Кислотные осадки

Развитие промышленности, транспорта, освоение новых ис­точников энергии приводит к тому, что количество промышлен­ных выбросов постоянно увеличивается. Это связано главным образом с использованием горючих ископаемых на тепловых электростанциях, промышленных предприятиях, в двигателях ав­томобилей и в системах отопления жилых домов.

В результате сжигания ископаемого топлива в атмосферу земли поступают соединения азота, серы, хлора и некоторые дру­гие элементы. Среди них преобладают оксиды серы – SO₂ 80г и азота -N0x, (N₂O, N0₂). Соединяясь с частицами воды, оксиды серы и азота образуют серную (Н₂S0₄) и азотную (HN0з) кислоты раз личной концентрации. Из школьного курса химии хорошо из­вестно, что кислотность среды, определяемая водородным пока­зателем (рН), является величиной, характеризующей концентра­цию ионов водорода в растворе, и численно равна отрицательно­му десятичному логарифму этой концентрации: рН = - lg [H+]. Водные растворы могут иметь рН от 0 до 14. Нейтральные рас­творы имеют рН 7, кислая среда характеризуется значениями рН меньше 7, а щелочная - больше 7.

До определенного времени проблема кислотных дождей счи­талась региональной, связанной главным образом с развитием промышленности северного полушария. Однако высокие выбро­сы серы и азота в местах, где используются техногенные иско­паемые, сделали проблему кислотных дождей международной. Выбросы промышленных предприятий могут переноситься воз­душными потоками на многие тысячи километров и вызывать кислотные дожди в странах, которые находятся на больших рас­стояниях от источников загрязнения.

Установлено, что на долю техногенных выбросов, связанных со сжиганием ископаемого угля, приходится около 60-70 % от их общего количества, на долю нефтепродуктов - 20-30 % и на ос­тальные производственные процессы - оставшиеся 10%..

Атмосферные осадки, характеризующиеся сильнокислой ре­акцией (обычно рН< 5, 6), получили название кислотных (кислых) дождей. Впервые этот термин был введен в употребление бри­танским химиком Робертом Энгусом Смитом более века назад (1872 г.). Занимаясь вопросами загрязнение города Манчестера, Смит доказал, что дым и пары содержат вещества, вызывающие серьезные изменения в химическом составе дождя, и что эти из­менения можно заметить не только вблизи источника их выделе­ния, но и «в полях, на большом расстоянии от него». Он также открыл некоторые виды вредных воздействий кислотных дождей:

обесцвечивание тканей, коррозию металлических поверхностей, разрушение строительных материалов и гибель растительности.

Специалисты отмечают, что термин «кислотные дожди» не­достаточно точен. Для такого типа загрязнителей лучше подхо­дит выражение «кислотные осадки». Действительно, загрязняю­щие вещества могут выпадать не только в виде дождя, но и в ви­де снега, облаков, тумана («влажные осадки»), либо в виде газа и пыли («сухие осадки») в засушливый период. Несмотря на то, что сигнал тревоги Роберта Смита прозвучал около ста лет назад, индустриальные государства долго игнори­ровали опасность кислотных осадков. И только в начале 50-х го­дов канадское правительство разработало программу изучения и мониторинга вод в озерах Новой Шотландии, где наблюдалось быстрое повышение кислотности. В 60-е годы Скандинавия со­общила об уменьшении косяков рыбы и даже ее полном исчезно­вении в некоторых озерах. В 1972 г. проблема кислотных дождей была впервые поднята Швецией на Конференции ООН по окру­жающей среде. С этого времени опасность глобального закисления окружающей среды превратилась в одну из наиболее острых проблем, обрушившихся на человечество.

Первыми жертвами кислотных дождей стали водоемы - озера и реки. Особенно пострадали озера Скандинавии, севе­ро-восток США, юго-восток Канады и юго-запад Шотландии. Во многом это связано с тем, что местные почвы и коренные породы не способны в должной мере нейтрализовать кислотные осадки. Повышение кислотности водоемов влечет за собой увеличение содержания алюминия, крайне токсичного для рыб (летальная доза - 0, 2 мг/л). Попутно фосфаты, которые играют особую роль в развитии фитопланктона - кормовой базы многих рыб, соеди­няются с алюминием и становятся менее доступными для ихтио­фауны водоемов. Особенно опасно подкисление для океаниче­ских мелководий, поскольку уменьшение массы фитопланктона Мирового океана ведет к разрыву пищевых цепей и может изме­нить экологическое равновесие в океанической экосистеме.

Рис.4.Реакция организмов пресных водоемов на понижение кислотности (рН)

Хотя почвы и менее восприимчивы к подкислению, нежели водоемы, произрастающая на них растительность крайне нега­тивно реагирует на увеличение кислотности. Кислые осадки в виде аэрозолей обволакивают хвою и листву деревьев, проникают в крону, стекают по стволу, накапливаются в почве. Прямой ущерб выражается в химическом ожоге растений, снижении при­роста, изменении состава подпологовой растительности.

Главными виновниками загрязнения воздуха и выпадения ки­слотных дождей являются США, страны СНГ, Польша, Герма­ния, Великобритания, Канада и Китай.