Среда , 25 мая 2022
Главная / Разное / Кислотные дожди что это такое: Кислотные дожди: причины и последствия

Кислотные дожди что это такое: Кислотные дожди: причины и последствия

Содержание

Кислотные дожди: причины и последствия

Кислотный дождь — это осадки, содержащие с кислые компоненты, такие как серная или азотная кислота, которые выпадают на Землю из атмосферы во влажной или сухой форме. К ним могут относиться дождь, снег, туман, град или даже пыль, которые являются кислотными.

Термин «кислотный дождь» был придуман в 1852 году шотландским химиком Робертом Ангусом Смитом, согласно Королевскому химическому обществу, которое называет его «отцом кислотного дождя». Смит выбрал этот термин, изучая химический состав дождевой воды вблизи промышленных городов Англии и Шотландии.

Хотя антропогенные загрязнители в настоящее время являются причиной большинства кислотных осадков, природные явления также могут быть их источником. Например, вулканы могут вызывать кислотные дожди, выбрасывая в воздух загрязняющие вещества.

Обеспокоены воздействием вашей компании на окружающую среду? Разработка разрешения на выбросы загрязняющих веществ позволит избежать загрязнения окружающей среды.

Что вызывает кислотный дождь?

Кислотные дожди возникают, когда диоксид серы (SO2) и оксиды азота (NOX) выбрасываются в атмосферу и переносятся ветром и воздушными потоками. SO2 и NOX реагируют с водой, кислородом и другими химическими веществами, образуя серную и азотную кислоты. Затем они смешиваются с водой и другими материалами, прежде чем упасть на землю.

Хотя небольшая часть SO2 и NOX, вызывающих кислотные дожди, поступает из природных источников, таких как вулканы, большая часть их происходит в результате сжигания ископаемого топлива. Основными источниками SO2 и NOX в атмосфере являются:

  • Сжигание ископаемого топлива для производства электричества. Две трети SO
    2
    и одна четверть NOX в атмосфере поступают от электрогенераторов.
  • Транспортные средства и оборудование, работающее на нефтепродуктах.
  • Обрабатывающая, нефтеперерабатывающая и другие отрасли промышленности.

Ветер может переносить диоксид серы и азота на большие расстояния и через границы, что делает кислотные дожди проблемой для всех, а не только для тех, кто живет вблизи этих источников.

Формы кислотных осадков

Жидкие осадки — это то, что мы чаще всего понимаем как кислотный дождь. Образующиеся в атмосфере серная и азотная кислоты выпадают на землю, смешанную с дождем, снегом, туманом или градом.

Кислотные частицы и газы также могут осаждаться из атмосферы при отсутствии влаги в виде сухого осаждения. Кислотные частицы и газы могут быстро осаждаться на поверхности (водоемы, растительность, здания) или могут реагировать, образуя более крупные частицы, которые могут нанести вред здоровью человека. Когда накопленные кислоты смываются с поверхности под следующим дождем, эта кислая вода протекает над землей и через нее, и может нанести вред растениям и дикой природе, например, насекомым и рыбам.

Количество кислоты в атмосфере, которая оседает на землю в результате сухого выпадения, зависит от количества осадков, выпадающих в том или ином районе. Например, в засушливых районах соотношение сухого и влажного выпадения осадков выше, чем в районах, где каждый год выпадает несколько сантиметров осадков.

Измерение кислотного дождя

Кислотность и щелочность атмосферных осадков измеряются по шкале pH, для которой 7,0 является нейтральной. Чем ниже pH вещества (меньше 7), тем оно более кислотное; чем выше pH вещества (больше 7), тем оно более щелочное. Обычный дождь имеет рН около 5,6; он слегка кислый, так как углекислый газ (CO2) растворяется в нем, образуя слабую углекислую кислоту. Кислотный дождь обычно имеет рН между 4,2 и 4,4.

Когда кислотное осаждение смывается в озера и ручьи, оно может привести к тому, что некоторые из них превратятся в кислотные.

Кислотные дожди: причины, последствия, методы борьбы

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

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

Ядовитые дожди

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

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

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

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

Природа появления дождей179433.35

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.

что это, причины, последствия, методы борьбы

Осадки, вызванные загрязнением окружающей среды, являются глобальной экологической проблемой. Частота их появления с каждым годом возрастает, что беспокоит не только научное сообщество, но и общественность. Ядовитые осадки негативно влияют на организм человека, флору и фауну планеты. Прогулявшись под кислотным дождем можно столкнуться с сердечными и легочными патологиями.

Общие сведения

Кислотными называют не только дожди, но и прочие виды осадков (град, снег, туман), в составе которых присутствуют кислоты. То есть для таких осадков характерен пониженный водородный показатель, характеризующий уровень ионов водорода в жидкости. Чем выше концентрация водородных ионов, тем кислее жидкость.

Нормальная дождевая вода не должна иметь pH ниже 5,6. Если значение ниже, то говорят о кислой воде. Основными компонентами кислотных дождей являются серные и азотные оксиды, хлористый водород и некоторые органические соединения. Особо токсичным, приносящим наибольший вред биосфере компонентом, является диоксид серы. Для этого химического соединения характерен наибольший вес среди токсичных атмосферных веществ.

Токсичные вещества, попадая в воздух, в атмосфере контактируют с углекислотой, водой, солнечной радиацией, образуя молекулы кислот. С мельчайшими каплями воды кислоты устремляются в верхние атмосферные слои, где образуются облака, из которых на землю выпадают кислотные дожди.

Сегодня уже не редкость осадки на 2 – 3 pH ниже нормы. Проблема наиболее характерна для стран с развитой тяжелой промышленностью: Китая, США, России. Фиксировались случаи, когда на территории этих стран в результате интенсивной работы предприятий металлургии выпадали осадки, pH которых составлял всего 2 – 3 единицы. Под ударом находятся и соседние страны (Канада, Мексика, Япония, Корея), ведь отравленные облака могут перенестись ветрами куда угодно.

Причины возникновения

Кислотосодержащие осадки существовали и негативно влияли на экосистему планеты всегда, но раньше они имели исключительно природное происхождение. А сегодня основными причинами возникновения кислотных дождей являются антропогенные факторы:

  • токсичные выбросы предприятий тяжелой промышленности;
  • выхлопные газы транспорта;
  • добыча и переработка угля, нефти, газа;
  • сжигание любых видов органического топлива;
  • использование азотистых удобрений;
  • фреоновые выбросы из кондиционеров, холодильных установок;
  • использование хлороводородных аэрозолей.

Природными факторами, вызывающими токсичные осадки, являются:

  • вулканические извержения, при которых атмосфера заполняется большим количеством серы;
  • гниющие животные и растительные останки, выделяющие газообразную серу;
  • молнии, приводящие к появлению в атмосфере соединений азота.

Последствия

Отрицательных последствий выпадения кислотных дождей множество. Ядовитые осадки приводят к:

  • нарушению экобаланса водоемов;
  • окислению почвы;
  • угнетению жизнеспособности растений;
  • ухудшению здоровья людей;
  • разрушению построек, архитектурных объектов.

Прежде всего, следует рассказать о влиянии кислотных дождей на человека. У людей, вышедших в дождливую погоду без зонта, могут обостриться симптомы аллергии или астмы, появиться злокачественные новообразования. Особенно чувствительны к атмосферным токсинам маленькие дети.

Из-за образования кислотных дождей страдают все части биосферы:

  1. Наиболее негативное воздействие оказывается на гидросферу, причем как прямое, так и косвенное. Под прямым влиянием подразумевается отравление и гибель рыбы из-за непосредственного попадания ядовитых веществ в водоем. Косвенное влияние означает, что токсичные осадки разрушают донные известняковые и прочие породы. Содержащиеся в породах тяжелые металлы растворяются в воде, в итоге крупные популяции рыб погибают или подвергаются мутации.
  2. Для плодородных почв кислотосодержащие осадки – экологическое бедствие. Окисленный грунт подвергается коррозии, становится непригодным для хозяйственного использования.
  3. Значительным последствием кислотных дождей является угнетение растительности. Хлористые и азотистые виды кислотных дождей нарушают обменные реакции между почвой и корневой системой, в результате развитие корней замедляется, повышается чувствительность растений к температурным колебаниям и атакам насекомых-вредителей. Ядовитые дождевые капли оставляют на листьях ожоги. Бывали случаи, когда пораженные деревья полностью сбрасывали листву.

Опасность кислотных осадков также заключается в негативном воздействии на архитектурные объекты. Кислоты постепенно разъедают камень, бетон и прочие материалы, составляющие основу строительных конструкций.

Это может привести к обрушению отдельных частей зданий. Выпадением кислотных дождей обусловлено постепенное разрушение памятников архитектуры, статуй, уличных скульптур.

Методы борьбы

Решением проблемы кислотных дождей бессмысленно заниматься на локальном уровне. Это задача глобального характера, с ней можно справиться только общими усилиями всех развитых стран.

Главный метод борьбы с экологической проблемой – сокращение токсичных выбросов с предприятий. Пока процесс обратный – количество выбросов с каждым годом возрастает. Промышленные предприятия – основной источник вредных поступлений в атмосферу – следует оборудовать фильтрационными установками и очистительными сооружениями. Ученые всего мира работают над созданием систем очистки для повышения экологической безопасности промышленных предприятий.

Рассуждая на тему того, как бороться с кислотными дождями, следует учитывать еще один загрязняющий фактор – транспорт. От автомобилей, конечно, никто не откажется. Но сегодня автомобильный рынок предлагает экологически безопасную продукцию – электромобили и гибриды. Многим известна продукция компании Tesla, работающая на аккумуляторных батареях.

Визуально кислотосодержащие осадки не отличаются от нормальных, поэтому людям, выходящим в дождливую погоду на улицу, следует соблюдать меры предосторожности: надевать дождевик, брать с собой зонт. Следует остерегаться попадания дождевых капель на открытые участки тела. После дождя, находясь в помещении, не стоит сразу открывать окна и форточки, иначе со свежим воздухом можно вдохнуть токсичные летучие вещества.

Сегодня действуют международные и национальные проекты, направленные на защиту окружающей среды, предполагающие оснащение предприятий очистными установками. Для защиты водоемов от воздействия вредоносных осадков используют известкование.

