Кислотные дожди: причины, последствия и решения
Кислотные дожди – общее название осадков, содержащих кислотные оксиды (обычно серы или азота). Причем это может быть не обязательно жидкость, но также туман, снег, град, пыль или газы – в последнем случае используют термин «сухое осаждение».
Термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году шотландским химиком Робертом Ангусом Смитом. Он исследовал состав дождевой воды у крупных промышленных городов Туманного Альбиона. Итогом его трудов стала книга «Воздух и дождь: начало химической климатологии».
В 1950-х годах американские ученые начали свои исследования этого феномена. В 1960-х и начале 1970-х годов кислотные дожди отмечались в Западной Европе и восточной части Северной Америки, сообщает Live Science.
Один из самых запоминающихся случаев произошел в городке Уилинг (Западная Вирджиния) – там в течение нескольких дней выпадали такие концентрированные осадки, что капли разъедали у местных жительниц капроновые чулки.
Осадки считаются кислотными при уровне рН около 5,2 и ниже. Нормальный рН дождя – около 5,6. «Антирекорд» для США составляет рН 2,83 (этот показатель был зафиксирован над Великими озерами в 1982 году), а для Европы – рН 2,4. Такой дождь, больше напоминающий столовый уксус, выпал в шотландском городке Питлохри в 1974 году.
По мнению ученых, мощнейшие кислотные дожди прошли на нашей планете после столкновения с астероидом, предположительно положившим конец эпохе динозавров.
В начале истории Земли, считают исследователи, содержание углекислого газа в атмосфере в 10 000 раз превышало современные показатели – об этом свидетельствует состав скальных отложений. Постоянные кислотные дожди вкупе с парниковым эффектом создавали условия, способные растворить камни, отметил участник исследования Джон Велли.
Что касается дня сегодняшнего, то большую часть оксидов серы и азоты выпускают электростанции, транспортные средства и нефтеперерабатывающие заводы. Электрогенераторы продуцируют в атмосферу две трети диоксида серы и четвертую часть оксида азота.
Свой вклад вносят вулканы в период активности, молнии и грозовые разряды, а также естественные процессы разложения органических останков.
Кислотные дожди вредны для всей окружающей среды – они поражают не только растения, но и постройки, повреждают памятники архитектуры. Они смывают защитную пленку с листьев деревьев и препятствуют их росту. Также такие осадки могут изменить состав почвы и загрязнить водоемы, делая их непригодными для жизни. Так, большинство рыб не могут выжить при рН воды ниже 5. Когда этот показатель опускается до 4, водоем признают мертвым. Кроме того, кислотные дожди разрушают объекты из известняка или мрамора, к примеру, надгробия.
Единственная действенная мера борьбы с таким явлением, как кислотные дожди – ограничение вредных выбросов в атмосферу, использование альтернативных источников энергии, таких как солнце и ветер, считают ученые. Шаги в этом направлении предпринимаются, но эффект пока не настолько всеобъемлющ, чтобы в корне изменить ситуацию.
Теги : КИСЛОТЫ
Кислотные дожди | Экология природных ресурсов
Термин «кислотные дожди» был введен английским химиком Р.Э.Смитом более 100 лет назад.
В 1911 г. в Норвегии зафиксировали случаи гибели рыб в результате подкисления природной воды. Однако только в конце 60-х гг., когда аналогичные случаи в Швеции, Канаде, США привлекли внимание общественности, возникло подозрение, что причина — дождь с высоким содержанием серной кислоты.
Кислотные дожди — это атмосферные осадки (дождь, снег) с рН менее 5,6 (повышенной кислотностью).
Образуются кислотные дожди при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, образуют серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6). В Баварии (ФРГ) в августе 1981 г.
выпадали дожди с кислотностью рН = 3,5. Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе — рН =2,3.
Суммарные мировые антропогенные выбросы оксидов серы и азота составляют ежегодно более 255 млн т (1994). Кислотообразующие газы надолго остаются в атмосфере и могут передвигаться на расстояния в сотни и даже тысячи километров. Так, значительная часть выбросов Великобритании попадает в северные страны (Швецию, Норвегию и др.), т.е. с трансграничным переносом, и наносит ущерб их экономике.
