Кислотні дощі – негативні наслідки випадання шкідливих опадів. Проблеми та причини кислотних дощів Кислотні дощі де

Терміном «кислотні дощі» називають всі види метеорологічних опадів - дощ, сніг, град, туман, дощ зі снігом, рН яких менше середнього значення рН дощової води (середній рН для дощової води дорівнює 5.6). Двоокис сірки (SO2) і оксиди азоту (NOх), що виділяються в процесі людської діяльності, трансформуються в атмосфері в кислотоутворюючі частинки. Ці частки вступають у реакцію з водою атмосфери, перетворюючи її на розчини кислот, які знижують рН дощової води. Двоокис сірки та різні оксиди азоту викидаються в атмосферу автомобільним транспортом, внаслідок діяльності металургійних підприємств та електростанцій, а також при спалюванні вугілля та деревини. Вступаючи в реакцію з водою атмосфери, вони перетворюються на розчини кислот - сірчаної, сірчистої, азотистої та азотної. Потім, разом зі снігом чи дощем, вони випадають на Землю.

Кислотні дощі здебільшогоспостерігаються у районах з розвиненою промисловістю. Хоча крапельки води і швидко видаляються з атмосфери, вони все ж таки поширюються на сотні кілометрів від станцій, промислових підприємств і т.д.

Серед шкідливих речовин, що містяться в повітрі міст, є велика група, яка має канцерогенну активність. Це в першу чергу бенз(а)пірен та інші ароматичні вуглеводні, що надходять від котельних промислових підприємств та з вихлопними газами автотранспорту.

Наслідки кислотних опадів.

У 70-х роках. у річках та озерах скандинавських країн почала зникати риба, сніг у горах забарвився у сірий колір, Листя з дерев раніше часу вистелило землю. Незабаром ті самі явища помітили в США, Канаді, Західної Європи. У Німеччині постраждали 30%, а місцями 50% лісів. І все це відбувається далеко від міст та промислових центрів. З'ясувалося, що причина всіх цих бід – кислотні дощі.

Показник рН змінюється у різних водоймах, але у непорушеному природному середовищі діапазон цих змін суворо обмежений. Природні води і грунти мають буферні можливості, вони здатні нейтралізувати певну частину кислоти і зберегти середовище. Однак очевидно, що буферні здібності природи не безмежні.

У водоймища, що постраждали від кислотних дощів, нове життяможуть вдихнути невелику кількість фосфатних добрив, вони допомагають планктону засвоювати нітрати, що веде до зниження кислотності води. Використання фосфату дешевше, ніж вапна, крім того, фосфат має менший вплив на хімію води.

Земля та рослини, звичайно, теж страждають від кислотних дощів: знижується продуктивність ґрунтів, скорочується надходження поживних речовин, змінюється склад ґрунтових мікроорганізмів.

Величезну шкоду завдають кислотні дощі лісам. Ліси висихають, розвивається сухість великих площах.

Кислота збільшує рухливість у ґрунтах алюмінію, який токсичний для дрібних коренів, і це призводить до пригнічення листя та хвої, крихкості гілок. Особливо страждають хвойні дерева, тому що хвоя змінюється рідше, ніж листя, і тому накопичує більше шкідливих речовин за той самий період. Хвойні дереважовтіють, у них знеживаються крони, ушкоджуються дрібні корені. Але й у листяних дерев змінюється фарбування листя, передчасно опадає листя, гине частина крони, ушкоджується кора. Природного відновлення хвойних та листяних лісів не відбувається.

Фахівці американського університетуштату Північна Кароліна вивчили вплив кислотних дощів на рослини в період їх максимальної сприйнятливості до факторів зовнішнього середовища. Під впливом кислотних дощів безпосередньо після запилення на початку кукурудзи формувалося менше зерен, ніж при зрошенні чистою водою. Причому чим більше у дощовій воді містилося кислоти, тим менше зерен утворювалося на качанах. Водночас з'ясувалося, що кислотні дощі, що пройшли до запилення, не мали помітного впливу на формування зерен.

