросовестных фирм и компаний. Они – это они, а я – это я.

Бытовые аспекты и индивидуальные пути решения проблемы

Строго соблюдать правила утилизации растворителей и других веществ, содержащих токсичные и вредные химические соединения.

Отказаться от автомобилей. Возможно? – вряд ли.

Повлиять на установку фильтров, внедрение альтернативных способов производства может далеко не каждый, но вот соблюдение экологической культуры и воспитание подрастающего поколения экологически грамотным и культурным – не только возможно, это должно стать нормой поведения каждого человека.

Никого не удивляет множество книг и фильмов, посвященных результатам техногенного воздействия человека на природу. В фильмах красочно и с пугающей реалистичностью предстают мертвая поверхность планеты, борьба за выживание и различные мутантные формы жизни. Сказка, выдумка? – вполне реальная перспектива. Вдумайтесь, еще не так давно полеты в космос казались выдумкой, гиперболоид инженера Гарина (современные лазерные установки) – фантастикой.

Думая о будущем планеты Земля, стоит думать не о том, что ждет человечество, а о том, в каком мире будут жить дети, внуки и правнуки. Только личная заинтересованность может подвигнуть человека на реальные шаги.

Источник:world-eco.org

Меры борьбы с кислотными осадками

Разработкой мер, направленных на предупреждение вреда от кислотных дождей, занимаются в Соединенных Штатах, в России, в Китае. Причина – в этих странах находится большое количество предприятий, добывающих каменный уголь. Много и металлургических предприятий.


Фото: twimg.com

Борьба с экологическими проблемами в локальных масштабах невозможна. Нужен комплексный подход по сокращению вредных выбросов, кислотообразующих веществ в атмосферу, воду и почвы, который возможен лишь при межгосударственном сотрудничестве. Применение альтернативных источников энергии без использования угля, нефти и газа также приводит к сокращению кислотных осадков. Поможет также использование низкосернистого угля или его очистка от серы. Такие работы ведутся.

Конструкторы разрабатывают высокопроизводительные воздушные фильтры и очистные системы. Однако в короткие сроки решить такие проблемы нельзя. Негативные последствия от загрязнения атмосферы с последующим выпадением кислотных дождей продолжают возрастать ежегодно, за образование кислотных дождей ответственны многие крупные промышленные предприятия.

Поскольку проблема не решена, и ее решение – дело будущего, желательно принятия мер личной безопасности. Если появляется информация о возможном выпадении кислотных осадков, желательно не выходить из помещений. В случае, когда такое невозможно, следует обязательно пользоваться зонтом. Можно обезопасить себя и используя такую одежду, как длинный плащ и непромокаемая обувь.

Без соответствующего анализа невозможно определить, присутствует ли в дожде, снеге, тумане кислота. Поэтому, если получено предупреждение об угрозе осадков с кислотой, следует особо тщательно закрывать двери и окна жилых домов и производственных помещений. В таких случаях всегда присутствую летучие соединения, способные оказывать вредное воздействие и тогда, когда человек не находится под дождем или снегом.

Возникновение кислотных осадков

Кислотный осадок образуется в результате выбросов предприятиями большого количества оксидов азота и оксидов серы.

Источниками таких загрязнений являются тепловые электростанции, металлургическое производство и выхлопные газы автомобилей. Технология очистки имеет очень низкий уровень развития, что не позволяет отфильтровать соединения азота и серы, возникшие в результате сгорания торфа, угля и других видов сырья, используемых в промышленности. Попав в атмосферу, оксиды соединяются с водой в результате реакций под действием солнечного света. После этого они выпадают в качестве дождей, их называют «кислотные осадки».

Вред кислотных дождей для людей

Гибель домашних животных, промысловых видов рыб, посевов – все это в той или иной степени отразится на качестве жизни и экономике любого государства.


Промышленные факторы человеческой жизнедеятельности являются одним из основных факторов, которые приводят к образованию кислотных дождей.

Опасным для здоровья может быть мясо рыб или животных при употреблении его в пищу именно в тех местах, где произошло отравление кислотами. В таком мясе может быть критическое содержание ядовитых соединений или ионы тяжелых металлов. При попадании в людские организмы, это может привести к тяжелой интоксикации, серьезным заболеваниям печени или почек, закупориванию нервных каналов, образованию тромбов. Некоторые последствий кислотных отравлений могут проявиться лишь спустя поколения.

Чем опасны кислотные дожди?

Кислотные дожди вместе с их последствиям – это предмет постоянных наблюдений, которые проводятся учеными всех стран. Однако их прогнозы являются чрезвычайно неутешительными. Осадки, в которых понижен уровень pH, представляют опасность не только для людей, но и для флоры и фауны.

При попадании в грунт, кислотные дожди наносят вред растениям, лишая их питательных веществ, которые необходимы для роста и развития. Кроме всего прочего, происходит вытягивание на поверхность токсичных металлов. При большой концентрации кислот, из-за осадков могут отмирать деревья, почва приходит в негодность для дальнейшего выращивания урожая, и чтобы ее восстановить, потребуются десятилетия.

Такая же ситуация и с водоемами. Состав кислотных дождей приводит к нарушению баланса природной среды, после чего возникает проблема загрязнения рек. Это в свою очередь влечет за собой гибель рыб, а также замедляет рост водорослей. Следовательно, целые водоемы, озера и реки могут на долгое время перестать существовать.


Одним из последствий выпадения кислотных осадков является массовое вымирание представителей флоры и фауны.

Перед попаданием на землю кислотные дожди, проходя воздушными массами, оставляют частицы токсических веществ в атмосфере. Это считается чрезвычайно неблагоприятным, ведь негативно влияет на здоровье людей и животных, а также существенно вредит строениям. Так большинство лакокрасочных и облицовочных материалов, металлических конструкций начинает растворяться, как только на них попадают капли злосчастного дождя.

причины, последствия, пути решения проблемы

История кислотных дождей
  • Причины кислотных дождей

  • Последствия кислотных дождей

  • Пути решения проблемы кислотных дождей

  • Кислотные дожди, видео
  • В последнее время из-за общего ухудшения экологической ситуации на нашей планете все чаще и чаще случается и такое неприятное экологическое явление как кислотные дожди. Возникновение кислотных дождей происходит по причине взаимодействия воздуха и воды в верхних слоях атмосферы с различными загрязнениями.

    История кислотных дождей

    Первый кислотный дождь в истории был зафиксирован еще в далеком 1872 году, как раз в эпоху расцвета индустриализации, массового строительства заводов и фабрик. Стоит ли говорить, что к XX веку это явление стало в разы более частым и, конечно же досталось нам жителям уже XXI века в наследство.

    Причины кислотных дождей

    Какие же причины выпадения кислотных дождей? Экологи разделяют их на антропогенные и естественные. Антропогенные причины возникновения кислотных дождей связаны с действием человека, сюда входят:

    • Выбросы заводами и фабриками различных оксидов нитрогена и сульфура. Попадая в атмосферу, они взаимодействуют с парами воды, в результате образуется серная кислота, которая выпадает такими вот кислотными дождями.
    • Выхлопные газы автомобилей, этот еще один источник загрязнений атмосферы также является еще одной причиною появления кислотных дождей.

    Естественные причины появления кислотных дождей не связаны с деятельностью человека, как правило, они происходят вследствие извержений вулканов, тогда также в атмосферу попадает большое количество азотосодержащих веществ, при взаимодействии с которыми образуется азотная кислота, выпадающая кислотными дождями.

    Последствия кислотных дождей

    Каковы последствия кислотных дождей? Негативных последствий много:

    • гибель сельскохозяйственных культур,
    • загрязнение водоемов,
    • сокращение площади лесов,
    • заболеваний у людей.

    При контакте с кислотными дождями повышается риск возникновения таких болезней как астма, аллергия, онкологические заболевания. Кислотные дожди загрязняют реки и озера, вода становится непригодной, из-за чего могут погибнуть огромные популяции рыб. От кислотных дождей загрязняется и теряет свою плодородность почва, как следствие уменьшается урожай. Страдают от них и растения, у деревьев опадают листья и тормозится развитие корней, растения становятся чувствительными к перепадам температур.

    Пути решения проблемы кислотных дождей

    Главным шагом по решению экологической проблемы кислотных дождей, как впрочем, и проблемы парникового эффекта является сокращение выброса в атмосферу вредных промышленных отходов, использование очистительных фильтров на заводах и фабриках. И в перспективе создание экологически безопасных производств, в целом все современные технологии должны внедряться лишь только после оценки их влияния на окружающую среду.

    Постепенный переход на экологичные электромобили также будет шагом на пути к преодолению проблемы возникновения кислотных дождей. Первые подобные автомобили Тесла уже потихоньку завоевывают популярность, и нам очень хочется верить, что в будущем они станут повсеместными, а автомобили на бензине станут достоянием истории, как стали, например старые паровые поезда.

    Кислотные дожди, видео

    И в завершение маленькое образовательное видео о кислотных дождях.


    Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.


    Эта статья доступна на английском языке – Acid Rain: Causes and Effects on Environment.

    Кислотные дожди — кратко, несколько точных определений. Кислотные дожди, их причины и последствия Выпадение кислотных осадков

    Термин «кислотные дожди» был введен английским химиком Р.Э.Смитом более 100 лет назад.

