Кислотные дожди | Русское географическое общество

Кислотные дожди — это осадки, загрязнённые диоксидом серы, оксидами азота и другими химическими соединениями. В то время как pH дождя составляет около 5,5, pH кислотного дождя в среднем — от 4 до 4,5. Однако визуально отличить кислотный дождь от обычного не получится — повышенная кислотность никак не проявляется и не меняет внешний облик осадков. Кроме того, это может быть не только дождь, но и снег, туман, град, и даже кислотная пыль.

Причины появления кислотных дождей разнятся. В некоторых областях причиной являются оксиды азота, в других — оксиды серы, которые образуются путём сжигания угля или нефтепродуктов. Это происходит на тепловых электростанциях, заводах по производству и очистке металлов, а также из-за выхлопов автомобильных двигателей. В процессе горения образуются вещества, способствующие образованию кислот.

Кислотные соединения осаждаются, затем падают на землю в виде дождя, снега или тумана. Поскольку продукты сгорания производятся в больших количествах в городах и промышленных зонах, значение pH там значительно ниже, чем в сельской местности.

Кислотные дожди вредят лесам, сельскохозяйственным культурам, почве, воде и здоровью человека (через пищу и воду). Такие дожди делают почву неплодородной, а иногда — токсичной. Они повреждают корни деревьев, а также листву и стебли растений. Негативное воздействие кислотных дождей распространяется и на водоёмы с их обитателями.


Последствия кислотных дождей, источник: Яндекс.фото

При изменении значения pH в чистых горных акваториях рыба и другие живые организмы могут исчезнуть. Если кислотные дожди попадают в почву, высвобождаются тяжёлые металлы, которые могут плохо воздействовать на грунтовые воды и, следовательно, питьевую воду. Таким образом, человек подвергается повышенному поступлению в организм тяжёлых металлов.

Кислотные дожди также разъедают конструкции и инфраструктуру. Например, они могут растворять карбонат кальция и, таким образом, разрушать памятники и здания, построенные из мрамора или известняка.

Существуют меры, способствующие предотвращению кислотных дождей. К ним относятся:

  • внедрение очистительных систем и установка фильтрующего оборудования на фабриках и заводах,
  • массовое внедрение альтернативных источников энергии,
  • сокращение объёмов используемого топлива,
  • отказ от токсичных удобрений,
  • в дождливую погоду необходимо избегать попадания капель на открытые участки кожи, чтобы защитить себя от негативного воздействия осадков.

Опасность кислотных дождей актуальна и на данный момент. Более того, быстрое развитие промышленности и увеличение трафика увеличивают их количество. Поэтому необходимо принять всевозможные меры для борьбы с этой действительно важной проблемой.  


Последствия кислотных дождей, источник: Яндекс.фото

Источники:

  • Кислотные дожди: каковы причины и где выпадают
  • Кислотные дожди: причины, последствия и пути решения проблемы

Автор: Хусаинова А. А., Журфак МГУ

Тэги: 

экология

причины, последствия и пути решения проблемы

Кислотные дожди – это одно из последствий загрязнения воздуха. Газы, образующиеся при сжигании топлива, вступают в реакцию с кислородом и водяным паром, превращаясь в кислоты, которые падают на поверхность земли в виде дождя. Происходит подкисление земли и грунтовых вод, из-за чего оказывается разрушительное воздействие на экосистемы.  Такое явление представляет серьезную опасность для живых существ на планете.

Содержание статьи

Причины возникновения кислотных дождей

Деятельность человека — главная причина возникновения кислотных дождей.

Причины кислотных дождей – извержения вулканов, землетрясения, природные пожары, молнии и некоторые другие процессы на уровне микроорганизмом. Из-за них в атмосферу выделяется диоксид серы и оксид азота. Но именно деятельность человека является причиной большинства выбросов диоксида серы, а именно:

  1. Сжигание топлива в промышленности и на электростанциях; 
  2. Выхлопные газы транспортных средств – образуют половину выбросов оксида азота;
  3. Интенсивное животноводство – производит аммиак из разложения органического вещества.

Выпадение кислотных дождей связано с тем, что загрязнения из этих трех источников может переносится на большие расстояния от места их возникновения. При контакте с атмосферой происходит окисление, из-за чего образуются серная и азотная кислоты. Они растворяются в каплях воды в облаках и выпадают на поверхность земли в виде кислотных дождей, снега или тумана.

Отрицательные последствия кислотных дождей

Кислотность дождя изменяется в сочетании с серной и азотной кислотой. Поэтому, когда он падает на землю или воду, он меняет свои химические характеристики и ставит под угрозу баланс экосистем. Такое явление определяется, как подкисление окружающей среды. Приводит к серьезным последствиям.

