Выпадение кислотных дождей: Кислотные дожди — причины и последствия выпадения кислотных дождей кратко

Содержание

Кислотные дожди — причины и последствия выпадения кислотных дождей кратко

В последнее время довольно часто можно слышать о том, что пошел кислотный дождь. Он возникает, когда природа, воздух и вода взаимодействуют с разными загрязнениями. Такие осадки порождают ряд негативных последствий:

  • заболевания у людей;
  • гибель сельскохозяйственных растений;
  • загрязнения водоемов;
  • сокращение лесных массивов.

Выпадение кислотных дождей происходит из-за промышленных выбросов химических соединений, сжигания нефтепродуктов и другого топлива. Эти вещества загрязняют атмосферу. Затем аммиак, сера, азот и другие вещества взаимодействуют с влагой, из-за чего дождь становится кислотным.

Впервые в человеческой истории кислотный дождь был зафиксирован в 1872 году, а к ХХ веку это явление стало весьма частым. От кислотных дождей большего всего вред наносится США и европейским странам. Кроме того, экологи разработали специальную карту, на которой обозначено территории, наиболее подвергающиеся опасным кислотным дождям.

Причины появления кислотных дождей

Причины выпадения ядовитых дождей являются антропогенные и естественные. В результате развития промышленности и технологий заводы, фабрики и различные предприятия стали выбрасывать в воздух огромное количество оксидов нитрогена и сульфура. Так, когда сера попадает в атмосферу, она взаимодействует с парами воды, образуется серная кислота. Тоже происходит и с двуокисью азота, образуется азотная кислота, выпадает вместе с атмосферными осадками.

Очередной источник загрязнений атмосферы – это выхлопные газы автомобильного транспорта. Попадая в воздух, вредные вещества окисляются и выпадают на землю в виде кислотных дождей. Выпадение в атмосферу азота и серы происходит в результате сгорания торфа, угля на тепловых электростанциях. Огромное количество окиси серы попадает в воздух при переработке металлов. Азотные соединения выделяются при производстве строительных материалов.

Определенная часть серы в атмосфере имеет естественное происхождение, к примеру, после извержения вулкана освобождается диоксид серы. Азотосодержащие вещества могут выделяться в воздухе в результате деятельности некоторых почвенных микробов и грозовых разрядов.

Последствия кислотных дождей

Последствий выпадений кислотных дождей существует множество. Люди, попавшие под такой дождь, могут испортить свое здоровье. Данное атмосферное явление вызывает аллергии, астму, онкологические заболевания. Также дожди загрязняют реки и озера, вода становится непригодной для употребления. Все жители акваторий находятся в опасности, могут погибнуть огромные популяции рыб.

Кислотные дожди, выпадая на землю, загрязняют почву. Это исчерпывает плодородие земли, уменьшается количество урожаев. Поскольку атмосферные осадки выпадают на обширных территориях, они негативно влияют на деревья, что способствует их засыханию. В результате влияния химических элементов, в деревьях изменяются обменные процессы, тормозится развитие корней. Растения становятся чувствительны к температурным изменениям. После любого кислотного дождя деревья могут резко сбросить листья.

Одно из менее опасных последствий ядовитых осадков – это разрушение каменных памятников и объектов архитектуры. Все это может привести к развалу общественных зданий и домов большого количества людей.

Необходимо серьезно задуматься над проблемой кислотных дождей. Данное явление напрямую зависит от деятельности людей, а потому следует значительно уменьшить количество выбросов, загрязняющих атмосферу. Когда загрязнение воздуха сведется к минимуму, планета будет менее подвержена таким опасным осадкам, как кислотные дожди.

Решение экопроблемы кислотных дождей

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

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

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

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

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

 Михайлец М.А.

 

Кислотные дожди и их влияние на

окружающую среду

 

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

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

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

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

 

 

Рис. 1. Механизм образования кислотных дождей

1. выбросы кислотообразующих соединений

2. взаимодействие кислотообразующих веществ с парами воды

3. выпадение кислотных осадков

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

 

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

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

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

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

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

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

 

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

(критическое значение рН – ниже 4,0)

 

1 квартал 2012 г.

5,0—6,7

2 квартал 2012 г.

5,8—7,0

3 квартал 2012 г.

5,5—6,0

4 квартал 2012 г.

5,8—6,2

1 квартал 2013г.

5,6—6,3

2 квартал 2013 г.

5,8—6,2

3 квартал 2013 г.

5,9—6,1

 

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

 

Ареал поврежденных лесов Таймыра по большей части находится южнее Норильска, что связано с преобладающими ветрами. По свидетельству очевидцев, усыхание древостоев началось еще в 50-е годы прошлого столетия. К концу 60-х площадь погибших лесов составляла 5 тыс. га. Зона полной гибели древостоев в 1993 г. протянулась на 90 км в южном направлении от Норильска, а заметные повреждения лесов техногенного характера наблюдались на расстоянии до 170 км от города. Площадь погибших и поврежденных насаждений с 1976 по 1990 г. возросла с 322 до 550 тыс. га, а площадь погибших в 1989 г. составила 283 тыс. га [3] (рис. 2).

 

 

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

(по данным портала «Экомир»)

 

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

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

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

 

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

 

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

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

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

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

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

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

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

Для защиты лесов от кислотных дождей также применяют известкование. Для этого с самолетов распыляют свежемолотый доломит (СаСО3•MgCO3), который реагирует с кислотами с образованием безвредных веществ:

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

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

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

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

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

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

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

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

 

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

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

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

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

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

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

Основная причина кислотных дождей, вредные последствия

Кислотные дожди – что это такое

Считается, что любые осадки должны иметь кислотность, находящуюся в пределах 5,6–5,8 рН. В таком случае вода, выпадающая на конкретной территории, является слабокислым раствором. Он не представляет опасности для окружающей среды и безвреден для людей.

Что такое кислотные дожди

Если кислотность осадков повышается, их называют кислотными. В норме дождь отличается слабокислыми свойствами, что объясняется химической реакцией, которая происходит в воздухе между углекислым газом и водой. Вследствие такого взаимодействия образуется угольная кислота. Именно она придает дождю слабокислые свойства. Повышение кислотности осадков объясняется присутствием в составе нижних слоев атмосферы различных загрязняющих веществ.

Чаще всего данное явление вызвано оксидом серы. Он вступает в фотохимическую реакцию, что приводит к образованию серного ангидрида. Данное вещество взаимодействует с водой, что заканчивается формированием сернистой кислоты. Постепенно она окисляется при высокой влажности воздуха. В результате формируется особенно опасная серная кислота.

Другим веществом, которое провоцирует кислотные дожди, называют оксид азота. Он таким же образом вступает в химическую реакцию с частицами воздуха и воды, формируя опасные соединения. Основной опасностью таких осадков называют то, что они внешне никак не отличаются от обычных по цвету или запаху.

Образование кислотных дождей

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.

Механизм образования кислотных дождей

Все вредные вещества, которые были выброшены в атмосферу, начинают вступать в реакцию с элементами солнечной энергии, углекислого газа или воды, в результате происходит образование кислотных соединений. Совместно с испарениями влаги они вздымаются в атмосферу, после чего происходит формирование облаков. Таким образом, происходит образование кислотных дождей, формирование снежинок или градин, которые вернут на землю все то, что впитали, вместе с другими химическими веществами.

В отдельных районах Земли были отмечены некоторые отклонения от нормы в пределах 2-3 единиц. Так, при допустимом уровне кислотности pH 5,6, в Подмосковье и Китае были случаи выпадения осадков с уровнем pH 2,15. Невозможно предсказать точное место появления кислотных дождей, поскольку есть вероятность, что сформировавшиеся облака могут быть отнесены ветром на большие расстояния от того места, где произошло загрязнение.

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.

Как образуются кислотные осадки?

В 65 случаях из 100 в составе кислотных дождей присутствуют аэрозоли серной и сернистой кислот. Каков механизм формирования таких осадков? Вместе с промышленными выбросами в воздух попадает диоксид серы. Там в ходе фотохимического окисления он частично трансформируется в серный ангидрид, который, в свою очередь, вступив в реакцию с парами воды, превращается в мелкие частицы серной кислоты. Из оставшейся (большей) части диоксида серы образуется сернистая кислота. Постепенно окисляясь от влаги, она становится серной.

В 30% случаев кислотные дожди являются азотными. Осадки, в составе которых преобладают аэрозоли азотистой и азотной кислоты, образуются по такому же принципу, что и серные. Попавшие в атмосферу оксиды азота реагируют с дождевой водой. Образовавшиеся в результате кислоты орошают почву, где распадаются на нитраты и нитриты.

Соляные кислотные дожди – редкость. Например, в США их доля от общего числа аномальных осадков составляет 5%. Источник для формирования таких дождей – хлор. Он попадает в воздух при сжигании отходов или с выбросами химических предприятий. В атмосфере он взаимодействует с метаном. Получившийся в результате хлорводород, реагируя с водой, превращается в соляную кислоту. Кислотный дождь с плавиковой кислотой в составе образуется при растворении в воде фторводорода – вещества, выделяемого предприятиями стекольной и алюминиевой промышленности.

Состав кислотных осадков

Кислотный дождь формируется в результате взаимодействия серного и сернистого газа с молекулами воды в верхних слоях атмосферы. В состав дождевой воды может входить озон, который образуется в ходе грозы. Если в атмосфере вместо производных серы присутствуют азотистые соединения, то на землю выпадут осадки, насыщенные азотной кислотой. В редких случаях спровоцировать появление КД может высокая концентрация хлора и метана в воздушной среде.

В осадки могут попасть токсичные соединения, которые выбрасываются в атмосферу из труб промышленных предприятий или являются производными испарениями бытовых отходов.

Причины появления кислотных дождей

Причины выпадения ядовитых дождей являются антропогенные и естественные. В результате развития промышленности и технологий заводы, фабрики и различные предприятия стали выбрасывать в воздух огромное количество оксидов нитрогена и сульфура. Так, когда сера попадает в атмосферу, она взаимодействует с парами воды, образуется серная кислота. Тоже происходит и с двуокисью азота, образуется азотная кислота, выпадает вместе с атмосферными осадками.

