Современные данные о кислотности осадков, территориальное распределение кислотных дождей.

Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается около 200 млн. твердых частиц (пыль, сажа, и др.), 200 млн. т. сернистого газа (SO2), 700 млн. т. оксида углерода, 150 млн. т. оксидов азота, что в сумме составляет более 1 млрд. т. вредных веществ. Вдали от промышленных центров, решающий вклад в кислотность дождя и снега вносит углекислый газ (80%), на серную и азотную кислоты приходится лишь 10%. По-иному обстоит дело в небе над индустриальными регионами. Здесь 60% кислотности дает серная кислота, 30% - азотная, 5% - соляная и только 2% - углекислый газ, оставшиеся 3% кислотности порождают другие примеси.

В одном американском исследовании указывалось, что доля серной кислоты в общем количестве кислоты в осадках за десятилетний период (с середины 60-х годов) уменьшилась с 83 до 66%. Одновременно доля азотной кислоты увеличилась с 15 до 30%. Таким образом, повышенная кислотность осадков может в значительной степени быть объяснена увеличением количества азотной кислоты. Для возможности оценки последствий окисления в почве и воде необходимо также принимать в расчеты сухое осаждение. К сожалению, сведения о его размерах являются немногочисленными и ненадежными. К тому же, при прохождении осадков через слой растительности со многими веществами происходят различные изменения. Как раз для сульфатов и нитратов может произойти резкое изменение распределения при прохождении осадков через кроны деревьев. Как видно, количество сульфатов, достигающих земли в сосновом и еловом лесу, на 50% больше, чем в открытом поле. В районах с высоким сухим осаждением данное количество может быть в 2-3 раза больше. Одновременно при прохождении воды через кроны деревьев отфильтровываются ионы нитратов. Это означает, что “вклад” нитратов в кислотность воды, поступающей в почву в хвойном лесу, составляет только 5-10% доли сульфатов. При этом кислотность сильно возрасте в хвойном лесу, где рН может быть на единицу ниже в каплях под деревьями по сравнению с рН вне крон деревьев. Изменение меньше для лиственных лесов, где рН во многих случая возрастает.

Таким образом, ”переработка” ионов сульфатов и нитратов происходит в природе по-разному. Это приводит к тому, что влияние нитратов на кислотность почвы и воды, как правило, меньше того, которое указывается величинами, определяющими количество мокрых осаждений.

Кислотные дожди – один из терминов, который принесла человечеству индустриализация. Неуемное расходование ресурсов планеты, огромные масштабы сжигание топлива, экологически несовершенные технологии – яркие признаки бурного развития промышленности, что в итоге сопровождается химическим загрязнением воды, воздуха и земли. Впервые упомянутое в далеком 1872 году, по-настоящему актуальным понятие стало только во второй половине 20 века. В настоящее время кислотные дожди – проблема для многих стран мира. Они часто наблюдаются в США, практически во всех странах Европы, на юго-востоке Канады, в некоторых районах Китая, Бразилии и Нигерии. Также размеры проблемы кислотных дождей быстро увеличиваются в странах Азии, где выпадение двуокиси серы (SO2) увеличилось, начиная с 1990 года. В современных условиях проблема кислотных дождей становится актуальной в разных развивающихся странах земного шара, особенно в разных частях Азии, и Тихоокеанского региона, где энергетическое использование увеличилось и использование серосодержащих углей и нефти – главных источников кислотных осадков – очень высокие. Установлено, что в 1990 году 34 млн. тонн SO2 было выделено в азиатском регионе, что на 40% больше, чем в Северной Америке. Уровень кислотных осадков был, в частности, высокий в регионах южного Китая, северо-восточной Индии, Таиланда и республики Кореи, которые находятся около или ниже по направлению ветра от главных урбанизированных и индустриальных центров. Экономическое развитие и продолжающаяся добыча угля способствует увеличению кислотных дождей в Азии по крайней мере в течение будущих двух десятилетий. В 2000-х г.г. выпадение SO2 в Азии было выше, чем Северной Америке и Европе вместе взятых (об этом свидетельствуют данные Всемирного банка (World Bank projections)).

Выпадают кислотные осадки и в ряде тропических районов, где промышленность практически не развита, главным образом из-за выделения оксидов азота при сжигании биомассы. Большая часть кислотообразующих веществ, произведенных в одной стране, переносится преобладающими приземными ветрами на территорию другой. Более трех четвертей кислотных осадков в Норвегии, Швейцарии, Австрии, Швеции, Нидерландах и Финляндии приносится в эти страны ветром из промышленных районов Западной и Восточной Европы.

Свыше половины кислотных осадков в густонаселенных районах юго-восточной Канады и на востоке Соединенных Штатов обусловлены выбросами крайне сконцентрированных предприятий угольной и нефтяной энергетики и промышленных предприятий в семи штатах Центра и верхнего Среднего Запада - Огайо, Индианы, Пенсильвании, Иллинойса, Миссури, Западной Виргинии и Теннеси. Степень кислотности осадков над большей частью Востока Северной Америки составляет 4, 0-4, 2.

