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.
Кислотные дожди: причины возникновения и последствия
Вег-lifeРепост
Кислотные дожди – еще одна экологическая проблема, возникшая в результате человеческой деятельности. Каким образом образуются кислотные осадки и как они влияют на окружающую среду и наше здоровье?
Под кислотным дождем понимается любая форма осадков, которая содержит большое количество азотной и серной кислот. Это может быть как дождь, так и снег, туман и просто крошечные кусочки веществ, которые оседают на землю.
Для сравнения, обычные дожди слабокислотны – с pH 5,6, в то время как кислотный дождь обычно имеет pH от 4,2 до 4,4.Причины возникновения кислотных дождей
Гниющая растительность и извергающиеся вулканы выделяют некоторые химические вещества, которые могут вызывать кислотные дожди, но большинство кислотных дождей является результатом человеческой деятельности. Крупнейшими источниками выделения провоцирующих кислотные дожди веществ являются угольные электростанции, заводы и автомобили.
Когда люди сжигают ископаемое топливо, в атмосферу выбрасывается диоксид серы (SO2) и оксиды азота (NOx). Эти загрязнители воздуха вступают в реакцию с водой, кислородом и другими веществами, в результате чего образуются переносимые по воздуху серная и азотная кислоты. Ветра могут распространять эти кислотные соединения в атмосфере и на сотни миль. Когда кислотные дожди достигают земли, они перемещаются по ее поверхности вместе со сточными водами, попадают в водные системы и проникают в почву.
Эффекты кислотных дождей
Диоксид серы и оксиды азота не являются первичными парниковыми газами, которые способствуют глобальному потеплению – одному из основных последствий изменения климата; диоксид серы даже оказывает охлаждающее воздействие на атмосферу, но оксиды азота способствуют образованию приземного озона – основного загрязнителя. В конечном итоге оба газа вредят окружающей среде и здоровью людей.
Кислотный дождь имеет много экологических последствий, особенно для озер, рек, водно-болотных угодий и т. п. Кислотный дождь делает такие воды более кислыми, что приводит к большему поглощению алюминия из почвы, который затем переносится в озера и реки. В итоге вода становится менее пригодной для жизни раков, моллюсков, рыб и других водных животных.
Некоторые виды могут переносить кислые воды лучше, чем другие. Однако во взаимосвязанной экосистеме то, что влияет на некоторые виды, в конечном итоге влияет на многие другие по всей пищевой цепи – например, на птиц.
Кислотные дожди и туман также наносят ущерб лесам, особенно тем, которые находятся на возвышенностях. Кислотные отложения лишают почву важных питательных веществ, таких как кальций, и провоцируют выделение алюминия, что затрудняет поглощение воды деревьями. Листья и хвоя деревьев также повреждаются кислотами.
Воздействие кислотных дождей в сочетании с другими внешними факторами экологического стресса делает деревья и растения менее здоровыми и более уязвимыми для низких температур, насекомых и болезней. Загрязняющие вещества также могут ослаблять репродуктивную функцию деревьев.
Кислотные отложения повреждают также и физические инфраструктуры, такие как здания из известняка и автомобили. Принимая форму вдыхаемого тумана, кислотные осадки могут вызывать проблемы со здоровьем, включая раздражение глаз и астму.
Единственный способ бороться с кислотными дождями – это ограничить выброс загрязняющих веществ, которые их вызывают. Это означает сжигание меньшего количества ископаемого топлива и установление стандартов качества воздуха.
Проблема кислотных дождей будет сохраняться до тех пор, пока будет использоваться ископаемое топливо, и страны, в значительной степени полагающиеся на уголь для производства электроэнергии и стали, более всего страдают от их последствий.
Вероника Кузьмина
Источник: National Geographic
Поделиться
Предыдущий материалВеганская неделя моды: «Мода – это активизм»
Следующий материалКакие изменения ожидают планету при глобальном потеплении на 1,5–2°C
Что случилось с кислотным дождем? Как экологическое движение победило — и снова смогло
НАС.
Тори Б. Пауэлл
/ Новости Си-Би-Эс
Глобальные выбросы углерода выросли после спада пандемии
Глобальные выбросы углерода растут после снижения во время пандемии 05:17Причина? Кислотный дождь. Но вернемся к сегодняшнему дню: присутствие серной и азотной кислот в осадках по всему континенту значительно сократилось благодаря сокращению вызывающих их выбросов. Согласно последним данным Агентства по охране окружающей среды, с 1990 года содержание оксида углерода в воздухе уменьшилось на 74%, диоксида азота на 57% и диоксида серы на 89%.
Так как же ученые и политики превратили то, что когда-то было классифицировано официальными лицами как «серьезная экологическая проблема» с «трансграничными последствиями», в историю успеха современной борьбы с изменением климата?