Очередной источник загрязнений атмосферы – это выхлопные газы автомобильного транспорта. Попадая в воздух, вредные вещества окисляются и выпадают на землю в виде кислотных дождей. Выпадение в атмосферу азота и серы происходит в результате сгорания торфа, угля на тепловых электростанциях. Огромное количество окиси серы попадает в воздух при переработке металлов. Азотные соединения выделяются при производстве строительных материалов.

Определенная часть серы в атмосфере имеет естественное происхождение, к примеру, после извержения вулкана освобождается диоксид серы. Азотосодержащие вещества могут выделяться в воздухе в результате деятельности некоторых почвенных микробов и грозовых разрядов.

Деятельность микроорганизмов

Причиной возникновения кислотных дождей выступает активизация микробов, ведущая к гниению растительных остатков и мёртвых животных. Происходит выделение серы в газообразном состоянии. Ежегодно объём вещества достигает 40 миллионов тонн, что составляет треть общего количества образовываемого газа.

Вулканическая деятельность

Вулканы влияют на загрязнение осадков, но проявляется лишь в активный период. Здесь же основной причиной образования кислотных дождей становится повышенная концентрация химических веществ в воздухе.

Распад азотсодержащих природных соединений

В природе оксид азота появляется после распада конечных продуктов потребления (кал, моча и другие естественные источники белка) и гниения.

Грозовые разряды

Во время удара молнии выделяются азотистые соединения. Таким способом ежегодно образовывается 8 млн. т. газа.

Горение древесины и другой биомассы

Горение приводит к выбросу активных веществ: углекислый газ, азот, испарения воды, а также сернистый газ.

Антропогенные факторы

Кислотные дожди чаще всего выпадают из-за загрязнений, связанных с жизнедеятельностью человека. В итоге антропогенных выбросов в воздух попадает более 60-65% (65-75 млн. т) производных серы, 37-50% (57 млн. тонн) азотсодержащих соединений и 100% летучих органических соединений (ЛОС).

Выбросы промышленных предприятий

Нефтеперерабатывающие, металлургические и производящие серную кислоту предприятия опережают остальные производства по выбросам сернистых соединений. Причиной ежегодного поступления 1 млн. тонн азота в атмосферу Земного шара также являются промышленные предприятия.

Выхлопы транспортных средств

Чем опасны автомобильные выхлопы. Они поставляют в тропосферу до 35-40% оксидов азота. При сгорании дизельного топлива, бензина в приземном слое образуются вредные вторичные загрязнители (озон, серная кислота, формальдегид и пероксиацетилнитрат). Их присутствие может вызвать кислотные дожди.

Удобрения и пестициды, используемые в сельском хозяйстве

Избыточное использование в сельском хозяйстве пестицидов и азотсодержащих удобрений выглядит оправданным, улучшая рост культур, но на самом деле приводит к накоплению вредных веществ в почве, часть из которых поступает в воздух.

Последствия кислотных осадков

После выпадения кислотных дождей их последствия могут привести к проблемам в экологическом и экономическом плане региона. Токсичные соединения способны храниться воде и почве в течение 5-15 лет.

При попадании в грунт яды начинают разрушать питательные вещества, необходимые для развития растений, и высвобождают на поверхность соли свинца, алюминия или ртути. Почва становится непригодной для выращивания растений. Высокая концентрация кислот в дождевой воде может привести к гибели взрослых растений и зародышевых семян. Некоторое количество ядовитых соединений остается в воздухе.

Кислотные ливни приводят к появлению следующих глобальных проблем экологического плана:

  1. Изменение структуры воды, повышение ее жесткости, насыщение кислотами и токсинами. Такой эффект вызывает гибель животных и растений, потому что жидкость становится непригодной для питья. Содержание в воде тяжелых металлов после выпадения КД превышает норму в 4-8 раз.
  2. Повреждения листвы и корневой системы приводят к вымиранию растений и травоядных животных. Отсутствие дии вынуждает хищников охотиться в другой местности, это приводит к нарушению пищевой цепи.
  3. Наблюдается сильное загрязнение почвенного слоя и воздушной оболочки. Токсины вместе с пылью могут переноситься с ветром на большие расстояния, продолжая отравлять окружающую среду.

Влияние кислотных осадков на человека

Кислотные осадки негативно отражаются на жизнедеятельности и здоровье человека. Химические вещества вымывают из стекол и некоторых строительных материалов поликарбонаты, провоцируют развитие ржавчины и коррозию металлов, что ускоряет процесс разрушения построек. Под воздействием кислых дождевых вод погибает скот, страдают рыбные хозяйства и сельскохозяйственные угодья.

Кислотные ливни становится причиной развития заболеваний респираторной системы:

  • бронхита;
  • воспаления легких;
  • трахеита;
  • получения химических ожогов;
  • бронхиальной астмы.

Становится опасно принимать в пищу выловленную рыбу и мясные изделия. Наиболее токсичные соединения (ртуть, свинец, сера, мышьяк и селен) не разрушаются под воздействием термической обработки. Поэтому в продуктах животного происхождения могут сохраниться неорганические кислоты и ядовитые соли, способные вызвать пищевую интоксикацию. Отравление приводит к тяжелым нарушениям в работе печени, поджелудочной железы и почек, негативно отражается на функциональной активности нервной и кровеносной системы.

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

Воздействие кислотных осадков на экологию

Негативное влияние КД а окружающую среду остро проявляется на озерах и крупных реках. Для развития флоры и фауны требуется нейтральная среда. Смещение водородного показателя в кислую или щелочную сторону вызывает гибель организмов и экосистем. Закисление водоемов приводит к масштабным потерям растений и животных, утрате рыбных ресурсов, миграции некоторых видов и нарушению пищевой цепи.

Вред кислотных дождей для почвенного слоя обусловлен вымыванием питательных соединений. Земля насыщается ионами токсичных и тяжелых металлов. Следует задумываться над вопросом, какой вред растениям наносят КД: разрешение корневой системы, расщепление лиственного покрова и нарушение автотрофного питания посредством фотосинтеза.

Из-за гибели флоры в атмосферу прекращает попадать необходимое количество кислорода, накапливается углекислый газ, что приводит к возникновению новых экологических катастроф.

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.

Экономические последствия

Негативные последствия кислотного дождя отражаются не только в экологическом, но и в экономическом плане. Жидкие химические вещества вредят лесам и растениям, выращиваемым на сельскохозяйственных угодьях, которые после окончания экологической катастрофы требуют больших денежных затрат на восстановление. Потери урожая могут спровоцировать вспышки голода в бедных и аграрных регионах, гибель растений и животных в лесах нарушает экологический фон. Для посадки новых деревьев и выращивания животных государства также тратят крупные суммы.

Кислоты наносят химические ожоги на тела людей, из-за чего возрастает потребность в бесплатной медицинской помощи и лекарственных препаратах. Для компенсации последствий от экологической проблемы необходимо потратить около 40 млрд долларов.

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.

Как бороться с кислотными дождями

Кислотные дожди наносят непоправимый вред, и чтобы найти пути решения, человечеству следует объединить свои усилия. Необходимо установить дорогостоящие фильтры на предприятиях или уменьшить их деятельность. Это снизит выброс вредных веществ в атмосферу и воду. Также уже несколько лет рассматривается вариант создания безопасных для экологии производств.

Сокращение вредных выбросов

Ежегодно звучит призыв к сокращению токсичных выбросов с предприятий. Они являются основными источниками вредных веществ. Владельцев предприятий побуждают установить мощные очистные сооружения. Ученые пытаются создать систему очистки, которая сделает промышленные предприятия более безопасными.

Использование экологичных автомобилей

Сильно загрязняют атмосферу выбросы, которые производит транспорт. Полностью отказаться от него не получится. Решить эту проблему можно с помощью электромобилей и гибридов.

Новые автомобили могут использовать более чистый вид топлива — природный газ. Свыше 20 лет их оборудуют каталитическим нейтрализатором. Он снижает уровень окислов азота, который образуется в процессе работы автомобиля.

Переход на альтернативные источники энергии

Внести свой вклад в сокращение выброса вредных веществ в атмосферу может каждый. Для этого человеку нужно уменьшить употребление электроэнергии. Достаточно лишь выключать свет, когда уходите из комнаты, пользоваться кондиционером в случаях особой надобности.

Чтобы снизить количество выбрасываемой серы в атмосферу, было принято решение на электростанциях использовать уголь, который предварительно промывают водой. Также используются солнечные и ветряные электростанции.

Механизмы образования кислотных дождей и их воздействие на биосферу

Словосочетание «кислотные дожди» часто встречается в средствах массовой информации и новостных лентах. Суть понятия неверно интерпретируется, поскольку широкому обывателю непонятно как происходит образование кислотных дождей, а также что это за осадки.

К указанному явлению относят дождь, дождь со снегом, снег, град, туман с пониженным показателем PH (меньше 7.0). Обусловлено это тем, что воздух загрязнён оксидами азота, серы и другими кислотными соединениями.

Навигация по статье

Варианты соединений серы

Производство серной кислоты химическими заводами обуславливает образование разных соединений в атмосфере. Кислотные осадки в этих регионах содержат:

  • сероуглерод;
  • двуокись серы;
  • сероводород;
  • диметилсульфид;
  • оксисульфид углерода;
  • сульфат-ион.

Указанные вещества считаются составными частями воздуха, что определят содержание их в осадках.

Механизм образования кислотных дождей

Типы соединений азота

В составе кислотного дождя весомую часть занимает N, оксиды и соединения азота:

  • окись;
  • двуокись;
  • закись;
  • азотистый ангидрид;
  • оксид.

Концентрация тех или иных элементов кислотных осадков обусловлена источником в регионе образования.

Схема образования кислотных дождей

Появлению таких осадков предшествует цепочка химических реакций. Так проходит процесс образования кислотных дождей, на примере серы:

See Also

  1. Диоксид серы, попав в воздух с отходами промышленности, трансформируется вследствие фотохимических реакций. Образуется серный ангидрид.
  2. Последний, соединяясь с молекулами воды, образует серную кислоту.
  3. Другая часть диоксида посредством реакций преобразовывается в сернистую кислоту.
  4. Сернистая кислота, пройдя окисление, становится серной.

