Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Строительная экология

Влияние кислотных осадков на окружающую среду

Влияние кислотных осадков на окружающую среду

Кислотными называют осадки (дожди, туманы, снег), кислотность кислотные которых превышает нормативы. К ним также относятся атмосферные сухие кислые частицы, которые в более узком понятии называются кислотными отложениями. На территории России, США, стран Европы и других выпадают осадки, кислотность которых превышает нормативные в 10... 1000 раз. Их влияние на экосистемы многообразно. Процесс образования кислотных осадков схематично показан на рис. 2.6. Выбросы промышленных предприятий диоксидов серы и оксидов азота, смешиваясь с парами воды, присутствующей в атмосфере, образуют осадки вредные для всех живых организмов. Повреждается растительность, загрязняются водоемы, идет кислотное выщелачивание почвы. Из-за кислотных осадков тысячи озер стали безжизненными, еще десятки тысяч находятся под угрозой. Потепление климата, которое в последнее время мы наблюдаем, обещающее миру небывалые засухи или преждевременное увядание некоторых овощных культур и другие климатические нарушения, — результат накопления в атмосфере углекислого газа (S02). Всей жизни на Земле угрожает увеличение ультрафиолетовой радиации из-за ослабления озонового экрана. Еще раз подчеркнем, что все эти негативные процессы происходят в результате антропогенных изменений, различных форм загрязнения атмосферы, достигающего глобальных масштабов и влияющего на биосферу в Целом. Рис. 2.6. Процесс образования кислотных осадков (по Б. Небелю, 1995) Кислотные свойства, которыми обладают осадки (кислый вкус, разъедание многих материалов), обусловлены присутствием чрезвычайно активных ионов (атомов) водорода (Н+). Кислота — химическое вещество, высвобождающее в воде ионы Н+ и отрицательный ион. Например, серная кислота (H2S04) дает 2Н+ и отрицательный ион SOj (сульфат). Чем больше ионов водорода в воде или растворе, тем выше кислотность. Горький вкус и едкость растворов всех щелочей или оснований (любое химическое вещество, способное высвобождать ионы ОН") обусловлены присутствием гидроксильных ионов (ОН-), т. е. кислорода — водородной группы с лишним электроном. Например, гидроксид кальция Са(ОН)2 дает 20Н и положительный ион Са2+ (ион кальция). Химический анализ кислотных осадков показывает присутствие на две трети серной (H2S04) и на одну четверть азотной (HN03) кислот. Присутствие в этих формулах серы и азота показывает, что проблема загрязнения связана с выбросами данных элементов в воздух. Поскольку при сжигании топлива образуются S02 и оксиды азота, можно утверждать и об источнике кислотных осадков. При анализе облачной влаги подтверждается, что S02 и оксиды азота реагируют с парами воды, давая через несколько этапов серную и азотную кислоты [27]: S02 + Н20 -» H2S04 Вымывая из атмосферы эти кислоты, осадки становятся кислотными. Их кислотность (рН) зависит от количества как кислот, так и воды, в которой они растворены. Сильные дожди обычно менее кислотные, потому что воды в них относительно больше. У туманов рН ниже всего, поскольку здесь кислоты растворены в относительно меньшем количестве влаги. Согласно данным об общих объемах выбросов в атмосферу S02 и оксидов азота, кислотные осадки связаны в первую очередь с работой угольных электростанций и промышленных предприятий. В настоящее время известно, что кислоты могут выпадать из атмосферы и без воды сами по себе или с частицами пыли. Такие сухие кислотные отложения могут накапливаться на поверхности растений и при смачивании небольшим количеством влаги, например при выпадении росы, давая сильные кислоты. Следовательно, к кислотным осадкам можно отнести и кислотную росу. По данным США, на 50 крупнейших электростанций приходится 74% выбросов S02 и значительная часть выбросов оксидов азота. И только их работой объясняется более 50% кислотных осадков, выпадающих над восточной частью США и Канады. Вполне возможно, что эти выбросы под влиянием Атлантического океана достигают Европы и западной части России. Замена