3 Проблема кислотных дождей
Еще одной экологической проблемой является повышение кислотности окружающей среды. Хотя кислотным дождям стали уделять внимание сравнительно недавно, специалисты скандинавских стран еще в 50-е годы отмечали эту опасность. Сам термин «кислотный дождь» существует уже более 100 лет; впервые его использовал британский исследователь Роберт Ангус Смит в 1882 г., когда он опубликовал книгу «Воздух и дождь: начало химической климатологии». Впервые проблема кислотных дождей стала предметом серьезного обсуждения на XXVIII Генеральной ассамблее Международного союза по теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), проходившей в Мадриде в сентябре 1975 г.
При изучении кислотных дождей нужно, прежде всего, ответить на два основных вопроса: что является причиной кислотных дождей и как они воздействуют на окружающую среду?
Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается около 200 млн. т твердых частиц (пыль, сажа и др.), 200 млн. т сернистого газа (SO2), 700 млн. т оксида углерода (II), 150 млн. т оксидов азота (NOx), что в сумме составляет более 1 млрд. т вредных веществ.
Остановимся более подробно на основных антропогенных источниках образования кислотных дождей: соединениях серы и азота.
Сера содержится в таких полезных ископаемых, как уголь, нефть, железные, медные и другие руды; одни из них используют как топливо, другие направляют с целью переработки на предприятия химической и металлургической промышленности. При переработке (в частности, при обжиге руд) сера переходит в химические соединения, например, в сернистый газ (оксид серы (IV)). Образовавшиеся соединения частично улавливаются очистными сооружениями, но основная масса выбрасывается в атмосферу. Соединяясь с парами воды, предварительно окисленный оксид серы (IV) образует серную кислоту:
2SO + О2 2SO3,
SO3 + H2O H2SO/
В большинстве антропогенных выбросов преобладают оксид серы (IV) и сульфаты. Сульфаты выделяются при сжигании топлива и в ходе таких промышленных процессов, как нефтепереработка, производство цемента и гипса, серной кислоты.
Из природных источников серосодержащих соединений важную роль играют биогенные выбросы из почвы и продукты жизнедеятельности растений. При извержениях вулканов преобладает оксид серы (IV), в меньшем количестве в атмосферу поступают сероводород, а также сульфаты в виде аэрозолей и твердых частиц. Ежегодно во всем мире в результате вулканической деятельности выделяется 4-16 млн. т соединений серы (в пересчете на SO2).
Азот содержится в топливе многих видов ископаемых, например, в угле и нефти. Из антропогенных источников выделяется около 93 % оксидов азота, главным образом в виде оксида азота (II), который в результате химических реакций в атмосфере превращается в оксид азота (IV), который и образует с водой азотную кислоту:
2NO + О2 NO2,
3NO2 + Н2О 2НNO3 + NO.
Природные источники азота — это биогенные вещества, а также грозовые разряды и молнии.
Летучие органические соединения, в отличие от оксидов серы и азота, поступают в атмосферу главным образом из природных источников (65% от общего количества). Основной источник этих веществ — растения, в результате жизнедеятельности которых образуются сложные органические соединения.
Последствия кислотных осадков
И все же, основными компонентами кислотных дождей являются серная и азотная кислоты; вместе с тем определенную часть их могут составлять хлороводород и фтороводород.
Кислотные дожди (или, более правильно, кислотные осадки, так как выпадение вредных веществ может происходить как в виде дождя, так и в виде снега, града) наносят значительный экологический, экономический и эстетический ущерб.
В результате выпадения кислотных осадков нарушается равновесие в экосистемах, ухудшается продуктивность сельскохозяйственных растений и плодородие почв, ржавеют металлические конструкции, разрушаются здания, сооружения, памятники архитектуры и т. д. Диоксид серы адсорбируется на листьях, проникает внутрь и принимает участие в окислительных процессах. Это влечет за собой генетические и видовые изменения растений.
В первую очередь погибают некоторые лишайники, поэтому их считают «индикаторами» чистого воздуха. Кроме того, кислотные осадки влияют и на растения более высокого класса. Самые чувствительные растения — это ель, лиственница, пихта, бук, граб, которые в большом количестве гибнут в Средней Европе.
В настоящее время доказана высокая токсичность алюминия для корневой системы. Алюминий — составной компонент глинистых почв: при средних значениях кислотности (рН) он находится в малорастворимых нетоксичных формах. При повышении кислотности почвы происходит растворение соединений алюминия, в результате чего образуются токсичные соединения, которые разрушают корневые волоски, и в конечном итоге они отмирают. Особенно высока опасность их гибели при невысоком соотношении Са : А1. При повреждении волосков возникает водный стресс, вследствие чего нарушается процесс питания.
В почве содержатся различные микроорганизмы: бактерии, актиномицеты или лучистые грибки, грибы, вирусы и др. Большинство из них перерабатывает лесную подстилку (гумусовый слой), улучшает структуру почвы, переводит органические соединения в усвояемые формы. С повышением кислотности почвы и образованием растворимых форм токсичных металлов активность микроорганизмов резко снижается.
В своей эволюции живые организмы выработали приспособления к среде обитания, однако они могут нормально существовать только в определенном интервале рН. Изменение рН влечет за собой глубокие биохимические перестройки водных экосистем. Когда рН снижается до 6,5-6,0, погибают многие моллюски, ракообразные, гибнет икра земноводных.
При рН равном 6,0 — 5,0 гибнут наиболее чувствительные планктонные организмы и насекомые, сиговые рыбы, форель, хариус, лосось, плотва, окунь и щука. Рыба гибнет не только от прямого действия кислоты. Вытесненный из горных пород и донных отложений подвижный алюминий повреждает жаберный аппарат. Из-за нарушения кальциевого равновесия рыба теряет способность к воспроизводству. При рН менее 5,5 мхи и нитчатые водоросли вытесняют основную растительность водоема, иногда в воду даже переселяется сфагновый мох — обитатель суши. При рН ниже 4,5 в воде озер вымирают микроорганизмы, развиваются анаэробные (бескислородные) процессы с выделением метана и сероводорода.