Аномальные осадки, содержащие N2O5, образуются по принципу серных, поскольку оксид азота, взаимодействуя с дождевой водой, образует кислоты.

Если причина кислотности хлор, то образование происходит следующим образом:

  1. Наполнение хлором воздуха за счёт отходов химической промышленности или продуктов горения.
  2. Вследствие реакции хлора и метана получается хлороводород.
  3. Образовавшееся вещество взаимодействует с водой, получается соляная кислота.

Исходя из указанного, можно утверждать, что многие вещества, загрязняющие атмосферу образуют аномальные осадки повышенной кислотности. При этом основную массу среди «образующих» элементов составляет SO2, поскольку его выбрасывает в воздух промышленные предприятия.

Диоксид серы составляет две трети источников кислотных осадков, а N2O5 составляет одну треть.

Схема образования кислотных дождей зависит от уровня кислотности осадков, а он обусловлен составляющими веществами.

Преобразование соединений серы

Многие промышленные выбросы содержат серу. Механизм образования кислотных дождей заключается в окислении указанного вещества. Воздух наполняется частично окисленной серой. Атмосфера содержит окислители, превращающие соединения серы в сульфаты и кислоту.

Взаимодействие сернистой кислоты и кислорода повышает уровень окисления серы, из чего получается сернистый ангидрид. Триокись при взаимодействии с водой, находящейся в воздухе, преобразуется в серную кислоту.

Помимо двуокиси, окисляются и другие соединения этого вещества. Они образуют кислоту, молекулы которой быстро конденсируется. Этим объясняется относительно небольшое количество серы в аномальных осадках.

Преобразование соединений азота

Азот также наполняет атмосферу, как правило, это NO (окись). Реакция её окисления образует двуокись, которая преобразовывается в азотную кислоту. Этому способствует взаимодействие с радикалом гидроксила.

По сравнению с серной кислотой, азотная более летучая, поэтому она почти не конденсируется, а её пары поглощаются частицами аэрозоли, облаками, осадками.

Такая ситуация считается проблемой промышленных государств, но подобные химические превращения серы и азота характерны для регионов, подверженных горению биомасс.

Редкий вид кислотных дождей

Зафиксированы единичные случаи выпадения аномальных осадков, состоящих из хлора. Наполнение хлором и его радикалами воздуха обусловлено деятельностью химических предприятий, сгоранием отходом. Кроме того, попаданию соединений хлора в атмосферу способствуют фотохимические разложения фреонов. Этот процесс приводит к появлению радикалов хлора.

Cl реагирует с метаном, образуя хлороводород. Это соединение хлора, наполняет воздух и, взаимодействуя с водой, превращается в соляную кислоту.

Кислотные осадки с таким составом нетипичные, поэтому пока не проводится мониторинг атмосферы, отслеживающий их.

Образование кислотных дождей происходит из-за развития промышленности, работы электростанций (кроме атомной энергетики), горения нефтепродуктов и других антропогенных факторов. Аномальные осадки высокой кислотности несут вред окружающей среде и здоровью людей.

Одни ли кислотные дожди могут таить в себе угрозу?

Проблематика кислотных дождей в последние десятилетия стала более глобальной, поэтому всем жителям Земли не мешало бы призадуматься о своей роли — положительной или отрицательной — в данном природном явлении. Следует знать, что большинство вредных веществ, которые попадают в воздух, являются продуктом жизнедеятельности людей и практически никуда не пропадают. Большинство их остается в атмосфере и в один прекрасный день вернется на землю вместе с осадками. А само влияние кислотных дождей настолько серьезно, что для ликвидации последствий в некоторых случаях может потребоваться не одна сотня лет.

Чтобы более детально ознакомиться с возможными последствиями кислотных дождей, желательно понять, что несет в себе само понятие. Большинство ученых единодушно полагают, что такую формулировку можно считать чрезмерно узкой для того, чтобы охватить весь потенциал глобальной проблемы. Не следует заниматься изучением исключительно одних дождей, нужно обратить внимание и на кислотный град, туман и снегопад, которые тоже относятся к носителям вредных веществ и соединений, потому что процессуально их образование в большинстве своем идентично. Не следует забывать и то, что при устойчивой засушливой погоде возможно появление токсических газов или пылевых облаков или всего вместе. А ведь эти образования тоже относятся кислотным осадкам.

Глобальные экологические проблемы кислотных осадков

Среди глобальных экологических проблем, вызванных кислотными осадками, могут быть:

  • Изменения в экосистеме водоемов, приведшие к гибели животного и растительного мира. Такими источниками невозможно будет пользоваться для питья, ведь тяжелые металлы будут многократно превышать нормы;
  • Повреждение корней и листьев, приведет к уничтожению защиты от холодов и болезней. Особенно это касается хвойных деревьев в лютые морозы;
  • Загрязнения грунта токсинами. Растительный мир, находящийся на зараженных участках почвы, непременно ослабеет или погибнет. Вредоносные элементы будут поступать вместе с полезными веществами, которых будет оставаться все меньше и меньше.

Как уберечься от кислотных осадков и предотвратить их появление?

Меры для предупреждения агрессивного воздействия кислотных дождей разрабатывают в США, Китае и на территории Российской Федерации, что обусловлено наличием у данных стран большого количества углеперерабатывающих предприятий и металлургических заводов.

Бороться с экологической проблемой в локальном масштабе практически невозможно. Для купирования катастрофы необходимо принять комплексные меры, которые возможны только при сотрудничестве нескольких государств. Специалисты продолжают разработку воздушных фильтров и очистительных систем, стараясь разобраться с экопроблемами в короткие сроки, но процент негативных последствий от выпадения разбавленных кислот увеличивается с каждым годом.

Чтобы уберечь организм от действия кислот, необходимо брать с собой зонт или дождевик в пасмурную погоду. Нужно остерегаться попадания воды с растворенными в ней химическими веществами на открытые участки кожного покрова. При этом важно помнить, что отличить невооруженным глазом нормальные осадки от кислоты невозможно. Поэтому рекомендуется постоянно придерживаться мер предосторожности и следить за новостями.

Если СМИ предупреждают о возможном появлении кислотных ливней, не нужно выходить на улицу без необходимости. При выпадении снега, града и дождевых капель требуется плотно запереть окна и двери, чтобы избежать проникновения летучих и жидких токсичных соединений.

Токсичные туманы

Еще один результат постоянного загрязнения атмосферы — это токсические туманы или смог. Впервые появившийся в Лондоне 20 века смог содержал большое количество взвешенных частиц угля, сажи и серы. За 5 дней значительно увеличилось количество смертей от сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний. Нужно отметить, что состав загрязнений стал куда более изощренным.

Сегодня смог можно увидеть в Нью-Йорке, Лондоне, Осаке или Пекине. Возникает это явление как следствие большого числа заводов, сосредоточенных в одном месте. Чем это грозит? Нарушением процессов обмена веществ в организме. К сожалению, раковые, респираторные и сердечно-сосудистые заболевания — это лишь часть картины.

В Китае в результате индустриализации в относительно короткие сроки, смог стал достаточно частым явлением. Над Пекином вообще каждое лето держится туман из выбросов, который сопровождается ухудшение качества воды. Все это привело к росту популярности процедуры кесарева сечения. Из-за нарушения обмена веществ в организме женщины центральной части страны вынуждены вынашивать ребенка до 12 месяцев в ожидании естественных родов.

Правительство Китая борется за чистоту города, много заводов покинули столицу, но когда это скажется на экологической ситуации непонятно.

Территории, подверженные кислотным осадкам

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

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

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

Читайте также:  КАК СОХРАНИТЬ ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ СТРАНЫ. Природа распорядилась так, что все крупнейшие запасы пресной воды сосредоточены в России. Но пользуемся мы, россияне, — презентация

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

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

Кислотные дожди в России, geographyofrussia.com

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.

Заключение

В итоге, проблему выбросов веществ в атмосферу и нарушение цикла круговорота веществ в природе нельзя рассматривать только как парниковый эффект или озоновые дыры.

Ситуацию нужно оценивать комплексно и решаться специалистами со всего мира. Отдельное воздействие озоновых дыр или кислотных дождей человечество еще могло бы пережить, но комплекс глобальных проблем экологии и разрушения озонового слоя приведет к гибели всей планеты. Нет такого завода, который выбрасывал бы только одно загрязняющее вещество. На любом производстве в атмосферу выбрасывается целый комплекс загрязняющих веществ, выбрасывающих целый комплекс веществ, которые ведут за собой такой же обширный комплекс последствий. Поэтому и проблему нужно затрагивать на всех уровнях: от бытового до международного.

Источники

  • https://GeologiaZemli.ru/eko-problemy/osobo-toksichnyj-komponent-kislotnyh-dozhdej.html
  • https://bezotxodov.ru/jekologija/kislotnye-dozhdi
  • http://myzhir.ru/ogorod/kislotnyj-dozhd-chto-takoe-kislotnye-osadki.html
  • https://medru.su/ekologiya/kislotnyj-dozhd.html
  • https://ECOportal.info/kislotnye-dozhdi-prichiny-i-posledstviya/
  • https://bezotxodov.ru/atmrsfera/prichiny-kislotnyh-dozhdej
  • https://ug-plastics.ru/ekoproblemy/kakovy-otricatelnye-posledstviya-vypadeniya-kislotnyh-dozhdej.html
  • https://EcologAnna.ru/ekologicheskie-problemy/kak-spastis-ot-kislotnyh-dozhdej
  • https://delta-eco.ru/problemy/kislotnye-dozhdi-prichiny-i-posledstviya-vypadeniya-kislotnyh-dozhdej-kratko.html
  • https://halal-eko.ru/voprosy/kislotnye-dozhdi-referat.html

[свернуть]

причины, последствия и пути решения проблемы

Кислотные дожди – это одно из последствий загрязнения воздуха. Газы, образующиеся при сжигании топлива, вступают в реакцию с кислородом и водяным паром, превращаясь в кислоты, которые падают на поверхность земли в виде дождя. Происходит подкисление земли и грунтовых вод, из-за чего оказывается разрушительное воздействие на экосистемы.  Такое явление представляет серьезную опасность для живых существ на планете.