Кислотные дожди (осадки)

Кислотные дожди оказывают разрушающее действие на конструкционные материалы, что приводит к значительным повреждениям и гибели памятников истории и культуры. Основными повреждающими веществами являются диоксид серы, оксиды азота, формальдегид. Степень воздействия кислотных дождей на конструкционные материалы зависит от многих факторов: вида материала, его пористости, условий эксплуатации (воздействие света, ветра, влаги) и др. Особенно сильное корродирующее действие кислотных дождей испытывают металлические сооружения, скорость коррозии во многом определяется температурой и влажностью воздуха, скоростью ветра, концентрацией диоксида серы, общим количеством и кислотностью осадков.[ …]

Кислотный дождь — дождевые осадки, которые в процессе своего формирования, объединяясь с химическими элементами, содержащимися в загрязняющих атмосферу веществах, достигают поверхности земли в виде слабо кислых растворов.[ …]

Кислотные свойства осадков (дождей) обусловлены как естественными реакциями внутри атмосферы, так и антропогенной эмиссией кислот (окислов серы и азотаг ведущих к образованию кислот и их солей, а иногда хлористого и фтористого водорода и др.).[ …]

ДОЖДЬ кислбтный, КИСЛЫЙ (КИСЛОТНЫЕ, КИСЛЫЕ ОСАДКИ) — дождь (и снег), подкисленный (число pH ниже 5,6) из-за растворения в атмосферной влаге промышленных выбросов (SO2, NOx, HCl и др.). В свою очередь кислотные осадки подкисляют водоемы и почву, что приводит к гибели рыбы, других водных организмов, резкому снижению прироста лесов и их усыханию. В Российской Федерации площадь существенного закисления от дождей и снега достигла 46 млн.га.[ …]

Кислотные осадки попадают на поверхность в виде кислотных дождей, снега, тумана, росы и образуются не только из оксидов серы, но оксидов азота.[ …]

Кислотность выпадающих осадков может влиять и на скоростьг фотосинтеза, что наиболее наглядно проявляется у редиса. Эксперименты по скорости поглощения СОг (как мера эффективности фотосинтеза) показали, что при этом уменьшается содержание углеводов, а действие кислотных дождей носит «автокаталитический» характер — уменьшение содержания углеводов приводит к снижению скорости роста ботвы, в результате чего снижается суммарная скорость фотосинтеза. В то же время резервный запас углеводов очень важен — он позволяет растению самостоятельно устранять повреждения и компенсировать снижение урожайности.[ …]

КИСЛОТНЫЕ ОСАДКИ — кислотные дождь, туман, снег и любая другая форма атмосферных осадков с кислотностью выше нормы, т. е. с pH ниже 5,6.[ …]

Кислотные осадки атмосферные осадки — дождь, туман, содержащие техногенные примеси, из-за которых их кислотность превышает нормальный уровень, т.е. с pH существенно ниже 5,6.[ …]

Кислотные дожди и водоемы. Как правило, pH большей части рек и озер составляет 6…8, но при высоком содержании в их водах минеральных и органических кислот pH значительно ниже. Процесс попадания кислотных дождей в водоемы (реки, пруды, озера и водохранилища) включает много этапов, на каждом из которых их pH может и уменьшаться, и возрастать. Например, изменение pH осадков возможно при их движении по лесной подстилке, взаимодействии с минералами, продуктами деятельности микроорганизмов. Все живое чувствительно к изменению pH, поэтому повышение кислотности водоемов наносит непоправимый вред рыбным запасам. В Канаде, например, из-за частых кислотных дождей более 4 тыс. озер объявлены «мертвыми», еще 12 тыс. — на грани гибели. Нарушено биологическое равновесие 18 тыс. озер в Швеции. В половине озер южной части Норвегии исчезла рыба. Из-за гибели фитопланктона солнечный свет проникает на большую глубину, чем обычно. Поэтому все умершие от кислотных дождей озера поразительно прозрачные и необычайно голубые.[ …]

Кислотные дожди и материалы. Влияние кислотных дождей на широкую гамму конструкционных материалов становится из года в год все очевиднее. Так, ускоренная коррозия металлов под воздействием кислотных осадков, как отмечает американская печать, приводит к разрушению самолетов и мостов в США. Серьезной проблемой, как известно, стало сохранение античных памятников в Греции и Италии. Основными повреждающими ингредиентами являются катион водорода, диоксид серы, оксиды азота, а также озон, формальдегид и пероксид водорода. Интенсивность разрушения материалов зависит от их пористости, так как чем выше удельная поверхность, тем больше ее сорбционная способность; от конструкционных особенностей, так как при наличии различных выемок они являются коллекторами кислотных осадков; от условий эксплуатации: скорости ветра, температуры, влажности воздуха и т.п. На практике наибольшее внимание уделяют трем группам материалов: из металлов — нержавеющей стали и оцинкованному железу; из строительных материалов — материалам для наружных конструкций зданий; из защитных — краскам, лакам и полимерам для поверхностных покрытий. При воздействии осадков и газов их повреждающее действие обусловлено интенсивностью каталитических реакций с участием металлов, а также синергизмом1, при этом наиболее часто наблюдается равномерная коррозия.[ …]

ДОЖДЬ КИСЛОТНЫЙ (кислотные, кислые осадки) -имеет pH менее 5,6. Выпадение Д.к. связано с антропогенным загрязнением атмосферы выбросами диоксида серы и оксидов азота (ежегодно в мире — более 255 млн т). От этого в различных регионах мира погибают леса на площади более 31 млн га. Так, на территории Германии кислотными дождями повреждено около 35% площади лесных массивов страны, а в Канаде уже погибли старейшие леса (возраст до 300 лет) из бальзамической ели. Кислотные выпадения привели к ухудшению состояния и гибели горных лесов из красной ели в северных Аппалачах (Кислотные выпадения, 1990). Все это резко снизило прирост лесов и ухудшило естественное лесовозобновление. Отмечены случаи поражения лесов и в нашей стране (Белоруссия, Карелия, некоторые районы Сибири, особенно вблизи крупных промышленных центров). Значительно снижается под воздействием Д.к. урожайность некоторых сельскохозяйственных культур (хлопчатника, томатов, винограда, цитрусовых и др.) — в среднем на 20-30%.[ …]

Кислотные дожди оказывают влияние на популяции озерных рыб, так как вода в озерах становится кислой. Например, в США 51% горных озер, расположенных в Адирондане, имеют pH меньше 5. Поэтому в 90% этих озер полностью отсутствует рыба, хотя в 30-х годах озера без рыбы составляли лишь 4% их общего числа. В результате взаимодействия кислотных осадков с кальцием и маг нием, входящими в состав растворов и строительного камня, происходит деградация строительных материалов. Особому риску подвергаются скульптуры, выцветают и разрушаются краски, коррозируют металлические элементы конструкций крыш и ферм мостов.[ …]

Кислотные дожди — следствие выбросов в атмосферу диоксидов серы и азота. Этот термин введен более 100 лет назад английским химиком А. Смитом. Отрицательные экологические последствия кислотных осадков заметно проявились в последние 15—20 лет.[ …]

Кислотные дожди — это атмосферные осадки, pH которых ниже чем 5,5. Проблема возрастающей кислотности атмосферных осадков и почвенного покрова — одна из острейших глобальных проблем современности и обозримого будущего. Районы кислых почв не знают засух, но их естественное плодородие понижено и неустойчиво; они быстро истощаются и урожаи на них низкие. Кислотные дожди вызывают подкисление поверхностных и грунтовых вод, верхних горизонтов почв, деградацию лесов.[ …]

Кислотные осадки — любые атмосферные осадки (дожди, туманы, снег), кислотность которых выше нормальной.[ …]

Кислотные осадки бывают двух типов: сухие, обычно выпадающие невдалеке от источника их поступления в атмосферу, и влажные (дождь, снег и пр.), распространяющиеся на большие расстояния, соизмеримые с размерами континентов, и потому зачастую превращающие проблему кислотных осадков в международную.[ …]

Кислотные осадки оказывают негативное влияние на плодородие почв и биологическую продуктивность. Во многих реках южной Норвегии из-за высокой кислотности воды лососевая икра не может развиваться, в связи с чем лосось там исчезает. Кроме того, попадание кислот в почву ускоряет вымывание кальция, калия и других питательных веществ, замедляет темпы роста биомассы. Так, в Центральной Европе нанесен ущерб от окисления 1,6 акров пахотных земель и лугов. Кислотные дожди являются одним из основных факторов химического выветривания горных пород, оказывают разрушающее воздействие на памятники архитектуры. Они стали новой формой загрязнения окружающей среды. Вопрос об этих загрязнениях стал конфликтным между странами Западной Европы и Скандинавскими странами, между США и Канадой, а также Италией, с одной стороны, и Австрией, Швейцарией и Югославией — с другой. С целью решения этой проблемы в 1979 г. в Женеве была подписана конвенция, обязывающая искать пути сокращения выбросов серы в атмосферу с целью устранения кислотных осадков.[ …]

Кислотные дожди в первую очередь действуют на листву; при этом важным показателем является pH дождя или тумана (например, уже при pH 2 растения подвергаются значительным повреждениям). В случае действия кислотных дождей на почвенную систему важнее общее количество выпавших осадков, которое способствует закислению почвы, усиливает коррозию и выветривание материалов, определяет скорость ионообменных процессов.[ …]

Кислотные дожди. Поступление в атмосферу больших количеств окислов серы и азота приводит к заметному снижению pH атмосферных осадков, в ряде случаев на 2—2,5 единицы, т. е. вместо нормальных 5,6—5,7 до 3,2—3,7. (Следует напомнить, что pH — это отрицательный логарифм концентрации водородных ионов, и значит вода с pH 3,7 в сто раз «кислее» воды с pH 5,7.) Так, в Санкт-Петербурге pH дождя колеблется от 4,8 до 3,7; в Днепропетровске 4—5; в Красноярске — 3,8—4,9; в Казани опускается до 3,3.[ …]

Кислотные дожди особенно опасны в районах с кислыми почвами и низкой буферностью природных пресных вод. В Америке и Евразии это обширные территории севернее 55 параллели. Техногенная кислота кроме прямого губительного действия на надземные части и поверхностную корневую систему растений увеличивает подвижность и вымывание почвенных катионов, нарушает почвенную микрофлору, закисляет и увеличивает жесткость воды рек и озер. Это приводит к неблагоприятным цепным изменениям в озерных экосистемах. Природные комплексы Канады и Скандинавии уже давно ощущают действие кислых осадков. На больших пространствах наблюдается аэрогенная деградация хвойных лесов, беднеет фауна водоемов. В 1900 г. в семи реках Южной Норвегии было выловлено 30 т благородного лосося, а в 1970 г.—ни одной рыбы. Резко снизились уловы в лохах Шотландии и озерах Карелии. Громадные площади южнотаймырской тайги и лесотундры стали почти безжизненными из-за сернистых и металлических выбросов Норильского металлургического комбината х.[ …]

Осадки кислотных дождей и другие вредные вещества, находящиеся в воздухе крупных городов, вызывают также разрушение эксплуатирующейся промышленной продукции. Так, исследования в Спрингфилде (штат Иллинойс, США) показали, что интенсивность коррозии стали в городе в три раза выше, чем в сельской местности [9].[ …]