Кислотные осадки медленно, но верно растворяют сооружения из мрамора и известняка. Исторические памятники Греции и Рима, простояв тысячелетия, разрушаются прямо на глазах. Такая же судьба грозит и Тадж-Махалу — шедевру индийской архитектуры периода Великих Моголов, Тауэру и Вестминстерскому аббатству в Лондоне, Казанскому собору, Мраморному дворцу и Александро-Невской лавре в Санкт-Петербурге. На соборе Св. Павла в Риме слой портлендского известняка изъеден кислотными осадками на 2,5 см. В Голландии статуи на соборе Св. Иоанна «тают, как леденцы». Черными отложениями, этим «раком камня», изъеден Королевский дворец в Амстердаме.
В Европе более 100 тыс. ценнейших витражей — памятников средневекового готического искусства. Витражи соборов и церквей в Шартре, Кентербери, Кельне, Эрфурте, Праге, Берне, Санкт-Петербурге, Москве, Новгороде, Пскове и других городах относятся к числу самых замечательных памятников мировой культуры. Существует опасность полной утраты этих произведений искусства в ближайшие 15 — 20 лет.
В мае 1988 г. в Стокгольме была открыта необычная выставка — фасад Национального археологического музея был затянут грязно-серым полотном, а перед входом в музей поставлена бесформенная копия статуи Карла XII. Мрачно воздетая рука короля выражала отчаяние, которое должно было охватить людей при ознакомлении с экспонатами.
Дальний перенос загрязняющих веществ в атмосфере — это одна из проблем северного полушария.
В 1983 г. вступила в силу «Конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большое расстояние», в которой указано, что страны должны стремиться к ограничению и постепенному уменьшению загрязнения воздушной среды, включая загрязнения, выходящие за пределы своего государства. В июле 1985 г. в Хельсинки 20 государств Европы и Канада подписали Протокол о 30 %-ном снижении выбросов оксидов серы на территории этих государств или их трансграничных потоков на территории соседних государств. Проблема охраны атмосферного воздуха от загрязнений отражена и в Законе России об охране окружающей природной среды (1991 г.).
11
studfiles.net
2. Проблема кислотных осадков
Развитие промышленности, транспорта, освоение новых источников энергии приводят 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, других элементов. Среди них преобладают оксиды серы — SO 2 и азота — NOX(N2O, NO2). Соединяясь с частицами воды, оксиды серы и азота образуют серную (H2SO4) и азотную (НNОз) кислоты различной концентрации.
В 1883 г. шведский ученый С. Аррениус ввел в обращение два термина — «кислота» и «основание». Он назвал кислотами вещества, которые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода (Н+), а основаниями — вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксиди — оны (ОН—).
Водные растворы могут иметь рН (показатель кислотности воды, или показатель степени концентрации ионов водорода) от О до 14. Нейтральные растворы имеют рН 7,0, кислая среда характеризуется значениями рН меньше 7,0, щелочная — больше 7,0 (рисунок 15).
Рисунок 15 — Шкала кислотности (рН)
В среде с рН 6,0 гибнут такие виды рыб, как лосось, форель, плотва и пресноводные креветки. При рН 5,5 погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечные одноклеточные водоросли и простейшие беспозвоночные, которые составляют основу пищевой цепи водоема. Когда кислотность достигает рН 4,5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых, выживают только некоторые виды пресноводных беспозвоночных.
Установлено, что на долю техногенных выбросов, связанных со сжиганием ископаемого угля, приходится около 60 — 70 % их общего количества, на долю нефтепродуктов – 20 — 30 %, на остальные производственные процессы — 10 %. 40 % выбросов NOX составляют выхлопные газы автомобилей.
Атмосферные осадки, характеризующиеся сильнокислой реакцией (обычно рН<5,6), получили название кислотных (кислых) дождей. Впервые этот термин был введен британским химиком Р.Э. Смитом в 1872 г. Занимаясь вопросами загрязнения г. 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 на большом расстоянии от него. Он также обнаружил некоторые вредные последствия кислотных дождей: обесцвечивание тканей, коррозию металлических поверхностей, разрушение строительных материалов и гибель растительности.
Специалисты утверждают, 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»), в виде газа и пыли («сухие осадки») в засушливый период.
Несмотря на то, что сигнал тревоги прозвучал больше ста лет назад, индустриальные государства долго игнорировали опасность кислотных осадков. Но вот в 60-е гг. XX в. экологи сообщили об уменьшении косяков рыбы и даже полном ее исчезновении в некоторых озерах Скандинавии. В 1972 г. проблема кислотных дождей была впервые поднята учеными — экологами Швеции на Конференции ООН по окружающей среде. С этого времени опасность глобального закисления окружающей среды превратилась в одну из наиболее острых проблем, обрушившихся на человечество.
По состоянию на 1985 г. в Швеции из — за кислотных дождей серьезно пострадал рыбный промысел в 2500 озерах. В 1750 из 5000 озер Южной Норвегии полностью исчезла рыба. Исследование водоемов Баварии (Германия) показало, что в последние годы наблюдается резкое сокращение численности, а в отдельных случаях — и полное исчезновение рыбы. При изучении 17 озер в осенний период было установлено, что показатель рН воды колебался от 4,4 до 7,0. В озерах, где показатель рН составил 4,4; 5,1 и 5,8, не было поймано ни одной рыбы, а в остальных озерах обнаружены только отдельные экземпляры озерной и радужной форели и гольца.
Наряду с гибелью озер происходит деградация лесов. Хотя лесные почвы 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.