Содержание статьи

Причины возникновения кислотных дождей

Деятельность человека — главная причина возникновения кислотных дождей.

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

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

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

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

Отрицательные последствия кислотных дождей

Кислотность дождя изменяется в сочетании с серной и азотной кислотой. Поэтому, когда он падает на землю или воду, он меняет свои химические характеристики и ставит под угрозу баланс экосистем. Такое явление определяется, как подкисление окружающей среды. Приводит к серьезным последствиям.

Влияние кислотных дождей на окружающую среду негативное. Ему подвержены следующие системы:

  1. Океаны и моря с их флорой и фауной;
  2. Внутренние воды, пресноводные источники с их обитателями;
  3. Зеленые насаждения, делая их сильно уязвимыми;
  4. На культурные и исторические памятники;
  5. На человека – прямо или посредственно губя его здоровье.   

Океаны теряют биоразнообразие и продуктивность. Неестественное изменение кислотности морских вод наносит вред фитопланктону, источнику пищи для различных организмов и животных, который может изменить пищевую цепь и привести к вымиранию различных морских видов;

Внутренние воды также подкисляются очень быстрыми темпами, что вызывает особую обеспокоенность, поскольку, хотя только 1% воды планеты является пресной, в ней живет 40% рыб. Это подкисление увеличивает концентрацию ионов металлов – в основном ионов алюминия – что может привести к гибели многих рыб, земноводных и водных растений в подкисленных озерах. Кроме того, тяжелые металлы транспортируются в подземные воды, которые становятся непригодными для потребления.

В лесах изменившийся уровень кислотности почвы и концентрации металлов, таких как алюминий, не позволяют растительности должным образом поглощать воду и питательные вещества, в которых она нуждается. Наносится вред корням, замедляется рост растений, они становятся более слабыми и более уязвимыми для болезней и вредителей.

Кислотный дождь также влияет на художественное, историческое и культурное наследие. Помимо коррозии металлических элементов зданий и инфраструктуры, ухудшается внешний вид памятников. Наибольший ущерб наносится известняковым конструкциям, изготовленных из мрамора, которые постепенно растворяются под действием кислот и воды.

Пути решения проблемы кислотных дождей

Очистка дымовой трубы.

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

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

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

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

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

Восстановление поврежденных сред

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

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

Альтернативные источники энергии

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

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

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

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

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

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

Процесс образования кислотных дождей: чем они опасны для людей

29.04.2019

Кислотные дожди являются серьезной экологической проблемой, а их причиной можно назвать всеобщее загрязнение окружающей среды. Частые выпадения кислотных дождей вызывают тревогу не только у ученых, но и у простых людей, поскольку такие виды осадков оказывают отрицательное воздействие на здоровье.

Характеризуются кислотные дожди пониженным уровнем pH. Обыкновенные осадки имеют уровень этого показателя 5,6. Следует отметить, что даже при небольших отклонениях от нормы последствия для живых организмов могут быть серьезными.

Кислотные дожди — экологическая проблема, которая поражает представителей флоры и фауны.

При существенных сдвигах пониженный уровень кислотности может стать причиной гибели рыб, а также многих насекомых и даже земноводных. Кроме того, в тех районах, где отмечаются кислотные осадки, порой замечают наличие кислотных ожогов на листве деревьев, а некоторые растения даже отмирают. Негативное влияние после того, как выпали кислотные дожди, могут ощутить на себе и многие люди. Вслед за таким ливнем в атмосфере может произойти скопление токсических газов, и дышать такой газово-воздушной массой чрезвычайно не желательно. Последствия не заставят себя долго ждать, даже при небольшой прогулке во время таких осадков возможно появление сердечно-сосудистых, бронхолегочных заболеваний, а также астмы.

Одни ли кислотные дожди могут таить в себе угрозу?

Проблематика кислотных дождей в последние десятилетия стала более глобальной, поэтому всем жителям Земли не мешало бы призадуматься о своей роли — положительной или отрицательной — в данном природном явлении. Следует знать, что большинство вредных веществ, которые попадают в воздух, являются продуктом жизнедеятельности людей и практически никуда не пропадают. Большинство их остается в атмосфере и в один прекрасный день вернется на землю вместе с осадками. А само влияние кислотных дождей настолько серьезно, что для ликвидации последствий в некоторых случаях может потребоваться не одна сотня лет.

Чтобы более детально ознакомиться с возможными последствиями кислотных дождей, желательно понять, что несет в себе само понятие. Большинство ученых единодушно полагают, что такую формулировку можно считать чрезмерно узкой для того, чтобы охватить весь потенциал глобальной проблемы. Не следует заниматься изучением исключительно одних дождей, нужно обратить внимание и на кислотный град, туман и снегопад, которые тоже относятся к носителям вредных веществ и соединений, потому что процессуально их образование в большинстве своем идентично. Не следует забывать и то, что при устойчивой засушливой погоде возможно появление токсических газов или пылевых облаков или всего вместе. А ведь эти образования тоже относятся кислотным осадкам.

Причины возникновения кислотных дождей

Лес, пострадавший от кислотных осадков.

Причины выпадения кислотных дождей по большому счету находятся в прямой зависимости от человеческого фактора. Непрестанное загрязнение атмосферы с использованием кислотообразующих соединений (типа оксида серы, хлористого водорода, азота и пр.) приводит к нарушению баланса. Самые главные производители таких веществ – это, конечно же, крупные промышленные предприятия, например, металлургические, нефтеперерабатывающие, ТЭЦ которые сжигают уголь или мазут. Невзирая на фильтры и очистительные системы, современная техника все еще не достигла того уровня, который позволял бы сполна устранять не только негативные воздействия, но и сами промышленные отходы.

К тому же замечено увеличение выпадения кислотных дождей, связанное с ростом автотранспорта на планете. Большое количество выхлопных газов, хотя и в незначительных дозах, все же способствует появлению вредных кислотных соединений. А если пересчитать общую численность транспортных средств, то степень загрязнения, можно сказать, достигла критичной отметки. Кроме всего вышеизложенного, свою лепту привносят и многие бытовые предметы, например, аэрозоли, чистящие/моющие средства и т д.

Еще одной причиной возникновения кислотных дождей, не считая человеческий фактор, могут быть и некоторые природные процессы. В частности к их возникновению может привести вулканическая активность, в процессе которой происходит выбрасывание большого количества серы. Более того, она участвует в образовании газообразных соединений в процессе распада отдельных органических веществ, что в свою очередь тоже приводит к загрязнению воздуха.

Механизм образования кислотных дождей

Все вредные вещества, которые были выброшены в атмосферу, начинают вступать в реакцию с элементами солнечной энергии, углекислого газа или воды, в результате происходит образование кислотных соединений. Совместно с испарениями влаги они вздымаются в атмосферу, после чего происходит формирование облаков. Таким образом, происходит образование кислотных дождей, формирование снежинок или градин, которые вернут на землю все то, что впитали, вместе с другими химическими веществами.

Схематическое изображение механизма образования кислотных осадков.

В отдельных районах Земли были отмечены некоторые отклонения от нормы в пределах 2-3 единиц. Так, при допустимом уровне кислотности pH 5,6, в Подмосковье и Китае были случаи выпадения осадков с уровнем pH 2,15. Невозможно предсказать точное место появления кислотных дождей, поскольку есть вероятность, что сформировавшиеся облака могут быть отнесены ветром на большие расстояния от того места, где произошло загрязнение.

Состав кислотных дождей

Основные компоненты кислотных дождей — это серные и сернистые кислоты, а также присутствие озона, образуемого при грозах. Имеются и азотные виды осадков, в которых в качестве основных присутствуют азотные и азотистые кислоты. Редко причинами появления кислотных дождей могут стать хлор и метан. И, конечно же, с осадками могут выпасть иные вредные вещества, исходя из того, что было в составе бытовых и промышленных отходов, выбрасываемых в атмосферу в конкретных регионах.

Чем опасны кислотные дожди?

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

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

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

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

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

Глобальные экологические проблемы кислотных осадков

Среди глобальных экологических проблем, вызванных кислотными осадками, могут быть:

  • Изменения в экосистеме водоемов, приведшие к гибели животного и растительного мира. Такими источниками невозможно будет пользоваться для питья, ведь тяжелые металлы будут многократно превышать нормы;
  • Повреждение корней и листьев, приведет к уничтожению защиты от холодов и болезней. Особенно это касается хвойных деревьев в лютые морозы;
  • Загрязнения грунта токсинами. Растительный мир, находящийся на зараженных участках почвы, непременно ослабеет или погибнет. Вредоносные элементы будут поступать вместе с полезными веществами, которых будет оставаться все меньше и меньше.

Вред кислотных дождей для людей

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

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

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

Способы борьбы с кислотными осадками

В наши дни в основной группе риска по выпадению кислотных осадков лидируют Соединенные Штаты, Китай, и, конечно же, Россия. Собственно в этих государствах сильно развита углеперерабатывающая и металлургическая промышленность и, соответственно, имеется большое количество таких предприятий. Однако опасными считаются и Канада, и Япония, в направлении которых кислотные осадки могут быть пригнаны ветром. В соответствии с некоторыми исследованиями, в случае непринятия профилактических мер, список таких государств может пополниться еще многими кандидатами, причем этого не придется долго ждать.

Борьба с кислотными дождями на локальном уровне почти бесполезна. Чтобы ситуация изменилась в лучшую сторону необходимо предпринимать комплексные меры. А они возможны лишь при одновременных и согласованных действиях многих стран. Академическая наука пытается найти новые очистительные системы для минимизирования выбросов вредных веществ в атмосферу, однако, процентная составляющая кислотных осадков пока лишь растет.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Автор статьи:

Богуславский Сергей

Я бывший военнослужащий, офицер, и военная тематика мне близка, я в ней легко ориентируюсь.