    В 1911 г. в Норвегии зафиксировали случаи гибели рыб в результате подкисления природной воды. Однако только в конце 60-х гг., когда аналогичные случаи в Швеции, Канаде, США привлекли внимание общественности, возникло подозрение, что причина — дождь с высоким содержанием серной кислоты.

    Кислотные дожди — это атмосферные осадки (дождь, снег) с рН менее 5,6 (повышенной кислотностью).

    Образуются кислотные дожди при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6). В Баварии (ФРГ) в августе 1981 г. выпадали дожди с кислотностью рН = 3,5. Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе — рН =2,3.

    Суммарные мировые антропогенные выбросы оксидов серы и азота составляют ежегодно более 255 млн т (1994). Кислотообразующие газы надолго остаются в атмосфере и могут передвигаться на расстояния в сотни и даже тысячи километров. Так, значительная часть выбросов Великобритании попадает в северные страны (Швецию, Норвегию и др.), т.е. с трансграничным переносом, и наносит ущерб их экономике.

    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.

    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.

    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.

    Кислотные 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 чей водный 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.

    на природу

    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 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 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.

    Причины кислотных дождей

    Основная причина выпадения кислотных дождей — наличие в атмосфере за счет промышленных выбросов оксидов серы и азота, хлористого водорода и других кислотообразующих соединений. В результате дождь и снег оказываются подкисленными. Образование кислотных дождей и их воздействие на окружающую среду показано на рис. 1 и 2.

    Присутствие в воздухе заметных количеств, например, аммиака или ионов кальция приводит к выпадению не кислых, а щелочных осадков. Однако их также принято называть кислотными, поскольку они при попадании на почву или в водоем меняют их кислотность.

    Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе — с рН = 2,3, в Китае — с РН = 2,25. Автором учебного пособия на экспериментальной базе Экологического центра РАН в Подмосковье в 1990 г. был зарегистрирован дождь с рН = 2,15.

    Подкисление природной среды отрицательно отражается на состоянии . В этом случае из почвы выщелачиваются не только питательные вещества, но и токсичные металлы, например свинец, алюминий и др.

    В подкисленной воде увеличивается растворимость алюминия. В озерах это приводит к заболеванию и гибели рыб, к замедлению развития фитопланктона и водорослей. Кислотные дожди разрушают облицовочные материалы (мрамор, известняки др.), значительно снижают срок службы железобетонных конструкций.

    Таким образом, окисление природной среды — одна из важнейших экологических проблем, требующая решения в ближайшем будущем.

    Рис. 1. Образование кислотных дождей и их воздействие на окружающую среду

    Рис. 2. Ориентировочная кислотность дождевой воды и некоторых веществ в единицах рН

    Проблема кислотных осадков

    Развитие промышленности, транспорта, освоение новых источников энергии приводят к тому, что количество промышленных выбросов постоянно увеличивается. Это связано главным образом с использованием горючих ископаемых на тепловых электростанциях, промышленных предприятиях, в двигателях автомобилей и в системах отопления жилых домов.

    В результате сжигания ископаемого топлива в атмосферу Земли поступают соединения азота, серы, хлора, других элементов. Среди них преобладают оксиды серы — S0 2 и азота — NO x (N 2 0, N0 2). Соединяясь с частицами воды, оксиды серы и азота образуют серную (H 2 SO 4) и азотную (HNO 3) кислоты различной концентрации.

    В 1883 г. шведский ученый С. Аррениус ввел в обращение два термина — «кислота» и «основание». Он назвал кислотами вещества, которые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода (Н +), а основаниями — вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-ионы (ОН -).

    Водные растворы могут иметь рН (показатель кислотности воды, или показатель степени концентрации ионов водорода) от 0 до 14. Нейтральные растворы имеют рН 7,0, кислая среда характеризуется значениями рН меньше 7,0, щелочная — больше 7,0 (рис. 3).

    В среде с рН 6,0 гибнут такие виды рыб, как лосось, форель, плотва и пресноводные креветки. При рН 5,5 погибают лонные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечные одноклеточные водоросли и простейшие беспозвоночные, которые составляют основу пищевой цепи водоема. Когда кислотность достигает рН 4,5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых, выживают только некоторые виды пресноводных беспозвоночных.

    Рис. 3. Шкала кислотности (рН)

    Установлено, что на долю техногенных выбросов, связанных со сжиганием ископаемого угля, приходится около 60-70 % их общего количества, на долю нефтепродуктов — 20-30 %, на остальные производственные процессы — 10 %. 40 % выбросов NO x составляют выхлопные газы автомобилей.

    Последствия кислотных дождей

    Характеризующиеся сильнокислой реакцией (обычно рНпоследствия кислотных дождей : обесцвечивание тканей, коррозию металлических поверхностей, разрушение строительных материалов и гибель растительности.

    Специалисты утверждают, что термин «кислотные дожди» недостаточно точен. Для такого типа загрязнителей лучше подходит выражение «кислотные осадки». Действительно, загрязняющие вещества могут выпадать не только в виде дождя, но и в виде снега, облаков, тумана («влажные осадки»), в виде газа и пыли («сухие осадки») в засушливый период.

    Несмотря на то что сигнал тревоги прозвучал больше ста лет назад, индустриальные государства долго игнорировали опасность кислотных осадков. Но вот в 60-е гг. XX в. экологи сообщили об уменьшении косяков рыбы и даже полном ее исчезновении в некоторых озерах Скандинавии. В 1972 г. проблема кислотных дождей была впервые поднята учеными-экологами Швеции на Конференции ООН по окружающей среде. С этого времени опасность глобального закисления окружающей среды превратилась в одну из наиболее острых проблем, обрушившихся на человечество.

    По состоянию на 1985 г. в Швеции из-за кислотных дождей серьезно пострадал рыбный промысел в 2500 озерах. В 1750 из 5000 озер Южной Норвегии полностью исчезла рыба. Исследование водоемов Баварии (Германия) показало, что в последние годы наблюдается резкое сокращение численности, а в отдельных случаях — и полное исчезновение рыбы. При изучении 17 озер в осенний период было установлено, что показатель рН воды колебался от 4,4 до 7,0. В озерах, где показатель рН составил 4,4; 5,1 и 5,8, не было поймано ни одной рыбы, а в остальных озерах обнаружены только отдельные экземпляры озерной и радужной форели и гольца.

    Наряду с гибелью озер происходит деградация лесов. Хотя лесные почвы менее восприимчивы к подкислению, нежели водоемы, произрастающая на них растительность крайне негативно реагирует на увеличение кислотности. Кислые осадки в виде аэрозолей обволакивают хвою и листву деревьев, проникают в крону, стекают по стволу, накапливаются в почве. Прямой ущерб выражается в химическом ожоге растений, снижении прироста, изменении состава подпологовой растительности.

    Кислотные осадки разрушают здания, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут способствовать просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.

    Разрушительному действию кислотных осадков подвергаются многие памятники мировой культуры. Так, за 25 веков мраморные статуи всемирно известного памятника архитектуры Древней Греции Акрополя постоянно подвергались воздействию ветровой эрозии и дождей. В последнее время действие кислотных осадков ускорило этот процесс. Кроме того, это сопровождается и осаждением на памятниках корки сажи в виде двуокиси серы, выделяемой промышленными предприятиями. Для соединения отдельных архитектурных элементов древние греки использовали небольшие стержни и скобы из железа, покрытые тонким слоем свинца. Тем самым они были защищены от ржавчины. Во время реставрационных работ (1896-1933) были использованы стальные детали без всяких мер предосторожности, и вследствие окисления железа под действием раствора кислот в мраморных структурах образуются обширные трещины. Ржавчина вызывает увеличение объема, и мрамор раскалывается.

    Результаты исследований, проведенных по инициативе одной из комиссий ООН, свидетельствуют, что кислотные осадки оказывают губительное воздействие и на старинные витражные стекла в некоторых городах Западной Европы, что может окончательно их разрушить. Под угрозой находится более 100 000 образцов цветного стекла. Старинные витражи находились в хорошем состоянии до начала XX в. Однако за последние 30 лет процесс разрушения ускорился, и если не будут проведены необходимые реставрационные работы, через несколько десятков лет витражи могут погибнуть. Особой опасности подвергается цветное стекло, изготовленное в VIII-XVII вв. Это объясняется особенностями технологии производства.

    Термином «кислотные дожди» называют все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, рН которых меньше, чем среднее значение рН дождевой воды (средний рН для дождевой воды равняется 5.6). Выделяющиеся в процессе человеческой деятельности двуокись серы (SO2) и окислы азота (NOх) трансформируются в атмосфере в кислотообразующие частицы. Эти частицы вступают в реакцию с водой атмосферы, превращая её в растворы кислот, которые и понижают рН дождевой воды. Двуокись серы и различные оксиды азота выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и электростанций, а также при сжигании угля и древесины. Вступая в реакцию с водой атмосферы, они превращаются в растворы кислот — серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождём, они выпадают на Землю.

    Кислотные дожди большей частью наблюдаются в районах с развитой промышленностью. Хотя капельки воды и быстро удаляются из атмосферы, они всё же распространяются на сотни километров от производящих выбросы тепло станций, промышленных предприятий и т. д.