Влияние кислотных дождей на окружающую среду негативное. Ему подвержены следующие системы:

  1. Океаны и моря с их флорой и фауной;
  2. Внутренние воды, пресноводные источники с их обитателями;
  3. Зеленые насаждения, делая их сильно уязвимыми;
  4. На культурные и исторические памятники;
  5. На человека – прямо или посредственно губя его здоровье.    

Океаны теряют биоразнообразие и продуктивность. Неестественное изменение кислотности морских вод наносит вред фитопланктону, источнику пищи для различных организмов и животных, который может изменить пищевую цепь и привести к вымиранию различных морских видов;

Внутренние воды также подкисляются очень быстрыми темпами, что вызывает особую обеспокоенность, поскольку, хотя только 1% воды планеты является пресной, 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 подкисленных озерах. Кроме того, тяжелые металлы транспортируются в подземные воды, которые становятся непригодными для потребления.

В лесах изменившийся уровень кислотности почвы и концентрации металлов, таких как алюминий, не позволяют растительности должным образом поглощать воду и питательные вещества, в которых она нуждается. Наносится вред корням, замедляется рост растений, они становятся более слабыми и более уязвимыми для болезней и вредителей.

Кислотный дождь также влияет на художественное, историческое и культурное наследие. Помимо коррозии металлических элементов зданий и инфраструктуры, ухудшается внешний вид памятников. Наибольший ущерб наносится известняковым конструкциям, изготовленных из мрамора, которые постепенно растворяются под действием кислот и воды.

Пути решения проблемы кислотных дождей

Очистка дымовой трубы.

Основной упор необходимо сосредоточить на источниках образования кислотных дождей, на которые человек в силах повлиять.  Речь идет о следующих мерах:

  1. Очистка выхлопных и дымовых труб;
  2. Восстановление поврежденных сред;
  3. Массовое внедрение альтернативных источников энергии.

Большая часть электроэнергии, обеспечивающей современные потребности населения планеты, поступает от сжигания ископаемых видов топлива, таких как нефть, природный газ и уголь, которые генерируют оксиды азота (NOх) и диоксид серы (SO2) в качестве основных источников кислотных дождей.  Сжигание угля в основном обеспечивает выбросы SO2, а выбросы NOх в основном происходят от другого ископаемого топлива.

Промывка и использование угля с низким содержанием серы, оснащение производств устройствами, известными как «скрубберы», могут обеспечить техническое решение для выбросов SO

2. Десульфуризация или очистка дымовых газов позволяет удалить 95% SO2 из газов, покидающих дымовые трубы. Электростанции также могут перейти на использование топлива, которое выделяет гораздо меньше SO2, такого как природный газ, вместо сжигания угля. Эти методы относятся к стратегиям сокращения выбросов.

Аналогичным образом, выбросы NOх при сжигании автомобильного топлива снижаются за счет использования каталитических нейтрализаторов. Каталитические нейтрализаторы установлены на выхлопной трубе, чтобы уменьшить выбросы NOх. Улучшение качества бензина, который сгорает, также позволяет уменьшить выбросы газов NOх.

Восстановление поврежденных сред

Процесс, называемый известкованием, в котором используется известняк или известь, является практикой, позволяет восстановить ущерб, нанесенный кислотными дождями озерам, рекам и ручьям. Добавление извести в поверхностные воды уравновешивает кислотность. 

Этот процесс широко используется, например, в Швеции, для поддержания оптимального уровня кислотности воды. Несмотря на то, что это дорогостоящий метод, его необходимо применять неоднократно. Кроме того, он предлагает только краткосрочное решение, но помогает восстановить водные формы жизни, защищает их от гибели.

Альтернативные источники энергии

Помимо ископаемого топлива, существует широкий спектр альтернативных источников энергии, которые могут генерировать электроэнергию. К ним относятся следующие виды энергии:

  • ветра;
  • от геотермальных источников;
  • солнечная;
  • атомная;
  • гидроэнергетика.

Использование этих источников энергии может предложить эффективные альтернативы электроэнергии вместо использования ископаемого топлива.

 Топливные элементы, природный газ и аккумуляторы также могут заменить использование ископаемого топлива в качестве более чистых источников. 

Несмотря на то, что все указанные источники имеют экологические и экономические издержки, а также выгоды, они не устойчивые. Поэтому традиционные виды остаются актуальными.

Поэтому четвертый путь решения проблемы кислотных дождей – индивидуальные, государственные и международные действия. Миллионы людей прямо и косвенно способствуют выбросам SO2 и NOх. Для смягчения этой проблемы требуется повышение их осведомленности об энергосбережении и способах сокращения выбросов.