Свежие публикации автора:

С друзьями поделились:

причины образования, опасность и последствия

В природе не существует воды с нейтральной реакцией. У капель дождя pH составляет 5,6 (слабокислая среда). Что такое кислотные дожди – группа подкисленных атмосферных осадков (снегопад, роса, ливень, туман) с pH меньше 5,6. Причиной их образования является загрязнение воздуха ангидридами, такими как окись азота и серы. Небольшая кислотность не является опасной и не вредит живым существам, но даже небольшие отклонения от нормы вызывают серьёзные последствия.

История появления понятия

Определение «кислотный дождь» ввёл шотландский химик Роберт Энгус Смит в 1872 г. Теорию об опасности кислых осадков и их последствиях учёный первым озвучил в своей монографии «Воздух и дождь: начало химической климатологии». В основу труда легло изучение викторианского смога, нависшего над промышленным городом Манчестером. Научное сообщество приняло работу в штыки, но, несмотря на это, Смит до конца жизни возглавлял Инспекцию по контролю за щелочами – первый английский орган по охране природной среды.

Исследования продолжил учёный из Швеции, лауреат Нобелевской премии, С. А. Аррениус. В 1883 г. он ввёл терминологию «основание», «кислота». Под понятием «кислота» подразумевались элементы, образующие при растворении в жидкости ионы водорода с положительным зарядом. Единицей измерения реакции растворов pH (водородный показатель) стал в 1909 году, благодаря химику из Дании Сёрену Петеру Лаурицу Сёренсену.

Масштаб опасности природного явления осознали лишь в 60-е гг. XX века. После того, как от кислотных осадков пострадали США, Скандинавия, Канада, Западная Европа, никто уже не сомневался в их пагубном влиянии на биосферу.

Причины, приводящие к появлению кислотных осадков

Основной причиной кислотных дождей считаются NO2 и SO2 (двуокиси азота, серы), накапливающиеся в воздушной оболочке планеты.

В результате химических реакций, эти элементы превращаются в кислоты, выпадающие с ливнями или снегом на землю. Провоцирующие опасные дожди ангидриды попадают в воздух благодаря естественным и антропогенным факторам.

Естественные факторы

Кислотные дожди могут образовываться под влиянием природных процессов, происходящих на Земле. Под влиянием естественных факторов в атмосфере аккумулируется 10-12% производных азота и от четверти до трети (колеблется в разные сезоны) всех серосодержащих соединений на планете.

Вулканическая деятельность

При извержении вулканов в тропосферу, а при мощных извержениях и в стратосферу, попадают производные серы.

Ежегодный выброс серосодержащих соединений составляет около 2 000 000 тонн.

Распад азотсодержащих соединений

Из-за гниения растений, животных и лесных пожаров происходит распад биомассы. В результате за год в воздух поступает около 12 000 000 т оксидов азота. Пожары носят как естественный характер, так и являются результатом поджогов.

Деятельность микроорганизмов

Каждый год почвенные бактерии высвобождают из NO3 до 8 000 000 т оксидов азота. Треть эмиссии S в атмосферу приходится на деятельность микроорганизмов, продуцирующих сероводород путём восстановления сульфатов и разложения органики. Бактерии класса Desulfovibrio, обитающие на болотах, плохо дренированных участках, в топях высвобождают H2 S (сероводород), поставляя его в тропосферу.

Грозовые разряды

Во время вспышек молнии в воздухе из-за экстремально повышенной температуры азот с кислородом переходят в плазменное состояние, образуя оксиды азота. Каждый год из-за грозы в атмосферу попадает до 8 млн. т оксида азота.

Прочие природные причины

В эту группу входят:

  • распад соединений азота в стратосфере и вынос получившейся смеси оксидов NOи NO в приземные слои;
  • деятельность океанов. В результате испарения воды, высвобождаются связанные частицы серы из морской соли. Жизненные процессы микроорганизмов поставляют в атмосферу 2,5-12 млн. т оксидов азота ежегодно. Водоросли продуцируют диметилсульфиды.
  • окисление аммиака (NH3) в атмосфере;

Выбросы остальных источников слишком незначительны, чтобы оказывать ощутимое влияние на изменение реакции осадков.

Антропогенные факторы

Кислотные дожди чаще всего выпадают из-за загрязнений, связанных с жизнедеятельностью человека. В итоге антропогенных выбросов в воздух попадает более 60-65% (65-75 млн. т) производных серы, 37-50% (57 млн. тонн) азотсодержащих соединений и 100% летучих органических соединений (ЛОС).

Выбросы промышленных предприятий

Нефтеперерабатывающие, металлургические и производящие серную кислоту предприятия опережают остальные производства по выбросам сернистых соединений. Причиной ежегодного поступления 1 млн. тонн азота в атмосферу Земного шара также являются промышленные предприятия.

Выхлопы транспортных средств

Чем опасны автомобильные выхлопы. Они поставляют в тропосферу до 35-40% оксидов азота. При сгорании дизельного топлива, бензина в приземном слое образуются вредные вторичные загрязнители (озон, серная кислота, формальдегид и пероксиацетилнитрат). Их присутствие может вызвать кислотные дожди.

Энергетические предприятия

Энергетические предприятия лидируют по количеству выбросов SO2. От сжигания угля на электростанциях и заводах в атмосферу поступает 70% соединений серы. Во время горения часть вещества переходит в сернистый газ, часть оседает в твёрдом виде в золе.

При высокотемпературном (tвыше 10000C) сгорании нефти, угля, газа происходит реакция между кислородом и содержащимся в топливе азотом, образуя диоксид NO2 и тетраоксид диазота N2O4.

Удобрения и пестициды, используемые в сельском хозяйстве

Избыточное использование в сельском хозяйстве пестицидов и азотсодержащих удобрений выглядит оправданным, улучшая рост культур, но на самом деле приводит к накоплению вредных веществ в почве, часть из которых поступает в воздух.

Другие факторы, зависящие от деятельности человека

Кислотные дожди выпадают из-за следующих антропогенных факторов.

  • Использование аэрозолей, в состав которых входит хлор.
  • Загрязнение атмосферы фреонами, в результате утечки из неисправных холодильников.
  • Выделение метана при выращивании злаковых культур.
  • Бытовые и промышленные растворители, химическая промышленность, бензозаправки являются источниками ЛОС.

Механизм их образования

В атмосфере всегда присутствует небольшое количество CO(углекислого газа). Как образуются кислотные дожди: после выбросов предприятиями, транспортом и иными источниками загрязнения ангидридов (оксидов азота и серы), в воздухе скапливаются вредные вещества. Пары воды вступают с ними в реакцию, создавая ядовитые облака. Чем выше концентрация загрязняющих элементов в воздухе, тем опаснее концентрация кислот в осадках.

Состав кислотных дождей

Основными элементами кислотных дождей служат сернистая, азотистая, серная, азотная кислоты и озон, появляющийся при грозе. Реже причиной возникновения ядовитых осадков становятся хлор, метан, летучие органические соединения. Состав зависит от вредных выбросов, загрязняющих воздух в определённом регионе. Самые распространённые виды осадков.

Возможные последствия их выпадения

Последствия кислотного дождя, Польша

Чем могут быть опасны кислотные дожди. Они вызывают поражение или гибель растений, животных, насыщают землю и воздух токсинами. В результате их выпадения разрушаются минералы, питательные соединения, вода перестаёт быть пригодной для питья и жизни. Поражённые экосистемы долго восстанавливаются. На очищение отравленных районов уходят десятилетия.

Вред для здоровья человека и животных

Последствия кислотных дождей для животных и людей: микрочастицы солей азота и серы, присутствующие в воздухе, провоцирующие ожог слизистых оболочек, приступы удушья, астму, бронхиты, болезни сердца. В этих частицах, выпадающих вместе с осадками, могут быть примеси тяжёлых металлов (никеля, кадмия, свинца, ртути), вызывающие отравления и патологии.

Воздействие на растения

  • Чем опасны кислотные дожди, попадающие на растения: жидкость вызывает ожоги, пожелтение и опадание листвы. Нарушаются течение фотосинтеза, испарения влаги листьями.
  • Из почвы вымываются полезные вещества, питающие растения.
  • Под воздействием кислот тяжёлые металлы и алюминий растворяются, попадая в почву. Такие соединения токсичны для представителей флоры, вызывают разрушение и отмирание корней, ведущее к гибели растений.

Окисление водных ресурсов

Классифицируют 3 стадии последствий кислотных дождей в водоёмах.

  • PH воды <7. С повышением кислотности сокращается количество кислорода в водоёме. Происходит заболачивание, гибнут водные растения и креветки. Активно развиваются зелёные и бурые водоросли.
  • pH 5,5. Гибнет планктон, являющийся основным объектом питания живых организмов. Исчезают донные бактерии, разлагающие мусор органического происхождения.
  • pH 4,5. Гибнут земноводные, рыба, околоводные насекомые.

Воздействие на почву

Происходят процессы, приводящие к изменению видового состава микроорганизмов и обеднению плодородного слоя. Последствиями вредных осадков становятся подкисление почвы и связывание азота, делающее его недоступным для растений.

Разрушение материалов

Выпадение кислотных осадков ведёт к коррозии металлов. Капли кислоты, осаждающиеся с дождём на поверхности материала, вызывают окисление металлоконструкций. Дома и памятники архитектуры, построенные из песчаника или известняка, разрушаются, вступая в химическую реакцию с кислотой. Из-за вредных осадков разрушаются Дельфы, Колизей, древние храмы Японии.

Экономические последствия

Кислотные дожди наносят серьёзный вред экономике. Страдают посевы, скот, вызывая голод в аграрных странах. Приходится тратить средства на лечение людей, оказавшихся в зоне загрязнения. Ежегодные потери на восточном побережье США от экологического бедствия составляют 13 млн. долларов.

Прочие проблемы

Последствиями кислотных дождей становятся снижение общей биомассы растений, вымирание редких видов животных, уменьшение запасов питьевой воды на Земле. Происходит заражение продуктов питания тяжёлыми металлами, что пагубно сказывается на здоровье людей.