    Среди вредных веществ, содержащихся в воздухе городов, имеется большая группа, обладающая канцерогенной активностью. Это в первую очередь бенз(а)пирен и другие ароматические углеводороды, поступающие от котельных промышленных предприятий и с выхлопными газами автотранспорта.

    Последствия кислотных осадков.

    В 70-х гг. в реках и озерах скандинавских стран стала исчезать рыба, снег в горах окрасился в серый цвет, листва с деревьев раньше времени устлала землю. Очень скоро те же явления заметили в США, Канаде, Западной Европе. В Германии пострадало 30%, а местами 50% лесов. И все это происходит вдали от городов и промышленных центров. Выяснилось, что причина всех этих бед — кислотные дожди.

    Показатель рН меняется в разных водоемах, но в ненарушенной природной среде диапазон этих изменений строго ограничен. Природные воды и почвы обладают буферными возможностями, они способны нейтрализовать определенную часть кислоты и сохранить среду. Однако очевидно, что буферные способности природы не беспредельны.

    В водоемы, пострадавшие от кислотных дождей, новую жизнь могут вдохнуть небольшие количества фосфатных удобрений, они помогают планктону усваивать нитраты, что ведет к снижению кислотности воды. Использование фосфата дешевле, чем извести, кроме того, фосфат оказывает меньшее воздействие на химию воды.

    Земля и растения, конечно, тоже страдают от кислотных дождей: снижается продуктивность почв, сокращается поступление питательных веществ, меняется состав почвенных микроорганизмов.

    Огромный вред наносят кислотные дожди лесам. Леса высыхают, развивается сухость на больших площадях.

    Кислота увеличивает подвижность в почвах алюминия, который токсичен для мелких корней, и это приводит к угнетению листвы и хвои, хрупкости ветвей. Особенно страдают хвойные деревья, потому что хвоя сменяется реже, чем листья, и поэтому накапливает больше вредных веществ за один и тот же период. Хвойные деревья желтеют, у них изнеживаются кроны, повреждаются мелкие корни. Но и у лиственных деревьев изменяется окраска листьев, преждевременно опадает листва, гибнет часть кроны, повреждается кора. Естественного возобновления хвойных и лиственных лесов не происходит.

    Специалисты американского университета штата Северная Каролина изучили воздействие, оказываемое кислотными дождями на растения в период их максимальной восприимчивости к факторам внешней среды. Под влиянием кислотных дождей непосредственно после опыления в початках кукурузы формировалось меньше зерен, чем при орошении чистой водой. Причем чем больше в дождевой воде содержалось кислоты, тем меньше зерен образовывалось в початках. Вместе с тем выяснилось, что кислотные дожди, прошедшие до опыления, не оказывали заметного влияния на формирование зерен.

    Кислотные дожди не только убивают живую природу, но и разрушают памятники архитектуры. Прочный, твердый мрамор, смесь окислов кальция (СаО и СО2), реагирует с раствором сер­ной кислоты и превращается в гипс (СаSО4). Смена температур, потоки дождя и ветер разрушают этот мягкий материал. Исторические памятники Греции и Рима, простояв тысячелетия, в последние годы разрушаются прямо на глазах. Такая же судьба грозит и Тадж-Махалу — шедевру индийской архитектуры периода Великих Моголов, в Лондоне — Тауэру и Вестминстерскому аббатству. На соборе Св. Павла в Риме слой портлендского известняка разъеден на 2,5 см. В Голландии статуи на соборе Св. Иоанна тают, как леденцы. Черными отложениями изъеден королевский дворец на площади Дам в Амстердаме. Более 100 тыс. ценнейших витражей, украшающих соборы в Шатре, Контербери, Кёльне, Эрфурте, Праге, Берне, в других городах Европы могут быть полностью утрачены в ближайшие 15-20 лет. Изучив новые данные о кислотности осадков, выпадающих в различных регионах Западной Европы, и о воздействии их на здания и сооружения, сотрудники Дублинского университета (Ирландия) выявили, что самое катастрофическое положение сложилось в центре Манчестера (Великобритания), где за 20 месяцев кислотные осадки растворили более 120 г. на 1 кв. м. камня (песчаника, мрамора или известняка). Город пострадал очень сильно, хотя общее количество осадков в наблюдаемый отрезок времени там было крайне низким. Очевидно, слишком высока была степень их кислотности.

    За Манчестером следует Липхун (графство Гэмпшир в Великобритании) и Антверпен (Бельгия), где каждый камень под открытым небом потерял 100 г. с 1 кв. м. Даже такие известные загряз­ненностью атмосферы города, как Афины, Копенгаген и Амстердам, подверглись кислотному разрушению в значительно меньшей степени. Страдают от кислотных дождей и люди, вынужденные потреблять питьевую воду, загрязненную токсическими металлами — ртутью, свинцом, кадмием и т. п.

    Спасать природу от окисления необходимо. Для этого придется резко снизить выбросы в атмосферу окислов серы и азота, но в первую очередь сернистого газа, так как именно серная кислота и ее соли на 70-80% обусловливают кислотность дождей, выпадающих на больших расстояниях от места промышленного выброса. Природные осадки имеют разную кислотность, но в среднем рН = 5,6. Кислотные осадки с рН

    • — Повреждение статуй, зданий, металлов и отделки автомобилей;
    • — Гибель рыб, водных растений и микроорганизмов в озерах и реках;
    • — Понижение способности к воспроизводству лососей и форели при рН
    • — Гибель и понижение продуктивности многих видов фитопланктона, когда рН
    • — Ослабление или гибель деревьев, особенно хвойных пород, произрастающих на больших высотах, из-за вымывания из почвы кальция, натрия и других питательных веществ;
    • — Повреждение корней деревьев и гибель многих видов рыб из-за высвобождения из почв и донных осадков ионов алюминия, свинца, ртути и кадмия;
    • — Ослабление деревьев и усиление их подверженности болезням, насекомым, засухам, грибам и мхам, которые процветают в кислой среде;
    • — Замедление роста культурных растений, таких, как помидоры, соя, фасоль, табак, шпинат, морковь, капуста-брокколи и хлопок;
    • — Рост популяции 81 агола, простейшего, вызывающего серьезную кишечную инфекцию, которая поражает скалолазов и альпинистов, пьющих воду из, казалось бы, чистых горных ручьев;
    • — Возникновение и обострение многих болезней дыхательной системы человека, преждевременная гибель людей.

    Кислотные осадки иллюстрируют пороговый эффект. Большинство почв, озер и рек содержат щелочные химические вещества, которые могут взаимодействовать с некоторым количеством кислот, нейтрализуя их. Однако регулярное многолетнее воздействие кислот истощает большинство из этих сдерживающих окисление веществ. Затем как бы внезапно начинается массовая гибель деревьев и рыб в озерах и реках. Когда это происходит, какие-либо меры по предотвращению серьезного ущерба предпринимать уже поздно. Опоздание составляет 10-20 лет.

    Кислотные осадки уже являются серьезной проблемой в Северной и Центральной Европе, на северо-востоке Соединенных Штатов, на юго-востоке Канады, в некоторых районах Китая, Бразилии и Нигерии. Все большую угрозу они начинают представлять в промышленных регионах Азии, Латинской Америки и Африки и в некоторых местах на западе Соединенных Штатов (главным образом из-за сухих осадков). Выпадают кислотные осадки и в ряде тропических районов, где промышленность практически не развита, главным образом из-за выделения оксидов азота при сжигании биомассы. Большая часть кислотообразующих веществ, произведенных в одной стране, переносится преобладающими приземными ветрами на территорию другой. Более трех четвертей кислотных осадков в Норвегии, Швейцарии, Австрии, Швеции, Нидерландах и Финляндии приносится в эти страны ветром из промышленных районов Западной и Восточной Европы. Свыше половины кислотных осадков в густонаселенных районах юго-восточной Канады и востока Соединенных Штатов обусловлены выбросами крайне сконцентрированных предприятий угольной и нефтяной энергетики и промышленных предприятий в семи штатах Центра и верхнего Среднего Запада — Огайо, Индианы, Пенсильвании, Иллинойса, Миссури, Западной Виргинии и Теннесси (Рисунок V). Степень кислотности осадков над большей частью Востока Северной Америки составляет 4,0-4,2. Это в 30-40 раз больше, чем кислотность нормальных осадков, которые выпадали в этих местах несколько десятилетий назад. Штатами, которые выбрасывают наибольшее количество кислотообразующих веществ, являются Калифорния, Индиана, Огайо и Техас.

    Около 75% кислотных осадков, выпадающих в Канаде, приносится ветрами из Соединенных Штатов, и только 15% кислотных осадков, выпадающих в северо-восточных штатах, обусловлено выбросами на территории самой Канады. Такой большой положительный баланс переноса кислотных осадков между Соединенными Штатами и Канадой привел к обострению отношений между двумя странами. Канадские ученые и чиновники и многие ученые США критиковали правительство США за недостаточно оперативные действия по уменьшению вредных выбросов промышленных предприятий и электростанций по крайней мере на 50%. По оценкам Министерства окружающей среды провинции Онтарио, кислотные осадки угрожают 48 тыс. канадских озер с их индустрией спортивного рыболовства (1,1 млрд. долларов в год) и туризма (10 млрд. долларов в год). Канадцы также обеспокоены тем, что кислотные осадки вредят лесному хозяйству и связанным с ним отраслям, которые дают работу каждому десятому жителю страны и приносят 14 млрд. долларов в год. По оценке Национальной академии наук, ущерб от кислотных осадков в Соединенных Штатах уже составляет, по крайней мере, 6 млрд. в год и будет резко возрастать, если не предпринять немедленных действий.