Состав дождей для одной и той же зоны изменяется в зависимости от высоты над уровнем моря. Как показали исследования, проведенные на территории Национального парка в Северной Каролине (США), содержание ионов в осадках на высоте 1800 м летом в 1,5—1,9 раза ниже, чем в осадках у подножия гор; зимой это различие еще более существенно — в 1,6—3,2 раза ниже. Отношение концентраций анионов БО /МОз“ практически постоянно на разных уровнях, однако кислотность дождей и отношение (Н + )/(801 + N03“) возрастают с увеличением высоты над поверхностью Земли.[ …]

Термин «кислотные дожди» был введен английским химиком А. Смитом свыше 100 лет назад, когда ему удалось выявить зависимость между уровнем загрязнения над городом Манчестер и кислотностью осадков. Однако пагубные экологические последствия кислотных осадков проявились лишь в последние 25 -30 лет.[ …]

Термин «кислотные дожди» ввел в 1872 г. английский инженер Роберт Смит в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии». Кислотные дожди, содержащие растворы серной и азотной кислот, наносят значительный ущерб природе. Земля, водоемы, растительность, животные и постройки становятся их жертвами. На территории России в 1996 г. вместе с осадками выпало более 4 млн т серы и 1,25 млн т нитратного азота. Особенно тревожная ситуация сложилась в Центральном и Центрально-Черноземном районах, а также в Кемеровской области и Алтайском крае, в Норильске. В Москве и Санкт-Петербурге с кислотными дождями на землю в год выпадает до 1300 кг серы на 1 км2. Заметно меньше кислотность осадков в прибрежной зоне северных, запад-но- и восточносибирских морей. Самым благоприятным регионом в этом отношении признана Республика Саха (Якутия).[ …]

Явление «кислотности дождей» было впервые точно описано еще в середине XIX в. Дж. Смитом, предложившим соответствующий термин по результатам изучения химизма осадков в районе г. Манчестера (Англия). Во второй половине XX в. пропорционально растущим количествам выбросов оксидов серы и азота возросла и значимость последствий кислотных дождей, а в 70—80-е годы в промышленных регионах создалась ситуация, близкая к экологической катастрофе.[ …]

Выпадение кислотных осадков. При сжигании ископаемого топлива возникают оксиды серы и азота, ежегодный прирост концентрации которых в атмосфере составляет не менее 1%. Оксиды серы образуют с капельками воды в атмосфере серную кислоту, в результате возникают кислотные дожди, наносящие ущерб природе и экономике (рыболовству, сельскому и лесному хозяйству и др.). В Европе леса повреждены уже на 38% территории [242], нанесен ущерб художественному и архитектурному наследию наций; не исключается вероятность того, что в результате подкисления на громадных участках почвам уже нанесен практически непоправимый ущерб [138]. Хотя причины гибели лесов в Европе и в других районах земного шара до сих пор достоверно не установлены, большинство ученых полагают, что сложная комбинация загрязняющих веществ, включая кислотные осадки, делает леса уязвимыми перед стихийными бедствиями, такими как засухи и резкие перепады температур, которые в сочетании приводят к их гибели [192]. Кислотные дожди оказывают воздействие на огромные территории в Северной Америке, Европе и Азии, а сейчас появились сведения об их влиянии на биоту морских акваторий [176].[ …]

Повышение кислотности почвы вследствие выпадения кислотных дождей может существенно влиять на иеокуль-туренные пастбища и луга. При правильных агротехнических приемах кислотность поддерживается на оптимальном уровне. Закисление почвы в результате деятельности корневой системы и азотфнксирующих бактерий на порядок больше, чем при поступлении ионов Н+ с осадками за весь ростовой сезон. В то же время на бедных песчаных почвах почвенная биота функционирует оптимально при pH 4,2. pH верхнего слоя толщиной 5 см бедных почв, закнслеиных в течение двух сезонов, может достигнуть 3,2—3,5. Поэтому в большинстве случаев необходимо известковать почвы. При повышении кислотности почвы для некоторых культур (смеси тимофеевка — красный клевер) скорость усвоения нитратов и сульфатов возрастает.[ …]

И, наконец, кислотный дождь может усугубить действие низких зимних температур. Осенняя «подготовка» хвойного дерева к низким температурам заключается в удалении воды из его игл (этот процесс называют «закаливанием»). Первоначальный сигнал к началу процесса идет от корней в связи с уменьшением поступления питательных веществ от почвенных микроорганизмов. Однако по мере того как кислота поглощается иглами, азотистые соединения кислотных осадков могут питать дерево, подавляя идущий из корней сигнал и тем самым нарушая процесс закаливания. В итоге дерево оказывается уязвимым к разрушающему действию льда, образующегося в ткани игл. Озон тоже способен снижать морозостойкость дерева, повреждая клеточные мембраны в хвое.[ …]

Основная часть осадков (65 — 70%) годовой суммы выпадает в теплый период. В условиях чистой атмосферы при среднем содержании С02 0,030% и температуре 10°С H.A. Шмидеберг (1990) приводит величину pH дождевых вод, равную 5,60. В загазованной атмосфере реакция среды дождевых вод становится довольно кислой (pH = 3,5 — 4,5). В работах И.С. Шатилова с соавторами (1979, 1990) и H.A. Шмидеберг (1990) приведены данные о химическом составе кислотных дождей и их влиянии на почвенный покров европейской части России. Подобные данные для Сибири отсутствуют. В случае действия кислотных дождей на почвенную систему важнее общее количество выпадающих осадков, которое способствует закислению почвы, усиливает коррозию и выветривание минералов, определяет скорость ионообменных процессов.[ …]

Действие кислых осадков на почвы наиболее ощутимо проявляется в северных и тропических районах. Для первых это связано с тем, что подкисляются и без того кислые (подзолистые и их разновидности) почвы. Они, как правило, не содержат природных соединений, нейтрализующих кислотность (карбонат кальция, доломит и др.). Почвы в тропиках хотя и имеют нейтральную и щелочную реакцию, но также не содержат веществ — нейтрализаторов кислотности (из-за интенсивного и постоянного промывания дождями).[ …]

Тревогу вызывают кислотные дожди. Наблюдается ярко выраженный очаг подкисления осадков, связанный с антропогенным загрязнением атмосферы, выбросами серы и азота в основном предприятиями Германии и Великобритании, которые господствующими западными ветрами переносятся в Скандинавию, страны Балтии и на значительную часть северо-запада России.[ …]

Кислые атмосферные осадки с реакцией pH 4,0—3,5 приводят к неблагоприятным изменениям в экосистемах суши и поверхностных вод, особенно в регионах с природно-кислыми почвами. Выпадение таких осадков угнетает растения и может просто их уничтожить. Кроме тех негативных явлений, которые были описаны выше, «кислые дожди» вызывают кислотные «ожоги» надземной части растений и губят даже созревший урожай овощей и фруктов.[ …]

На локальном уровне кислотность дождя часто зависит от конкретных антропогенных источников (крупных электростанций, котельных, металлургических заводов). Эпизодические выбросы из этих источников могут быстро понижать pH осадков. Наблюдаются сезонные колебания: концентрации Н+ и максимальны в летний период, концентрация аниона МОГ незначительно меняется в течение года.[ …]

Прогнозирование выпадения кислотных дождей возможно при установлении количественной связи между антропогенными источниками и местом выпадения осадков. Для этого необходимо четко представлять процессы химической трансформации веществ и закономерности массопереноса.[ …]

Глобальной проблемой стали кислотные осадки-резкоо увеличение слитности дождей, снега, туманов, происходящее в результате кыброса в атмосферу огромного количества двуокиси серы и окислов азота количественные данные были приведены в вводной лекции), образугаихся от сгорания топлива. Выбросы двуокиси серы на одного человека саставили в 19Ь7 году: в ГДР-240 кг, ЧССР-201 кг, Линляндии119 кг, СССР-91 кг, Великобритании- ЬЗ кг. Ветры, не знаицие границ, переносят кислые осадки на огромные расстояния.[ …]

Образовавшиеся кислоты, выпадая с осадками на земную поверхность, приводят к гибели лесов: снижается масса корневой системы, сильно сокращается скорость роста молодых побегов, наблюдается общее увядание саженцев ели, у большинства хвойных и Лиственных пород наблюдается повреждение клеток (лист, хвоя). Выпадение кислотных дождей приводит к повышению кислотности почвы и, как следствие этого, к снижению активности почвенных микроорганизмов, участвующих в переработке лесной подстилки, улучшении структуры почвы, переводе органических соединений в усвояемые формы. Это особенно опасно для высокогорных лесов с большим годовым количеством осадков.[ …]

Отличительной чертой образования кислотных дождей является дальность их распространения от источников поступления. Мониторинговые наблюдения показывают, что максимальная концентрация серной кислоты в жидких осадках наблюдается на расстоянии 250 — 300 км от места выброса сернистого газа. Максимальная же концентрация сульфидов, образующихся за счет связывания кислоты аэрозольными оксидами металлов, — на расстоянии 500 — 1000 км.[ …]

что это такое, чем вызваны, компоненты, фото

Глобальные изменения нарушают естественные природные процессы. Последствия стремительного технического прогресса наносят вред всему живому. Одна из серьезных экологических проблем, кислотные дожди, приобрела планетарное распространение.

Понятие кислотный дождь

В химической терминологии существует понятие кислотности водного раствора. Это основополагающий принцип кислотного дождя.

Уровень кислотности воды обусловлен концентрацией водородных ионов Н+, единица измерения которых ммоль/л. Для щелочности нужны гидроксильные ионы ОН-. Данные величины взаимосвязаны: при увеличении щелочности понижается кислотность, и наоборот. Нейтральной (одинаковое количество Н+ и ОН-) воды в природе нет.

Шкала кислотности начинается от рН — 0 (высокая кислотность). Концентрация в 7 ммоль/л считается нейтральной, от 7 до 14 происходит увеличение щелочности. В чистой дождевой воде водородный показатель слабокислый.

Под термин «кислотные дожди» попадают осадки, кислотность которых от 0 до 5,7 ммоль/л. За всю историю максимально низкое значение (2,25) зарегистрировано в Китае.

Причиной появления этого явления в мире становятся выбросы промышленных предприятий и автотранспорта. В воздухе химические соединения распадаются на сульфатные, нитратные частицы и перемешиваются с атмосферной влагой. Получается подобие разбавленной кислоты. Чем выше концентрация веществ, тем больше кислотность осадков.

История появления термина

Начало развития европейской промышленности в начале XIX века привело к упоминанию в ученых кругах явления повышенной кислотности дождей. Химик из Шотландии Роберт Смит на протяжении своей жизни изучал взаимосвязь между загрязнениями атмосферы в Манчестере и кислотными осадками. В 1852 году он первым заговорил о климатологической аномалии в виде кислотных дождей, но поддержки своей гипотезы Смит не получил.