Пути решения данной экопроблемы

Борьба с кислотными дождями в отдельных странах бесполезна. Ядовитые облака переносятся ветром на тысячи км. Впервые проблема опасных осадков всерьёз обсуждалась международным сообществом на конференции ООН в Стокгольме в 1972 году. В России на метеорологических станциях постоянно берут пробы воздуха и воды, чтобы в случае превышений ПДК принять срочные меры. Избежать глобальной катастрофы можно только проведя комплексные, и, к сожалению, дорогостоящие мероприятия.

Сокращение вредных выбросов

Наиболее действенная мера – сокращение вредных выбросов в воздух и воду во всех странах мира. На предприятиях необходимо поставить современные очистные сооружения и фильтры. В дальнейшем открывать только экологически безвредные производства.

Переход на альтернативные источники энергии

Замена угля, газа и нефти на альтернативные источники энергии приведёт к значительному улучшению экологической обстановки. Волновые, ветряные электростанции, солнечные батареи абсолютно безопасны.

Использование экологичных автомобилей

Вместо машин, работающих на бензине, уже сегодня можно купить гибриды или электромобили. Tesla выпускает автомобили, работающие на аккумуляторных батареях.

Автобусы надо заменить троллейбусами, трамваями и поездами на электротяге.

Другие действенные методы

  • Не сжигать мусор, а открыть заводы по его переработке.
  • Известкование воды и почвы. Такой метод применяют в Скандинавии. Щёлочь (СаСО3) распыляют с вертолётов, снижая кислотность территории.
  • Высаживать леса, а не вырубать. Создать вокруг промышленных городов «санитарные зоны» из зелёных насаждений, где не будет фабрик.
  • Уменьшение содержания серы в разных типах топлива. Дорогостоящий процесс, позволяющий извлечь лишь половину вредного вещества.

Меры защиты от кислотных осадков

Выяснив, с чем связано выпадение кислотных дождей и насколько они опасны, необходимо знать, как обезопасить себя. Ядовитые осадки обычно не имеют запаха и цвета, поэтому зная, что на каком-то предприятии региона произошли выбросы вредных веществ, из дома не стоит выходить без плаща и зонтика.

На ногах должна быть закрытая обувь, а не босоножки или сандалии. Дыхательные пути лучше защитить марлевой маской. В случае попадания капель на кожу или волосы, примите прохладный душ, тщательно смыв опасную жидкость.

Мазать маслом поражённые участки нельзя. При появлении ожогов или покраснения на теле, выпадении волос, обратитесь к врачу.

Прогнозирование их выпадения

Кислотные дожди – глобальная экологическая проблема планетарного значения. Они наносят непоправимый вред природной среде, жизни человека, экономикам всех стран. Больше всех от них пострадали страны с развитой промышленностью – США, Германия, Чехия, Россия, Нидерланды и многие другие государства. Технологии, уменьшающие объём вредоносных выбросов, внедряются медленно.

Единственный способ снизить губительное воздействие – своевременно спрогнозировать время и место их выпадения. Учёные всего мира разрабатывают методики, в которых учитываются район выбросов вредных веществ, состояние атмосферы, скорость и направление ветра

.

Это сложная задача, так как невозможно учесть все природные аспекты. Универсальную математическую модель создать пока не удалось. До тех пор, пока не будут установлены жёсткие лимиты для каждого государства по выбросу загрязняющих веществ в атмосферу, проблема не будет решена.

3.3
4
голоса

Рейтинг статьи

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.

Тайны Бермудского треугольника171844.3993

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 такое кислотный дождь? | Кислотный дождь

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

Что вызывает кислотный дождь?

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

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

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

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

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

Начало страницы


Формы кислотного осаждения

Влажное осаждение

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

Сухое осаждение

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

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

Начало страницы


Измерение кислотных дождей

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

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

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

Начало страницы


Затем узнайте о влиянии кислотного дождя.

Или узнайте больше о:

Кислотный дождь и вода

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

Причины кислотных дождей

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

Кредит: Lovecz, Wikimedia.org

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

Последствия кислотного дождя

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

Некоторым рыбам и животным, например лягушкам, трудно адаптироваться и воспроизводиться в кислой среде. Многие растения, например вечнозеленые деревья, повреждаются кислотными дождями и кислотным туманом. Я видел некоторые повреждения из-за кислотных дождей вечнозеленым лесам в Шварцвальде в Германии. Большая часть Шварцвальда была действительно черной, потому что так много зеленых сосновых игл было уничтожено, остались только черные стволы и конечности! Вы также можете заметить, как кислотный дождь разъедает камень в зданиях некоторых городов и каменных произведениях искусства.

Кредит: Агентство по охране окружающей среды США

Географическое распределение кислотных дождей

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

Кислотный дождь и камень

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

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

А как насчет зданий?

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

Предоставлено: Slick, Викимедиа.орг

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

Как кислотные осадки влияют на здания из мрамора и известняка?

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

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

Дополнительная информация:

кислотных дождей | Определение, причины, последствия и формулы

Узнайте о причинах и последствиях кислотных дождей

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

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

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

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

Факты и информация о кислотном дожде

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

Причины кислотных дождей

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

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

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

Фотография Дэвида Вудфолла / Getty Images

Пожалуйста, соблюдайте авторские права. Несанкционированное использование запрещено.

Воздействие кислотных дождей

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

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

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

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

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

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

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

Что можно сделать?

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

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

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

Кислотный дождь | Адирондакский совет

Что такое кислотный дождь

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

Причины

Большинство кислотных дождей вызывается людьми в виде сжигания ископаемого топлива. Очень небольшой процент кислотных дождей вызван естественными причинами, такими как вулканы или лесные пожары. Самым большим источником загрязняющих веществ, образующихся в результате кислотных дождей, являются электростанции, сжигающие уголь для производства электроэнергии, а также автомобили, грузовики, автобусы и строительные машины, которые выделяют оксиды азота и диоксид серы в виде выхлопных газов.

Воздействие кислотных дождей

Загрязняющие вещества, вызывающие кислотные дожди, также вызывают смог и загрязнение мелкими частицами, которые вредят здоровью человека. Поскольку загрязнение воздуха на основе серы и азота распространяется на большие расстояния, они являются проблемой для всех — и для всех — с подветренной стороны от дымовой трубы или выхлопной трубы, а не только для тех, кто находится в непосредственной близости от электростанций.

Кислотный дождь Вред:

  • Люди — То же самое загрязнение, которое вызывает кислотные дожди, также вызывает респираторные заболевания и ухудшает существующие условия.Кислотные дожди также вызывают загрязнение ртутью пищевой цепи, включая рыбу, рыбоядных птиц и рыбоядных млекопитающих (например, людей).
  • Леса и растения — Когда кислотный дождь просачивается в почву, он растворяет и выводит питательные вещества, необходимые для здорового роста деревьев, такие как кальций. В то же время он выделяет из почвы алюминий, который поглощает деревья. Алюминий убивает корни деревьев, из-за чего деревьям труднее получать воду. Эти комбинированные стрессы приводят к тому, что в остальном здоровые деревья умирают от экстремальных холода, засухи или болезней, которые они легко выжили бы в некислотных условиях.Это особенно верно на больших высотах, где усиливаются все три фактора стресса, а почвы самые тонкие и бедные питательными веществами.
  • Дикая природа — Отнимая у почвы кальций, кислотный дождь ослабляет и убивает насекомых, улиток и других покрытых кальцием беспозвоночных, которых гнездящиеся на вершинах птицы едят, чтобы выжить. Выпуская алюминий из почвы, кислотные дожди разрушают жабры взрослых рыб, удушая их. Он также останавливает размножение, делая оболочки яиц слишком жесткими для вылупления птенцов.
  • Здания, памятники и скульптуры — Кислотные осадки разрушают каменные, кирпичные и бетонные здания; кладбищенские надгробия и мавзолеи, бронзовые статуи и памятники; медная кровля и водостоки; витражи.
  • Водоснабжение — Как местные колодцы, так и городские системы водоснабжения становятся агрессивными, если они становятся кислыми. Задолго до трагедии во Флинте, штат Мичиган, домовладельцы Адирондака и местные органы власти изо всех сил пытались определить и исправить источник высоких уровней меди и свинца в местной водопроводной воде, но не раньше, чем люди заболели от питья из трубок.
  • Едкий туман — День за днем, даже когда нет ни дождя, ни снега, загрязнение висит в кислотных облаках, которые окутывают горы едким туманом.
  • Смог на большой высоте — Озон на уровне земли (смог) наиболее опасен в Адирондаке на большой высоте, поскольку загрязнение, доносящееся из других штатов, проходит над нашими горами. Некоторые падают на землю кислотным дождем, а остальные зависают в воздухе, поражая всех / все своими легкими.
  • Черные мухи — Канадские исследования добавляют оскорбление к длинному списку травм, они показывают, что личинки мошек, отравы весенних мероприятий на свежем воздухе на северо-востоке и юге Канады, по-видимому, процветают в кислой воде.Кислотный дождь убивает рыбу, поедающую личинок черной мухи, а также других насекомых, которые будут бороться за пространство на дне ручья с яйцами черной мухи.
  • Живописные виды — Загрязнение диоксидом серы вызывает дымку, которая ограничивает видимость и закрывает живописные виды на горные хребты.

Где случаются кислотные дожди?

Парк Адирондак сильно пострадал от кислотных дождей в стране. Но мы страдаем не одни. Неподалеку находятся горы Катскилл, Таконик-Ридж и восточная часть Лонг-Айленда — районы, где кислотные дожди нанесли значительный ущерб.К югу от нас Аппалачский горный хребет демонстрирует такие же повреждения, как и Адирондак, хотя почвы этого региона толще, чем наши, и больше страдают от подкисления. Озерный регион Флориды и водно-болотные угодья Эверглейдс также демонстрируют признаки кислотного повреждения. К западу, в Скалистых горах, выбросы электростанций насыщают высокогорные водосборные бассейны Колорадо кислотным азотом. Там вечнозеленые леса теряют хвою, а здоровье деревьев ухудшается по всему Переднему хребту.