    Стоимость сокращения объема этих загрязнителей составит от 1,2 млрд. до 20 млрд. долларов в зависимости от степени очистки и технологии, которая будет использована.

    Предыдущая статья: Какую молитву прочитать, чтобы все было хорошо Очень хорошая молитва Следующая статья: Проварить 10 минут. Лучшие рецепты варенья. Растворы для ополаскивания

    Что такое кислотный дождь? | Кислотный дождь

    Кислотный дождь или кислотное осаждение — это широкий термин, который включает любую форму осадков с кислотными компонентами, такими как серная или азотная кислота, которые выпадают на землю из атмосферы во влажной или сухой форме. Это может быть дождь, снег, туман, град или даже кислая пыль.

    Что вызывает кислотный дождь?

    Это изображение иллюстрирует путь кислотных дождей в нашей окружающей среде: (1) Выбросы SO 2 и NO x выбрасываются в воздух, где (2) загрязнители превращаются в частицы кислоты, которые могут переноситься на большие расстояния. .(3) Эти кислотные частицы затем падают на землю в виде влажных и сухих отложений (пыль, дождь, снег и т. Д.) И (4) могут оказывать вредное воздействие на почву, леса, ручьи и озера.

    Кислотный дождь возникает, когда диоксид серы (SO 2 ) и оксиды азота (NO X ) выбрасываются в атмосферу и переносятся ветром и воздушными потоками. SO 2 и NO X реагируют с водой, кислородом и другими химическими веществами с образованием серной и азотной кислот. Затем они смешиваются с водой и другими материалами перед тем, как упасть на землю.

    Хотя небольшая часть SO 2 и NO X , вызывающих кислотные дожди, поступает из природных источников, таких как вулканы, большая их часть происходит от сжигания ископаемого топлива. Основными источниками SO 2 и NO X в атмосфере являются:

    • Сжигание ископаемого топлива для выработки электроэнергии. Две трети SO 2 и одна четверть NO X в атмосфере поступают от генераторов электроэнергии.
    • Транспортные средства и тяжелая техника.
    • Обрабатывающая, нефтеперерабатывающая и другие отрасли промышленности.

    Ветры могут дуть SO 2 и NO X на большие расстояния и через границы, что делает кислотные дожди проблемой для всех, а не только для тех, кто живет рядом с этими источниками.

    Начало страницы


    Формы кислотного осаждения

    Влажное осаждение

    Влажное осаждение — это то, что мы чаще всего называем кислотным дождем . Образовавшиеся в атмосфере серная и азотная кислоты падают на землю вместе с дождем, снегом, туманом или градом.

    Сухое осаждение

    Кислые частицы и газы могут также осаждаться из атмосферы в отсутствие влаги, как сухое осаждение . Кислые частицы и газы могут быстро осаждаться на поверхности (водоемы, растительность, здания) или могут реагировать во время атмосферного переноса с образованием более крупных частиц, которые могут быть вредными для здоровья человека. Когда накопленные кислоты смываются с поверхности следующим дождем, эта кислая вода течет по земле и через нее и может нанести вред растениям и животным, таким как насекомые и рыбы.

    Уровень кислотности в атмосфере, которая оседает на землю в результате сухого осаждения, зависит от количества осадков, выпадающих на территории. Например, в пустынных районах соотношение сухих и влажных отложений выше, чем в районах, где ежегодно выпадает несколько дюймов дождя.

    Начало страницы


    Измерение кислотных дождей

    Кислотность и щелочность измеряются по шкале pH, для которой 7,0 является нейтральным. Чем ниже pH вещества (менее 7), тем оно более кислое; чем выше pH вещества (более 7), тем оно более щелочное.Нормальный дождь имеет pH около 5,6; он слабокислый, потому что в нем растворяется углекислый газ (CO 2 ), образуя слабую угольную кислоту. Кислотный дождь обычно имеет pH от 4,2 до 4,4.

    Политики, ученые-исследователи, экологи и разработчики моделей полагаются на Национальную сеть тенденций (NTN) Национальной программы атмосферных осаждений (NADP) для измерений влажных отложений. NADP / NTN собирает кислотные дожди более чем на 250 объектах мониторинга в США, Канаде, Аляске, Гавайях и Виргинских островах США.В отличие от влажного осаждения измерение сухого осаждения сложно и дорого. Оценки сухого осаждения загрязнителей азота и серы предоставлены Сетью по состоянию и тенденциям в области чистого воздуха (CASTNET). CASTNET измеряет концентрации в воздухе более чем в 90 точках.

    Когда кислотные отложения смываются в озера и ручьи, они могут стать кислотными. Сеть долгосрочного мониторинга (LTM) измеряет и отслеживает химический состав поверхностных вод более чем на 280 участках, чтобы предоставить ценную информацию о здоровье водных экосистем и о том, как водные объекты реагируют на изменения в выбросах, вызывающих кислоту, и кислотных осаждениях.

    Начало страницы


    Затем узнайте о влиянии кислотного дождя.

    Или узнайте больше о:

    Что такое кислотный дождь и как он образуется?

    Как образуется кислотный дождь?

    Кислотные дожди — одно из последствий загрязнения воздуха . Это происходит, когда выбросы заводов, автомобилей или отопительных котлов контактируют с водой в атмосфере. Эти выбросы содержат оксиды азота, диоксид серы и триоксид серы, которые при смешивании с водой превращаются в серную кислоту, азотную кислоту и серную кислоту. .Этот процесс также происходит естественным образом в результате извержений вулканов.

    Эффекты кислотного дождя

    Образующиеся кислоты выпадают на землю в виде дождя или снега с очень негативными последствиями : с одной стороны, ущерб природе в виде подкисления почв, озер и морей с последующим повреждением наземной и морской флоры и фауны . С другой стороны, кислотные дожди также вызывают коррозию металлических элементов — зданий, мостов, башен и других сооружений — и разрушение наследия человечества, состоящего из известняка — зданий и исторических сооружений, статуй, скульптур… —

    Вреден ли кислотный дождь для человека?

    Кислотный дождь сам по себе не опасен для человека , т. Е. Контакт кожи с загрязненной водой или снегом не представляет опасности для здоровья. Однако газы, вызывающие этот дождь (оксиды азота, диоксид серы и триоксид серы), вредны. Эти газы содержат частицы сульфатов и нитратов, разносятся ветром и вдыхаются людьми, вызывающими респираторные заболевания.

    Как остановить кислотный дождь?

    Единственный способ остановить кислотный дождь — это уменьшить выбросы, которые вызывают его .Это предполагает использование возобновляемых источников энергии и сокращение использования ископаемого топлива в промышленном и автомобильном секторах, а также в повседневной жизни каждого гражданина.

    Следующая инфографика может помочь лучше понять , что такое кислотный дождь и каковы его последствия :

    кислотных дождей | Определение, причины, последствия и формулы

    Узнайте о причинах и последствиях кислотных дождей

    Когда газы, выбрасываемые автотранспортными средствами и промышленными процессами, встречаются с облаками, водяной пар в облаках объединяется с ними, образуя кислоты, которые затем возвращаются на Землю. в виде кислотного осаждения.

    Создано и произведено QA International. © QA International, 2010. Все права защищены. www.qa-international.com См. все видеоролики к этой статье

    Кислотный дождь , также называемый кислотным осаждением или кислотным осаждением , осадки, имеющие pH около 5,2 или ниже, в основном образующиеся из выбросов диоксида серы ( SO 2 ) и оксидов азота (NO x ; комбинация NO и NO 2 ) в результате деятельности человека, в основном сжигания ископаемого топлива.В чувствительных к кислоте ландшафтах кислотные осаждения могут снизить pH поверхностных вод и снизить биоразнообразие. Он ослабляет деревья и увеличивает их восприимчивость к повреждениям от других факторов стресса, таких как засуха, сильный холод и вредители. В чувствительных к кислоте районах кислотные дожди также истощают почву важных питательных веществ и буферов для растений, таких как кальций и магний, и могут высвобождать алюминий, связанный с частицами почвы и камнями, в его токсичной растворенной форме. Кислотный дождь способствует коррозии поверхностей, подверженных загрязнению воздуха, и является причиной разрушения известняковых и мраморных зданий и памятников.

    Фраза кислотный дождь впервые была использована в 1852 году шотландским химиком Робертом Ангусом Смитом во время его исследования химического состава дождевой воды вблизи промышленных городов в Англии и Шотландии. Это явление стало важной частью его книги « Воздух и дождь: начало химической климатологии» (1872 г.). Однако только в конце 1960-х — начале 1970-х годов кислотные дожди были признаны региональной экологической проблемой, затрагивающей большие территории Западной Европы и восточной части Северной Америки.Кислотные дожди также происходят в Азии и некоторых частях Африки, Южной Америки и Австралии. Как глобальная экологическая проблема, она часто остается в тени из-за изменения климата. Несмотря на то, что проблема кислотных дождей в некоторых районах значительно уменьшилась, они остаются важной экологической проблемой в основных промышленных и промышленных сельскохозяйственных регионах мира и с подветренной стороны от них.