На огромной территории природная среда закисляется, что весьма негативно отражается на состоянии всех экосистем. Выяснилось, что природные экосистемы подвергаются разрушению даже при меньшем уровне загрязнения воздуха, чем тот, который опасен для человека.
Опасность представляют, как правило, не сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием процессы.
Кислотные дожди вымывают биогены из почвы. Частицы гумуса и глины обычно заряжены отрицательно и удерживают такие положительные ионы, как Са2+, К+, NH+.
Просачивающаяся кислота уносит биогенные ионы, т. к. их вытесняет ионы водорода.
Под действием кислотных осадков из почвы выщелачиваются не только жизненно необходимые растениям питательные вещества, но и токсичные тяжелые и легкие металлы — свинец, кадмий, алюминий и др. Впоследствии они сами или образующиеся токсичные соединения усваиваются растениями и другими почвенными организмами, что ведет к весьма негативным последствиям. Например, возрастание в подкисленной воде содержания алюминия всего лишь до 0,2 мг на один литр летально для рыб, а токсичность тяжелых металлов (кадмия, свинца и др.) проявляется в еще большей степени.
Рефераты
Доклады
Презентации
Пятьдесят миллионов гектаров леса в 25 европейских странах страдает от действия кислотных дождей. Так, например, гибнут хвойные горные леса в Баварии. Отмечены случаи поражения хвойных и лиственных лесов в Карелии, Сибири и в других районах нашей страны.
Воздействие кислотных дождей и других загрязнителей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным загрязнениям, что приводит к еще более выраженной их деградации как природных экосистем.
Ярким примером негативного воздействия кислотных осадков на природные экосистемы является закисление озер. Особенно интенсивно оно происходит в Канаде, Швеции, Норвегии и на юге Финляндии. Объясняется это тем, что:
- значительная часть выбросов серы в таких промышленно развитых странах, как США, ФРГ и Великобритания, выпадает именно на их территории;
- коренные породы, слагающие ложе озер, обычно представлены гранитогнейсами и гранитами, не способными нейтрализовать кислотные осадки, в отличие, например, от известняков, которые создают щелочную среду и препятствуют закислению.
Закисление озер опасно не только для популяций различных видов рыб (в т. ч. лососевых, сиговых и др.), но часто влечет за собой постепенную гибель планктона, многочисленных видов водорослей и других обитателей водоемов. Озера становятся практически безжизненными. Так, в Канаде более 4 тыс. озер объявлены мертвыми, а еще 12 тыс. — на грани гибели. В южной части Норвегии в половине озер исчезла рыба.
Кстати, если рН водной среды равно или меньше 4, то все живое в ней погибает.
В нашей стране площадь значительного закисления от выпадения кислотных осадков достигает нескольких десятков миллионов гектаров. Отмечены и частные случаи закисления озер (Карелия и др.). Повышенная кислотность осадков наблюдается вдоль западной границы (трансграничный перенос серы и других загрязняющих веществ) и на территории ряда крупных промышленных районов, а также фрагментарно на побережье Таймыра и Якутии.
Парниковый эффект >
Загрязнение гидросферы >
Что такое кислотный дождь? | Агентство по охране окружающей среды США
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 кислотная пыль.
Что вызывает кислотный дождь?
Это изображение иллюстрирует путь кислотных дождей в нашей среде: (1) выбросы SO2 и NOx выбрасываются в воздух, где (2) загрязняющие вещества превращаются в частицы кислоты, 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. Кислотные дожди образуются, 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.
В то время как небольшая часть кислотных дождей SO 2 и NO X , вызывающих кислотные дожди, происходит из природных источников, таких как вулканы, большая их часть возникает в результате сжигания ископаемого топлива. Основные источники SO
- Сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии. Две трети SO 2 и одна четвертая часть NO X в атмосфере поступают от генераторов электроэнергии.
- Транспортные средства и тяжелое оборудование.