Кислотні дощі не лише вбивають живу природу, а й руйнують пам'ятки архітектури. Міцний, твердий мармур, суміш оксидів кальцію (СаО та СО2), реагує з розчином сірчаної кислоти та перетворюється на гіпс (СаSО4). Зміна температур, потоки дощу та вітер руйнують цей м'який матеріал. Історичні пам'ятки Греції та Риму, простоявши тисячоліття, останні рокируйнуються просто на очах. Така сама доля загрожує і Тадж-Махалу – шедевру індійської архітектури періоду Великих Моголів, у Лондоні – Тауеру та Вестмінстерському абатству. На соборі Св. Павла в Римі шар портлендського вапняку роз'їдено на 2,5 см. У Голландії статуї на соборі Св. Іоанна тануть, як льодяники. Чорними відкладами виїдено королівський палац на площі Дам в Амстердамі. Понад 100 тис. найцінніших вітражів, що прикрашають собори в Шатрі, Контербері, Кельні, Ерфурті, Празі, Берні, в інших містах Європи можуть бути повністю втрачені протягом 15-20 років. Вивчивши нові дані про кислотність опадів, що випадають у різних регіонах Західної Європи, та про вплив їх на будівлі та споруди, співробітники Дублінського університету (Ірландія) виявили, що найкатастрофічніше становище склалося в центрі Манчестера (Великобританія), де за 20 місяців кислотні опади розчинили понад 120 р. на 1 кв. м. каменю (пісковика, мармуру або вапняку). Місто постраждав дуже сильно, хоча загальна кількість опадів у відрізок часу там була вкрай низька. Очевидно, надто високий був ступінь їхньої кислотності.

За Манчестером слідує Ліпхун (графство Гемпшир у Великій Британії) і Антверпен (Бельгія), де кожен камінь під просто небавтратив 100 р. із 1 кв. м. Навіть такі відомі забрудненістю атмосфери міста, як Афіни, Копенгаген та Амстердам, зазнали кислотного руйнування значно меншою мірою. Страждають від кислотних дощів і люди, змушені споживати питну воду, забруднену токсичними металами - ртуттю, свинцем, кадмієм тощо.

Рятувати природу від окиснення необхідно. Для цього доведеться різко знизити викиди в атмосферу оксидів сірки та азоту, але насамперед сірчистого газу, оскільки саме сірчана кислотата її солі на 70-80% обумовлюють кислотність дощів, що випадають великі відстані від місця промислового викиду. Природні опади мають різну кислотність, але у середньому рН = 5,6. Кислотні опади з рН< 5,6 представляют серьезную угрозу, особенно если величина рН падает ниже 5,1. Ниже перечислю основные последствия выпадения кислотных осадков:

  • - ушкодження статуй, будівель, металів та обробки автомобілів;
  • - загибель риб, водних рослин та мікроорганізмів в озерах та річках;
  • - Зниження здатності до відтворення лососів та форелі при рН
  • - Загибель та зниження продуктивності багатьох видів фітопланктону, коли рН
  • - ослаблення або загибель дерев, особливо хвойних порід, що виростають на великих висотах, через вимивання з ґрунту кальцію, натрію та інших поживних речовин;
  • - ушкодження коренів дерев та загибель багатьох видів риб через вивільнення з ґрунтів та донних опадів іонів алюмінію, свинцю, ртуті та кадмію;
  • - ослаблення дерев та посилення їх схильності до хвороб, комах, посух, грибів і мохів, які процвітають у кислому середовищі;
  • - уповільнення росту культурних рослин, таких, як помідори, соя, квасоля, тютюн, шпинат, морква, капуста-броколі та бавовна;
  • - Зростання популяції 81 аголу, найпростішого, що викликає серйозну кишкову інфекцію, яка вражає скелелазів та альпіністів, п'ють водуз, здавалося б, чистих гірських струмків;
  • - Виникнення та загострення багатьох хвороб дихальної системилюдини, передчасної загибелі людей.

Кислотні опади ілюструють граничний ефект. Більшість ґрунтів, озер та річок містять лужні хімічні речовини, які можуть взаємодіяти з деякою кількістю кислот, нейтралізуючи їх. Однак регулярний багаторічний вплив кислот виснажує більшість з цих речовин, що стримують окислення. Потім раптово починається масова загибель дерев і риб в озерах і річках. Коли це відбувається, будь-які заходи щодо запобігання серйозним збиткам вживати вже пізно. Запізнення складає 10-20 років.