- 10 фактов о Дне Земли, которые могут вас удивить
- 5 способов сделать свой дом более экологичным
- Как экспериментальный лес в Миннесоте помогает предсказать изменение климата
- То, как мы производим и покупаем одежду, вредит планете. Вот решение.
Группа ученых из Экспериментального леса Хаббард-Брук при Министерстве сельского хозяйства США проанализировала уровни pH проб дождя в Нью-Гэмпшире в 1963 году. Осадки в лесу площадью 7800 акров имели pH от 4,0 до 4,2, что сравнимо с нормальным дождем. , который имеет pH 5,2, согласно Хаббарду Бруку.
«Мы знали, что он необычайно кислый, но не знали, почему», — сказал CBS News о своем открытии доктор Джин Лайкенс, соучредитель исследования экосистем Хаббарда Брука. «Мы не знали, откуда это взялось, как долго это было так или что-то в этом роде. Это была большая загадка. Поэтому потребовалось много времени, чтобы попытаться понять и ответить на эти вопросы».
Он установил станции сбора осадков вокруг Фингер-Лейкс в штате Нью-Йорк, которые показали аналогичные кислотные результаты, что позволяет предположить, что это явление не ограничивалось Нью-Гэмпширом.
«Это был действительно первый намек на то, что это может быть что-то, что не просто необычно или характерно для Хаббарда Брука», — сказал он.
После сбора и анализа образцов со всего мира и оценки исторических данных об осадках на востоке США Лайкенс и его команда опубликовали свои выводы.
Исследователи приписали рост кислотных дождей — теперь определяемых Агентством по охране окружающей среды как любая форма осадков, содержащих кислотные компоненты — выбросам электростанций и предприятий тяжелой промышленности, выпадающим в водоемы, и сказали, что они, вероятно, увеличились примерно в середине -1950-е годы. Они призвали к предложениям о новых источниках энергии и разработке стандартов выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
Лайкенс сказал, что его ранние результаты были встречены с сомнением из-за «сильных финансовых интересов» в отраслях, стоящих за некоторыми выбросами, такими как уголь и нефть.
«Я помню, как читал лекции в университетах, и часто люди вставали в аудитории и говорили: «Ну, я не думаю, что есть что-то похожее на кислотный дождь. Я не думаю, что он существует», — сказал он. «Это было очень спорно, с чем боролась индустрия».
Но из-за серьезных экологических последствий кислотных дождей политические дискуссии по поводу этого явления охватили Капитолийский холм на протяжении 1970-х и 1980-х годов.
Лайкенс привел группу ученых в Белый дом, чтобы проинформировать тогдашнего президента Рональда Рейгана о кислотных дождях в 1983 году. Только в 1990 году при администрации Джорджа Буша-младшего были приняты поправки к Закону о чистом воздухе, которые были разработаны уменьшить токсическое загрязнение воздуха и остановить воздействие кислотных дождей.
Лайкенс сказал, что был «очень удивлен», увидев, что поправки приняты.
«Нам понадобилось 27 лет, чтобы предпринять конкретные действия», — сказал эколог. «Это не должно занять так много времени. Это неприемлемо, но это то, что есть».
Но ученым еще предстояло проверить эффективность вновь принятых мер.
В течение следующих 25 лет исследователи из Национальной программы атмосферных отложений собрали и проанализировали пробы осадков с более чем 250 станций по всей стране, что, по словам программы в 2011 году, стало самым долгосрочным и широкомасштабным исследованием загрязнения атмосферными осадками в Соединенные Штаты. Кислотные осадки за это время уменьшились как по частоте, так и по концентрации, и исследователи в значительной степени считают, что 1990 Поправки к Закону о чистом воздухе
«Мы, безусловно, решили большую часть проблемы здесь, в США, и я не могу представить, чтобы в ближайшее время мы сжигали много угля без какого-либо контроля», — сказал Дэвид Гей, климатолог и координатор NADP, стоявший за исследованием. Новости Си-Би-Эс. «Мы можем показать, что деньги не были потрачены впустую, что мы вложили деньги в нужное место и получили ответ, на который надеялись».
Но, несмотря на сокращение выбросов, Лайкенс предупреждает, что кислотные осадки в Северной Америке не совсем ушли в прошлое. В некоторых странах Азии, таких как Китай, до сих пор часто наблюдаются широко распространенные последствия кислотных осадков. По данным Statista, в 2020 г. примерно в 34 % отслеживаемых городов Китая наблюдались кислотные дожди.
«Кислотность дождя у нас по-прежнему выше, чем должна быть», — сказал он. «Это все еще не нормализовалось».