    Факты и информация о кислотном дожде

    Кислотный дождь описывает любую форму осадков, которая содержит большое количество азотной и серной кислот.Это также может происходить в виде снега, тумана и крошечных кусочков сухого материала, которые оседают на Земле. Обычный дождь имеет слабокислый характер с pH 5,6, тогда как кислотный дождь обычно имеет pH от 4,2 до 4,4.

    Причины кислотных дождей

    Гниющая растительность и извергающиеся вулканы выделяют некоторые химические вещества, которые могут вызывать кислотные дожди, но большая часть кислотных дождей является результатом деятельности человека. Самыми крупными источниками являются угольные электростанции, фабрики и автомобили.

    Когда люди сжигают ископаемое топливо, в атмосферу выбрасываются диоксид серы (SO 2 ) и оксиды азота (NO x ).Эти загрязнители воздуха реагируют с водой, кислородом и другими веществами с образованием переносимых по воздуху серной и азотной кислоты. Ветры могут распространять эти кислотные соединения в атмосфере на сотни миль. Когда кислотный дождь достигает Земли, он течет по поверхности со сточными водами, попадает в водные системы и тонет в почве.

    На виртуальном кладбище деревьев европейской ели в Польше остались следы кислотных дождей. Вызывается, когда капли дождя поглощают загрязнения воздуха, такие как оксиды серы и азота, кислотный дождь ослабляет деревья, растворяя питательные вещества в почве, прежде чем растения смогут их использовать.

    Фотография Дэвида Вудфолла / Getty Images

    Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

    Воздействие кислотных дождей

    Двуокись серы и оксиды азота не являются основными парниковыми газами, которые способствуют глобальному потеплению, одному из основных последствий изменения климата; фактически, диоксид серы оказывает охлаждающее действие на атмосферу. Но оксиды азота способствуют образованию приземного озона, основного загрязнителя, который может быть вредным для людей.Оба газа вызывают проблемы с окружающей средой и здоровьем, потому что они могут легко распространяться через загрязнение воздуха и кислотные дожди.

    Кислотные дожди имеют множество экологических последствий, особенно для озер, ручьев, водно-болотных угодий и других водных сред. Кислотные дожди делают такую ​​воду более кислой, что приводит к большему поглощению алюминия почвой, который переносится в озера и ручьи. Эта комбинация делает воду токсичной для раков, моллюсков, рыб и других водных животных. (Узнайте больше о последствиях загрязнения воды.)

    Некоторые виды переносят кислую воду лучше, чем другие. Однако во взаимосвязанной экосистеме то, что влияет на некоторые виды, в конечном итоге влияет на многие другие виды по всей пищевой цепочке, включая неводные виды, такие как птицы.

    Кислотные дожди и туман также наносят ущерб лесам, особенно на возвышенностях. Кислотные отложения лишают почву необходимых питательных веществ, таких как кальций, и вызывают выброс алюминия в почву, что затрудняет поглощение воды деревьями. Кислоты также повреждают листья и иголки деревьев.

    Воздействие кислотного дождя в сочетании с другими факторами экологического стресса делает деревья и растения менее здоровыми, более уязвимыми для низких температур, насекомых и болезней. Загрязняющие вещества также могут препятствовать воспроизводству деревьев. Некоторые почвы лучше нейтрализуют кислоты, чем другие. Но в районах, где «буферная способность» почвы низкая, например, в некоторых частях северо-востока США, вредное воздействие кислотных дождей намного сильнее.

    Что такое загрязнение воздуха? Узнайте, как парниковые газы, смог и токсичные загрязнители влияют на изменение климата, а также на здоровье человека.

    Кислотные отложения повреждают физические конструкции, такие как известняковые здания и автомобили. А когда он принимает форму вдыхаемого тумана, кислотные осадки могут вызвать проблемы со здоровьем, включая раздражение глаз и астму.

    Что можно сделать?

    Единственный способ бороться с кислотными дождями — это ограничить выбросы загрязняющих веществ, которые его вызывают. Это означает сжигание меньшего количества ископаемого топлива и установление стандартов качества воздуха.

    В США Закон о чистом воздухе 1990 года нацелился на кислотные дожди, установив ограничения на загрязнение, которые помогли сократить выбросы диоксида серы на 88 процентов в период с 1990 по 2017 год.Стандарты качества воздуха также снизили выбросы диоксида азота в США на 50 процентов за тот же период. Эти тенденции помогли еловым лесам в Новой Англии и некоторым популяциям рыб, например, оправиться от повреждений, нанесенных кислотными дождями. Но восстановление требует времени, и почвы на северо-востоке США и востоке Канады только недавно показали признаки стабилизации питательных веществ.

    Проблемы с кислотными дождями будут сохраняться до тех пор, пока будет использоваться ископаемое топливо, и такие страны, как Китай, которые в значительной степени полагались на уголь для производства электроэнергии и стали, борются с этими последствиями.Одно исследование показало, что кислотные дожди в Китае, возможно, даже способствовали смертельному оползню 2009 года. Китай вводит ограничения на выбросы диоксида серы, которые с 2007 года снизились на 75 процентов, а в Индии они увеличились вдвое.

    Что такое кислотный дождь? | Давайте поговорим о науке

    AB Биология 20 (2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок A: Обмен энергией и веществом в биосфере

    AB Химия 20 (2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок C: Вещество как растворы, кислоты и основания

    AB Химия 30 (2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок D: Химическое равновесие с акцентом на кислотно-щелочные системы

    AB Наука о знаниях и трудоустройстве 10-4 (2006) 10 Блок A: Исследование свойств материи

    AB Наука о знаниях и трудоустройстве 10-4 (2006) 10 Модуль D: Исследование материи и энергии в экологических системах

    AB Наука о знаниях и трудоустройстве 20-4 (2006) 11 Блок A: Применение материи и химических изменений

    AB Наука о знаниях и возможности трудоустройства 8, 9 (пересмотрено в 2009 г.) 9 Блок C: Химия окружающей среды

    AB Наука 10 (2005 г., обновлено в 2015 г.) 10 Блок A: Энергия и материя в химических изменениях

    AB Наука 14 (2003 г., обновлено 2014 г.) 10 Блок A: Исследование свойств материи

    AB Наука 14 (2003 г., обновлено 2014 г.) 10 Модуль D: Исследование материи и энергии в экологических системах

    AB Наука 20 (2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок D: Изменения в живых системах

    AB Наука 24 (2003 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок A: Применение материи и химических изменений

    AB Наука 30 (2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок B: Химия и окружающая среда

    AB Наука 7-8-9 (2003 г., обновлено в 2014 г.) 9 Блок C: Химия окружающей среды

    г. до н.э. Химия 11 (июнь 2018) 11 Большая идея: материя и энергия сохраняются в химических реакциях.

    г. до н.э. Химия 12 (июнь 2018) 12 Основная идея: сила кислоты или основания зависит от степени диссоциации ионов.

    г. до н.э. Science Grade 10 (март 2018 г.) 10 Большая идея: изменение энергии требуется, поскольку атомы перестраиваются в химических процессах.

    г. до н.э. Естественные науки 9 класс (июнь 2016 г.) 9 Большая идея: биосфера, геосфера, гидросфера и атмосфера взаимосвязаны, поскольку через них проходят круговорот материи и энергия.

    МБ 12 класс химии (2013) 12 Тема 1: Реакции в водных растворах.

    МБ 12 класс химии (2013) 12 Тема 5: Кислоты и основания

    МБ Старший 2 науки (2001) 10 Кластер 1: динамика экосистем

    МБ Старший 2 науки (2001) 10 Кластер 2: химия в действии

    МБ Старший 2 науки (2001) 10 Кластер 4: динамика погоды

    NB Химия 121/122 (2009) 12 Блок 3: Кислоты и Основания

    NB Chimie 11e année 52311/52312 (2007) (только на французском) 11 1.Matiere et liaisons

    NB Chimie 11e année 52311/52312 (2007) (только на французском) 11 3. Решения

    NB 10 класс естественных наук (2002) 10 Науки о жизни: устойчивость экосистем

    NB 10 класс естественных наук (2002) 10 Физическая наука: химические реакции

    NL Химия 3202 (2005) 12 Блок 2: Кислоты и Основания

    NL Наука об окружающей среде 3205 (редакция 2010 г.) 12 Раздел 5: Атмосфера и окружающая среда

    NL Наука 1206 (2018) 10 Блок 1: Динамика погоды

    NL Наука 1206 (2018) 10 Блок 2: Химические реакции

    NL Наука 1206 (2018) 10 Блок 4: Устойчивость экосистем

    NL Наука 2200 (2004) 11 Блок 1: Экосистемы

    NL Наука 2200 (2004) 11 Блок 2: Динамика погоды

    NL Наука 3200 (2005) 12 Блок 1: Химические реакции

    НС Химия 12 (2003) 12 Кислоты и основания

    НС Наука 10 (2012) 10 Наука о Земле и космосе: динамика погоды

    НС Наука 10 (2012) 10 Науки о жизни: устойчивость экосистем

    НС Наука 10 (2012) 10 Физическая наука: химические реакции

    NT Биология 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок A: Обмен энергией и веществом в биосфере