Кислотные осадки разрушают здания, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и могут способствовать просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.
Разрушительному действию кислотных осадков подвергаются многие памятники мировой культуры. Так, за 25 веков мраморные статуи всемирно известного памятника архитектуры Древней Греции Акрополя постоянно подвергались воздействию ветровой эрозии и дождей. В последнее время действие кислотных осадков ускорило этот процесс. Кроме того, это сопровождается и осаждением на памятниках корки сажи в виде двуокиси серы, выделяемой промышленными предприятиями. Для соединения отдельных архитектурных элементов древние греки использовали небольшие стержни и скобы из железа, покрытые тонким слоем свинца. Тем самым они были защищены от ржавчины. Во время реставрационных работ (1896 — 1933) были использованы стальные детали без всяких мер предосторожности, и вследствие окисления железа под действием раствора кислот в мраморных структурах образуются обширные трещины. Ржавчина вызывает увеличение объема, и мрамор раскалывается.
Результаты исследований, проведенных по инициативе одной из комиссий ООН, свидетельствуют, что кислотные осадки оказывают губительное воздействие и на старинные витражные стекла в некоторых городах Западной Европы, что может окончательно их разрушить. Под угрозой находится более 100 000 образцов цветного стекла. Старинные витражи находились в хорошем состоянии до начала XX в. Однако за последние 30 лет процесс разрушения ускорился, и если не будут проведены необходимые реставрационные работы, через несколько десятков лет витражи могут погибнуть. Особой опасности подвергается цветное стекло, изготовленное в VIII — XVII вв. Это объясняется особенностями технологии производства.
Вещества, содержащие серу, оказывают губительное влияние также на кожаные и бумажные изделия. Старинные образцы кожи, обработанные органическими веществами, так же как и бумага, подвержены воздействию двуокиси серы: в результате они становятся ломкими. Особенно страдает бумага, изготовленная после 1750 г.
studfiles.net
Проблема кислотных дождей: причины и последствия
Основная причина выпадения кислотных дождей — наличие в атмосфере за счет промышленных выбросов оксидов серы и азота, хлористого водорода и других кислотообразующих соединений. В результате дождь и снег оказываются подкисленными. Образование кислотных дождей и их воздействие на окружающую среду показано на рис. 7 и 8.
Присутствие в воздухе заметных количеств, например, аммиака или ионов кальция приводит к выпадению не кислых, а щелочных осадков. Однако их также принято называть кислотными, поскольку они при попадании на почву или в водоем меняют их кислотность.
Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе — с рН = 2,3, в Китае — с РН = 2,25. Автором учебного пособия на экспериментальной базе Экологического центра РАН в Подмосковье в 1990 г. был зарегистрирован дождь с рН = 2,15.
Подкисление природной среды отрицательно отражается на состоянии экосистем. В этом случае из почвы выщелачиваются не только питательные вещества, но и токсичные металлы, например свинец, алюминий и др.
В подкисленной воде увеличивается растворимость алюминия. В озерах это приводит к заболеванию и гибели рыб, к замедлению развития фитопланктона и водорослей. Кислотные дожди разрушают облицовочные материалы (мрамор, известняки др.), значительно снижают срок службы железобетонных конструкций.
Таким образом, окисление природной среды — одна из важнейших экологических проблем, требующая решения в ближайшем будущем.
Рис. 7. Образование кислотных дождей и их воздействие на окружающую среду
Рис. 8. Ориентировочная кислотность дождевой воды и некоторых веществ в единицах рН
Развитие промышленности, транспорта, освоение новых источников энергии приводят 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, других элементов. Среди них преобладают оксиды серы — S02 и азота — NOx (N20, N02). Соединяясь с частицами воды, оксиды серы и азота образуют серную (H2SO4) и азотную (HNO3) кислоты различной концентрации.
В 1883 г. шведский ученый С. Аррениус ввел в обращение два термина — «кислота» и «основание». Он назвал кислотами вещества, которые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода (Н+), а основаниями — вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-ионы (ОН—).
Водные растворы могут иметь рН (показатель кислотности воды, или показатель степени концентрации ионов водорода) от 0 до 14. Нейтральные растворы имеют рН 7,0, кислая среда характеризуется значениями рН меньше 7,0, щелочная — больше 7,0 (рис. 3).
В среде с рН 6,0 гибнут такие виды рыб, как лосось, форель, плотва и пресноводные креветки. При рН 5,5 погибают лонные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечные одноклеточные водоросли и простейшие беспозвоночные, которые составляют основу пищевой цепи водоема. Когда кислотность достигает рН 4,5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых, выживают только некоторые виды пресноводных беспозвоночных.
Установлено, что на долю техногенных выбросов, связанных со сжиганием ископаемого угля, приходится около 60-70 % их общего количества, на долю нефтепродуктов — 20-30 %, на остальные производственные процессы — 10 %. 40 % выбросов NOx составляют выхлопные газы автомобилей.
Несмотря на то что сигнал тревоги прозвучал больше ста лет назад, индустриальные государства долго игнорировали опасность кислотных осадков. Но вот в 60-е гг. XX в. экологи сообщили об уменьшении косяков рыбы и даже полном ее исчезновении в некоторых озерах Скандинавии. В 1972 г. проблема кислотных дождей была впервые поднята учеными-экологами Швеции на Конференции ООН по окружающей среде. С этого времени опасность глобального закисления окружающей среды превратилась в одну из наиболее острых проблем, обрушившихся на человечество.
По состоянию на 1985 г. в Швеции из-за кислотных дождей серьезно пострадал рыбный промысел в 2500 озерах. В 1750 из 5000 озер Южной Норвегии полностью исчезла рыба. Исследование водоемов Баварии (Германия) показало, что в последние годы наблюдается резкое сокращение численности, а в отдельных случаях — и полное исчезновение рыбы. При изучении 17 озер в осенний период было установлено, что показатель рН воды колебался от 4,4 до 7,0. В озерах, где показатель рН составил 4,4; 5,1 и 5,8, не было поймано ни одной рыбы, а в остальных озерах обнаружены только отдельные экземпляры озерной и радужной форели и гольца.