обычных труб на 300-метровые для рассеивания загрязняющих веществ в более высоких слоях атмосферы не дала существенных результатов. В принципе это решает в какой-то мере местные проблемы, но создает более широкомасштабные, что и привело к распространению загрязняющих веществ (кислотных осадков) на сотни миль от источника. Только на востоке США и Канады 1 млн кв. миль территории подвергается воздействию кислотных осадков. Трудно даже представить себе затраты труда и денег, которые потребуются для известкования таких площадей. Кислотные осадки вот уже более 100 лет признаются серьезной проблемой, но их конкретное влияние на экосистемы было отмечено только около 35 лет назад, когда рыбаки заметили резкое сокращение популяций рыбы во многих озерах Швеции. В поисках причины этого явления были предложены многие гипотезы. Шведские ученые первыми определили, что все дело в повышенной рН воды и низких значениях рН осадков. Когда среда водных экосистем подкислена, практически все организмы очень быстро вымирают, если не из-за прямого воздействия ионов Н+, то из-за невозможности размножения. Негативное влияние кислотных осадков на водные экосистемы усиливается во время таяния снегов, когда они вместе с водой устремляются в ручьи, а также и в период размножения большинства организмов. Дополнительный ущерб кислотные осадки приносят в результате растворения и выщелачивания алюминия и некоторых тяжелых металлов, которые оказывают сильное токсичное воздействие на растения и животных. Кислотные осадки пагубное влияние оказывают и на леса. Происходит деградация их и замедление роста, например на обширных территориях на востоке США и Калифорнии. В районе Новой Англии, штате Калифорния и других местах, где выпадают кислотные осадки, почти полностью погибли некоторые виды растений. Ученые считают кислотные осадки, как и озон, одной из важнейших причин деградации лесов. Их влияние на растительность выражается в следующем: нарушение при прямом контракте. Кислоты нарушают защитный восковой покров листьев, делая растения более уязвимыми для насекомых, грибов и других патогенных организмов; вымывание (выщелачивание) биогенов. При низких рН понижается активность редуцентов и азотфиксаторов. Наконец, кислотные осадки, стекая по растениям, вымывают из листьев биогены и другие метаболиты, особенно если поверхность листьев повреждена; мобилизация алюминия и других токсичных элементов. Этот элемент широко распространен, он присутствует как в горных породах, так и в почвенных минералах. Под действием кислот горная порода разрушается, высвобождая алюминий и направляя его в раствор. Другие токсичные элементы, в том числе ртуть и свинец, также могут мобилизоваться при подкислении среды. Сохранению водоемов и почв от измерения рН при кислотных осадках способствует буфер (вещество, поддерживающее рН раствора, реагируя с избытком. Известняк — это природный буфер, поддерживающий рН воды и почвы около нейтрального значения). Когда в систему, содержащую буфер, добавляют кислоту, дополнительные ионы водорода им поглощаются и рН остается практически неизменным. Многие, но далеко не все водоемы и почвы содержат в качестве буфера известняк, т. е. карбонат кальция (СаС03). Реакция ионов водорода с карбонат-ионами (COj) дает воду (Н20) и углекислый газ (С02). Многие хозяйства используют известь для нейтрализации кислых почв. Садовники применяют для тех же целей яичную скорлупу, раковины устриц и других моллюсков, также состоящие из карбоната кальция. Однако возможности любого буфера ограничены. Поэтому в первую очередь гибнут экосистемы с низкой буферной емкостью. Вот еще один пример. Обширные территории Северной Америки, особенно в Канаде, сильно страдают от кислотных осадков; у них низкая буферная емкость. Расположены на этих территориях 17 059 озер. У 2993 озер (около 16%) есть признаки нарушений, а еще 6430 озер (около 30%) находятся под угрозой гибели. Из общей протяженности ручьев и рек, составляющих 187 876 км, 21% уже нарушены кислотными осадками и еще 21% находятся под угрозой гибели. Нарушения отмечены почти во всех штатах от