Не сдаваясь, он в течение 10 лет публиковал доклады о химическом составе атмосферы. Общественность заинтересовалась мнением учёного только после выхода его книги в 60-е годы. Термин официально признали после публикации в «Нью-Йорк Таймс» отчетов о влиянии природных изменений на леса. Со временем стали появляться предложения по решению проблемы кислотных дождей в странах Старого и Нового света.

Прогнозирование выпадения кислотных дождей

Существует возможность составления прогноза очередного выпадения кислотных дождей. Для этого устанавливают количественную связь между источником и локализацией выпадения осадков. При изучении естественного атмосферного массопереноса нужно знать течение распада и изменения химических соединений. Учитываются множественные процессы, протекающие в жидкой и газообразной фазе.

Такая сложная система соотношений для будущего прогнозирования требует решения проблемы экологической безопасности человечества. Для этого ученые рассчитывают совершенную математическую модель. За основу берется концентрация положительных ионов Н+ в жидкости.

Компоненты кислотных дождей

При водородном показателе осадков pH менее 5,7 можно говорить о возникновении кислотного дождя. Кислотность часто появляется и в других видах климатических осадков.

Основными компонентами кислотных дождей являются серные и азотные соединения. В воздухе они образуются после взаимодействия с водой при фотохимической реакции. Большую часть опасных осадков (2/3) составляют серная и сернистые кислоты. Главные источники их появления — выбросы производств и транспорта.

Кроме основных видов возникают осадки, содержащие хлор и плавиковые кислоты. На причину их возникновения влияет отсутствие средств и методов борьбы с парниковыми газами (фреоны, фторводороды).

Кислотная седиментация

Загрязнение воздуха происходит от антропогенных и природных источников. Фоновый уровень естественного зашлаковывания стабилен и редко изменяется. Степень загрязненности атмосферы в результате промышленного прогресса увеличивается постоянно.

Под общим понятием седиментации понимают оседание, всплывание дисперсных частиц в дисперсионной среде. Это заключительный этап круговорота загрязняющих веществ.

Процесс седиментации проходит двумя путями:

  1. Влажный (вымывание кислотных веществ из атмосферы).
  2. Сухой (выпадение осадков).

Взаимосвязь этих процессов — это кислотная седиментация, приводящая в итоге к закислению атмосферы.

Сухая седиментация

При сухой седиментации газообразные вещества выпадают в осадок под действием турбулентной диффузии. Она появляется из-за неравномерного трения по поверхности Земли воздушных масс при передвижении.

Опасность для окружающей среды представляет прямой перенос молекул серы и азота, адсорбированных на пылевых частицах. После осаждения токсичные элементы поглощаются природными поверхностями (водой, почвой, растениями).

Влажная седиментация

Важным условием образования облаков является перенасыщение воздуха водяным паром. Водяной пар конденсируется до перенасыщения. Процесс должен происходить при 500°С, но температура в атмосфере на этом уровне не превышает 100,5°С. Вследствие чего перенасыщенность возникает только на ядрах сернистых и азотистых соединений и приводит к накоплению кислотных осадков.

Облака увеличиваются и накапливают аэрозольные частицы. Седиментация повышается, соответствуя размерам капель и под гравитационным действием они падают. Падающие капли дождя промывают атмосферу, одновременно поглощая новые частицы.

На землю осадки попадают с растворенными веществами, которые повышают истощаемые запасы необходимых элементов или приводят к загрязнению, в зависимости от состава.

Кислотные туманы и облака

Для анализирования туманов экологи выбирают лесные и высокогорные регионы, где они присутствуют более 60 дней в течение года.

Кислотный туман в мегаполисе

Химический состав определяют до образования тумана по количественному содержанию кислотных газов и аэрозольных частиц. В образующемся тумане в условиях предварительного задымления содержатся катионы Н+, нитраты, сульфаты, соединения органики (ацетаты, формиаты).

При появлении в тумане карбонатной пыли, аммиачных примесей кислотность понижается. В городском воздухе регистрируются металлы переменной валентности от промышленных и автомобильных выбросов. Диоксид серы в ходе окислительных реакций переходит в серную кислоту. Днем оксиды азота под фотохимическим воздействием превращаются в азотную кислоту.

По внутреннему химическому взаимодействию облака схожи с туманами, но ионный состав в облачной массе ниже. На количество образования ионов в туманах влияет то, что они образуются в более загрязненных околоповерхностных слоях воздуха. Облачные массы имеют меньшую загрязненность из-за перемешивания с чистыми воздушными потоками. Концентрационных примесей в облаках меньше, так как в них много водяных капель.

Воздействие кислотных осадков на природу

Образовавшиеся опасные осадки влияют на природу. В первую очередь страдают пресные водоемы и растительные насаждения. Часто влияние кислотных дождей получается не прямым, а косвенным. Опасны не сами осадки с повышенной кислотностью, а протекающие в биосфере под их воздействием окислительно-восстановительные процессы.

Многие реакции протекают не локально, а на расстоянии, в сотнях километров от источника образования. Поэтому предотвратить распространение и влияние кислотных дождей невозможно. Из-за деятельности экономически развитых стран ущерб наносится всем регионам планеты.

По расчетам группы ученых в России каждый 5 дождь можно считать кислотным. В Китае этот показатель составляет 85%.

Гибель сельскохозяйственных растений

Токсичные осадки загрязняют сельскохозяйственные площади. Исследования доказали, что кислотные дожди наносят вред растениям по всей планете. Нарушаются растительные покровные ткани, клеточный обмен веществ, что заканчивается гибелью.

Негативное влияние кислотных дождей на леса

Резкое падение урожайности привело к проведению опытов по степени восприимчивости выращиваемых культур к почвенной кислотности. Даже гибридные сорта томатов, фасоли, сои, хлопчатника, подсолнечника оказались неустойчивы, их рост и развитие замедлялись, и они погибали.

Сокращение лесных массивов

Леса сильно подвержены осадкам, которые обладают повышенной кислотностью. Продуктивность почв падает, питательных веществ для поступления взрослым растениям не хватает. Почвенные микроорганизмы погибают или меняется их состав.

Лесные площади на протяжении многих километров поражены суховершинностью. После закисления почв происходит быстрое высвобождение и распространения алюминия, который губителен для корней.

Лиственная масса угнетается, ветви оказываются хрупкими. Из-за не частой смены хвои деревья хвойных пород поражаются сильнее: кроны становятся редкими, хвоинки желтеют.

Источники кислотных дождей

Закисление поверхностных вод

Основными закислителями водоемов значатся серные и азотистые соединения. Осадки кислотной природы, влияющие на быстрое закисление водных масс, приводят к снижению видового разнообразия животных. Первыми на начальное изменение кислотности реагируют микроорганизмы.

Концентрация фитопланктона резко снижается и он замещается на грибки. Органика не перерабатывается и водоем засоряется. У поверхностных вод способность нейтрализации кислот очень низкая. Жизнь водных организмов нарушается и они погибают.

Кислотные дожди способствуют разрушению каменной кладки, а также сооружений и памятников.

Кроме губительного действия на живую природу, осадки поражают архитектурные строения. Под сернокислотными дождями прочный мрамор замещается на гипс. Это хрупкий и мягкий материал, который из-за климатических колебаний (мороз, жара, ветер) быстро разрушается. Тысячелетние памятники культуры, дошедшие до нас в неизменном виде, интенсивно разрушаются.

Вред кислотных дождей для людей

Накопление кислотных осадков в экосистеме многих стран представляет не локальное осложнение, а серьезную экологическую проблему глобального характера. Вдыхание смога, влажного воздуха с опасными соединениями вредит общему состоянию здоровья людей.

После выпадения кислотных дождей первой страдает дыхательная система. Мелкодисперсные частицы проникают в альвеолы, что со временем вызывает рак легких. Количество регистрируемых случаев бронхиальной астмы, начиная с раннего возраста, увеличивается. Осложнения болезни приводит к преждевременной смертности.

Туман в Лондоне 1952 года привел к летальному исходу более 4000 человек.

Пищеварение в не меньшей степени подвержено последствиям высокой кислотности в биосфере. Выпас животных на закисленных почвах, ловля рыбы и водозабор в токсичных водоемах приводит к употреблению мяса и воды с содержанием ионов тяжелых металлов. В итоге появляются интоксикации, патологии почек, печени невыясненной этиологии.

Решение проблемы кислотных осадков

В решении проблемы кислотных дождей требуется масштабный подход. В программах по снижению кислотных выбросов обязаны участвовать государства всей планеты.

Частично справиться с проблемой можно путем сокращения энергозатрат. Для этого электростанциям следует отказаться или минимизировать потребление минерального топлива.

С сернистыми выбросами можно бороться установкой улавливающих серу фильтров при дистилляции нефти и регулировании процессов горения на мусоросжигательных заводах.

https://youtu.be/A6oW26trotw

Снизить закисление водоемов способны фосфатные удобрения в малых количествах. Фосфаты помогают планктону перерабатывать нитраты, в итоге кислотность снижается. Переход транспорта на экотопливо, восстановление лесных насаждений поможет улучшить состояние воздуха.

В перспективе, чтобы активизировать борьбу с кислотными дождями, требуется постройка новых экологически безопасных предприятий и усовершенствование фильтрующих сооружений.

Массивные выбросы кислотосодержащих соединений приводят к окислению природной среды. Пока общие для всех стран пути решения проблемы минимальны. Поэтому государствам нужно спланировать единую методику по предотвращению образования кислотных осадков.

Кислотные дожди в атмосфере: причины и последствия

Кислотный дождь — природное явление, при котором наблюдаются осадки с повышенной кислотностью. Причём принято обозначать этим понятием любые кислотные осадки: дождь, град, снег или туман.

Обычная вода, выпадающая в осадках, является слабокислым раствором (5,6-5,7 рН). Но во время кислотного дождя вода обладает повышенным уровнем кислотности (может превышать норму в тысячи раз), из-за чего наносит серьёзный ущерб окружающей среде. А поскольку встречается оно отнюдь не редко, считается экологической проблемой.

Причины выпадения кислотных дождей

Одной из причин образования кислотных осадков является загрязнение атмосферы в результате деятельности людей (химические выбросы заводов и предприятий, сжигание топлива, добыча полезных ископаемых, выхлопные газы транспорта и т.д.). Из-за изменения состава атмосферы происходит смешивание воды со слабыми растворами некоторых кислот, в результате чего и выпадают кислотные осадки.

Также образование аномальных осадков происходит из-за вулканической активности. В результате выброса в атмосферу огромного количества серы образуются слабые кислоты на основе серы.

Ещё одной природной причиной образования кислотных осадков являются грозы, во время которых в атмосфере образуются азотные соединения. Слабый раствор азотной кислоты часто смешивается с водой, на их долю приходится около 10 млн тонн осадков.

Более того, попадать в атмосферу серо- и азотосодержащие вещества могут и другими способами. К примеру, происходит это при гниении трупов животных и растительных остатков.