Рис.2. Карта кислотных дождей (2011г.)

Негативные последствия выпадения кислотных осадков.

Ученые отмечают, что последствия кислотных дождей очень многомерны, и опасны как для людей и животных, так и растений. Это явление наносит экологический, экономический и эстетический ущерб. В числе главных специалисты называют следующие эффекты:

1. Кислотные дожди заметно повышают кислотность озер, прудов, водохранилищ, в результате чего там постепенно вымирает их естественная флора и фауна. В результате изменения экосистемы водоемов, происходит их заболачивание, засорение, повышенная илистость. Кроме того, в результате таких процессов вода становится непригодной для использования человеком. В ней повышается содержание солей тяжелых металлов и различных токсичных соединений, которые в нормальной ситуации поглощаются микрофлорой водоема.

2. Кислотные дожди приводят к деградации лесов, вымиранию растений. Особенно страдают хвойные деревья, так как медленное обновление листвы не дает им возможности самостоятельно устранять последствия кислотных дождей. Очень подвержены таким осадкам и молодые леса, качество которых стремительно падает. При постоянном воздействии воды с повышенной кислотностью, деревья погибают.

3. В США и Европе кислотные дожди – одна из распространенных причин плохих урожаев, вымирания сельскохозяйственных культур на огромных площадях. При этом причина такого ущерба кроется как в прямом воздействии, которое оказывают кислотные дожди на растения, так и в нарушениях минерализации почвы.

4. Кислотные дожди наносят непоправимый ущерб памятникам архитектуры, здания, сооружениям. Действие таких осадков вызывает ускоренную коррозию металлов, выход из строя механизмов.

5. При текущей кислотности, которую имеют кислотные дожди, в некоторых случаях они могут наносить прямой вред человеку и животных. Прежде всего, люди в зонах повышенной опасности страдают от заболеваний верхних дыхательных путей.

Но кроме вреда кислотные дожди имеют и полезное действие.

1. Кислоты, содержащиеся в облаках над океаном, могут разрушать относительно крупные частицы пыли, содержащие железо, на чрезвычайно мелкие и хорошо растворимые наночастицы, которые легко усваиваются планктоном, полагают авторы исследования, опубликованного в журнале Environmental Science and Technology. Это открытие интересно и с практической точки зрения, как одна из возможностей увеличения биопродуктивности поверхностных вод океана за счет удобрений, для фиксации атмосферного углекислого газа и борьбы с глобальным изменением климата.

2. Считается, что недостаток железа в той форме, в какой его усваивают микроорганизмы, сильно снижает способность планктона перерабатывать атмосферный углекислый газ в ходе фотосинтеза, и противостоять таким образом глобальному потеплению климата. Так как облака, содержащие капельки воды с высокой кислотностью, формируются в большей степени в результате промышленных выбросов, ученые полагают, что многие индустриальные страны и в частности Китай, производя много парниковых выбросов, одновременно, в некоторой степени, снижают этот негативный климатический эффект за счет " удобрения" океана.

Заключение

Разрушительные последствия кислотных дождей заставили задуматься ученых о том, как препятствовать возникновению таких опасных осадков и вовсе избавиться от данного явления. Единственным и самым верным способом, безусловно, является сокращение выбросов тяжелых металлов и их оксидов в атмосферу. Достичь этого возможно лишь при обеспечении каждого предприятия дорогостоящим очистным сооружением, которое сможет задерживать двуокись серы в фильтрах, что сделает воздух более чистым и свежим. Сократить количество транспортных средств в крупных городах и мегаполисах, которые выбрасывают колоссальное количество выхлопных газов. Ну и, конечно же, восстанавливать лесные массивы, которые в последнее время подверглись массовому вырубанию, очищать загрязненные водоемы путем разведения планктона, способного отфильтровывать и поглощать кислоты. Научиться, не сжигать, а перерабатывать мусор на заводах, чтобы образованные при сжигании вещества не попадали в окружающую нас среду. Возможно, спустя десятки лет, термин «кислотный дождь» уйдет из обихода, а пока это реальная угроза для жизни человечества и существования планеты Земля.

Список литературы

1. Акимова, Т. А., Кузьмин А. П., Хаскин В. В., Экология. Природа - Человек - Техника: Учебник для вузов.- М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2001.- 343с.

2. Исаев, А. А. Экологическая климатология.- 2-е изд. испр. и доп.- М.: Научный мир, 2003.- 470с.

3. Найдыш, В. М. Концепции современного естествознания: Учебник.- Издание 2-е перераб. и доп.- М.: Альфа -М; Инфра -М, 2004.- 622с.

4. Николайкин, Н. И., Николайкина Н. Е., Мелехова О. П. экология.- 3-е изд. перераб. и доп.- М.: Дрофа, 2004.- 624с.

5. Новиков, Ю. В. Экология, окружающая среда, человек: Учебное пособие.- М.: Гранд: Фаир - пресс, 2000.- 316с.

6. Откуда берутся «кислотные дожди»//Вокруг света.- 2005.- №6.- с. 70