В их силах выключать света или электроприборы, когда они не используются, отдавать предпочтение в пользу общественного транспорта, а также оснащать домохозяйства энергоэффективными электрическими приборами. Тем, кто нуждается в личном автомобиле, необходимо переключаться на использование гибридных транспортных средств или машин с низким уровнем выбросов NO

х.

Студенты Acid Rain Сайт: Глоссарий

кислотное осаждение – кислотный материал, выпадающий из атмосферы на землю либо во влажную (дождь, мокрый снег, снег или туман), либо в сухую (газы и частицы) формы.

Программа кислотных дождей — программа под управлением Агентства по охране окружающей среды США с целью сокращения выбросы диоксида серы и оксидов азота. Для дополнительной информации видеть https://www. epa.gov/airmarkets/arp.

кислая – а термин, используемый для описания веществ, которые имеют значение ниже 7 на шкала рН.

кислотные загрязнители — вредные частицы, такие как диоксид серы и оксиды азота, которые превращаются в кислоту при смешивании с водой и кислородом в небе.

щелочной – термин, используемый для описания веществ, имеющих ценность выше 7 по шкале рН.

щелочные химикаты — вещества, которые делают объект менее кислым при контакте друг с другом.

разрешение — разрешение, выданное правительством, на выброс определенного количества диоксида серы или оксидов азота.

алюминий — мягкий, легкий металл, встречающийся в природе в окружающей среде. Многие вещи сделаны из алюминия, в том числе банки из-под газировки, автомобильные детали и электрооборудование.

астма — физическое состояние, затрудняющее дыхание. Люди, страдающие астмой, обычно испытывают сильные хрипы и кашель, и им часто трудно выполнять физические упражнения. Астма – это состояние
которые у людей обычно остаются на всю жизнь.

основной – термин, взаимозаменяемый с щелочным.

бронхит — болезнь органов дыхания, похоже на астму, которая очень затрудняет дыхание. Бронхит обычно лишь временное заболевание.

шапка — национальный предел, который устанавливается на количество загрязняющего вещества, которое может быть выброшено в атмосферу. Это гарантирует, что выбросы загрязняющих веществ будут снижены.

соединения — смеси, содержащие 2 или более частей. Диоксид серы содержит серу и кислород, а азот оксиды содержат азот и кислород.

ENERGY STAR ® программа, помогающая предприятиям и частным лицам защищать окружающую среду за счет энергоэффективности. Электроника и бытовая техника, такие как компьютеры, холодильники, стиральные машины и кондиционеры, несущие ЭНЕРГИЮ Маркировка STAR гарантирует энергоэффективность. Подробнее об этом программу, посетите http://www.energystar.gov/.

эпизодическое закисление — Короткий период времени, когда ручьи, озера и земля имеют гораздо более высокий уровень pH, чем обычно. Это часто происходит весной, когда начинает таять снег, содержащий кислотные загрязнители.

выхлоп — сочетание газов, которое выделяется из автомобиля.

ископаемое топливо — вещества, находящиеся под поверхностью земли, которые можно сжигать для получения энергии. Тремя основными видами ископаемого топлива являются уголь, нефть и природный газ.

лакмусовая бумажка — бумажка, указывающая, насколько кислым или щелочным является объект или жидкость. Если бумага становится красной при прикосновении к предмету или жидкости, она кислая. Если бумага стала синей, объект или жидкость являются основными.

нейтрализовать — сделать что-то менее кислым.

озон — газ, являющийся формой кислорода. Озон может быть полезен, если он находится высоко в атмосфере, потому что он защищает нас от вредных солнечных лучей. Озон вреден, когда он находится близко к земле, потому что он является основным загрязнителем воздуха, который может вызывать респираторные заболевания.

рН — способ измерения кислотности объекта. Значения pH могут варьироваться от 0 до 14, где 0 соответствует самой кислой среде, а 14 — самой низкой кислотности. Для получения дополнительной информации о рН см. Кислотный дождь и Шкала рН.

фитопланктон — очень мелкий вид растений, обитающий обычно на поверхности водоемов, например озер.

пневмония — очень серьезное заболевание, при котором легкие человека наполняются жидкостью. Это затрудняет попадание кислорода из легких в кровоток.

осадки — совокупность молекул воды, выпадающих с неба в виде дождя, мокрого снега, града или снега.

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 двуокись серы (SO 2 ) и оксиды азота (NO X ) выбрасываются в атмосферу и переносятся ветром и воздушными течениями. 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 2 и NO X в атмосфере:

  • Сжигание ископаемого топлива для выработки 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 кислотного осаждения

Влажное осаждение

Влажное осаждение – это то, что мы чаще всего называем кислотным дождем . 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.