Последствия выпадения кислотных дождей

  • Закисление водоёмов приводит к интоксикации воды, в результате чего многие живые организмы в водоёмах погибают. В некоторых случаях это приводит к полному вымиранию живых организмов в водоёмах. Кроме того, отравленная вода непригодна к употреблению.
  • Закисление почвы приводит к уменьшению плодородности почвы, к вымыванию питательных веществ, и, как итог, к интоксикации почвы. В результате этого многие растения погибают из-за накопления яда или разрушения корневой системы. Выжившие растения обладают замедленной скоростью развития, становятся слабее, иногда утрачивают свои функции (к примеру, фотосинтез), могут вызывать болезни у животных (если те съедят заражённое растение).
  • Вымирание животных и растений происходит в результате прямого попадания под кислотные дожди. Хотя в большинстве случаев это является причиной образования у них различных заболеваний.

Стоит отметить, что данная проблема является очень серьёзной, а потому с её последствиями пытаются бороться. К примеру, в водоёмах применяется метод известкования, благодаря чему удаётся нормализовать уровень кислотности воды. Методы по спасению почвы также существуют.

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.

Последствия кислотных дождей: опасность и решения

Кислотные дожди – это природное явление, возникающее из-за загрязнения воздуха. Люди загрязняют атмосферу и выделяют газы, которые вызывают коррозионные дожди такого типа. Они разные эффекты кислотных дождей негативны как для человека, так и для окружающей среды.

По этой причине мы собираемся посвятить эту статью тому, чтобы рассказать вам все, что вам нужно знать о различных эффектах кислотных дождей и о том, как важно посвятить эти эффекты.

Что такое кислотный дождь

Этот вид осадков относится к загрязнению атмосферы, так как образуется под действием влажность воздуха с диоксидом серы, триоксидом серы и другими оксидами азота которые присутствуют в атмосфере. Концентрация этих газов увеличивается в результате деятельности человека. В противном случае кислотные дожди будут происходить в некоторых исключительных случаях, таких как пары, испускаемые во время извержения вулкана.

Эти газы образуются из таких продуктов, как нефть, некоторые отходы, дым, выбрасываемый фабриками, движение транспортных средств и т. д. Этот феномен это стало проблемой для планеты, так как его частота все больше и больше увеличивается. Он наносит ущерб природным элементам, а также искусственной инфраструктуре человека.

В то время как популярное воображение заставляет нас думать о дожде как о разъедающем кожу веществе, последствия кислотных дождей менее впечатляющие, хотя и не менее разрушительные. Во-первых, кислотные дожди могут фатально повлиять на водоемы, такие как озера, реки и океаны. изменяет свою кислотность, который уничтожает водоросли и планктон и увеличивает смертность рыб. Жертвами этого явления являются и лесные массивы, так как они уничтожают азотфиксирующие микроорганизмы и контактно повреждают листья и ветки.

последствия кислотных дождей

Чтобы понять, почему он негативно влияет на эти природные и техногенные элементы, необходимо знать причины и образование кислотных дождей. В отношении загрязнения окружающей среды можно сказать, что непосредственной причиной является деятельность человека, такая как заводские операции, отопление общественных мест и домов, электростанции, транспортные средства, И т.д.

Широко распространено мнение, что когда мы говорим о последствиях кислотных дождей, то видим их по-разному и думаем, что не являемся их причиной. Конечно, количество выбросов, которые выбрасывает в атмосферу промышленность, не совпадает с количеством выбросов, которые выбрасывает конкретный человек. Но также верно и то, что людей в мире на миллиарды больше, чем отраслей.

Это заставляет нас переосмыслить, действительно ли эти эффекты производятся совокупностью целого. Помните, что это явление содержит углекислый газ, который может быть снегом, льдом и туманом. В случае этого тумана он называется кислотным туманом и также может представлять опасность для здоровья при вдыхании.

Все это делает воду слегка кислой. Дождевая вода обычно имеет рН 5,6, но кислотный дождь обычно имеет рН 5 или даже 3, если он очень кислый. Для его образования вода в воздухе вступает в контакт с газовой смесью, о которой мы упоминали ранее. Именно эти газы вместе с водой производят серную кислоту, которая делает дождевую воду более кислой. Также образуются две другие кислоты, такие как сернистая кислота и азотная кислота. Когда эта более кислая вода падает, она начинает наносить вред окружающей среде, в которой находится.

Последствия воздействия кислотных дождей

Теперь давайте подробнее рассмотрим, что происходит, когда начинают идти кислотные дожди. Падает на землю, воду, леса, здания, транспортные средства, людей, и т.д. При этом уже можно сказать, что это ухудшает экологию в целом.

Загрязняющие вещества от сжигания нефтепродуктов могут не только загрязнять территорию, в которой они производятся, но и переноситься ветром на тысячи миль. Он становится кислотой и выпадает в виде осадка перед соединением с влагой. Хотя это и называется кислотным дождем, эти осадки могут принимать форму снега, града или тумана. Все это говорит нам о том, что кислотные дожди могут происходить в одной части мира, а выпадать в других.

Страна, которая не загрязняет окружающую среду, должна страдать от последствий другой страны, которая загрязняет окружающую среду. что страна не может допустить. Больше всего на свете, потому что таковы последствия кислотных дождей и от чего пострадают страны, которые не виноваты в выбросах других:

  • Подкисление как наземных, так и морских вод. Это наносит серьезный ущерб всей водной и наземной жизни. Затрагиваются как флора, так и фауна, и вода становится непригодной для питья до тех пор, пока речные водотоки не восстановятся.
  • Наносит серьезный ущерб растительности, во всех лесных районах и в джунглях. Некоторые химические компоненты кислотных дождей смешиваются с другими в почве и в конечном итоге истощают ее питательные вещества. Следствием этого является то, что многие растения могут погибнуть, а животные, которые ими питаются, — то же самое.
  • Уничтожить жизнь азотфиксирующих микроорганизмов, поэтому будет больше окружающего азота.
  • Повреждает все искусственные поверхности с долгосрочным коррозионным воздействием на дерево, камень и пластик. Многие статуи и памятники пострадали от частых кислотных дождей.
  • Кислоты от дождя также вызывают усиление парникового эффекта.

возможные решения

Столкнувшись со всеми этими последствиями кислотных дождей, мы попробовали некоторые решения, такие как:

  • Свести к минимуму уровни серы и азота в выбросах от заводов, отопления, транспортных средств, и Т. Д. Использование возобновляемых источников энергии и новых технологий может уменьшить это.
  • Улучшить общественный транспорт, чтобы сократить использование личных автомобилей.
  • Снизить потребление электроэнергии в домашних условиях.
  • Не используйте так много химикатов на сельскохозяйственных культурах.
  • Сажать деревья.
  • Сократите количество компаний и отраслей, обучая людей вести лучший и менее загрязняющий окружающую среду образ жизни.

Я надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете больше узнать о влиянии кислотных дождей и их последствиях.


Кислотный дождь Сайт для студентов: Что такое кислотный дождь?

Кислота дождь — это дождь, который стал кислотным из-за определенных загрязняющие вещества в воздухе. Кислотный дождь – это разновидность кислотных отложений, которые могут появиться во многих формах. Мокрые осадки – это дождь, мокрый снег, снег или туман, который стал более кислым, чем обычный. Сухое осаждение — еще одна форма кислоты. осаждения, и это когда газы и частицы пыли становятся кислый.Возможно как влажное, так и сухое осаждение. переносимые ветром, иногда очень долго расстояния. Кислотные отложения во влажной и сухой формах падает на здания, автомобили и деревья и может делают озера кислыми. Кислотное осаждение в сухом виде может вдыхаться людьми и может причинить вред здоровью проблемы у некоторых людей.

Что такое кислотность?
Кислотный и основной два способа, которые мы описываем химические соединения.Кислотность измеряется с помощью шкалы рН. Шкала рН изменяется от нуля (самая кислая) до 14 (самая основная или щелочная). Вещество, которое не является ни щелочным, ни кислым, называется «нейтральным». и это имеет рН 7.

Подробнее о шкале pH и способах измерения pH.

Кислотный дождь | Совет Адирондака

Что такое кислотные дожди

Кислотный дождь — это любой тип осадков с кислотными компонентами, выпадающий на землю из атмосферы.Он может быть влажным или сухим. Когда оксиды азота (NOx) и диоксид серы (SO2) выбрасываются в атмосферу, они реагируют с водой и образуют серную и азотную кислоты. Эти соединения могут быть унесены воздушными потоками на сотни миль. Они падают обратно на землю в виде дождя, мокрого снега, града, снега и пыли.

Причины

Большая часть кислотных дождей вызвана людьми в виде сжигания ископаемого топлива. Очень небольшой процент кислотных дождей вызван естественными причинами, такими как вулканы или лесные пожары.Крупнейшим источником кислотных дождей, вызывающих загрязняющие вещества, являются электростанции, которые сжигают уголь для производства электроэнергии, а также автомобили, грузовики, автобусы и строительные машины, которые выделяют оксиды азота и диоксид серы в виде выхлопных газов.

Последствия кислотных дождей

Загрязняющие вещества, вызывающие кислотные дожди, также вызывают смог и загрязнение мелкодисперсными частицами, которые наносят вред здоровью человека. Поскольку загрязнители воздуха, содержащие серу и азот, распространяются на большие расстояния, они представляют собой проблему для всех и для всех, кто находится с подветренной стороны от дымовой трубы или выхлопной трубы, а не только для тех, кто находится в непосредственной близости от электростанций.