Наряду с гибелью озер происходит деградация лесов. Хотя лесные почвы 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.
Альтернативные источники энергии — это ветер, солнце, приливы и отливы, биомасса, геотермальная энергия Земли.
Ветряные мельницы давно используются человеком в качестве источника энергии. Однако они эффективны и пригодны только для мелкого пользователя. К сожалению, ветер пока еще не в состоянии давать электроэнергию в достаточных количествах. Солнечная и ветровая энергетика имеет серьезный недостаток — временную нестабильность именно в тот момент, когда она особенно нужна. В связи с этим необходимы системы хранения энергии, чтобы потребление ее могло быть возможно в любое время, но экономически зрелой технологии создания таких систем пока нет.
Первые ветряные электрогенераторы были разработаны еще в 90-х гг. XIX в. в Дании, а уже к 1910 г. в этой стране было построено несколько сот мелких установок. Еще через несколько лет датская промышленность получала от ветряных генераторов четверть необходимой ей электроэнергии. Их общая мощность составила 150-200 МВт.
В 1982 г. на китайском рынке было продано 1280 ветряных турбин, а в 1986 г. — 11 000, что позволило обеспечить электричеством те районы Китая, в которых раньше его никогда не было.
В начале XX в. в России насчитывалось 250 тыс. крестьянских ветряных мельниц мощностью до 1 млн кВт. Они перемалывали 2,5 млрд пудов зерна на месте, без дальних перевозок. К сожалению, в результате бездумного отношения к природным ресурсам в 40-х гг. прошлого века на территории бывшего СССР была разрушена основная часть ветряных и водяных двигателей, а к 50-м гг. они почти совсем исчезли как «отсталая техника».
В настоящее время солнечную энергию используют в некоторых странах в основном для отопления, а для производства энергии — в очень незначительных масштабах. Между тем мощность солнечного излучения, достигающего Земли, составляет 2 х 1017 Вт, что более чем в 30 тыс. раз превышает сегодняшний уровень энергопотребления человечества.
Различают два основных варианта использования энергии Солнца: физический и биологический. При физическом варианте энергия аккумулируется солнечными коллекторами, солнечными элементами на полупроводниках или концентрируется системой зеркал. При биологическом варианте используется солнечная энергия, накопленная в процессе фотосинтеза в органическом веществе растений (обычно в древесине). Этот вариант годится для стран с относительно большими запасами леса. Например, Австрия планирует в ближайшие годы получать от сжигания древесины до трети необходимой ей электроэнергии. Для этих же целей в Великобритании планируется засадить лесом около 1 млн га земель, непригодных для сельскохозяйственного использования. Высаживаются быстрорастущие породы, такие как тополь, срезку которого производят уже через 3 года после посадки (высота этого дерева около 4 м, диаметр стволика — более 6 см).
Проблема использования нетрадиционных источников энергии в последнее время особенно актуальна. Это, несомненно, выгодно, хотя подобные технологии требуют значительных затрат. В феврале 1983 г. американская фирма «Арка Солар» начала эксплуатировать первую в мире солнечную электростанцию мощностью 1 МВт. Возведение таких электростанций — дорогое удовольствие. Сооружение солнечной электростанции, способной обеспечить электроэнергией около 10 тыс. бытовых потребителей (мощность — около 10 мМВт), обойдется в 190 млн дол. Это в четыре раза больше, нежели расходы на сооружение ТЭС, работающей на твердом топливе, и соответственно в три раза больше, чем строительство гидроэлектростанции и АЭС. Тем не менее специалисты по изучению солнечной энергии уверены, что с развитием технологии использования энергии Солнца цены на нее значительно снизятся.
Вероятно, будущее энергетики — за ветряной и солнечной энергией. В 1995 г. в Индии приступили к реализации программы по выработке энергии с помощью ветра. В США мощность ветряных электростанций составляет 1654 МВт, в Европейском союзе — 2534 МВт, из них 1000 МВт вырабатывается в Германии. В настоящее время наибольшего развития ветроэнергетика достигла в Германии, Англии, Голландии, Дании, США (только в Калифорнии 15 тыс. ветряков). Энергия, получаемая с помощью ветра, может постоянно возобновляться. Ветряные станции не загрязняют окружающую среду. С помощью ветряной энергии можно электрифицировать самые отдаленные уголки земного шара. К примеру, 1600 жителей острова Дезират в Гваделупе пользуются электричеством, которое вырабатывают 20 ветряных генераторов.
infopedia.su
Проблема кислотных дождей: причины и последствия
⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 11Следующая ⇒
Основная причина выпадения кислотных дождей — наличие в атмосфере за счет промышленных выбросов оксидов серы и азота, хлористого водорода и других кислотообразующих соединений. В результате дождь и снег оказываются подкисленными. Образование кислотных дождей и их воздействие на окружающую среду показано на рис. 7 и 8.
Присутствие в воздухе заметных количеств, например, аммиака или ионов кальция приводит к выпадению не кислых, а щелочных осадков. Однако их также принято называть кислотными, поскольку они при попадании на почву или в водоем меняют их кислотность.
Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе — с рН = 2,3, в Китае — с РН = 2,25. Автором учебного пособия на экспериментальной базе Экологического центра РАН в Подмосковье в 1990 г. был зарегистрирован дождь с рН = 2,15.
Подкисление природной среды отрицательно отражается на состоянии экосистем. В этом случае из почвы выщелачиваются не только питательные вещества, но и токсичные металлы, например свинец, алюминий и др.