    NT Химия 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок C: Вещество как растворы, кислоты и основания

    NT Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок D: Химическое равновесие с акцентом на кислотно-щелочные системы

    NT Экспериментальная наука 10 — Земные системы 10 Блок 2: Климатология и метеорология

    NT Экспериментальная наука 10 — Земные системы 10 Блок 3: Экология земли

    NT Наука о знаниях и трудоустройстве 10-4 (Альберта, 2006 г.) 10 Блок A: Исследование свойств материи

    NT Наука о знаниях и трудоустройстве 10-4 (Альберта, 2006 г.) 10 Модуль D: Исследование материи и энергии в экологических системах

    NT Наука о знаниях и трудоустройстве 20-4 (Альберта, 2006 г.) 11 Блок A: Применение материи и химических изменений

    NT Наука о знаниях и возможностях трудоустройства 9 (Альберта, редакция 2009 г.) 9 Блок C: Химия окружающей среды

    NT Наука 10 (Альберта, 2005 г., обновлено в 2015 г.) 10 Блок A: Энергия и материя в химических изменениях

    NT Наука 14 (Альберта, 2003 г., обновлено 2014 г.) 10 Блок A: Исследование свойств материи

    NT Наука 14 (Альберта, 2003 г., обновлено 2014 г.) 10 Модуль D: Исследование материи и энергии в экологических системах

    NT Наука 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок D: Изменения в живых системах

    NT Наука 24 (Альберта, 2003 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок A: Применение материи и химических изменений

    NT Наука 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок B: Химия и окружающая среда

    NU Биология 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок A: Обмен энергией и веществом в биосфере

    NU Химия 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок C: Вещество как растворы, кислоты и основания

    NU Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок D: Химическое равновесие с акцентом на кислотно-щелочные системы

    NU Экспериментальная наука 10 — Земные системы 10 Блок 2: Климатология и метеорология

    NU Экспериментальная наука 10 — Земные системы 10 Блок 3: Экология земли

    NU Наука о знаниях и трудоустройстве 10-4 (2006) 10 Блок A: Исследование свойств материи

    NU Наука о знаниях и трудоустройстве 10-4 (2006) 10 Модуль D: Исследование материи и энергии в экологических системах

    NU Наука о знаниях и трудоустройстве 20-4 (Альберта, 2006 г.) 11 Блок A: Применение материи и химических изменений

    NU Наука 10 (2005 г., обновлено в 2015 г.) 10 Блок A: Энергия и материя в химических изменениях

    NU Наука 14 (2003 г., обновлено 2014 г.) 10 Блок A: Исследование свойств материи

    NU Наука 14 (2003 г., обновлено 2014 г.) 10 Модуль D: Исследование материи и энергии в экологических системах

    NU Наука 20 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок D: Изменения в живых системах

    NU Наука 24 (Альберта, 2003 г., обновлено 2014 г.) 11 Блок A: Применение материи и химических изменений

    NU Наука 30 (Альберта, 2007 г., обновлено 2014 г.) 12 Блок B: Химия и окружающая среда

    ПО Химия, 11 класс, ВУЗ (СЧ4У) 11 Нить C: химические реакции

    ПО Химия, 11 класс, ВУЗ (СЧ4У) 11 Строка E: Растворы и растворимость

    ПО Химия, 12 класс, техникум (СЧ5С) 12 Направление F: Химия в окружающей среде

    ПО Экология, 11 класс, рабочее место (SVN3E) 11 Направление B: Влияние человека на окружающую среду

    ПО Естественные науки 10 класс, академический (SNC2D) 10 Нить C: химические реакции

    ПО Прикладная наука 10 класс (SNC2P) (2008) 10 Нить C: химические реакции и их практическое применение

    ПО Естественные науки, 12 класс, рабочее место (SNC4E) 12 Направление C: химические вещества в потребительских товарах

    PE Химия 621А (2006) 12 Кислоты и основания

    PE Наука об окружающей среде 621A (2011) 12 Экологические принципы

    PE Наука 421A (2005) 10 Блок 1: Устойчивость экосистем

    PE Наука 421A (2005) 10 Блок 3: Химические реакции

    PE Наука 421A (2005) 10 Блок 4: Погодные системы

    PE Science 421A (проект, 2018 г.) 10 СК 2.2 Проанализируйте химические реакции в реальном мире, применяя принципы химической реактивности

    PE Наука 431A (без даты) 10 Блок 1: Экосистемы

    PE Наука 431A (без даты) 10 Блок 2: Химические реакции

    PE Наука 431A (без даты) 10 Блок 4: Погодные системы

    КК Химия Раздел V Химическое равновесие

    КК Экологическая наука и технологии Раздел IV Земля и космос

    КК Экологическая наука и технологии Раздел IV Материальный мир

    КК Наука и технология Секция I Материальный мир: Организация

    КК Наука и технология Раздел II Материальный мир: Организация

    КК Наука и технология Раздел IV Материальный мир

    СК Химия 30 (2016) 12 Химическое равновесие

    СК Наука об окружающей среде 20 (2016) 11 Наземные экосистемы

    СК Физические науки 20 (2016) 11 Основы химии

    СК Наука 10 (2016) 10 Климат и динамика экосистем

    СК Естественные науки 7 класс (2009 г.) 7 Науки о жизни — Взаимодействие внутри экосистем (IE)

    YT Chemistry 11 (Британская Колумбия, июнь 2018 г.) 11 Большая идея: материя и энергия сохраняются в химических реакциях.

    YT Chemistry 12 (Британская Колумбия, июнь 2018 г.) 12 Основная идея: сила кислоты или основания зависит от степени диссоциации ионов.

    YT Science Grade 10 (Британская Колумбия, июнь 2016 г.) 10 Большая идея: изменение энергии требуется, поскольку атомы перестраиваются в химических процессах.

    YT Science Grade 9 (Британская Колумбия, июнь 2016 г.) 9 Большая идея: биосфера, геосфера, гидросфера и атмосфера взаимосвязаны, поскольку через них проходят круговорот материи и энергия.

    Кислотный дождь и вода

    • Школа наук о воде ГЛАВНАЯ • Темы о качестве воды •

    Причины кислотных дождей

    Мертвые или умирающие деревья — обычное явление в районах, пострадавших от кислотных дождей, таких как эти леса в горах Езера в Чешской Республике.Кислотный дождь вымывает алюминий из почвы. Этот алюминий может быть вредным как для растений, так и для животных. Кислотный дождь также удаляет из почвы минералы и питательные вещества, необходимые для роста деревьев.

    Кредит: Lovecz, Wikimedia.org

    Кислотные осадки могут быть вызваны природной (вулканы) и антропогенной деятельностью, например, от автомобилей или при производстве электроэнергии. Предшественники или химические предшественники кислотных дождей возникают как из природных источников, таких как вулканы и гниющая растительность, так и из искусственных источников, в первую очередь выбросов диоксида серы (SO 2 ) и оксидов азота (NO x ). в результате сжигания ископаемого топлива.При сжигании ископаемого топлива (угля и нефти) энергетическими компаниями и промышленными предприятиями в воздух выделяется сера, которая соединяется с кислородом с образованием диоксида серы (SO 2 ). Выхлопные газы автомобилей вызывают образование оксидов азота в воздухе. Из этих газов могут образовываться переносимые по воздуху серная кислота (H 2 SO 4 ) и азотная кислота (HNO 3 ), которые растворяются в водяном паре в воздухе. Хотя газы кислотных дождей могут образовываться в городских районах, они часто переносятся ветрами на сотни миль в атмосфере в сельские районы.Вот почему леса и озера в сельской местности могут пострадать от кислотных дождей, которые берут начало в городах.

    Последствия кислотного дождя

    Окружающая среда обычно может адаптироваться к определенному количеству кислотных дождей. Часто почва слабощелочная (из-за встречающегося в природе известняка, у которого pH больше 7). Поскольку основания противодействуют кислотам, эти почвы имеют тенденцию уравновешивать кислотность кислотных дождей. Но в таких областях, как некоторые из Скалистых гор и части северо-запада и юго-востока США, где известняк в природе не встречается в почве, кислотные дожди могут нанести вред окружающей среде.

    Некоторым рыбам и животным, таким как лягушки, трудно адаптироваться и воспроизводиться в кислой среде. Многие растения, например вечнозеленые деревья, повреждаются кислотными дождями и кислотным туманом. Я видел часть повреждений, нанесенных кислотными дождями вечнозеленым лесам в Шварцвальде в Германии. Большая часть Шварцвальда была действительно черной, потому что так много зеленой хвои сосны было уничтожено, остались только черные стволы и конечности! Вы также можете заметить, как кислотный дождь разъедает камень в зданиях некоторых городов и каменных произведениях искусства.

    Кредит: Агентство по охране окружающей среды США

    Географическое распределение кислотных дождей

    Кислотность дождя измеряется путем сбора проб дождя и измерения его pH. Чтобы определить распределение кислотности дождя, отслеживаются погодные условия и собираются пробы дождя на участках по всей стране. Районы с наибольшей кислотностью (самые низкие значения pH) расположены на северо-востоке США. Такая высокая кислотность вызвана большим количеством городов, густонаселенностью и концентрацией электростанций и промышленных предприятий на северо-востоке.Кроме того, преобладающее направление ветра приносит штормы и загрязнение на северо-восток со Среднего Запада, а пыль от почвы и камней на северо-востоке США с меньшей вероятностью нейтрализует кислотность дождя.