Вред от кислотных дождей:  

  • Люди — То же загрязнение, которое вызывает кислотные дожди, также вызывает респираторные заболевания и ухудшает существующие условия. Кислотные дожди также вызывают загрязнение ртутью пищевой цепочки, включая рыбу, рыбоядных птиц и рыбоядных млекопитающих (например, людей).
  • Леса и растения — Когда кислотные дожди просачиваются в почву, они растворяются и удаляют питательные вещества, необходимые для здорового роста деревьев, такие как кальций.В то же время он выделяет из почвы алюминий, который поглощают деревья. Алюминий убивает корни деревьев, из-за чего деревьям становится труднее получать воду. Эти комбинированные стрессы приводят к тому, что в остальном здоровые деревья умирают от экстремальных холодов, засухи или болезней, которые они легко выжили бы в некислых условиях. Это особенно актуально на больших высотах, где все три фактора стресса повышены, а почвы самые тонкие и бедные питательными веществами.
  • Дикая природа — Лишая почву кальция, кислотные дожди ослабляют и убивают насекомых, улиток и других беспозвоночных с кальциевым панцирем, которых птицы, гнездящиеся на вершинах, поедают, чтобы выжить.Высвобождая алюминий из почвы, кислотные дожди разрушают жабры взрослых рыб, вызывая у них удушье. Он также останавливает размножение, делая оболочки яиц рыб слишком прочными, чтобы детеныши могли их сломать.
  • Здания, памятники и скульптура — Кислотные осадки разрушают каменные, кирпичные и бетонные здания; кладбищенские надгробия и мавзолеи, бронзовые статуи и памятники; медная кровля и водостоки; и свинцовые витражи.
  • Водоснабжение — Как местные колодцы, так и городские водопроводы становятся коррозионно-активными, если они становятся кислотными.Задолго до трагедии во Флинте, штат Мичиган, домовладельцы Адирондака и местные органы власти изо всех сил пытались определить и устранить источник высокого уровня меди и свинца в местной водопроводной воде, но не раньше, чем люди заболели от того, что пили свои трубки.
  • Едкий туман — День за днем, даже когда нет ни дождя, ни снега, загрязнения висят кислотными облаками, которые окутывают горы едким туманом.
  • Смог на больших высотах — Приземный озон (смог) наиболее опасен в Адирондаке на больших высотах, так как загрязнения, доносящиеся из других штатов, проходят над нашими горами.Некоторые падают на землю в виде кислотных дождей, а остальные висят в воздухе, нанося вред всем/всем легкими.
  • Черные мухи . Вдобавок к длинному списку травм, канадские исследования показывают, что личинки мошек, бич весенней активности на открытом воздухе на северо-востоке и юге Канады, похоже, процветают в кислых водах. Кислотный дождь убивает рыбу, поедающую личинок мошек, а также других насекомых, которые конкурируют за место на дне ручья с яйцами мошек.
  • Живописные виды — Загрязнение двуокисью серы вызывает дымку, которая ограничивает видимость и затемняет живописные виды в горных хребтах.

Где бывают кислотные дожди?  

Парк Адирондак пострадал от сильнейшего кислотного дождя в стране. Но мы страдаем не одни. Рядом горы Катскилл, хребет Таконик и восточная оконечность Лонг-Айленда — все это районы, где кислотные дожди причинили значительный вред. К югу от нас горный хребет Аппалачей демонстрирует повреждения, подобные Адирондаку, хотя почвы в этом регионе толще, чем у нас, и больше страдают от закисления.Озерный регион Флориды и водно-болотные угодья Эверглейдс также демонстрируют признаки повреждения кислотой. На западе, в Скалистых горах, выбросы электростанций насыщают высокогорные водоразделы в Колорадо вызывающим кислоту азотом. Там вечнозеленые леса теряют свою хвою, а здоровье деревьев ухудшается по всему Переднему хребту.

Кислотные дожди наносят ущерб не только лесам и водным экосистемам. В Пенсильвании памятники на поле боя времен Гражданской войны в Геттисберге приходят в негодность гораздо быстрее, чем аналогичные постройки в местах, не затронутых кислотными дождями.На всем северо-востоке каменные, кирпичные и блочные здания, а также отделка автомобилей демонстрируют признаки более обширного и быстрого выветривания, чем аналоги в других регионах страны.

В Чесапикском заливе и проливе Лонг-Айленд загрязнение на основе азота приводит к перенасыщению воды питательными веществами. Это способствует переизбытку водорослей, которые, умирая и разлагаясь, лишают воду драгоценного кислорода, необходимого всем водным животным. Состояние известно как гипоксия.

Почему кислотные дожди в Адирондаке сильнее повреждают ?

Загрязнение воздуха, вызывающее кислотные дожди, выпадает в некоторых районах Соединенных Штатов уже почти столетие. Но для развития ущерба, причиняемого кислотными дождями, может потребоваться много времени. Во многих наиболее пострадавших регионах, таких как леса Новой Англии, ученые документируют экологический ущерб с 1960-х годов.

В Адирондаке наши почвы были стерты ледниками последнего ледникового периода примерно 10 000–12 000 лет назад.Поскольку подстилающая порода представляет собой анортозит — очень твердый гранит — здесь требуется больше времени, чтобы образовать новую почву в результате выветривания и разложения лесной подстилки. Наши крутые склоны, обильные осадки и близость к угольным дымоходам Среднего Запада — все это в совокупности наносит ущерб нашим экосистемам и созданной человеком окружающей среде.

Что делается по поводу кислотных дождей?

1990-е годы-

В 1990 году Конгресс внес поправки в Закон о чистом воздухе и поручил США.S. Агентство по охране окружающей среды для создания первой в стране программы контроля кислотных дождей. В 1992 году администрация Буша хвасталась, что новая программа «положит конец кислотности озер и ручьев Адирондака». Но многие сразу же осознают, что этой программы недостаточно, чтобы остановить разрушения в парке Адирондак и других уязвимых экосистемах страны.

В 1993 году Департамент охраны окружающей среды штата Нью-Йорк, Совет по защите природных ресурсов и Совет Адирондака подали в суд на Агентство по охране окружающей среды по поводу новой программы.В ходе частичного урегулирования иска АООС согласилось подготовить отчет Конгрессу за 1996 г. о том, будет ли новая программа иметь желаемый эффект. Отчет подтвердил наши опасения.

Агентство по охране окружающей среды отметило, что текущая федеральная программа кислотных дождей может только замедлить скорость ущерба, нанесенного парку Адирондак. Без дополнительного сокращения загрязнения погибло бы больше озер.

Это вызвало как действия регулирующих органов, так и судебные иски. Большая часть судебных исков исходила из Нью-Йорка и Новой Англии. Иски, поданные генеральными прокурорами Нью-Йорка Элиотом Спитцером, Эндрю Куомо и Эриком Шнайдерманом, привели к значительным соглашениям с загрязнителями, вынудив закрыть или модернизировать некоторые из крупнейших и самых грязных электростанций страны.Столкнувшись с огромными штрафами за нарушение Закона о чистом воздухе, владельцы заводов резко сократили выбросы.

В середине 1990-х годов Агентство по охране окружающей среды предложило новое межгосударственное правило о чистом воздухе (CAIR), чтобы соответствовать Национальным стандартам качества атмосферного воздуха Закона о чистом воздухе для здоровья человека. Эти стандарты требовали сокращения выбросов диоксида серы и оксидов азота, которые вызывают смог и загрязнение мелкодисперсными частицами. Те же самые загрязняющие вещества также вызывают кислотные дожди.

2000-е годы-

В то время как CAIR эпохи Буша задерживался в федеральном суде, администрация Обамы предложила замену, названную Правилом о загрязнении воздуха между штатами.Это правило также оспаривалось в суде загрязнителями, но в этих случаях EPA преобладало. Это правило привело к дополнительному сокращению выбросов и значительному облегчению кислотных дождей в парке Адирондак. Но по-прежнему необходимы дополнительные сокращения, чтобы весь парк Адирондак мог оправиться от повреждений, нанесенных десятилетиями.

2018 и сегодня-

В 2018 году план чистой энергии (CPP) был отменен администрацией Трампа, которая объявила, что заменит этот план Правилом доступной чистой энергии.Хотя CPP был разработан для ограничения выбросов парниковых газов, он обеспечил бы дополнительную выгоду, заставив некоторые из самых грязных электростанций страны закрыться или отказаться от угля в качестве топлива. Это, в свою очередь, помогло бы еще больше сдержать кислотные дожди. Однако не ожидается, что предлагаемое правило замены обеспечит значительное сокращение кислотных дождей или парниковых газов.

Каждый водосборный бассейн парка Адирондак уникален, и каждый реагирует на изменения загрязнения в своем собственном темпе.Ученые говорят, что некоторые озера Адирондак уже восстановили свою жизнеспособность, о чем свидетельствует возвращение трофейной форели. Но форель — одна из самых выносливых рыб Адирондака, когда дело доходит до выживания под кислотными дождями. А рыба — это только один из показателей здоровья водосбора. Загрязнение ртутью, например, может сохраняться в пищевой цепочке даже после того, как кислотные дожди стихнут.

При нынешнем уровне загрязнения некоторым из наиболее сильно поврежденных вод Адирондака потребуются сотни лет только для того, чтобы восстановить свой химический баланс.Потребуется гораздо больше времени, чтобы родная жизнь вернулась к ним. В предстоящие годы Совет Адирондака будет продолжать настаивать на дополнительном сокращении загрязнения воздуха, вызывающего кислотные дожди. Мы также будем работать с учеными и государственными чиновниками, чтобы определить и реализовать планы по ускорению восстановления почв и вод парка.

Взгляд вперед

Агентство по охране окружающей среды до сих пор не выполнило своего обязательства по защите природы, установив Национальный стандарт качества окружающего воздуха (NAAQS) для общественного благосостояния.В отличие от стандарта здоровья человека NAAQS, который привел к межгосударственному правилу, этот требует, чтобы федеральное правительство защищало качество воды, растения (леса) и дикую природу от загрязнения воздуха. Агентство по охране окружающей среды заявило, что не может установить стандарт, потому что не знает, как определить, какие уровни загрязнения могут быть безопасными для всех рыб, всех лесов и всех диких животных.

Однако ученые Нью-Йорка уже работают над этой проблемой. Нью-Йорк имеет самый длинный и подробный в стране отчет о мониторинге загрязнения и исследованиях, связанных с воздействием кислотных дождей.В 2014 году Совет Адирондака и партнеры созвали конференцию, на которой самые видные ученые-исследователи и регулирующие органы парка обсудили новый подход: критические нагрузки.

На протяжении десятилетий ученые Адирондака внимательно следили за реакцией наших экосистем на увеличение и уменьшение загрязнения воздуха. Ученые говорят, что теперь они могут предсказать, сколько загрязнения может выпасть на определенную территорию, прежде чем оно нанесет ущерб жизнеспособности растений и животных. Контролируя источники загрязнения с наветренной стороны (дымовые трубы, выбросы автомобилей и т.) государственные регулирующие органы могут устанавливать стандарты безопасных выбросов для каждой области Соединенных Штатов.

В идеале, эти стандарты должны быть самыми строгими с наветренной стороны в чувствительных местах, таких как Адирондак и Катскиллс, и менее строгими с наветренной стороны в местах с более толстыми почвами, меньшим количеством озер и рек и меньшим количеством крутых склонов.

В 2018 году Совет повторно созвал группу конференции «Кислотный дождь», чтобы разработать план действий по закреплению достигнутых нами успехов, одновременно работая над предотвращением отката, поскольку администрация Трампа поощряет использование угля.

В 2019 году Совет работал с делегацией Конгресса на северо-востоке, чтобы остановить предлагаемые сокращения бюджета EPA, которые нанесли бы ущерб его усилиям по сбору данных. В то время как администрация Трампа предложила сокращение на 31 процент, Конгресс увеличил бюджет Агентства по охране окружающей среды на 5 миллионов долларов.

Совет также выступил против предложенных Агентством по охране окружающей среды изменений в разделе «Обзор новых источников» Закона о чистом воздухе, который требует, чтобы старейшие в стране электростанции соответствовали стандартам выбросов новых станций, если их владельцы ремонтируют или расширяют их.