Кислотні опади вже є серйозною проблемою у Північній та Центральній Європі, на північному сході Сполучених Штатів, на південному сході Канади, в деяких районах Китаю, Бразилії та Нігерії. Все більшу загрозу вони починають представляти в промислових регіонах Азії, Латинської Америки та Африки та деяких місцях на заході Сполучених Штатів (головним чином через сухі опади). Випадають кислотні опади і в ряді тропічних районів, де промисловість практично не розвинена, головним чином через виділення оксидів азоту при спалюванні біомаси. Більшість кислотообразующих речовин, вироблених однієї країні, переноситься переважаючими приземними вітрами територію інший. Понад три чверті кислотних опадів у Норвегії, Швейцарії, Австрії, Швеції, Нідерландах та Фінляндії приноситься в ці країни вітром із промислових районів Західної та Східної Європи. Понад половину кислотних опадів у густонаселених районах південно-східної Канади та сходу Сполучених Штатів обумовлені викидами вкрай сконцентрованих підприємств вугільної та нафтової енергетики та промислових підприємств у семи штатах Центру та верхнього Середнього Заходу - Огайо, Індіани, Пенсільванії, Івенсінсії та Вінсрінсіїнії (Малюнок V). Ступінь кислотності опадів над переважно Сходу Північної Америки становить 4,0-4,2. Це у 30-40 разів більше, ніж кислотність нормальних опадів, які випадали у цих місцях кілька десятиліть тому. Штатами, які викидають найбільшу кількість кислотоутворюючих речовин, є Каліфорнія, Індіана, Огайо та Техас.

Близько 75% кислотних опадів, що випадають у Канаді, приноситься вітрами зі Сполучених Штатів, і лише 15% кислотних опадів, що випадають у північно-східних штатах, зумовлено викидами на території Канади. Такий великий позитивний баланс перенесення кислотних опадів між Сполученими Штатами та Канадою призвів до загострення відносин між двома країнами. Канадські вчені та чиновники та багато вчених США критикували уряд США за недостатньо оперативні дії щодо зменшення шкідливих викидів промислових підприємств та електростанцій принаймні на 50%. За оцінками Міністерства навколишнього середовища провінції Онтаріо, кислотні опади загрожують 48 тис. канадських озер з їхньою індустрією спортивного рибальства (1,1 млрд. доларів на рік) та туризму (10 млрд. доларів на рік). Канадці також стурбовані тим, що кислотні опади шкодять лісовому господарству та пов'язаним із ним галузям, які дають роботу кожному десятому мешканцю країни та приносять 14 млрд. доларів на рік. За оцінкою Національної академії наук, збитки від кислотних опадів у Сполучених Штатах вже становлять принаймні 6 млрд. на рік і різко зростатимуть, якщо не вжити негайних дій.

Вартість скорочення обсягу цих забруднювачів складе від 1,2 млрд. до 20 млрд. доларів залежно від ступеня очищення та технології, яка буде використана.

Нормальна дощова вода має слабокислу реакцію, оскільки у повітрі, де утворюються частинки вологи, міститься діоксид вуглецю. Але якщо в атмосфері підвищено вміст забруднюючих речовин, викинутих в результаті роботи автомобілів, металургійних підприємств, електростанцій та іншої людської діяльності, вода реагує з цими сполуками, і її pH знижується. У ній присутні сірчана, азотиста, сірчиста, азотна та інші кислоти. І при на землю у вигляді дощу, снігу або інших видів опадів (у тому числі і туману), ці речовини взаємодіють з навколишнім середовищем і надають згубний вплив на неї.

Наслідки кислотних дощів

Якщо кислотний дощ спостерігається в районі водойм - над річками, озерами, морями, то вода в них теж поступово починає окислюватися, хоча при невеликих впливах активно протистоїть змінам pH. Але якщо кислотні дощі проходять регулярно, то ця стійкість знижується, в результаті екологічний станводойм погіршується. При високій концентрації кислот у воді починають гинути живі в ній істоти, найчастіше комахи. Наприклад, мухи-одноденки не можуть жити при pH більше 5,5. Риби більш стійкі до таких забруднень, але якщо комахи гинуть, то неминуче порушується ланцюжок: наприклад, форель, яка харчується цими, стикається з нестачею їжі. В результаті знижується і кількість риби у водоймі.