- Производство, нефтепереработка 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 вблизи этих источников.
Формы кислотных отложений
Влажные отложения
Влажные отложения – это то, что мы чаще всего называем кислотными дождями . Серная и азотная кислоты, образующиеся в атмосфере, выпадают на землю вперемешку с дождем, снегом, туманом или градом.
Сухое осаждение
Кислотные частицы и газы также могут осаждаться из атмосферы в отсутствие влаги, как сухое осаждение . Кислотные частицы и газы могут быстро оседать на поверхностях (водоемах, растительности, зданиях) или могут вступать в реакцию во время атмосферного переноса с образованием более крупных частиц, которые могут нанести вред здоровью человека.
Когда накопленные кислоты смываются с поверхности следующим дождем, эта кислая вода перетекает через землю и может нанести вред растениям и диким животным, таким как насекомые и рыбы.
Уровень кислотности в атмосфере, который оседает на землю в результате сухого осаждения, зависит от количества осадков, выпадающих на территории. Например, в пустынных районах соотношение сухих и влажных отложений выше, чем в районах, где ежегодно выпадает несколько дюймов осадков.
Измерение кислотного дождя
Кислотность и щелочность измеряются с использованием шкалы pH, для которой 7,0 является нейтральным. Чем ниже pH вещества (менее 7), тем оно более кислое; чем выше pH вещества (больше 7), тем более щелочным оно является. Обычный дождь имеет рН около 5,6; он слегка кислый, потому что углекислый газ (CO 2 ) растворяется в нем с образованием слабой угольной кислоты. Кислотные дожди обычно имеют рН от 4,2 до 4,4.
Разработчики политики, ученые-исследователи, экологи и разработчики моделей полагаются на Национальную сеть тенденций (NTN) Национальной программы атмосферных отложений (NADP) для измерения влажных отложений.
NADP/NTN собирает данные о кислотных дождях в более чем 250 пунктах мониторинга в США, Канаде, Аляске, Гавайях и Виргинских островах США. В отличие от мокрого осаждения, сухое осаждение трудно и дорого измерить. Оценки сухого осаждения загрязнителей азота и серы предоставляются Сетью состояния и тенденций в области чистого воздуха (CASTNET). Концентрации в воздухе измеряются CASTNET на уровне более 90 мест.
Когда кислотные отложения смываются в озера и ручьи, некоторые из них могут стать кислыми. Сеть долгосрочного мониторинга (LTM) измеряет и отслеживает химический состав поверхностных вод на более чем 280 участках, чтобы предоставить ценную информацию о состоянии водных экосистем и о том, как водные объекты реагируют на изменения кислотообразующих выбросов и кислотных отложений.
Далее узнайте о последствиях кислотного дождя.
Или узнайте больше о:
- Кислотный дождь
- Рынки чистого воздуха
- Сеть состояния и тенденций чистого воздуха (CASTNET)
- Национальная программа по атмосферным осаждениям (NADP)
- Сеть долгосрочного мониторинга (LTM)
Свяжитесь с нами, чтобы задать вопрос, оставить отзыв или сообщить о проблеме.
Последнее обновление: 24 июня 2022 г.
Факты и информация о кислотных дождях
- Ссылка
Ископаемое топливо, которое люди сжигают для получения энергии, может вернуться, чтобы преследовать нас в виде кислотных дождей.
Что такое кислотный дождь?
Кислотный дождь – это любая форма осадков, содержащих большое количество азотной и серной кислот. Это также может происходить в виде снега, тумана и крошечных кусочков сухого материала, которые оседают на Землю. Обычный дождь слегка кислый, с pH 5,6, в то время 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. Крупнейшими источниками являются угольные электростанции, фабрики и автомобили.
Когда люди сжигают ископаемое топливо, в атмосферу выбрасываются двуокись серы (SO 2 ) и оксиды азота (NO x ).
