Источники кислотных осадков

Установлено, что из-за углекислого газа, находящегося в атмосфере, и попавших туда естественным путем микроэлементов вода осадков может быть кислой и без воздействия человека (рН=5,6), т.е. существует «естественный кислотный дождь».

Химический анализ кислотных осадков показывает присутствие серной и азотной кислот. Обычно кислотность на две трети обусловлена первой из них и на одну треть – второй. Присутствие в этих формулах серы и азота показывает, что проблема связана с выбросом этих элементов в воздух. В результате деятельности человека соединения серы и азота попадают главным образом в виде оксидов. Среди источников SO₂ соединения на первом месте стоит уголь, сжигаемый в зданиях и на электростанциях, который дает 70% антропогенных выбросов. Среди антропогенных источников образования оксидов азота на первом месте стоит горение ископаемого топлива (уголь, нефть, газ и т.д.).

Загрязняющие вещества, выделяющиеся из источников, близких к поверхности Земли, естественно, не задерживаются на одном месте, а распространяются в вертикальном и горизонтальном направлениях, частично преобразовываясь при этом. Механизм превращения оксида серы в серную, окислов азота в азотную кислоты в атмосфере достаточно сложный и не будет рассматриваться в данном пособии.

Согласно данным об общих объемах выбросов диоксида серы и оксидов азота из разных источников, кислотные осадки связаны в первую очередь с работой угольных электростанций, транспорта и промышленных предприятий. Так как кислотность осадков на две трети обусловлена диоксидом серы, а три четверти этого вещества выбрасываются в воздух угольными электростанциями, их работой объясняется более 50% кислотных осадков.

Влияние кислых осадков на окружающею среду и на
человека (рис.3.5).

1. Влияние на водные экосистемы. Значение рН среды черезвычайно важно, так как от него зависит деятельность почти всех ферментов, гормонов и других белков в организме, регулирующих метаболизм, рост и развитие. На крупные виды незначительные изменения рН внешней среды могут и не оказывать сильного влияния, так как метаболизм поддерживает внутренний рН на должном уровне, а кожа обеспечивает белее или менее надежную защиту от нарушений. Однако молодь водных обитателей защищена недостаточно. При изменении реакции воды всего лишь на одну единицу рН, по сравнению с оптимумом, она в большинстве случаев испытывает серьезный стресс и часто погибает. Когда среда водных экосистем подкислена, практически все организмы быстро вымирают, если не из-за прямого воздействия ионов водорода, то из-за невозможности размножения.

2. Влияние на растительность. Наряду с гибелью озер становится очевидной и деградация лесов. Многие ученые считают кислотные осадки, как и озон, одной из важнейших причин деградации лесов, так как обнаружены следующие пути их влияния на растительность:

Ø нарушение поверхности при прямом контакте;

Рис. 3.5. Влияние кислотных осадков на окружающую среду и на человека

Ø вымывание биогенов (ионы водорода легко вытесняют ионы биогенов с частиц почвы и гумуса);

Ø мобилизация алюминия и других токсичных элементов (под действием кислот разрушаются соединения токсичных веществ, высвобождая их в раствор).

3. Влияние на людей и изделия. С точки зрения неспециалиста, одно из наиболее ощутимых последствий кислотных осадков –разрушение произведений искусства. Известняк и мрамор – излюбленные материалы для оформления фасадов зданий и сооружения памятников. Взаимодействие кислоты и известника приводит к их очень быстрому выветриванию и эрозии. Памятники и здания, простоявшие сотни и даже тысячи лет лишь с незначительными изменениями, сейчас растворяются и рассыпаются в крошево.