Деякі риби можуть існувати у кислій воді, але не можуть вирощувати в ній потомство, що також призводить до загибелі популяції.

Якщо кислотний дощ випадає на ліси, листя дерев руйнується і опадає. Найчастіше піддаються такому впливу високі дерева, які виявляються у кислотних хмарах. Незначні опади з високою кислотністю знищують ліси повільніше і непомітніше: вони поступово знижують родючість ґрунту та насичують його токсинами, рослини починають хворіти та повільно вимирають.

Машини, що викликають забруднення повітря, потім від них починають страждати: кислотні опади руйнують їх захисні покриття. Не менш небезпечні такі дощі для споруд, створених людиною: будинки та пам'ятники, зроблені з мармуру чи вапняку, буквально роз'їдає, оскільки з них вимивається кальцит.

Гранітні та піщані породи більш стійкі до дії кислот.

Кислотні дощі становлять небезпеку і для здоров'я людини. Зовні їх неможливо розрізнити, вони схожі на звичайний дощ, не мають специфічного запаху чи смаку та не призводять до неприємним відчуттямна шкірі. Піддатися впливу кислот можна як під час опадів, а й плаваючи у річці чи озері. Це призводить до підвищення ризику серцево-судинних захворювань, респіраторних хвороб – астми, бронхіту, гаймориту

Термін «кислотні дощі» було введено англійським хіміком Р.Е.Смітом понад сто років тому.

У 1911 р. у Норвегії зафіксували випадки загибелі риб внаслідок підкислення природної води. Однак лише наприкінці 60-х рр., коли аналогічні випадки у Швеції, Канаді, США привернули увагу громадськості, виникла підозра, що причина – дощ із високим вмістом сірчаної кислоти.

Кислотні дощі - це атмосферні опади(дощ, сніг) з рН менше 5,6 ( підвищеною кислотністю).

Утворюються кислотні дощі при промислових викидах в атмосферу діоксиду сірки та оксидів азоту, які, поєднуючись з атмосферною вологою, утворюють сірчану та азотну кислоти. В результаті дощ та сніг виявляються підкисленими (число рН нижче 5,6). У Баварії (ФРН) у серпні 1981 р. випадали дощі з кислотністю рН = 3,5. Максимальна зареєстрована кислотність опадів у Європі - рН =2,3.

Сумарні світові антропогенні викиди оксидів сірки та азоту становлять щорічно понад 255 млн. т (1994). Кислотоутворюючі гази надовго залишаються в атмосфері і можуть пересуватися на відстані сотні і навіть тисячі кілометрів. Так, значна частина викидів Великобританії потрапляє до північні країни(Швецію, Норвегію та інших.), тобто. з транскордонним перенесенням, і завдає шкоди їхній економіці.

Кислотні дощі – поширена проблема на багатьох територіях у всьому світі. Вони становлять серйозну небезпеку для людини та навколишнього середовища. Тому слід правильно боротися з цією проблемою, своєчасно виявляти її, що дозволить уберегтися від такого негативного впливу.

Кислотні дощі - що це таке

Вважається, що будь-які опади повинні мати кислотність, що знаходиться в межах 5,6–5,8 рН. У такому разі вода, що випадає на конкретній території, є слабокислим розчином. Він не становить небезпеки для навколишнього середовища та нешкідливий для людей.

Що таке кислотні дощі

Якщо кислотність опадів збільшується, їх називають кислотними. У нормі дощ відрізняється слабкокислими властивостями, що пояснюється хімічною реакцією, що відбувається у повітрі між вуглекислим газом та водою. Внаслідок такої взаємодії утворюється вугільна кислота. Саме вона надає дощу слабокислих властивостей. Підвищення кислотності опадів пояснюється наявністю у складі нижніх шарів атмосфери різних забруднюючих речовин.