В подкисленной воде увеличивается растворимость алюминия. В озерах это приводит к заболеванию и гибели рыб, к замедлению развития фитопланктона и водорослей. Кислотные дожди разрушают облицовочные материалы (мрамор, известняки др.), значительно снижают срок службы железобетонных конструкций.
Таким образом, окисление природной среды — одна из важнейших экологических проблем, требующая решения в ближайшем будущем.
Рис. 7. Образование кислотных дождей и их воздействие на окружающую среду
Рис. 8. Ориентировочная кислотность дождевой воды и некоторых веществ в единицах рН
Развитие промышленности, транспорта, освоение новых источников энергии приводят 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, других элементов. Среди них преобладают оксиды серы — S02 и азота — NOx (N20, N02). Соединяясь с частицами воды, оксиды серы и азота образуют серную (H2SO4) и азотную (HNO3) кислоты различной концентрации.
В 1883 г. шведский ученый С. Аррениус ввел в обращение два термина — «кислота» и «основание». Он назвал кислотами вещества, которые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода (Н+), а основаниями — вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-ионы (ОН—).
Водные растворы могут иметь рН (показатель кислотности воды, или показатель степени концентрации ионов водорода) от 0 до 14. Нейтральные растворы имеют рН 7,0, кислая среда характеризуется значениями рН меньше 7,0, щелочная — больше 7,0 (рис. 3).
В среде с рН 6,0 гибнут такие виды рыб, как лосось, форель, плотва и пресноводные креветки. При рН 5,5 погибают лонные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечные одноклеточные водоросли и простейшие беспозвоночные, которые составляют основу пищевой цепи водоема. Когда кислотность достигает рН 4,5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых, выживают только некоторые виды пресноводных беспозвоночных.
Установлено, что на долю техногенных выбросов, связанных со сжиганием ископаемого угля, приходится около 60-70 % их общего количества, на долю нефтепродуктов — 20-30 %, на остальные производственные процессы — 10 %. 40 % выбросов NOx составляют выхлопные газы автомобилей.
Несмотря на то что сигнал тревоги прозвучал больше ста лет назад, индустриальные государства долго игнорировали опасность кислотных осадков. Но вот в 60-е гг. XX в. экологи сообщили об уменьшении косяков рыбы и даже полном ее исчезновении в некоторых озерах Скандинавии. В 1972 г. проблема кислотных дождей была впервые поднята учеными-экологами Швеции на Конференции ООН по окружающей среде. С этого времени опасность глобального закисления окружающей среды превратилась в одну из наиболее острых проблем, обрушившихся на человечество.
По состоянию на 1985 г. в Швеции из-за кислотных дождей серьезно пострадал рыбный промысел в 2500 озерах. В 1750 из 5000 озер Южной Норвегии полностью исчезла рыба. Исследование водоемов Баварии (Германия) показало, что в последние годы наблюдается резкое сокращение численности, а в отдельных случаях — и полное исчезновение рыбы. При изучении 17 озер в осенний период было установлено, что показатель рН воды колебался от 4,4 до 7,0. В озерах, где показатель рН составил 4,4; 5,1 и 5,8, не было поймано ни одной рыбы, а в остальных озерах обнаружены только отдельные экземпляры озерной и радужной форели и гольца.
Наряду с гибелью озер происходит деградация лесов. Хотя лесные почвы 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.
Альтернативные источники энергии — это ветер, солнце, приливы и отливы, биомасса, геотермальная энергия Земли.
Ветряные мельницы давно используются человеком в качестве источника энергии. Однако они эффективны и пригодны только для мелкого пользователя. К сожалению, ветер пока еще не в состоянии давать электроэнергию в достаточных количествах. Солнечная и ветровая энергетика имеет серьезный недостаток — временную нестабильность именно в тот момент, когда она особенно нужна. В связи с этим необходимы системы хранения энергии, чтобы потребление ее могло быть возможно в любое время, но экономически зрелой технологии создания таких систем пока нет.
Первые ветряные электрогенераторы были разработаны еще в 90-х гг. XIX в. в Дании, а уже к 1910 г. в этой стране было построено несколько сот мелких установок. Еще через несколько лет датская промышленность получала от ветряных генераторов четверть необходимой ей электроэнергии. Их общая мощность составила 150-200 МВт.
В 1982 г. на китайском рынке было продано 1280 ветряных турбин, а в 1986 г. — 11 000, что позволило обеспечить электричеством те районы Китая, в которых раньше его никогда не было.
В начале XX в. в России насчитывалось 250 тыс. крестьянских ветряных мельниц мощностью до 1 млн кВт. Они перемалывали 2,5 млрд пудов зерна на месте, без дальних перевозок. К сожалению, в результате бездумного отношения к природным ресурсам в 40-х гг. прошлого века на территории бывшего СССР была разрушена основная часть ветряных и водяных двигателей, а к 50-м гг. они почти совсем исчезли как «отсталая техника».
В настоящее время солнечную энергию используют в некоторых странах в основном для отопления, а для производства энергии — в очень незначительных масштабах. Между тем мощность солнечного излучения, достигающего Земли, составляет 2 х 1017 Вт, что более чем в 30 тыс. раз превышает сегодняшний уровень энергопотребления человечества.
Различают два основных варианта использования энергии Солнца: физический и биологический. При физическом варианте энергия аккумулируется солнечными коллекторами, солнечными элементами на полупроводниках или концентрируется системой зеркал. При биологическом варианте используется солнечная энергия, накопленная в процессе фотосинтеза в органическом веществе растений (обычно в древесине). Этот вариант годится для стран с относительно большими запасами леса. Например, Австрия планирует в ближайшие годы получать от сжигания древесины до трети необходимой ей электроэнергии. Для этих же целей в Великобритании планируется засадить лесом около 1 млн га земель, непригодных для сельскохозяйственного использования. Высаживаются быстрорастущие породы, такие как тополь, срезку которого производят уже через 3 года после посадки (высота этого дерева около 4 м, диаметр стволика — более 6 см).