Если вы хотите помочь в борьбе с кислотным дождем, подумайте о приобретении сертификата о сокращении выбросов , чтобы не допустить загрязнения воздуха.

Кислые дожди: кислотные дожди возвращаются — на этот раз они вызваны выбросами азота вернулся. Но в отличие от первого раунда, в котором выбросы серы от электростанций смешивались с дождем для создания серной кислоты, текущая проблема связана в основном с выбросами азота, смешанными с дождем для создания азотной кислоты.

«Обе являются сильными кислотами, и обе создают серьезные проблемы для окружающей среды», — говорит Уильям Шлезингер, президент Института исследований экосистем Кэри в Милбруке, штат Нью-Йорк. Кислотные дожди разлагают цемент и известняк, а также вымывают важные питательные вещества из почвы, что повреждает растения . Он также высвобождает токсичные минералы из земли, которые попадают в речной сток, где они могут убить рыбу.

Выбросы серы электростанциями были одним из основных мотивов принятия поправок к Закону США о чистом воздухе 1990 года, в которых были установлены цели по сокращению как двуокиси серы (SO2), так и оксидов азота (NOx).Однако в то время как выбросы двуокиси серы сократились почти на 70 процентов с 1990 по 2008 год, выбросы одного NOx — двуокиси азота (NO2) — снизились только на 35 процентов за тот же период, и, по данным Министерства охраны окружающей среды США, целевые показатели еще предстоит внести. Агентство по защите (EPA). «Это происходит по мере того, как ученые все больше осознают последствия остаточных отложений азотной кислоты», — говорит Шлезингер.

Шлезингер — один из многих ученых, привлекших внимание к этой проблеме.8 июня Интегрированный комитет по азоту Научного консультативного совета Агентства по охране окружающей среды провел открытую телеконференцию для обсуждения проекта отчета о возможных решениях проблем азота, включая кислотные дожди. Окончательный отчет находится на рассмотрении.

Дождь из азотной кислоты образуется в основном из выбросов электростанций, автомобилей и грузовиков, а также из газов, выделяемых при использовании удобрений. Часть проблемы восходит к Первой мировой войне, когда два немецких ученых изобрели процесс Габера-Боша, который извлекал из воздуха нереакционноспособный азот (N2) и преобразовывал его в реактивный, пригодный для использования аммиак (Nh4).Большая часть азота, полученного в результате этого процесса, использовалась в качестве удобрений, а стоки с ферм создали мертвые зоны в Чесапикском заливе и в устьях рек Колумбия и Миссисипи. Были предприняты некоторые усилия по регулированию стока сельскохозяйственного азота, но выбросы сельскохозяйственного аммиака в атмосферу остаются практически неограниченными.

Пары сельскохозяйственного аммиака также образуются при концентрированном кормлении животных на юге США. Газ поднимается в воздух и осаждается в сухом виде или во время дождя, где в почве бактерии расщепляют его на азот и азотную кислоту, которые могут убить рыбу и растения.«Сельское хозяйство все больше превращается в интенсивно управляемую промышленную операцию, что создает серьезные проблемы с водой, почвой и воздухом», — говорит Вини Анеджа, профессор Университета штата Северная Каролина в Роли. Анеха говорит, что предприятия штата по концентрированному кормлению животных могут также выбрасывать в атмосферу твердые частицы свиного и куриного помета, которые могут быть переносчиками болезней.

NOx выделяется на электростанциях как побочный продукт сжигания угля, в то время как автомобильные двигатели работают при достаточно высоких давлениях и температурах, чтобы смешивать азот и кислород в воздухе.«Несмотря на то, что каталитические нейтрализаторы уменьшили количество загрязняющих веществ в расчете на одно транспортное средство, на дорогах стало больше автомобилей, а пробег увеличился», — говорит Шлезингер. Выбросы от удобрений являются основным источником атмосферного оксида азота, но автомобили в настоящее время обогнали угольные электростанции как второстепенный наиболее важный источник этой проблемы.

Последствия серьезны: оксид азота (NO) поднимается вверх от ферм, электростанций и транспортных средств, например, на севере Среднего Запада и дрейфует в сторону лесов Новой Англии, где азотная кислота (HNO3) в дожде вымывает важные питательные вещества растений, такие как калий, кальций и магний из почвы, говорит Шлезингер.Исследователи из Экспериментального леса Хаббард-Брук в Национальном лесу Уайт-Маунтин, штат Нью-Хэмпшир, обнаружили доказательства этого дождя и сообщили, что он может вызвать снижение устойчивости к холоду или стрессу у некоторых видов деревьев, включая красную ель и сахарный клен. Точно так же было задокументировано, что оксид азота поднимается из аналогичных источников в Кентукки и Теннесси и дрейфует в сторону Грейт-Смоки-Маунтинс, где наблюдались одни из самых сильных кислотных дождей и вымирание лесов, говорит Шлезингер. Кислота в дожде также высвобождает алюминий в почве, который может быть ядовитым для насекомых и рыб, если металл попадает в речной сток.Кроме того, избыток доступного азота в дожде может способствовать развитию одних видов растений и угнетать другие. Фактически, исследователи из Университета Миннесоты сообщили в 2008 году, что осаждение атмосферного азота уменьшило количество видов растений в лугах прерий штата на 17 процентов.

В США нет ни всеобъемлющих законов, ни адекватных устройств мониторинга для регулирования выбросов азота в атмосферу животноводством и фермами. Европейцы приняли Гетеборгский протокол по борьбе с подкислением, эвтрофикацией и приземным озоном в 1999 году, пакт, подписанный 49 странами, но США.С. затянул ноги. Шлезингер считает, что национальные споры по поводу изменения климата позволили США игнорировать проблему азота, которая, по его прогнозам, станет следующей крупной экологической проблемой. «Это еще один пример того, как люди нарушают глобальные биогеохимические циклы с непредвиденными последствиями», — говорит он. После Гётеборга выбросы азота в Европе сократились на треть, тогда как выбросы в США остаются неизменными. А США увеличили свои выбросы аммиака, атмосферного компонента проблемы азота, на 27 процентов с 1970 по 2005 год, согласно статье 2009 года в журнале Environmental Science & Technology.

Без вмешательства проблема, скорее всего, усугубится. Согласно прогнозам, к 2050 году население мира вырастет с 6,5 миллиардов до девяти миллиардов, сельское хозяйство должно кормить больше ртов, а для этого, вероятно, потребуется больше азотных удобрений, что приведет к большему количеству азотных дождей и загрязнению атмосферы. В 247-страничном проекте отчета Комитета по интегрированному азоту обсуждаются входы, потоки и варианты управления химически активным азотом в окружающей среде США. В нем также обсуждаются способы мониторинга выбросов в атмосферу, которые в настоящее время являются слабым звеном в системе контроля азота.

Очевидно, что люди добавляют азот на поверхность Земли. Исследователи еще не знают, куда все это идет, «но мы знаем, что увеличение концентрации азота в неожиданных местах нанесет значительный ущерб окружающей среде, о котором мы все научимся сожалеть», — написал Шлезингер в отчете 2009 года в Трудах Национальной академии наук. наук.

Тем не менее, Анеха видит надежду. По его словам, в сельском хозяйстве используются современные технологии и наука, чтобы максимизировать производительность, но оно еще не подпадало под те же экологические нормы, которые применяются к другим современным отраслям.«Отчет Объединенного комитета по азоту — это попытка разработать более строгие меры, — добавляет он, — и мы не игнорируем влияние атмосферы».

Кислотное осаждение

Кислотное осаждение — это общее название ряда явлений, а именно кислотных дождей, кислотных туманов и кислотных туманов. Это означает, что он может подразумевать как влажные, так и сухие (газообразные) осадки. Кислотные отложения — довольно известная экологическая проблема, например, кислотный туман унес жизни нескольких тысяч человек в Лондоне в 1952 году.

Кислотное осаждение связано с дальними, а не локальными эффектами. Загрязняющие вещества смешиваются с атмосферой и поэтому обычно не могут быть отнесены к какому-либо местному источнику. Загрязнители, как правило, более рассеяны и имеют более низкие концентрации, чем местные загрязнители на уровне земли.

Кислотные отложения обычно имеют pH ниже 4, но в очень кислых условиях он может достигать 1,5. В основном он состоит из двух типов соединений, а именно серная кислота (H 2 SO 4 ) и азотная кислота (HNO 3 ) .

Серная кислота образуется при преобразовании диоксида серы, выбрасываемого электростанциями, процессами плавки, бытовыми пожарами, автомобильными выхлопами и другими источниками. На его долю приходится около 70% общей кислотности отложений.
Механизм реакции: SO 3 + H 2 O -> H 2 SO 4

Азотная кислота образуется из оксида азота (NO x .) выбросов при сжигании ископаемого топлива. На его долю приходится около 30% общей кислотности отложений.
Механизм реакции: NO 2 + OH -> HNO 3

Кислотные дожди имеют различные последствия для окружающей среды и здоровья, например: кирпичные стены зданий и памятников
— Коррозия бумажных и резиновых предметов
— Изменение химического состава почвы (подкисление почвы, потеря питательных веществ для растений)
— Изменение химического баланса озер и ручьев
— Нарушение работы жабр рыб (гибель рыб)
— Ухудшение состояния Нарушение дыхания человека (астма, бронхит, отек легких)

Когда люди умирают от кислотных отложений, это обычно вызвано образованием слизи в бронхах, что приводит к удушью из-за недостатка кислорода или сердечному приступу.

Кислотное осаждение в различных странах

Кислотное осаждение является трансграничной экологической проблемой. В основном это означает, что выбросы в одной стране могут повлиять на леса и строения в соседней стране. Поэтому были заключены международные соглашения, такие как Протокол о сокращении выбросов серы (1979) и Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (1983) .

Некоторые примеры стран, в которых наблюдается (d) кислотное осаждение либо из собственных источников, либо из-за трансграничного загрязнения воздуха:
— Великобритания: эпизоды смога вокруг Лондона, особенно в 1952 г.
— Германия: кислотные туманы в центральной Германии и Шварцвальде область, кислотный холодный смог из Польши и бывшей Чехословакии в 1985 году
— Греция: интенсивная индустриализация в районе Афин вызывает разрушение древних памятников, таких как Парфенон, из-за кислотных отложений
— Италия: повреждение структур Венеции из-за кислотных отложений
— Скандинавия: 15 % кислотных дождей, вызванных Великобританией
— Шотландия: эпизоды черного кислотного снега в горах Кэрнгорм в 1984 г.
— Нидерланды: коррозия колоколов башни Утрехтского собора с 1951 г.
— США: кислотные дожди разрушают лесные экосистемы и загрязняет поверхностные воды, промышленные процессы сжигания ископаемого топлива адаптированы для предотвращения выбросов диоксида серы


Источники 900 08

Graham and Trotman, 1983, Кислотные дожди – обзор явления в ЕЭС и Европе , Environmental Resources Ltd

Pearce, 1987, Кислотные дожди, что это такое и что он делает с нами? , Richard Clay Ltd

http://bqs.usgs.gov/acidrain

http://en.wikipedia.org/wiki/Acid_deposition

Кислотный дождь

Кислотный дождь — популярный термин, обозначающий атмосферные осадки в виде дождя, снега, мокрого снега, града, подкисляющих газов и частиц, а также подкисленного тумана и облачной воды. Доктор Джин Э. Лайкенс обнаружил кислотные дожди в Северной Америке, когда работал с коллегами в экспериментальном лесу Хаббард-Брук в Белых горах Нью-Гэмпшира.