    Кислотный дождь и камень

    Когда вы слышите или читаете в СМИ о последствиях кислотного дождя, вам обычно говорят об озерах, рыбе и деревьях в Новой Англии и Канаде. Однако мы начинаем осознавать дополнительную озабоченность: многие из наших исторических зданий и памятников расположены в районах с повышенной кислотностью.В Европе, где здания намного старше, а уровень загрязнения в десять раз выше, чем в Соединенных Штатах, растет понимание того, что загрязнение и кислотные дожди ускоряют разрушение зданий и памятников.

    Камень выветривается (портится) как часть нормального геологического цикла в результате естественных химических, физических и биологических процессов, когда он подвергается воздействию окружающей среды. Этот процесс выветривания, длившийся за сотни миллионов лет, превратил Аппалачи из высоких пиков, достигающих Скалистых гор, в округлые выступы, которые мы видим сегодня.Мы обеспокоены тем, что загрязнение воздуха, особенно в городских районах, может ускорить нормальную естественную скорость разрушения камня, так что мы можем преждевременно потерять здания и скульптуры, представляющие историческую или культурную ценность.

    А как насчет зданий?

    Эта религиозная средневековая скульптура, сделанная из песчаника, была разрушена подкислением воздуха и дождями. Скульптура находится в Дрездене, на углу улиц Баутцнерштрассе и Экк Глацисштрассе.

    Кредит: Slick, Викимедиа.орг

    Многие здания и памятники построены из камня, а многие здания используют камень для декоративной отделки. Гранит в настоящее время является наиболее широко используемым камнем для строительства зданий, памятников и мостов. Известняк — второй по популярности строительный камень. Он широко использовался до того, как портландцемент стал доступным в начале 19 века из-за его однородного цвета и текстуры, а также из-за того, что его можно было легко вырезать. Песчаник из местных источников широко использовался на северо-востоке США, особенно до 1900 года.По всей стране мрамор используется гораздо реже, чем другие виды камня, но он использовался для строительства многих зданий и памятников исторического значения. Из-за своего состава некоторые камни более подвержены воздействию кислотного отложения, чем другие. Гранит в основном состоит из силикатных минералов, таких как полевой шпат и кварц, которые устойчивы к воздействию кислот. Песчаник также в основном состоит из кремнезема и поэтому устойчив. Некоторые песчаники менее устойчивы, поскольку содержат карбонатный цемент, который легко растворяется в слабой кислоте.Известняк и мрамор в основном состоят из минерального кальцита (карбоната кальция), который легко растворяется в слабой кислоте; Фактически, эта характеристика часто используется для идентификации минерала кальцита.

    Как кислотные осадки влияют на здания из мрамора и известняка?

    Кислотные осадки влияют на камень в основном двумя способами: растворением и изменением. Когда сернистая, серная и азотная кислоты в загрязненном воздухе вступают в реакцию с кальцитом в мраморе и известняке, кальцит растворяется.На открытых участках зданий и статуй мы видим шероховатость поверхностей, удаление материала и потерю резных деталей. Материал поверхности камня может теряться полностью или только в более реактивных местах.

    Можно было ожидать, что защищенные участки каменных зданий и памятников не пострадают от кислотных осадков. Однако на защищенных участках известняковых и мраморных зданий и памятников видны почерневшие корки, которые в некоторых местах отслаивались (отслаивались), открывая под ними осыпающийся камень.Эта черная корка в основном состоит из гипса, минерала, который образуется в результате реакции между кальцитом, водой и серной кислотой. Гипс растворим в воде ; хотя он может образовываться где угодно на поверхностях карбонатного камня, которые подвергаются воздействию газообразного диоксида серы (SO 2 ), обычно он смывается. Остается только на защищенных поверхностях, которые непосредственно не смываются дождем. Гипс белый, но кристаллы образуют сети, которые улавливают частицы грязи и загрязняющих веществ, поэтому корка выглядит черной.В конце концов черная корка вздувается и отслаивается, обнажая крошащийся камень.

    Дополнительная информация:

    Acid Rain: Обзор — Alabama Cooperative Extension System

    Кислотные дожди или кислотные осадки относятся к любым осадкам, которые являются более кислыми (т. Е. Имеют более низкое значение pH), чем обычная дождевая вода. Углекислый газ (CO 2 2) в атмосфере делает все дожди слегка кислыми, потому что углекислый газ и вода объединяются с образованием угольной кислоты, обычно известной как газированная вода.PH обычной дождевой воды колеблется от 5,5 до 5,6, в то время как большинство кислотных дождей имеет значение pH от 4,0 до 4,6. В отдельных случаях было измерено, что дождевая вода имеет pH всего 3,0. В крайних случаях, когда высокие концентрации кислотообразующих загрязнителей растворяются в свежесконденсированном водяном паре, значения pH приближаются к показателям аккумуляторной кислоты.

    Поскольку кислотный дождь включает снег, мокрый снег, град, росу, иней и туман, его также можно назвать кислотными осадками или влажными отложениями. Некоторые типы кислотообразующих твердых веществ и газов, называемые сухим кислотным осаждением, также падают на Землю из атмосферы.

    Шкала pH варьируется от 0 до 14 и используется для определения кислотности или щелочности вещества. Чистая вода имеет нейтральный pH 7, и не является ни кислой, ни щелочной. Значения по шкале pH ниже 7 являются кислыми, а значения выше 7 — основными. Вещества с pH 1 (например, аккумуляторная кислота) очень кислые; вещества с pH 13 (например, щелочь) очень щелочные.

    Шкала pH логарифмическая с десятикратной разницей между целыми числами.Например, при снижении pH с 7 до 6 кислотность увеличивается в 10 раз; от 7 до 5 кислотность в сто раз больше; от 7 до 4, в тысячу раз больше; и так далее. Уксус с pH 3 в десять тысяч раз более кислый, чем дистиллированная (нейтральная) вода с pH 7. Шкала pH и значения ряда веществ, включая нормальные осадки и кислотные дожди, представлены на следующем рисунке.

    Сжигание ископаемого топлива для получения энергии, особенно таких видов топлива, как уголь или нефть, содержащих серу, способствует повышению кислотности дождя.Во время горения сера в этих топливах соединяется с кислородом из атмосферы, образуя диоксид серы (SO 2 ). При сжигании также образуются оксиды азота. Диоксид серы и оксиды азота уносятся в дымовую трубу горячими выхлопными газами и могут оставаться смешанными в воздухе в течение нескольких дней. Чем дольше они остаются в воздухе, тем больше вероятность того, что они будут образовывать растворы серной кислоты (H 2 SO 4 ) и азотной кислоты (HNO 3 3). Эти кислоты могут растворяться в каплях воды и переноситься ветром на многие мили.

    Кислотный дождь вызывается выбросами диоксида серы и оксида азота, которые вступают в реакцию с молекулами воды в атмосфере с образованием кислот. Низкий pH. Деревья, убитые кислотным дождем.

    Самыми крупными источниками диоксида серы и оксидов азота являются угольные электростанции. Промышленные процессы, такие как плавка сульфидных минералов, также способствуют образованию этих газов. Выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания выбрасывают в атмосферу большое количество оксидов азота; поэтому в районах с интенсивным автомобильным движением обычно наблюдается значительный уровень загрязнения воздуха и кислотных дождей.

    Кислотный дождь наносит вред окружающей среде тремя основными способами: 1) при контакте с растениями, 2) при контакте с почвой и водой и 3) путем мобилизации следов металлов (из наземных условий), которые часто токсичны для растений и животных. в высоких концентрациях. Воздействие кислотных дождей на растения, почву и воду в конечном итоге влияет на многие живые организмы, выживание которых зависит от этих ресурсов. Целые экосистемы могут быть повреждены или разрушены кислотными дождями.

    Повреждение растений кислотным дождем

    Кислотный дождь может нанести вред наземным растениям, повреждая внешнюю поверхность листьев и изменяя корневую среду.Кислотный дождь может смыть восковое защитное покрытие с листьев растений. Важные питательные вещества, такие как кальций, магний и калий, могут легче вымываться из ткани листьев под действием кислотного дождя.

    Кислотный дождь может убить молодые саженцы деревьев, а также вызвать опускание кроны или гибель конечностей на верхушках зрелых деревьев. Кислотный дождь может помешать прорастанию семян. Растения, произрастающие на больших высотах (особенно в облачных лесах), первыми проявляют воздействие кислотных дождей, потому что они часто буквально купаются в кислотном тумане.

    Растения также страдают от потери доступных питательных веществ, когда почва деградирует из-за кислотных дождей. Алюминий быстро растворяется, когда pH почвы ниже 4,5. Высокий уровень алюминия в почвенном растворе полностью остановит рост многих растений.

    Повреждение почвы кислотным дождем

    Кислотный дождь может привести к тому, что минералы в почве растворятся намного быстрее, чем обычно, что приведет к высвобождению и вымыванию питательных веществ. В то время как обычный дождь медленно растворяет некоторые из этих минералов, кислотные дожди могут истощить этот природный заповедник.Камням требуется миллионы лет, чтобы выветриться и превратиться в свежий исходный материал, который формирует почву, один из наших самых ценных невозобновляемых природных ресурсов. Долгосрочное выветривание почвенных минералов обеспечивает многие важные питательные вещества для продуктивности как растений, так и животных.