Проблема использования нетрадиционных источников энергии в последнее время особенно актуальна. Это, несомненно, выгодно, хотя подобные технологии требуют значительных затрат. В феврале 1983 г. американская фирма «Арка Солар» начала эксплуатировать первую в мире солнечную электростанцию мощностью 1 МВт. Возведение таких электростанций — дорогое удовольствие. Сооружение солнечной электростанции, способной обеспечить электроэнергией около 10 тыс. бытовых потребителей (мощность — около 10 мМВт), обойдется в 190 млн дол. Это в четыре раза больше, нежели расходы на сооружение ТЭС, работающей на твердом топливе, и соответственно в три раза больше, чем строительство гидроэлектростанции и АЭС. Тем не менее специалисты по изучению солнечной энергии уверены, что с развитием технологии использования энергии Солнца цены на нее значительно снизятся.
Вероятно, будущее энергетики — за ветряной и солнечной энергией. В 1995 г. в Индии приступили к реализации программы по выработке энергии с помощью ветра. В США мощность ветряных электростанций составляет 1654 МВт, в Европейском союзе — 2534 МВт, из них 1000 МВт вырабатывается в Германии. В настоящее время наибольшего развития ветроэнергетика достигла в Германии, Англии, Голландии, Дании, США (только в Калифорнии 15 тыс. ветряков). Энергия, получаемая с помощью ветра, может постоянно возобновляться. Ветряные станции не загрязняют окружающую среду. С помощью ветряной энергии можно электрифицировать самые отдаленные уголки земного шара. К примеру, 1600 жителей острова Дезират в Гваделупе пользуются электричеством, которое вырабатывают 20 ветряных генераторов.
Рекомендуемые страницы:
lektsia.com
Кислотные дожди
Санкт-Петербургский экономико-технологический колледж питания
Реферат по дисциплине безопасность жизнедеятельности на тему:
«Кислотные дожди»
Выполнила: студентка
гр. 1ТМ-44 Жарова А. В.
Проверила:
преподаватель БЖД
Плотникова Г. Н.
План реферата
Введение
Суть явления
Последствия воздействия кислотных дождей на среду и здоровье человека
Выводы
Использованная литература
Введение
Под популярным названием «кислотные дожди» кроется сложный комплекс воздействий техногенных загрязнений воздуха на человека и природную среду, главные последствия которых — рост аллергических заболеваний дыхательных органов, потери урожайности сельскохозяйственных растений, усыхание лесов, безрыбные озера.
Кислотные дожди особенно характерны для стран Западной и Северной Европы, США, Канады, промышленных районов Российской Федерации, Украины и др.
Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским исследователем Робертом Смитом. Его внимание привлек викторианский смог в Манчестере. И хотя ученые того времени отвергли теорию о существовании кислотных дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели жизни в водоемах, лесов, урожаев, и растительности.
Суть явления
Кислотный дождь — все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами (обычно — оксидами серы, оксидами азота)
Вода обычного дождя тоже представляет собой слабокислый раствор. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как углекислый газ(СО2), вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота (CO2 + h3O <=> h3CO3). Тогда как в идеале рН дождевой воды равняется 5.6-5.7, в реальной жизни показатель кислотности (рН) дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности.
Это, прежде всего, зависит от состава газов, содержащихся в атмосфере той или иной местности, таких как оксид серы и оксиды азота. В 1883 году шведский ученый Сванте Аррениус ввел в обращение два термина — кислота и основание. Он назвал кислотами вещества, которые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода (H+). Основаниями он назвал вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-ионы (ОН-). Водородный показатель (рН) является показателем степени концентрации ионов водорода (H+) в растворе и его используют в том числе и в качестве показателя кислотности воды.
Даже нормальная дождевая вода имеет слабокислую (pH около 6) реакцию из-за наличия в воздухе диоксида углерода (СО2). Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы (IV) S2 и различными оксидами азота (NхОy). Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и тепловых электростанций.
Соединения серы (сульфиды, самородная сера и другие) содержатся в углях и рудах (особенно много сульфидов в бурых углях), при сжигании или обжиге которых образуются летучие соединения — оксид серы (IV) SO2 (сернистый ангидрид), оксид серы (VI) SO3 (серный ангидрид), сероводород — h3S (образуется в малых количествах при недостаточном обжиге или неполном сгорании, при низкой температуре). Различные соединения азота содержатся в углях, и особенно в торфе (так как азот, как и сера, входит в состав биологических структур, из которых образовались эти полезные ископаемые).
Проблема кислотных дождей возникла в Западной Европе и Северной Америке в конце 50-х годов. В последнее десятилетие она приобрела глобальное значение главным образом в связи с возросшими выбросами окислов серы и азота, а также аммиака и летучих органических соединений (ЛОС). По данным ЕЭК, двуокись (трехокись) серы поступает из теплоэлектростанций и других стационарных источников при сжигании ископаемого топлива (88%), при переработке сульфидных руд (5%), нефтепродуктов, производстве серной кислоты и др. (7%). Для окислов азота среди стационарных источников топливно-энергетический дает 85% выбросов, производство цемента, извести, стекла, металлургические процессы, сжигание мусора и др. — 12%. Азотные загрязнения поступают из нестационарных источников и – аммиак — от животноводческих предприятий и удобрений. Основные источники ЛОС-химические производства, промышленные и бытовые растворители, нефтехранилища, бензоколонок и т.д.
Последствия воздействия кислотных дождей на среду и здоровье человека
Последствия кислотных дождей ученые до настоящего времени еще не установили до конца. Одно только известно, что если раньше, какие-то два-три десятилетия назад, люди могли спокойно собирать дождевую воду и умываться ей для придания коже лица молодости, то сейчас об этом не может идти и речи. Потому как последствия кислотных дождей могут оказать губительное воздействие на кожу лица и здоровье в целом.