Ущерб от кислотных дождей не ограничивается лесами и водными экосистемами. В Пенсильвании памятники на поле битвы Гражданской войны в Геттисберге разрушаются гораздо быстрее, чем аналогичные сооружения в местах, не пострадавших от кислотных дождей. На Северо-Востоке каменные, кирпичные и блочные здания, а также отделка автомобилей демонстрируют признаки более обширного и быстрого выветривания, чем их аналоги в других регионах страны.

В Чесапикском заливе и проливе Лонг-Айленд азотное загрязнение приводит к перегрузке воды питательными веществами.Это способствует переизбытку водорослей, которые, когда они умирают и разлагаются, истощают воду ценным кислородом, необходимым для всех водных животных. Состояние известно как гипоксия.

Почему адирондак поврежден кислотными дождями сильнее?

Загрязнение воздуха, вызывающее кислотные дожди, выпадает в некоторых районах Соединенных Штатов уже почти столетие. Но ущерб, причиненный кислотным дождем, может развиться долго. Во многих наиболее сильно пострадавших регионах, таких как леса Новой Англии, ученые документировали экологический ущерб с 1960-х годов.

В Адирондаке наши почвы соскребали ледники последнего ледникового периода, примерно 10–12 тысяч лет назад. Поскольку подстилающая порода представляет собой анортозит — очень твердый гранит — здесь требуется больше времени, чтобы создать новую почву в результате выветривания и разложения лесной подстилки. Наши крутые склоны, обильные осадки и близость к угольным дымовым трубам Среднего Запада — все вместе наносит ущерб нашим экосистемам и антропогенной среде.

Что делается в связи с кислотным дождем?

1990-е годы —

В 1990 году Конгресс внес поправки в Закон о чистом воздухе и поручил U.S. Агентство по охране окружающей среды, чтобы создать первую в стране программу борьбы с кислотными дождями. В 1992 году администрация Буша хвасталась, что новая программа «положит конец кислотности в озерах и ручьях Адирондака». Но многие сразу понимают, что программа будет недостаточной, чтобы остановить разрушение парка Адирондак и других уязвимых экосистем страны.

В 1993 году Департамент охраны окружающей среды штата Нью-Йорк, Совет по защите природных ресурсов и Совет Адирондака подали в суд на EPA по поводу новой программы.При частичном урегулировании иска EPA согласилось завершить отчет 1996 года для Конгресса о том, окажет ли новая программа желаемый эффект. Отчет подтвердил наши опасения.

Агентство по охране окружающей среды отметило, что текущая федеральная программа по кислотным дождям может только замедлить темп ущерба, нанесенного парку Адирондак. Без дополнительных сокращений загрязнения погибло бы больше озер.

Это послужило поводом для принятия регулирующих мер и судебных исков. Большая часть судебных разбирательств пришла из Нью-Йорка и Новой Англии. Иски, поданные генеральными прокурорами Нью-Йорка Элиотом Спитцером, Эндрю Куомо и Эриком Шнайдерманом, привели к значительным расчетам с загрязнителями, вынудившим закрыть или модернизировать некоторые из крупнейших и самых грязных электростанций страны.Столкнувшись с огромными штрафами за нарушение Закона о чистом воздухе, владельцы заводов значительно сократили выбросы.

В середине 1990-х EPA предложило новое межгосударственное правило о чистом воздухе (CAIR), стремясь соответствовать национальным стандартам качества окружающего воздуха Закона о чистом воздухе для здоровья человека. Эти стандарты требовали сокращения выбросов диоксида серы и оксидов азота, которые вызывают смог и загрязнение мелкими частицами. Эти же загрязнители также вызывают кислотные дожди.

2000-е годы —

В то время как CAIR времен Буша задерживался в федеральном суде, администрация Обамы предложила замену под названием «Правило загрязнения воздуха между штатами».Это правило также было оспорено в суде предприятиями-загрязнителями, но в этих случаях ЕРА преобладало. Это правило принесло дополнительные сокращения выбросов и значительное облегчение от кислотных дождей в парке Адирондак. Но все же необходимы дополнительные сокращения, чтобы весь парк Адирондак мог восстановиться после десятилетий повреждений.

2018 и сегодня —

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

Каждый водораздел парка Адирондак индивидуален и каждый реагирует на изменения загрязнения в своем собственном темпе.Ученые говорят, что некоторые озера Адирондак уже восстановили свою жизнеспособность, о чем свидетельствует возвращение форели размером с трофей. Но форель — одна из самых выносливых адирондакских рыб, когда дело доходит до кислотных дождей. А рыба — лишь мера здоровья водораздела. Загрязнение ртутью, например, может сохраняться в пищевой цепи даже после того, как утихнут кислотные дожди.

При нынешних темпах загрязнения некоторым из наиболее сильно поврежденных вод Адирондака потребуются сотни лет, чтобы восстановить химический баланс.Родной жизни потребуется гораздо больше времени, чтобы вернуться к ним. В предстоящие годы Совет Адирондака продолжит настаивать на дополнительном сокращении загрязнения воздуха, вызывающего кислотные дожди. Мы также будем работать с учеными и правительственными чиновниками для определения и реализации планов по ускорению восстановления почв и вод парка.

Взгляд вперед

EPA все еще не выполнило свое обязательство по защите природы, установив Национальный стандарт качества окружающего воздуха (NAAQS) для общественного благосостояния.В отличие от стандарта здоровья человека NAAQS, который привел к правилу между штатами, этот стандарт требует, чтобы федеральное правительство защищало качество воды, растения (леса) и диких животных от загрязнения воздуха. EPA заявило, что не может установить стандарт, потому что не знает, как определить, какие уровни загрязнения могут быть безопасными для всей рыбы, всех лесов и всего животного мира.

Однако ученые Нью-Йорка уже работают над этой проблемой. Нью-Йорк имеет самый длинный и самый 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 наиболее известные ученые-исследователи и регулирующие органы Парка обсудили новый подход: критические нагрузки.

На протяжении десятилетий ученые Адирондака тщательно отслеживали реакцию наших экосистем на увеличение и уменьшение загрязнения воздуха. Ученые говорят, что теперь они могут предсказать, сколько загрязнения может выпасть в определенной области, прежде чем оно нанесет ущерб жизнеспособности растений и животных. Контролируя источники загрязнения с наветренной стороны (дымовые трубы, автомобильные выбросы и т. Д.)) государственные регулирующие органы могут устанавливать безопасные стандарты выбросов для каждой области Соединенных Штатов.

В идеале, эти стандарты должны быть строжайшими с наветренной стороны для чувствительных мест, таких как Адирондак и Катскилл, и менее строгими с наветренной стороны для мест с более толстой почвой, меньшим количеством озер и рек и меньшим количеством крутых склонов.

В 2018 году Совет вновь созвал группу конференций «Кислотный дождь», чтобы разработать план действий для закрепления достигнутых нами успехов, а мы работаем над предотвращением отката назад, поскольку администрация Трампа поощряет новое использование угля.

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

Совет также выступил против предложенных Агентством по охране окружающей среды изменений в части Закона о чистом воздухе, посвященной обзору новых источников, которая требует, чтобы самые старые электростанции страны соответствовали стандартам выбросов новых станций, если их владельцы модернизируют или расширяют их.

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

Acid Rain — Департамент охраны окружающей среды штата Нью-Йорк

Нажмите, чтобы увидеть увеличенное изображение

Кислотный дождь бывает разных форм: дождь, снег, мокрый снег, град и туман (влажное осаждение), а также в виде частиц кислоты, аэрозолей и газов (сухое осаждение). Кислотные отложения образуются, когда диоксид серы (SO 2 ) и оксиды азота (NO x ) соединяются с влагой в атмосфере с образованием серной и азотной кислоты.

К 1960-м ученым стало ясно, что кислотные осаждения разрушают природные ресурсы Нью-Йорка. Особенно сильно пострадали горы Катскилл и Адирондак. Почвы становились слишком кислыми, чтобы поддерживать здоровье лесов с заметной гибелью деревьев на возвышенностях. Многие озера, горные ручьи и некоторые реки не могли поддерживать здоровые популяции рыб.

Причины кислотных дождей

Несколько источников, способствующих возникновению кислотных дождей, включают:

  • Сжигание ископаемого топлива (уголь, нефть, природный газ, древесина и т. Д.)) для энергии.
    • SO 2 Выбросы на современных электростанциях были сокращены за счет внедрения топлива с низким содержанием серы и использования скрубберов в дымовых трубах для удаления серы из выбросов. По данным Управления энергетической информации США, потребление угля в США для выработки электроэнергии за последние шесть лет упало более чем на 25 процентов.
    • Выбросы

    • NO x сокращаются за счет использования камер сгорания с низким содержанием NO x и избирательного каталитического восстановления (SCR) или неселективного каталитического восстановления (NSCR) в дымовых трубах.
  • Выбросы от автомобилей, самолетов, электростанций и промышленных предприятий.
    • С середины 1970-х годов в автомобили были добавлены две важные функции — каталитические преобразователи и электронный впрыск топлива (EFI). Каталитические нейтрализаторы расположены в выхлопной системе для удаления выбросов NO x . EFI контролирует образование выбросов NO x при сгорании топлива.
    • С 1996 года автомобили оснащаются бортовой диагностикой (OBDII).Это оборудование сигнализирует водителю о неработающем контроле выбросов выхлопных газов, в результате чего автомобиль создает больше загрязнения.
    • Изменения по-прежнему направлены на снижение количества серы в автомобильном топливе. Автомобили, использующие топливо с низким содержанием серы, выделяют меньше SO 2 и NO x . Это связано с тем, что каталитические нейтрализаторы более эффективно работают с топливом с низким содержанием серы.
  • Выбросы SO 2 и NO x со Среднего Запада.
    • Межгосударственное правило чистого воздуха (CAIR) и Программа кислотных дождей (ARP) были программами ограничения выбросов и торговли квотами, разработанными для сокращения выбросов SO 2 и NO x от электростанций.Правило EPA о загрязнении воздуха между штатами (CSAPR) (покидает DEC) заменило CAIR и начало реализацию 1 января 2015 года.
    • CSAPR требует, чтобы в общей сложности 28 штатов в восточной половине США улучшили качество воздуха за счет сокращения выбросов электростанций, пересекающих границы штатов. Это загрязнение может способствовать образованию смога (приземного озона) и сажи (загрязнения мелкими частицами) в других штатах.