    Большинство почв могут переносить некоторую повышенную кислотность дождя с незначительным влиянием на pH почвы. Это связано с тем, что они обладают остаточной буферной способностью из-за присутствия в растворе известняка и бикарбоната, которые могут нейтрализовать дополнительную кислотность.Однако тонкие почвы в некоторых частях Соединенных Штатов и восточной части Канады, от мелководья до коренных пород, не содержащих карбонатов, особенно чувствительны к кислотности. Эти почвы очень чувствительны к воздействию кислотных дождей. Озера и ручьи, прилегающие к почвам в этих районах, лишены естественного источника щелочности и обладают небольшой способностью нейтрализовать кислотные дожди или вообще не имеют ее. Части Скалистых гор, а также северо-центральная, юго-восточная и северо-западная части Соединенных Штатов относятся к числу регионов, наиболее подверженных воздействию кислотных дождей.

    Почвенные микроорганизмы образуют первое звено пищевой цепи, которая эволюционировала для данной конкретной почвенно-водной среды. По мере увеличения кислотности окружающей среды количество ионов водорода и алюминия в растворе увеличивается, но доступные питательные вещества уменьшаются. Если количество питательных веществ, доступных для этих основных звеньев пищевой цепи, сокращается, их население, а также экосистема, которая от них зависит, страдают.

    Ущерб водным ресурсам и водным экосистемам

    Вода в озерах может поступать в результате прямых осадков в озеро, от сточных вод, которые собираются с близлежащей почвы, или с водой из уровня грунтовых вод.Кислотный дождь может значительно изменить pH озера и окружающей почвы. Мы часто слышим о гибели рыб и земноводных в кислых озерах или прудах. Поскольку кислая вода пронизывает всю окружающую среду, водные животные одними из первых проявляют болезненные эффекты. Они действуют как канареек в шахте , чтобы предупредить нас об изменениях в кислотной среде озера. У разных водных организмов разная чувствительность к кислоте. Несмотря на то, что многие взрослые организмы способны выжить в кислой среде, репродуктивные циклы могут быть прерваны или нарушены.Это может отрицательно повлиять на формирование, развитие или вылупление яиц или развитие молоди на различных стадиях роста. По мере того, как вода становится более кислой, вылупляется все меньше яиц, и многие из организмов, которые это делают, не созревают. Некоторые водные организмы более терпимы к кислотным условиям, чем другие. Виды, обитающие в естественно кислых водах, таких как болота, менее чувствительны к кислотности. Однако многие виды рыб, в том числе радужная форель, кумжа, окунь и гольяны нескольких видов, не могут выжить при pH ниже 5.

    Многие виды земноводных (лягушки, жабы и саламандры) размножаются во временных водоемах, образованных весенними дождями и талым снегом. Эти бассейны могут быть очень кислыми, и кислотность в этих временных резервуарах может вызвать деформации и смерть яиц и развивающихся эмбрионов.

    Воздействие кислотных дождей на людей

    Хотя кислотный дождь не разъедает нашу одежду и не растворяет нашу кожу, он влияет на нас на очень простом уровне. Это может повлиять на качество воды, которую мы используем для питья и очистки.Когда кислотные дожди разрушают почву, это влияет на нашу способность выращивать продукты питания, топливо и клетчатку, необходимые для поддержания жизни человека. Кислая вода может растворять следы металлов, таких как ртуть, алюминий, кадмий, медь, цинк и свинец, из почвы, водопроводных труб и других источников. Некоторые из этих элементов могут вызывать острую токсичность или хронические проблемы со здоровьем, если они попадают в нашу пищу или воду. Кислотный дождь может разъедать и разрушать здания, мраморные статуи и другие произведения искусства, тем самым разрушая столетия человеческого строительства и самовыражения.

    Кислотные дожди часто идут далеко от своего источника. Попав в атмосферу, газообразные загрязнители часто разносятся на сотни миль. В зависимости от скорости, направления и продолжительности ветра загрязняющие вещества могут оставаться в воздухе 5 дней или дольше. Еще один фактор, влияющий на расстояние, на которое переносятся загрязнители, — это то, насколько высоко они осаждаются в атмосфере. Самые высокие дымовые трубы могут задерживать загрязняющие вещества высоко в атмосфере, где они уносятся реактивным потоком и другими сильными ветрами.

    В Канаде есть проблема с кислотными дождями, которые образуются на угольных электростанциях в долине Огайо. Проблема кислотных дождей в Шварцвальде в Германии связана с промышленными выбросами с Британских островов. Эти факты помогают нам понять, что некоторые экологические проблемы не выходят за рамки государственных или правительственных границ. Разработка политики по устранению проблем с кислотными дождями становится особенно сложной, когда источник проблемы находится не в той стране, где возникла проблема.

    Были предприняты самые разнообразные решения проблемы кислотных дождей с переменным успехом. Некоторые решения касаются только симптомов проблемы; другие пытаются обратиться к источнику.

    Более высокие дымовые трубы

    Первым решением, которое искала промышленность, было строительство более высоких дымовых труб, чтобы загрязняющие вещества могли уноситься ветрами высоко в атмосфере. Отправка загрязнения в другое место было решением с точки зрения промышленности, с которой столкнулись местные группы, но, как уже говорилось ранее, более высокие дымовые трубы не решают проблему.

    Увеличение буферной емкости озера

    Естественная буферная способность озер, подвергшихся неблагоприятному воздействию, может быть изменена путем добавления извести. Хотя известкование озер может повысить pH и щелочность воды в озере, оно не устраняет некоторые другие неблагоприятные эффекты, вызванные кислотными дождями, такие как высокий уровень ионов алюминия, выщелачиваемых из прилегающих почв. Кроме того, известкование должно продолжаться до тех пор, пока идет кислотный дождь, а сама известь может оказывать серьезное воздействие на экосистемы озер.

    Развитие кислотоустойчивой рыбы

    В ответ на протесты по поводу истощения рыбных ресурсов, некоторые ученые работали над созданием штаммов рыб, устойчивых к более высоким уровням кислотности. Это еще одно недальновидное решение, которое не решает реальной проблемы предотвращения загрязнения, вызывающего кислотные дожди.

    Расширение использования угля с низким содержанием серы

    Угольные месторождения различаются по содержанию серы. Сжигание угля с низким содержанием серы снижает выбросы SOx, но не снижает выбросы NOx.Кроме того, в долгосрочной перспективе часто возникает большое давление в пользу использования источников высокосернистого угля после того, как закончились доступные запасы угля с низким содержанием серы.

    Удаление соединений серы и азота из топлива и выбросов

    Ученые исследовали методы удаления соединений, которые приводят к образованию SO x и NO x из топлива (уголь, нефть и бензин) и выбросов заводов, электростанций и транспортных средств. Промывка угля для удаления серы, распыление влажного известняка в горячие заводские выхлопные газы, сжигание топлива при более низкой и постоянной температуре и реакция угля с паром и воздухом при высоких температурах для получения газа, состоящего в основном из водорода и окиси углерода, имели определенный успех.В этом последнем решении газообразный водород сжигается, заставляя турбину вырабатывать электричество; Отработанное тепло генерирует пар, вращая еще одну турбину.

    Каждое из этих решений имеет свою цену. Сжигание топлива при более низкой и более равномерной температуре снижает эффективность завода, требует больше денег и требует сжигания большего количества топлива в долгосрочной перспективе. Распыление известняка снижает только выбросы SO x , но не выбросы NO x . Он также производит твердые серные отходы, что создает сложную проблему утилизации.Сжигание газообразного водорода — это эффективная система, когда-то созданная, но установка такой системы стоит больших денег.

    Замена ископаемых видов топлива альтернативными видами энергии

    Гидроэлектроэнергия, атомная энергия, солнечная энергия и энергия ветра — все это альтернативные источники энергии, которые создают мало или совсем не образуют кислотных загрязнителей. Однако каждая из этих форм выработки электроэнергии требует своих затрат на установку, техническое обслуживание и воздействие на окружающую среду.

    Сохранение энергии

    Расширение использования общественного транспорта, производство более экономичных автомобилей, меньшее вождение, изоляция зданий от потерь тепла и использование меньшего количества электроэнергии — это лишь некоторые из способов экономии энергии, тем самым уменьшая выбросы загрязняющих веществ, вызывающих кислотные дожди.

    Как частное лицо, вы можете помочь уменьшить кислотные дожди за счет экономии энергии, экономии воды и сокращения образования отходов. Все это сократит использование ископаемого топлива и, таким образом, уменьшит загрязнение воздуха, вызывающее кислотные дожди. Конкретные методы, которые могут быть легко применены для экономии энергии и уменьшения кислотных дождей, включают следующее: 1) частое использование совместного использования автомобилей и общественного транспорта, если таковые имеются, 2) надлежащее обслуживание транспортных средств и их устройств контроля загрязнения окружающей среды, 3) лучшая изоляция домов. они более эффективны для обогрева и охлаждения, 4) Установка люминесцентного освещения и других энергоэффективных приборов и их выключение, когда они не используются, и 5) Переработка и использование переработанных материалов.

    .