Тем не менее, он призвал следующее поколение ученых и климатических активистов продолжать поиск ответов на глобальные климатические кризисы. «Нужно набраться терпения, проявить настойчивость и не сдаваться», — сказал он.
Доктор Майкл Ренни, профессор экологии пресной воды в Университете Лейкхед в Канаде, сказал, что история кислотных дождей по всему континенту служит уроком того, как решать другие экологические проблемы.
«Когда вы принимаете изменения в законодательстве, вы можете влиять на окружающую среду так, как хотите, и мы это видели», — сказал он. «Это заняло более 20 лет, но мы начинаем видеть биологическое восстановление во многих этих системах. Мы начинаем видеть химическое восстановление. Так что это произойдет».
День Земли
Более Более- В:
- Изменение климата
- Министерство сельского хозяйства США
- Агентство по охране окружающей среды США
- День Земли
Тори Б. Пауэлл
Тори Б. Пауэлл — репортер последних новостей CBS News. Свяжитесь с ней по адресу [email protected]
. Твиттер
Впервые опубликовано 22 апреля 2022 г. / 6:00
© 2022 CBS Interactive Inc. Все права защищены.
Спасибо, что читаете CBS NEWS.
Создайте бесплатную учетную запись или войдите в систему
, чтобы получить доступ к дополнительным функциям.
Пожалуйста, введите адрес электронной почты, чтобы продолжить
Пожалуйста, введите действительный адрес электронной почты, чтобы продолжить
Кислотный дождь | Mass.gov
Выбросы электростанций, промышленности и транспортных средств реагируют с водой в воздухе, которая затем выпадает на землю в виде дождя или снега, содержащего азотную и серную кислоты.
Кислотный дождь – это продукт смешивания диоксида серы (SO2) и оксидов азота (NOx) с водой в атмосфере, которые затем выпадают на землю в виде дождя или снега. В некоторых случаях кислотные загрязнители воздуха также могут оседать на землю сами по себе, прежде чем соединиться с влагой — процесс, известный как «сухое осаждение».
Выбросы SO2 образуются на электростанциях, сжигающих нефть или уголь для выработки электроэнергии, а также в результате промышленного сжигания ископаемого топлива. Выбросы NOx происходят из тех же источников, а также от автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями.
Эти загрязняющие вещества могут переноситься на большие расстояния преобладающими ветрами. Значительная часть кислотных отложений в Массачусетсе может быть связана с выбросами SO2 и NOx из источников за пределами штата.
Воздействие кислотных дождей на окружающую среду
Когда кислотные загрязнители воздуха падают на землю в виде дождя, снега или сами по себе, они снижают уровень pH в озерах, реках и почвах и наносят ущерб лесам, что приводит к ряду экологических проблем. В частности, кислотное осаждение:
- Может сделать озера и ручьи настолько кислотными, что выживание многих видов рыб и беспозвоночных становится трудным, если не невозможным.
- Делает растения, их листья и корневую систему более склонными к высыханию или накоплению опасных токсичных металлов.
- Растворяет и вымывает кальций и другие минералы из почвы, тем самым лишая экосистемы питательных веществ, необходимых для роста растений.
- Вызывает медленное, но постоянное повреждение строительных элементов и материалов, включая скульптуры из известняка и краску.
Дополнительные ресурсы для
Что правительство делает с кислотными дождями
Конгресс США в 1990 году создал федеральную программу по кислотным дождям , чтобы уменьшить неблагоприятное воздействие кислотных дождей за счет ежегодного сокращения выбросов от электростанций, работающих на ископаемом топливе. Массачусетс также установил предельные значения выбросов для электростанций и тесно сотрудничает с Агентством по охране окружающей среды США (EPA) в борьбе с кислотными дождями.
В качестве члена Конференции губернаторов Новой Англии и премьер-министров Восточной Канады штат Массачусетс более двух десятилетий назад обязался сократить региональные выбросы SO2 на 50 процентов к 2010 году и на 20-30 процентов сократить региональные выбросы NOx к 2007 году (что было достигнуто).
Чтобы отслеживать эффективность этих общенациональных и региональных усилий, в Массачусетсе расположены два пункта мониторинга осадков для Национальной программы атмосферных отложений (NADP). Эти станции мониторинга, расположенные в Уэре и Труро, измеряют кислотность дождя и снега.
Кроме того, Департамент охраны окружающей среды (MassDEP) финансирует проект по мониторингу кислотных дождей в Массачусетском университете в Амхерсте. С 1983 года в рамках этого проекта граждане-добровольцы собирали образцы из озер и ручьев по всему штату.
Дополнительные ресурсы для
Тенденции долгосрочных кислотных дождей
По данным EPA, выбросы SO2 и NOx в секторе электроэнергетики сократились более чем наполовину с 1990.