Любые осадки, которые выпали на землю, каким бы чистыми они не выглядели, на самом деле содержат в себе мельчайшие частицы пыли, различные патогенные микроорганизмы, споры грибов, пыльцу самых разных растений практически со всего света, примеси тяжелых металлов, которые попадают в атмосферу и другие воздушные слои вместе с отходами многочисленных фабрик и заводов. Все это в весенний, летний и осенний периоды выливается потоком на головы земных обитателей, и не каждый из них имеет хоть малейшее представление о том, какие могут быть последствия кислотных дождей.
Ни для кого не является секретом тот факт, что кислотные дожди негативным образом сказываются на состоянии всей окружающей среды. В водоемах с течением времени повышается концентрация ионов тяжелых металлов с высоким уровнем токсичности, к примеру, свинца и кадмия. В связи с этим экологи и представители здравоохранения настоятельно рекомендуют, чтобы избежать или хотя бы минимизировать последствия кислотных дождей, как можно реже купаться или вообще не купаться в водоемах с очень низкой либо очень высокой кислотностью, поскольку это отрицательно отразится на здоровье человека.
Например, чтобы последствия кислотных дождей не отразились на здоровье, не стоит в дождь выходить на улицу без соответствующего инвентаря — зонта либо плаща-дождевика. Если игнорировать этот совет, то все примеси, которые присутствуют в якобы чистой дождевой воде, тянут за собой большое количество проблем. Достигая максимального уровня концентрации в организме, большинство таких элементов начинают свое пагубное действие, провоцируя тяжелые интоксикации, а в некоторых случаях даже мутации, которые проявятся на последующих поколениях. Ионы тяжелых металлов замусоривают каналы печени и почек, а постепенное скопление токсинов приводит к общему отравлению всего организма.
Довольно серьезные последствия кислотных дождей для организма и здоровья можно наблюдать при отравлении марганцем, который также может находиться в дождевой воде в громадных количествах. Признаки подобной интоксикации характерны для большого количества заболеваний, и обычно человек не сразу обращает внимание на это. Марганец может закупоривать канальцы нервных клеток, что провоцирует сильную утомляемость, уменьшение работоспособности, сонливость, внезапную слабость, головокружения, тошноту. Еще одним опасным металлом кислотного дождя можно назвать алюминий, который, скапливаясь в течение нескольких лет, может явиться причиной всевозможных заболеваний неврологического характера.
Остальные роковые примеси не менее опасны, многие из них могут вызывать злокачественные опухоли, поэтому необходимо при кислотном дожде воздержаться от прогулки и ни в коем случае не нужно применять эту воду. Последствия кислотных дождей после прогулки можно снизить, если принять теплый душ с мылом или гелем, тщательно вымыть голову шампунем, а после душа выпеть горячий чай с молоком, либо просто теплое молоко. Также рекомендуется принимать различные абсорбенты, которые помогут нейтрализовать и вывести из организма все ненужные примеси.
Но кроме вреда кислотные дожди имеют и полезное действие.
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
mirznanii.com
|
ТОП 10: |
Опустынивание Один из самых глобальных и быстротечных процессов современности — расширение опустынивания, падение и, в самых крайних случаях, полное уничтожение биологического потенциала Земли, что приводит к условиям, аналогичным условиям естественной пустыни. Естественные пустыни и полупустыни занимают более 1/3 земной поверхности. На этих землях проживает около 15% населения мира. Пустыни — это территории с крайне засушливым континентальным климатом, обычно получающие в среднем всего 150-175 мм осадков за год. Испарение на них гораздо выше, чем увлажнение. Пустыни — естественные образования, играющие определённую роль в общей экологической сбалансированности ландшафтов планеты. По оценкам геологов, до того как люди начали заниматься сельскохозяйственной деятельностью, пасти скот и распахивать земли, реки ежегодно сносили в Мировой океан около 9 млрд. т почвы. Ныне это количество оценивают примерно в 25 млрд. т. Почвенная эрозия — сугубо местное явление — ныне приобрела всеобщий характер. В США, например, около 44% обрабатываемых земель подвержено эрозии. В России исчезли уникальные богатые чернозёмы в средней полосе с высоким содержанием гумуса. Почвенная эрозия особенно велика в самых больших и густонаселённых странах. Почвенная эрозия не только уменьшает плодородие и снижает урожайность. В результате почвенной эрозии гораздо быстрее, чем обычно предусматривается в проектах, заиливаются искусственно сооружаемые водные резервуары, сокращаются возможность орошения получения электроэнергии от гидроэлектростанций. Особенно тяжёлая ситуация возникает, когда сносится не только почвенный слой, но и материнская порода, на которой он развивается. Тогда наступает порог необратимого разрушения, возникает антропогенная пустыня. Среди факторов, приведших к расширению пустынь, можно указать на чрезмерный выпас скота, вырубку лесов и слабые методы орошения. Кстати, чрезмерное использование человеком почвы в результате социальных и экономических давлений, а также неправильные подходы к сельскому хозяйству, войны и засухи приводят к опустыниванию. Почва очень необходима и жизненна важна для человека, поскольку считается основным ресурсом пищи, воды и формирования минеральных источников. Исследования показывают, что стоимость суммарной пользы, получаемой человеком от почвы, составляет более одного триллиона долларов в год. Самое главное, почва считается коммуникационным мостом между устойчивым развитием, сохранением здоровья человека и экосистемой. Ряд ученых считают почву наиважнейшим невозобновляемым источником на Земле. Создание одного сантиметра плодородной почвы в среднем требует 1000 лет, однако скорость разрушения почвы во много раз больше скорости восстановления. Последствия опустынивания включают: · сокращение объемов производства продовольствия, снижение плодородия почвы и природной способности земли к восстановлению; ·усиление паводков в низовьях рек, ухудшение качества воды, осадкообразование в реках и озерах, заиление водоемов и судоходных каналов; · ухудшение здоровья людей из-за приносимой ветром пыли, включая глазные, респираторные и аллергические заболевания и психологический стресс; · нарушение привычного образа жизни пострадавшего населения, вынужденного мигрировать в другие районы.