Найчастіше це явище викликано оксидом сірки. Він вступає у фото хімічну реакціющо призводить до утворення сірчаного ангідриду. Ця речовина взаємодіє з водою, що закінчується формуванням сірчистої кислоти. Поступово вона окислюється за високої вологості повітря. В результаті формується особливо небезпечна сірчана кислота.

Іншою речовиною, що провокує кислотні дощі, називають оксид азоту. Він так само вступає в хімічну реакцію з частинками повітря і води, формуючи небезпечні сполуки. Основною небезпекою таких опадів називають те, що вони зовні ніяк не відрізняються від звичайних за кольором чи запахом.

Причини появи кислотних дощів

Причинами появи опадів із підвищеною кислотністю називають:

Чому утворюються кислотні дощі

  • вихлопи транспортних засобів , що працюють на бензиновому паливі. При згорянні шкідливі речовинивступають у повітря, забруднюючи її;
  • робота теплових електростанцій. Для виробництва енергії згоряють мільйони тонн палива, що негативно позначається на екології;
  • видобуток, переробка та використання різних корисних копалин(Руда, газ, вугілля);
  • наслідок виверження вулканів, коли в довкілляпотрапляє багато кислотоутворювальних викидів;
  • активні процеси розкладання біологічних залишків. В результаті утворюються хімічно активні сполуки (сірка, азот);
  • діяльність промислових об'єктів, що займаються металообробкою, машинобудуванням, виробництвом виробів із металу;
  • активне використання аерозолів та спреїв, що містять хлороводень, що призводить до забруднення атмосфери;
  • використання кондиціонерів та холодильного обладнання. Вони працюють за рахунок фреону, витоку якого особливо небезпечні для екології;
  • виробництво будівельних матеріалів. У процесі їх виготовлення утворюються шкідливі викиди, які провокують кислотні дощі;
  • удобрення грунтів азотовмісними складами, які поступово забруднюють атмосферу

Вплив кислотних опадів на людину та екологію

Опади, забруднені кислотними речовинами, дуже небезпечні для всієї екосистеми – флори, фауни та людини. Такі дощі здатні спровокувати серйозні екологічні проблеми, що потребують комплексного підходу до їх вирішення.

При попаданні кислотних опадів у ґрунт знищуються поживні речовининеобхідні для нормального росту рослин. Вони витягують на поверхню ґрунту небезпечні для людини метали (свинець, алюміній), які раніше перебували у неактивному стані. При тривалому впливі на ґрунт даного фактораВін стає непридатним для вирощування сільськогосподарських культур. А для відновлення його властивостей потрібно не один рік і кропітка робота фахівців.

Таке ж негативний впливопадів із підвищеною кислотністю виявляється і стан водойм. Вони стають непридатними для життя риб та зростання водоростей, оскільки порушується баланс їх природного середовищапроживання.

Також висока кислотність опадів призводить до забруднення повітря. Повітряні маси наповнюються величезною кількістю токсичних частинок, що вдихаються людиною та залишаються на поверхні будівель. Вони руйнують лакофарбові покриття, облицювальні матеріали, металеві конструкції. В результаті порушується зовнішній виглядбудівель, пам'ятників, автомобілів та всього, що знаходиться на відкритому повітрі.

Наслідки випадання кислотних опадів

Кислотні дощі призводять до глобальних екологічних проблем, які торкаються кожної людини:

  • змінюється екосистема водойм, що призводить до загибелі риб та водоростей;
  • воду із забруднених водойм неможливо використовувати через підвищену концентрацію у її складі токсинів;
  • пошкодження листя та коріння дерев, що призводить до їх загибелі;
  • ґрунт, де постійно відзначають підвищену кислотність опадів, стає непридатним для зростання будь-яких рослин.

Кислотні дощі негативним чиномпозначаються як на стані флори і фауни, а й у життєдіяльності людини. Загибель худоби, промислових видів риби та врожаю негативно впливає на економічну ситуацію в країні. А псування майна (облицьовування будівель, об'єктів, що представляють архітектурну або історичну пам'ять) призводить до додаткових витрат на їх відновлення.

Подібні опади вкрай негативно впливають і на здоров'я населення. Люди, які мають хронічні захворюваннядихальної системи, що потрапили до зони ураження кислотними дощами, відчують погіршення самопочуття.