Мэна до Флориды. Однако лишь провинция Онтарио, вероятно, потеряет в ближайшие 15 лет еще 48 тыс. озер, если режим выпадения кислотных осадков останется прежним. Другой пример резкого усиления кислотного воздействия на почвы при исчерпании буферной емкости. На границе между Германией и Чехией гибли леса. В 1980 г. 60% пихт были здоровы. Через два года 98% лесов погибло или оказалось на грани гибели. Столь же быстрая деградация лесов происходила по всей Западной части Германии. По данным правительства Германии, это результат увеличения кислотного воздействия с 8 до 50% всего за два года (1982—1984). Всего на севере Европы от кислотных осадков пострадало около 50% лесов. А что же происходит с дикими животными, когда отмирают леса или происходит их деградация? Если лесная экосистема разрушается, то можно ожидать эрозию почв, засорение водоемов, истощение запасов воды, т.е. состояние лесной экосистемы становится катастрофическим. Самое меньшее, что можно ожидать, это сукцессия, при которой погибшие деревья будут замещены ацидофильными видами (т.е. «любящими кислотность»), состав которых очень ограничен. Большинство из них — мхи, папоротники и другие низкорослые растения — не представляют экономической ценности даже для выпаса животных. Таким образом, истощение буферной емкости — очень тревожный признак равновесия экосистем. После истощения буферной емкости системы изменение рН происходит не постепенно, а резко. При добавлении совсем небольшого количества кислоты рН резко падает. Следовательно, катастрофические изменения могут не оставить времени на исправление ситуации. Одно из самых ощутимых последствий кислотных осадков — разрушение зданий архитектуры и произведений искусства, к которым относятся памятники, изделия представляющие историческую ценность, выполненные из известняка или мрамора, излюбленных материалов для оформления фасадов стен и различных сооружений. Взаимодействие кислоты и известняка приводит к очень быстрому выветриванию и эрозии. Надо отметить, что памятники и здания, простоявшие сотни и даже тысячи лет лишь с незначительными изменениями, сейчас рассыпаются в крошево. В общем-то, это еще одно напоминание о снижении буферной емкости экосистем. Более того, специалисты обеспокоены тем, что кислотные осадки «мобилизуют» (растворяют) алюминий и другие ядовитые вещества, в том числе свинец, которые могут привести к загрязнению как поверхностных, так и грунтовых вод, а алюминий способен вызывать болезнь, приводящую к преждевременному старению человека. Тем не менее, если выпадение кислотных осадков будет и в дальнейшем продолжаться в прежнем объеме, гораздо большее воздействие на природу окажут потеря озер и лесов, последствие усиленной почвенной эрозии и, как следствие, утрата эстетических и моральных ценностей. Очевидно, что отсутствие стратегии борьбы с этими осадками уменьшает и принижает основы устойчивого развития общества.

Похожие статьи:
Перечень правовых и нормативных документов по экологии строительства

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Строительная экология



Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум


Закрыть ... [X]

1.выпадение кислотных дождей связано с:а) изменение Простые выкройки летних костюмов

Кислотные дожди связаны с выбросами в атмосферу Глобальные экологические проблемы, связанные с
Кислотные дожди связаны с выбросами в атмосферу Влияние кислотных осадков на окружающую среду
Кислотные дожди связаны с выбросами в атмосферу Кислотные дожди и биосфера Земли Рефераты
Кислотные дожди связаны с выбросами в атмосферу КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ, ИХ ПРИЧИНРЕДНОЕ ВЛИЯНИЕ
Кислотные дожди связаны с выбросами в атмосферу Кислотный дождь Википедия
Кислотные дожди связаны с выбросами в атмосферу Cached
Кислотные дожди связаны с выбросами в атмосферу Ripol Classic Publishing House. Рипол Классик
Кислотные дожди связаны с выбросами в атмосферу Ажурная кофточка спицами с круглой кокеткой без швов. Вязание с
Кислотные дожди связаны с выбросами в атмосферу Более 10 лучших идей на тему «Детские узоры» на Pinterest