Влияние кислотных дождей на окружающую среду

Aquatic — Пресноводные макробеспозвоночные, растения и популяции рыб страдают, когда кислая вода нарушает их репродуктивный цикл.Алюминий вымывается из почвы в воду, изменяя химический состав и забивая жабры рыб. По мере закисления водоемов один вид за другим исчезает. В дополнение к чувствительным озерам, регион Адирондак включает тысячи миль ручьев и рек, которые также чувствительны к кислотным осаждениям.

Дикая природа — Кислотные дожди снижают биологическую продуктивность озер и сокращают количество кормовой рыбы, доступной гагарам. Токсичность, вызванная загрязнением водоемов ртутью, также может привести к снижению репродуктивной способности гагар.

Леса — Отложения серы и азота оказали неблагоприятное воздействие на высокочувствительные лесные экосистемы, особенно на высокогорные елово-пихтовые леса на востоке Соединенных Штатов. Леса повреждаются, потому что кислотные осадки истощают питательные вещества из почвы. Избыток азота в воздухе также может отрицательно сказаться на росте деревьев. Доказательства замедления роста и отмирания были обнаружены в Адирондаке.

Видимость — Те же загрязнители, которые вызывают кислотные дожди, могут ухудшить качество воздуха и значительно снизить видимость даже в отдаленных районах, таких как горы Адирондак.

Архитектура — Для зданий, мостов и культурных ценностей кислотное осаждение может нанести ущерб. Серная кислота может оказывать коррозионное воздействие на известняковые и мраморные здания и скульптуры. Сухое осаждение может нанести больше вреда камню, чем влажное осаждение для этих структур.

Здоровье человека — Ходьба под кислотным дождем для людей не более опасна, чем ходьба под некислотным дождем. Однако загрязняющие вещества, вызывающие кислотные дожди, могут быть вредными для людей.SO 2 и NO 2 могут реагировать в атмосфере с образованием мелких частиц сульфата и нитрата. Эти частицы могут попадать в легкие и вызывать заболевания легких, сердечные приступы и затруднения у людей, страдающих астмой. Подкисленная вода также может вызывать вымывание металлов из почвы в ручьи, озера и водохранилища или из старых свинцовых и медных труб в систему водоснабжения дома, вызывая серьезное заболевание.

Что вы можете сделать, чтобы помочь

  • Экономьте энергию дома и в офисе.
  • Воспользуйтесь общественным транспортом, автостоянкой или прогуляйтесь.
  • Купите чистую электроэнергию.

Сеть мониторинга кислотных отложений Нью-Йорка

Первая программа кислотных отложений в Нью-Йорке была учреждена в 1985 году в ответ на Закон штата о контроле за кислотными отложениями (SADCA). Эта программа была разработана для измерения кислотного осаждения для оценки эффективности политики контроля серы и других стратегий, направленных на уменьшение воздействия кислотных дождей.Программа документально зафиксировала улучшение состояния окружающей среды в результате применения стратегий контроля NO x и SO x . Например, осаждение сульфатов по всему штату уменьшилось более чем на 75% с момента начала программы мониторинга. И эти концентрации кислотных загрязнителей продолжают снижаться. SADCA установило экологическое пороговое значение 20 кг / га / год для влажного осаждения сульфатов. В настоящее время показатели всех мониторинговых сайтов в Нью-Йорке значительно ниже этого порога.

В конце 2012 года Департамент прекратил эту программу и перевел шесть пунктов мониторинга в Национальную программу атмосферных отложений (NADP) (покидает веб-сайт DEC).Переход к программе NADP предоставил данные для использования при разработке регулирования. NADP также позволил сравнить данные из Нью-Йорка с другими чувствительными к кислотам регионами по всей стране. Участки НАДФ в Нью-Йорке и соседних штатах могут лучше понять кислотные отложения на северо-востоке США.

Программа NADP измеряет концентрации свободной кислотности (H + как pH), проводимости, кальция (Ca 2+ ), магния (Mg 2+ ), натрия (Na + ), калия (K + ), сульфат (SO 4 2-), нитрат (NO 3 ), хлорид (Cl ) и аммоний (NH 4 + ).

Данные и отчеты этой программы со всех концов Соединенных Штатов можно найти на веб-странице NADP (см. «Ссылки с веб-сайта DEC»).

Программа долгосрочного мониторинга Адирондак

За прошедшие годы многие программы и стратегии снизили выбросы загрязняющих веществ, которые подкисляли облака, туман, снег, мокрый снег и дождь. Одной из таких программ является Программа долгосрочного мониторинга Адирондак (PDF) (ссылка выходит из DEC). ALTM документирует изменения в химическом составе озер, ручьев и облаков в горах Адирондак с 1980-х годов.

В каждой пробе воды ALTM измеряется более 20 химических параметров. К ним относятся сульфат (SO 4 2-) и нитрат (NO 3 ), кислотонейтрализующая способность (ANC), pH и токсичный неорганический мономерный алюминий (Al), все они являются важными индикаторами экосистемы озера. здоровье. Исследования показали, что рыба и другие водные животные менее устойчивы при воздействии определенных химических условий. Примером некоторых из этих условий являются ANC ниже 20 микроэквивалентов на литр (мкэкв / л), pH ниже 6 и неорганический мономерный Al выше 2 микромолей на литр (мкмоль / л).Эти условия наиболее вероятны во время весеннего таяния снегов, обычно с марта по апрель.

Загрязнение воздуха кислотами снизилось с 1980-х годов. В результате озера и ручьи Адирондака начинают восстанавливаться. Например, уровень кислотности в озере Бруктраут, которое к середине 1980-х считалось безрыбным, снизился примерно на 90% с тех пор, как в 1992 году компания Adirondack Lakes Survey Corporation начала мониторинг этого озера. Теперь озеро Бруктраут может поддерживать самоподдерживающуюся ручейную форель. населения.DEC и его партнеры по ALTM продолжат эту важную программу для поддержки ключевых усилий в области экологической политики даже при появлении новых факторов стресса, таких как изменение климата. Более подробную информацию об этом можно найти в статье экологов за август 2014 г. (PDF), озаглавленной «Полный круг».

Мониторинг SO

2 в Адирондаке

DEC собирает ежечасно данные SO 2 в Адирондаке в рамках сети мониторинга, созданной для Закона штата Нью-Йорк о контроле за отложениями кислот.Данные за 30 лет показали последовательное снижение SO 2 , связанное с сокращением выбросов как внутри штата Нью-Йорк, так и с подветренной стороны от него. Одним из недавних результатов этого снижения является то, что метод непрерывного мониторинга в настоящее время неадекватен в сельской местности. Непрерывный SO 2 Инструменты были разработаны для получения данных, которые можно сравнить с более высокими уровнями, соответствующими NAAQS. Большой плакат, содержащий наш обзор данных за период 2008-2017 гг., Доступен ниже.

Нажмите, чтобы увидеть увеличенное изображение

Подробнее о кислотном дожде:

  • Большой рисунок кислотного осаждения — Подробный рисунок кислотного осаждения
  • Обзор данных S02 в Адирондаке за 2008-2017 гг. — NYSDEC собирал почасовые данные по SO2 в четырех местах в Адирондаке в рамках сети мониторинга, созданной после подписания в 1984 году Закона штата Нью-Йорк о контроле за кислотными отложениями.Данные по SO2 за три с лишним десятилетия показали последовательное снижение концентрации, хорошо коррелирующее с сокращением выбросов как внутри штата Нью-Йорк, так и с подветренной стороны от него.

Кислотный дождь — Фонд безопасной питьевой воды

По оценкам правительства Канады, около 14 000 озер в восточной части Канады являются кислыми. Источники воды также могут испытывать эпизодическое закисление, когда сильный ливень или сток в результате весеннего таяния приводит к временному подкислению озер и ручьев.

За последние несколько десятилетий Норвегия понесла большой ущерб из-за кислотных дождей. В то время как выбросы диоксида серы в Норвегии значительно сократились с 1970-х и 1980-х годов, а выбросы оксида азота несколько снизились, ущерб от кислотных дождей на юге Норвегии, по-видимому, ухудшается. 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 полностью утрачены или повреждены в результате подкисления.По данным Министерства окружающей среды Норвегии, 18 стад лосося утрачены, 12 находятся под угрозой исчезновения, а лосось был уничтожен во всех крупных лососевых реках на юге Норвегии.

Добавление извести в источники воды может снизить подкисление озер и рек за счет увеличения буферной способности и критической нагрузки на окружающую среду. Известкование — это временное решение, которое часто используется только на наиболее сильно поврежденных озерах и реках, чтобы экосистемы имели возможность выжить и восстановиться.По данным Норвежского агентства по охране окружающей среды, было изучено 90 регионов Норвегии, где использовалось известкование, и видовое разнообразие было признано удовлетворительным в 85–90 процентах регионов. Однако известкование — дорогостоящий способ борьбы с подкислением. Ежегодная стоимость известковых рек и озер в Норвегии составляет более 18 миллионов долларов (в канадских долларах).

Может ли кислотный дождь сделать питьевую воду небезопасной?

Слабокислая вода не должна быть опасной, так как есть много продуктов с низким значением pH; например, лимонный сок имеет pH 2.4. Однако низкий 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 во время ее обработки для муниципальных нужд. Кислотную или щелочную воду дезинфицировать труднее, чем воду с pH, близким к 7,0. Кроме того, если кислая вода будет направляться по трубам в дома, возникнет большая опасность коррозии труб, которая может позволить металлам растворяться в питьевой воде, когда она течет по трубам.По данным Всемирной организации здравоохранения, для эффективного хлорирования необходим уровень pH менее 8,0. Если pH слишком высок, водоочистные сооружения могут снизить кислотность несколькими способами. Один из распространенных методов повышения pH — пропускание воды через фильтр из карбоната кальция, который нейтрализует кислоту и увеличивает pH воды.

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

You may use these HTML tags and attributes:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>