Эти загрязнители воздуха реагируют с водой, кислородом и другими веществами с образованием переносимой по воздуху серной и азотной кислоты. Ветры могут распространять эти кислотные соединения по атмосфере на сотни миль. Когда кислотные дожди достигают Земли, они стекают по поверхности со стоковыми водами, попадают в водные системы и оседают в почве.
Виртуальное кладбище ели обыкновенной в Польше покрыто следами кислотных дождей. Кислотные дожди, вызванные тем, что капли дождя поглощают загрязнения воздуха, такие как оксиды серы и азота, ослабляют 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.
Последствия кислотных дождей
Двуокись серы и оксиды азота не являются основными парниковыми газами, которые способствуют глобальному потеплению, одному из основных последствий изменения климата; на самом деле 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 много экологических последствий, особенно для озер, ручьев, болот и других водных сред. Кислотные дожди делают такие воды более кислыми, что приводит к большему поглощению алюминия из почвы, 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 лучше переносят кислую воду, чем другие. Однако во взаимосвязанной экосистеме то, что влияет на некоторые виды, в конечном итоге влияет на многие другие виды по всей пищевой цепи, включая неводные виды, такие как птицы.
Кислотные дожди и туман также наносят ущерб лесам, особенно высокогорным. Кислотные отложения лишают почву необходимых питательных веществ, таких как кальций, и вызывают выброс алюминия в почву, из-за чего деревьям трудно поглощать воду.
Листья и хвоя деревьев также повреждаются кислотами.
Последствия кислотных дождей в сочетании с другими факторами стресса окружающей среды делают деревья и растения менее здоровыми, более уязвимыми к низким температурам, насекомым и болезням. Загрязняющие вещества могут также подавлять способность деревьев к размножению. Некоторые почвы способны лучше нейтрализовать кислоты, чем другие. Но в районах, где «буферная способность» почвы низкая, например, в некоторых частях северо-востока США, вредное воздействие кислотных дождей гораздо сильнее.
Кислотные отложения повреждают физические конструкции, такие как здания из известняка и автомобили. А когда они принимают форму вдыхаемого тумана, кислотные осадки могут вызвать проблемы со здоровьем, включая раздражение глаз и астму.
Что можно сделать?
Единственный способ борьбы с кислотными дождями — ограничение выбросов загрязняющих веществ, которые их вызывают. Это означает сжигание меньшего количества ископаемого топлива и установление стандартов качества воздуха.
В США Закон о чистом воздухе 1990 г. был направлен против кислотных дождей, установив предельные значения загрязнения, которые помогли сократить выбросы двуокиси серы на 88 процентов в период между 19 и90 и 2017. Стандарты качества воздуха также привели к снижению выбросов диоксида азота в США на 50 процентов за тот же период времени. Эти тенденции помогли, например, лесам из красной ели в Новой Англии и некоторым популяциям рыб восстановиться после повреждений, нанесенных кислотными дождями. Но восстановление требует времени, и почвы на северо-востоке США и востоке Канады лишь недавно продемонстрировали признаки стабилизации питательных веществ.
Проблема кислотных дождей будет сохраняться до тех пор, пока будет использоваться ископаемое топливо, и такие страны, как Китай, которые в значительной степени зависят от угля для производства электроэнергии и стали, борются с этими последствиями. Одно исследование показало, что кислотные дожди в Китае, возможно, даже способствовали смертельному исходу 2009 года.
оползень. Китай осуществляет контроль за выбросами двуокиси серы, которые с 2007 года сократились на 75 процентов, а в Индии они увеличились вдвое.
Читать дальше
Что такое аквакультура? Возможно, это решение проблемы перелова.
- Окружающая среда
Что такое аквакультура? Возможно, это решение проблемы перелова.
Эта быстрорастущая отрасль, от морских водорослей до моллюсков, обеспечивает людей достаточным количеством белка для нашего рациона. Вот что нужно знать об аквакультуре.
Секретные сверхспособности слонов, покадровая съемка
- Животные
Секретные сверхспособности слонов, покадровая съемка
Наша бумажная анимация исследует, как эти замечательные толстокожие приспособились к выживанию, от их мощных генов, борющихся с раком, до Паучье чувство слуха.