Дуже небезпечні для людей рослини, риба, тварини на території, де постійно спостерігають такі опади. Регулярно вживаючи таку їжу, в організм проникають сполуки ртуті, свинцю, алюмінію. Речовини, які у кислотних дощах, викликають в людини серйозні патології. Вони порушують роботу серцево-судинної, нервової системи, печінки, нирок, викликають інтоксикацію, генетичні мутації

Як уберегтися від кислотних опадів

Опади з підвищеною кислотністю є серйозною проблемою в Китаї, Росії та США, де знаходиться багато шкідливих металообробних та вугледобувних підприємств. Боротися із цією проблемою локально неможливо. Необхідно вживати комплексних заходів, забезпечити взаємодію кількох держав. Вчені у всьому світі розробляють ефективні очисні системи, які дозволять мінімізувати шкідливі викиди в атмосферу.

Проста людина зможе убезпечитися від впливу кислотного дощу за допомогою парасольки та дощовика. Рекомендується зовсім не виходити на вулицю в погану погоду. Під час дощу необхідно закрити усі вікна та не відкривати їх ще деякий час після його завершення.

У останнім часомчерез загальне погіршення екологічної ситуаціїна нашій планеті все частіше трапляється таке неприємне екологічне явище як кислотні дощі. Виникнення кислотних дощів відбувається через взаємодії повітря та води у верхніх шарах атмосфери з різними забрудненнями.

Історія кислотних дощів

Перший кислотний дощ в історії був зафіксований ще далекого 1872 року, саме в епоху розквіту індустріалізації, масового будівництва заводів та фабрик. Чи варто говорити, що до XX століття це явище стало в рази частішим і, звичайно ж, дісталося нам жителям вже XXI століття у спадок.

Причини кислотних дощів

Які ж причини випадання кислотних дощів? Екологи поділяють їх на антропогенні та природні. Антропогенні причини виникнення кислотних дощів пов'язані з дією людини, сюди входять:

  • Викиди заводами та фабриками різних оксидів нітрогену та сульфуру. Потрапляючи в атмосферу, вони взаємодіють з парами води, в результаті утворюється сірчана кислота, яка випадає такими кислотними дощами.
  • Вихлопні гази, ще одне джерело забруднень атмосфери також є ще однією причиною появи кислотних дощів.

Природні причини появи кислотних дощів не пов'язані з діяльністю людини, як правило вони відбуваються внаслідок вивержень вулканів, тоді також в атмосферу потрапляє велика кількістьазотовмісних речовин, при взаємодії з якими утворюється азотна кислота, що випадає кислотними дощами.

Наслідки кислотних дощів

Якими є наслідки кислотних дощів? Негативних наслідківбагато:

  • загибель сільськогосподарських культур,
  • забруднення водойм,
  • скорочення площі лісів,
  • хвороб у людей.

При контакті з кислотними дощами підвищується ризик виникнення таких хвороб, як астма, алергія, онкологічні захворювання. Кислотні дощі забруднюють річки та озера, вода стає непридатною, через що можуть загинути величезні популяції риб. Від кислотних дощів забруднюється і втрачає свою родючість ґрунт, як наслідок зменшується врожай. Страждають від них і рослини, у дерев опадає листя і гальмується розвиток коренів, рослини стають чутливими до перепадів температур.

Шляхи вирішення проблеми кислотних дощів

Головним кроком у вирішенні екологічної проблемикислотних дощів, як і проблеми, є скорочення викиду в атмосферу шкідливих промислових відходів, використання очисних фільтрів на заводах і фабриках. І в перспективі створення екологічно безпечних виробництв, загалом все сучасні технологіїповинні впроваджуватися лише після оцінки їх впливу на довкілля.

Поступовий перехід на екологічні електромобілі буде кроком на шляху до подолання проблеми виникнення кислотних дощів. Перші подібні автомобілі Тесла вже потихеньку завойовують популярність, і нам дуже хочеться вірити, що в майбутньому вони стануть повсюдними, а автомобілі на бензині стануть надбанням історії, як стали, наприклад, старі парові поїзди.

Кислотні дощі, відео

І на завершення маленьке освітнє відеопро кислотні дощі.



 

Можливо, буде корисно почитати: