Кислотные дожди в атмосфере: причины и последствия

Кислотный дождь — природное явление, при котором наблюдаются осадки с повышенной кислотностью. Причём принято обозначать этим понятием любые кислотные осадки: дождь, град, снег или туман.

Обычная вода, выпадающая в осадках, является слабокислым раствором (5,6-5,7 рН). Но во время кислотного дождя вода обладает повышенным уровнем кислотности (может превышать норму в тысячи раз), из-за чего наносит серьёзный ущерб окружающей среде. А поскольку встречается оно отнюдь не редко, считается экологической проблемой.

Причины выпадения кислотных дождей

Одной из причин образования кислотных осадков является загрязнение атмосферы в результате деятельности людей (химические выбросы заводов и предприятий, сжигание топлива, добыча полезных ископаемых, выхлопные газы транспорта и т.д.). Из-за изменения состава атмосферы происходит смешивание воды со слабыми растворами некоторых кислот, в результате чего и выпадают кислотные осадки.

Также образование аномальных осадков происходит из-за вулканической активности. В результате выброса в атмосферу огромного количества серы образуются слабые кислоты на основе серы.

Ещё одной природной причиной образования кислотных осадков являются грозы, во время которых в атмосфере образуются азотные соединения. Слабый раствор азотной кислоты часто смешивается с водой, на их долю приходится около 10 млн тонн осадков.

Более того, попадать в атмосферу серо- и азотосодержащие вещества могут и другими способами. К примеру, происходит это при гниении трупов животных и растительных остатков.

Последствия выпадения кислотных дождей

  • — Закисление водоёмов приводит к интоксикации воды, в результате чего многие живые организмы в водоёмах погибают. В некоторых случаях это приводит к полному вымиранию живых организмов в водоёмах. Кроме того, отравленная вода непригодна к употреблению.
  • — Закисление почвы приводит к уменьшению плодородности почвы, к вымыванию питательных веществ, и, как итог, к интоксикации почвы.
    В результате этого многие растения погибают из-за накопления яда или разрушения корневой системы. Выжившие растения обладают замедленной скоростью развития, становятся слабее, иногда утрачивают свои функции (к примеру, фотосинтез), могут вызывать болезни у животных (если те съедят заражённое растение).
  • — Вымирание животных и растений происходит в результате прямого попадания под кислотные дожди. Хотя в большинстве случаев это является причиной образования у них различных заболеваний.

Стоит отметить, что данная проблема является очень серьёзной, а потому с её последствиями пытаются бороться. К примеру, в водоёмах применяется метод известкования, благодаря чему удаётся нормализовать уровень кислотности воды. Методы по спасению почвы также существуют.

Интересные факты о кислотных дождях

Согласно заключению учёных, 252 млн лет назад массовые кислотные осадки стали причиной вымирания 95% видов живых организмов на Земле. А причиной образования этих осадков стало массовое извержение вулканов, активизировавшихся из-за падения метеорита.

На планете Венера кислотные дожди являются обычным природным явлением, поскольку в атмосфере планеты находится огромное количество облаков серной кислоты.

На планете Марс имеются следы кислотного тумана. На протяжении длительного времени он образовывался в кратере Гусева, разъедая там скалы. Вероятно, в других местах планеты смертельно опасный туман тоже иногда появляется.

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. Смешиваясь с водой, оксиды превращаются в растворы кислот и выпадают на землю.

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

Кислотный дождь: что это такое, причины и последствия

#природа

Кислотные дожди – одно из последствий загрязнения воздуха. Газы, образующиеся при сгорании топлива, реагируют с кислородом воздуха и водяным паром, превращаясь в кислоты, которые выпадают на поверхность земли в виде дождя. Это закисление земли и поверхностных вод оказывает разрушительное воздействие на экосистемы и представляет серьезную опасность для живых существ.

Вода и пар, исходящие из озера Кава Иджен (Индонезия), в кратере одноименного вулкана, смертельны из-за высокой концентрации в них серной кислоты.

ПОЧЕМУ ПРОИСХОДИТ КИСЛОТНЫЙ ДОЖДЬ?

Извержения вулканов, землетрясения, природные пожары, молнии и некоторые микробные процессы приводят к выбросу в атмосферу диоксида серы и оксидов азота. Тем не менее, именно деятельность человека вызывает большую часть выбросов двуокиси серы из-за сжигания топлива в промышленности и на электростанциях, , а также половину выбросов оксидов азота из-за газов, вырабатываемых автотранспортом. Аналогичным образом, хотя и в меньшей степени, интенсивное животноводство производит аммиак в результате разложения органического вещества.

Эти три загрязняющих вещества, которые могут переноситься на большие расстояния от места их происхождения,

окисляются при контакте с атмосферой и приводят к образованию серной и азотной кислот. Эти кислоты растворяются в каплях воды в облаках и выпадают на поверхность земли в виде кислотных дождей, которые также могут происходить в виде снега или тумана.

СМОТРЕТЬ ИНФОГРАФИКУ: Причины и последствия кислотных дождей [PDF] Внешняя ссылка, открывается в новом окне.

ПОСЛЕДСТВИЯ КИСЛОТНОГО ДОЖДЯ

pH дождя изменяется в сочетании с серной и азотной кислотами, поэтому когда он падает на землю или воду, он изменяет их химические характеристики и ставит под угрозу баланс экосистем. Это известно как закисление окружающей среды, явление, имеющее серьезные последствия:

  • Океаны могут потерять биоразнообразие и продуктивность. Снижение рН морских вод наносит вред фитопланктону, источнику пищи для различных организмов и животных, что может изменить пищевую цепь и привести к исчезновению различных морских видов.
  • Внутренние воды также очень быстро закисляются, что вызывает особую тревогу, поскольку, хотя пресная вода составляет всего 1% воды на планете, в ней живет 40% рыб. Это подкисление увеличивает концентрацию ионов металлов, в основном ионов алюминия, что может привести к гибели многих рыб, земноводных и водных растений в закисленных озерах. Кроме того, в подземные воды выносится тяжелых металлов, которые становятся непригодными для потребления.
  • В лесах низкий уровень pH почвы и концентрация металлов, таких как алюминий, не позволяют растительности должным образом поглощать воду и питательные вещества, в которых она нуждается. Этот повреждает корни, замедляет рост и делает растения более слабыми и уязвимыми
    для болезней и вредителей.
  • Кислотные дожди также наносят ущерб художественному, историческому и культурному наследию. В дополнение к разъедает металлические элементы зданий и сооружений, портит внешний вид памятников. Наибольший вред наносят известняковым конструкциям, например мрамору , который постепенно растворяется под действием кислот и воды.

КАК ИЗБЕЖАТЬ КИСЛОТНОГО ДОЖДЯ?

Поскольку мы являемся его основной причиной, решение проблемы закисления окружающей среды находится в руках человека: для уменьшения кислотных дождей необходимо уменьшить выбросы загрязняющих веществ. Для этого на правительственном и корпоративном уровне необходимо принять ряд мер:

  • Фильтровать и обезвреживать воду, используемую заводами , прежде чем возвращать ее в реки.
  • Сокращение выбросов загрязняющих газов по отраслям.
  • Поощрять производство и использование возобновляемой энергии вместо ископаемого топлива.
  • Сокращение энергопотребления заводов и компаний.
  • Содействие инновациям и новым технологиям , направленным на оптимизацию энергопотребления и развитие возобновляемых источников энергии.
  • Сажайте деревья, чтобы поглощать загрязненный воздух.
  • Информировать население о важности сокращения бытового энергопотребления.
  • Поощряйте использование электромобилей и других экологически чистых транспортных средств, таких как велосипеды.

Группа Iberdrola полностью поддерживает это обязательство по сокращению выбросов загрязняющих газов в атмосферу. В связи с этим было предложено добиться нулевого уровня выбросов в Европе к 2030 г. и стать углеродно-нейтральным во всем мире к 2050 г. Приверженность группы Iberdrola борьбе с изменением климата

Кислотный дождь: причины, последствия и решения

Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот как это работает.

Лес в Чехии, уничтоженный кислотными дождями с ближайшей электростанции. (Изображение предоставлено Гетти)

Кислотный дождь или кислотное осаждение — это широкий термин, который включает любую форму осадков, содержащих кислотные компоненты, такие как серная кислота или азотная кислота. Осадки не обязательно влажные или жидкие; определение включает пыль, газы, дождь, снег, туман и град. Тип кислотных дождей, содержащих воду, называется влажными отложениями. Кислотный дождь, образующийся из пыли или газов, называется сухим осаждением.

Осадки не обязательно влажные или жидкие; определение включает пыль, газы, дождь, снег, туман и град. Тип кислотных дождей, содержащих воду, называется влажными отложениями. Кислотный дождь, образующийся из пыли или газов, называется сухим осаждением.

Причины кислотных дождей

Термин «кислотные дожди» был придуман в 1852 году шотландским химиком Робертом Ангусом Смитом, согласно Королевскому химическому обществу, которое называет его «отцом кислотных дождей». Смит выбрал термин, изучая химический состав дождевой воды вблизи промышленных городов Англии и Шотландии. Он написал о своих открытиях в 1872 году в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии ».

В 1950-х годах ученые в Соединенных Штатах начали изучать это явление, а в 1960-х и начале 1970-х годов кислотные дожди были признаны региональной экологической проблемой, затронувшей Западную Европу и восточную часть Северной Америки.

Хотя антропогенные загрязнители в настоящее время влияют на большую часть кислотных осадков, стихийные бедствия также могут быть фактором. Например, вулканов могут вызывать кислотные дожди, выбрасывая загрязняющие вещества в воздух. Эти загрязнителей можно разнести по всему миру струйными течениями и превратить в кислотные дожди вдали от вулкана. После того, как астероид предположительно уничтожил динозавров 65,5 миллионов лет назад, в воздух был выброшен триоксид серы. Когда он попал в воздух, он превратился в серную кислоту, вызвав кислотный дождь.

Еще до этого, более 4 миллиардов лет назад, предполагается, что в воздухе могло быть в 10 000 раз больше двуокиси углерода , чем сегодня. Геологи из Университета Висконсин-Мэдисон подтвердили эту теорию, изучив горные породы и опубликовав результаты в 2008 году в журнале Earth and Planetary Science Letters. «При [таком уровне углекислого газа] у вас были бы сильные кислотные дожди и интенсивные парниковые [эффекты]. Это условия, при которых камни растворяются», — сказал член исследовательской группы Джон Вэлли. 9По данным Агентства по охране окружающей среды (открывается в новая вкладка) (EPA). Две трети диоксида серы и одна четвертая часть оксида азота, обнаруженные в атмосфере, поступают от генераторов электроэнергии.

Химическая реакция происходит при смешивании диоксида серы и оксидов азота с водой, кислород и другие химические вещества в воздухе. Затем они превращаются в серную и азотную кислоты, которые смешиваются с осадками и выпадают на землю. Осадки считаются кислыми, если их уровень pH составляет около 5,2 или ниже. Нормальный pH дождя составляет около 5,6.

Влияние кислотных дождей на окружающую среду

Кислотные дожди влияют практически на все. Растения, почва, деревья, здания и даже статуи могут быть преобразованы осадками.

Было обнаружено, что кислотные дожди очень вредны для деревьев. Он ослабляет их, смывая защитную пленку с листьев, и замедляет рост. Исследование Агентства по охране окружающей среды США (EPA ) показало, что кислотные дожди особенно вредны для деревьев.

«Предоставив единственную в мире сохранившуюся почву, собранную до эпохи кислотных дождей, русские помогли нашей международной команде впервые проследить рост деревьев по изменениям почвы в результате кислотных дождей», — сказал Грег Лоуренс, научный сотрудник Геологической службы США. . «Мы знали, что кислотные дожди подкисляют поверхностные воды, но мы впервые смогли сравнить и отследить рост деревьев в лесах, которые включают изменения почвы из-за кислотных дождей».

Кислотные дожди также могут изменять состав почвы и водоемов, делая их непригодными для жизни местных животных и растений. Например, здоровые озера имеют рН 6,5 и выше. Поскольку кислотные дожди повышают уровень кислотности, рыба, как правило, вымирает. Большинство видов рыб не могут выжить при рН воды ниже 5. Когда рН становится равным 4, озеро считается мертвым, согласно 9.0116 Национальная программа атмосферного осаждения (открывается в новой вкладке).

Может дополнительно портить известняковые и мраморные здания и памятники, такие как надгробия.

Решения и предотвращение

Существует несколько способов остановить кислотные дожди, вызванные деятельностью человека. По данным EPA, регулирование выбросов от транспортных средств и зданий является важным шагом. Этого можно добиться путем ограничения использования ископаемых видов топлива и сосредоточения внимания на более возобновляемых источниках энергии 9.0117 источников, таких как солнечная и ветровая энергия.

Связанный: Как работают солнечные панели?

Кроме того, каждый человек может внести свой вклад, сократив использование своего транспортного средства. По данным EPA, хорошее начало — использование общественного транспорта, ходьба пешком, езда на велосипеде или совместное использование автомобилей. Люди также могут сократить потребление электроэнергии, которая широко производится с использованием ископаемого топлива , или переключиться на солнечную энергию. Многие электроэнергетические компании предлагают своим клиентам солнечные пакеты, которые не требуют установки и не требуют больших затрат.

Вертолет сбрасывает известь в озеро, чтобы нейтрализовать кислоту, недалеко от Гётеборга, Швеция (Изображение предоставлено: Getty Images/Universal Images Group) источники воды. Этот метод использовался для нейтрализации уровней pH в воде, что снижало кислотность, в течение тысяч лет, сообщает LA Times . Эти так называемые операции «известкования» также использовались для восстановления дикой природы. В Уэльсе в 2003 году была проведена операция по известкованию для восстановления лосося в реке Уай. Вода стала слишком кислой для рыб, чтобы выжить, в результате чего они исчезли из реки 18 лет назад, сообщила некоммерческая организация Великобритании Young People’s Trust for the Environment .

Дополнительные ресурсы

Узнайте основные факты о кислотных дождях на сайте Youth People Trust for the Environment (открывается в новой вкладке), смотрите видео National Geographic (открывается в новой вкладке) о роли ископаемого топлива и загрязнения окружающей среды в образовании кислоты дождя и узнайте больше о том, что WWF делает для сокращения выбросов.