«Из самых первых образцов дождя, который мы собрали в 1963 году, мы знали, что он очень кислый, но мы не знали причину или степень экологической проблемы», — сказал Ликенс.pH этих первых образцов составлял в среднем около 4,1 и часто был намного ниже, до 100 раз более кислым, чем незагрязненный дождь.

Шкала pH указывает кислотность или щелочность раствора, подобно тому, как градусы Цельсия представляют температуру. Каждая единица на шкале рН представляет собой 10-кратную разницу, поэтому рН 4 в 10 раз более кислый, чем рН 5. Пиво имеет кислый рН 4, молоко имеет нейтральный рН 7, а пищевая сода имеет кислую реакцию. щелочной рН 9. Естественные осадки обычно имеют уровень рН около 5.2.

Ученые быстро поняли, что низкие показатели pH в Хаббард-Брук требуют более тщательного изучения. Прошлые исследования показали, что кислые уровни pH могут иметь серьезные экологические последствия. В водных и водно-болотных экосистемах ряд организмов, таких как саламандры, радужная форель, лягушки и раки, погибают, когда уровень pH падает ниже 4,5. Кислотные осадки не только наносят вред дикой природе, но и могут повлиять на силу и рост деревьев, ухудшить качество почвы и снизить урожайность. С начала 1960-х годов группа ученых под руководством Д.Лайкенс собирает и оценивает многолетние данные о химическом составе осадков в экспериментальном лесу Хаббард-Брук. Другие ученые, работающие здесь над проблемой кислотных дождей и загрязнения воздуха, включают доктора Кэтлин Уэзерс, доктора Гэри Ловетта, мистера Дональда Бузо и мистера Томаса Батлера.

При низком уровне человеческого развития и 3160 гектарах (7200 акров) нетронутых лесных угодий случайному наблюдателю экспериментальный лес Хаббард-Брук кажется далеким от ускоряемых человеком изменений окружающей среды, от которых страдают урбанизированные, промышленные и более развитые районы.Что вызвало выпадение кислотных осадков в изолированном лесу Нью-Гэмпшира? Кроме того, как ученые могли предотвратить повышение уровня pH до уровней, которые нанесли бы непоправимый ущерб экосистеме? Результаты более чем сорока лет тщательных исследований указывают на одного очевидного виновника — сжигание ископаемого топлива. Минимизация кислотного осаждения зависит от сокращения кислотообразующих загрязняющих веществ.

При обогреве домов, использовании электричества или управлении транспортными средствами большинство из нас полагаются на энергию ископаемого топлива.При сгорании ископаемые виды топлива, такие как уголь и нефть, выделяют кислотообразующие оксиды азота и серы. Эти соединения смешиваются в атмосфере, часто перемещаясь за тысячи километров от своего первоначального источника. В результате загрязняющие вещества с электростанций в южной части Нью-Джерси или южной части Мичигана могут воздействовать на нетронутые леса в неосвоенных районах Нью-Гэмпшира.

Исследования в экспериментальном лесу Хаббард-Брук значительно продвинулись в понимании и контроле за кислотными осадками.Инновации в сокращении выбросов ископаемого топлива, такие как более высокие дымовые трубы на заводах, каталитические нейтрализаторы и уголь с низким содержанием серы, были использованы в ответ на результаты исследований кислотных отложений. Проницательность доктора Лайкенса легла в основу ряда политических мер, включая поправки 1990 года к Закону о чистом воздухе. В результате глобализации сжигание ископаемого топлива увеличивается во всем мире. Если США должны служить образцом для развивающихся стран, важно, чтобы законодательство США, регулирующее выбросы ископаемого топлива, было научно обоснованным и сильным.

Кислотные дожди — обзор

Кислотные дожди и Адирондак

Кислотные дожди — одна из знаковых экологических проблем постиндустриальной эпохи. Вызванное главным образом загрязнением от электростанций, работающих на угле, осаждение сильных кислот в осадках привело к деградации наземных и водных экосистем в восточной части Северной Америки и Западной Европе. Тем не менее, кислотные дожди также представляют собой историю успеха, в которой хорошие научные данные легли в основу эффективной политики, которая добилась положительных результатов.

Принятие Конгрессом США поправок к Закону о чистом воздухе (CAAA) 1990 г. привело к резкому сокращению выбросов и отложений подкисляющих загрязнителей — или кислотных дождей — по всей Северной Америке. В Разделе IV Закона о гражданской авиации установлены правила выбросов азота (N) и серы (S), главным образом от электростанций, работающих на угле, которые вызывают подкисление и биологическую деградацию поверхностных вод и лесов (Driscoll et al., 2001). Наибольшее сокращение отложений наблюдалось в наиболее чувствительных к кислоте районах, включая Новую Англию и район Адирондак на севере Нью-Йорка.С тех пор, как в 1995 году была реализована фаза I программы CAAA (известной как Программа кислотных дождей Агентства по охране окружающей среды), расчетное сокращение выбросов серы составило более 75% (на основе данных за 2011 год). Концентрации сульфатов и нитратов в дождевой воде снизились примерно на 40% и 50% на северо-востоке США с 2000 года соответственно (Strock et al., 2014). В последнее десятилетие снижение кислотных отложений и повышение pH дождевой воды на северо-востоке США (Kahl et al., 2004) вызвали ранние признаки химического восстановления поверхностных вод (Strock et al., 2014) и, в последнее время, хронически нарушенные кислотностью лесные почвы (Lawrence et al., 2015).

Район Адирондак на севере штата Нью-Йорк (США) признан во всем мире «горячей точкой» хронического кислотного загрязнения лесов, озер и ручьев. В значительной степени неосвоенный и охраняемый ландшафт лесов, озер и гор, расположенных с подветренной стороны от электростанций и предприятий тяжелой промышленности на Среднем Западе США, и парк Адирондак неразрывно связаны с наукой и политикой в ​​отношении кислотных дождей (Kraft, 1998).Именно открытие в 1970-х годах безрыбных озер и подкисленных почв в «нетронутых» Адирондаках впервые привлекло внимание к этой проблеме в Соединенных Штатах, а текущая работа в регионе обеспечила большую часть научной основы и общественного мнения. поддержка программ сокращения выбросов через CAAA.

Кислотный дождь — Фонд безопасной питьевой воды

По оценкам правительства Канады, около 14 000 озер в восточной Канаде являются кислыми.Источники воды также могут подвергаться эпизодическому закислению, когда сильный ливень или сток от весеннего таяния вызывают временное повышение кислотности озер и ручьев.

За последние несколько десятилетий Норвегия понесла большой ущерб из-за воздействия кислотных дождей. В то время как выбросы двуокиси серы в Норвегии значительно сократились с 1970-х и 1980-х годов, а выбросы оксидов азота немного уменьшились, ущерб от кислотных дождей в южной Норвегии, по-видимому, усугубляется.Это связано с тем, что экосистемам и окружающей среде требуются годы, чтобы оправиться от последствий подкисления. На следующей карте показано состояние рыбных запасов Норвегии за 40 лет. красные области — это регионы, в которых рыбные запасы были полностью потеряны или повреждены в результате закисления. По данным Министерства охраны окружающей среды Норвегии, 18 запасов лосося были потеряны, а 12 находятся под угрозой исчезновения, а лосось был уничтожен во всех крупных лососевых реках на юге Норвегии.

Добавление извести в источники воды может уменьшить закисление озер и рек за счет увеличения буферной способности и критической нагрузки на окружающую среду.Известкование является временным решением и часто используется только на наиболее сильно поврежденных озерах и реках, чтобы у экосистем была возможность выжить и восстановиться. Согласно Норвежскому отчету о состоянии окружающей среды, были изучены 90 регионов Норвегии, где применялось известкование, и видовое разнообразие было признано удовлетворительным в 85–90 процентах регионов. Однако известкование является дорогостоящим методом борьбы с подкислением. Ежегодные затраты на известковое покрытие рек и озер в Норвегии составляют более 18 миллионов долларов (в канадских долларах).

Может ли кислотный дождь сделать питьевую воду небезопасной?

Слабокислая вода не должна быть опасной, так как многие продукты питания имеют низкий показатель pH; например, лимонный сок имеет рН 2,4. Однако низкий уровень pH может указывать на то, что в воде могут быть другие загрязнители, потому что, если загрязняющие вещества были добавлены в источник воды, pH обычно изменится.

Водоочистные сооружения контролируют уровень pH воды, когда они очищают ее для коммунальных нужд.Кислую или щелочную воду труднее дезинфицировать, чем воду с pH, близким к t 7,0. Кроме того, если кислая вода будет подаваться по трубам в дома, возникнет большая опасность коррозии труб, что может привести к растворению металлов в питьевой воде, протекающей по трубам. По данным Всемирной организации здравоохранения, для эффективного хлорирования необходим pH менее 8,0. Если pH слишком высок, очистные сооружения могут снизить кислотность несколькими способами. Один из распространенных методов, который используется для повышения pH, состоит в том, чтобы пропускать воду через фильтр из карбоната кальция, который нейтрализует кислоту и повышает pH воды.Другим распространенным методом является введение в воду раствора карбоната натрия.

Что кислотный дождь делает с растительностью?

Кислотный дождь может ослабить деревья, повреждая листья и ограничивая количество доступных питательных веществ. Кислотные дожди растворяют питательные вещества и минералы и уносят их, прежде чем растительность сможет использовать их для роста. Кислотные дожди обычно не повреждают урожай, потому что фермеры используют удобрения, в состав которых входят необходимые питательные вещества, или добавляют на свои поля дробленый известняк.Известняк является щелочным материалом, поэтому он увеличивает буферную способность почвы по нейтрализации кислот. На картинке ниже показано воздействие кислотных дождей на сосну. Ветка слева потеряла хвою и пожелтела, что является результатом кислотных дождей.

.

Check Also

Профессия ит специалист: Профессия IT-специалист. Описание профессии IT-специалиста. Кто такой IT-специалист. . Описание профессии

Содержание Что такое IT специалист — Кто кем работаетСамые востребованные IT-профессии 2021 года / Блог …

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.