· Современное состояние. Опустынивание – это глобальная проблема, которая напрямую повлияла на жизнь 250 млн. человек мира, охватила одну треть или более 4 млрд. гектаров поверхностности земного шара. Около одного миллиарда человек в мире зависят от нее для обеспечения средств пропитания и удовлетворения элементарных потребностей. Эти люди обычно считаются самым бедным классом общества в более чем 100 странах мира. · Песчаные — на рыхлых отложениях древнеаллювиальных равнин; · Лёссовые — на лёссовых отложениях подгорных равнин; · Суглинистые — на слабокарбонатных покровных суглинках равнин; · Глинистые такыровые — на подгорных равнинах и в древних дельтах рек; · Глинистые — на низкогорьях, сложенных соленосными мергелями и глинами, · Галечные и песчано-галечные — на гипсированных плато и подгорных равнинах; · Щебнистые гипсированные — на платах и молодых подгорных равнинах; · Каменистые — на низкогорьях и мелкосопочниках; · Солончаковые — в засоленных понижениях рельефа и по морским побережьям. По динамике выпадения осадков различают пустыни: · Береговые — развиваются там, где к жарким побережьям подходят холодные морские течения (Намиб, Атакама): осадков почти нет; жизни, соответственно, тоже. · Центрально-азиатского типа (Гоби, Бетпак-Дала): темп выпадения осадков примерно постоянен в течение года — и потому жизнь тут есть весь год, но едва теплится. · Средиземноморского типа (Сахара, Кара-Кумы, Большая Песчаная пустыня в Австралии): здесь осадков столько же, что и в предыдущем типе, но только все они выливаются разом, за две-три недели; тут происходит краткий и бурный расцвет жизни (разнообразные эфемеры), которая затем переходит в латентное состояние — до следующего года.
3. Как проявляется в гидросфере? Процесс опустынивания идет со скоростью 7 км 2 /ч. Особое положение сложилось в Африке в зоне Сахеля (Сенегал, Мали, Нигерия и др.) – переходной биоклиматической зоне между Сахарой на севере и саванной на юге. Причины такого положения обусловлены сочетанием двух факторов: возрастающим воздействием человека на природу с целью обеспечения продовольствием населения; изменившимися метеорологическими условиями (длительными засухами). Чрезмерный выпас скота приводит к уничтожению разреженной растительности. Нарушение травянистого покрова в результате перевыпаса скота ведет к нагреванию, иссушению и уплотнению почвы, ускоряя сток дождевых вод, вынос питательных веществ и внедрение пустынных кустарников. Опустыниванию способствует также массовое выжигание прошлогодней сухой травы, особенно после периода дождей, интенсивная распашка почвы и др. Выбитая растительность и сильно разрыхленная почва создают условия для интенсивного выдувания поверхностного слоя почвы. Изменение природных комплексов особенно заметно в период засух. Пересыхание внутренних водоемов можно рассматривать как часть общего процесса опустынивания. Площадь Аральского моря с 1960 гг. сократилась почти в два раза, соленость возросла в три раза. Опустыниванию подвержено Приаралье, Прибалхашье, Черные земли в Калмыкии и Астраханской области. Только за последние пять лет площадь подвижных песков в Калмыкии увеличилась более чем на 50 тыс.га. 4. Каковы экологические последствия? Опустынивание и опустошение земель могут возникнуть в любых климатических условиях как результат разрушения природной системы. Но в аридных областях “двигателем” опустынивания становится ещё и засуха. Процесс опустынивания, зарождаясь в различных местах и имея разное регионально проявление, принял глобальные масштабы. Накопление в атмосфере углекислого газа, усиление запылённости и задымлённости атмосферы ускоряют аридизацию суши. Этот процесс охватывает не только аридные области. Расширяющаяся площадь пустынь способствует возникновению сухих климатических условий, которые, вероятно, в большой мере влияют на учащение многолетних засух.
Таким образом, причинами опустынивания могут быть: а) естественные процессы – потепление климата, уменьшение поверхностного стока, ветровая и водная эрозия; б) антропогенные — вырубка лесов, распашка целинных земель, примитивная агротехника, засоление и заболачивание почв. Взаимосвязь опустынивания с гидросферой проявляется в связи с уменьшением поверхностного стока и сокращением количества осадков на данной территории
Обезлесение 1. В современном мире все чаще встает вопрос об экологической катастрофе, о проблемах, которые связаны с нарушением естественного функционирования экологической системы планеты. Одной из них является стремительное обезлесение нашей планеты. Под обезлесением понимают исчезновение лесов и древесной растительности в результате естественных причин или антропогенных воздействий. Несмотря на то, что леса являются возобновляемым ресурсом, скорость их вырубки слишком высока и не покрывается скоростью воспроизводства. Процесс антропогенного обезлесения фактически начался еще 10 тыс. лет назад, в эпоху неолитической революции и возникновения земледелия и скотоводства, и продолжается до наших дней. По существующим оценкам, в эпоху этой революции лесами было покрыто 62 млрд. га (62 млн км 2) земной суши, а с учетом кустарников и перелесков – 75 млрд. га, или 56 % всей ее поверхности. Если сравнить вторую из этих цифр с современной, которая была приведена выше, нетрудно сделать вывод о том, что лесистость суши за время становления и развития человеческой цивилизации уменьшилась в два раза. Этот процесс проходил в определенной и вполне объяснимой географической последовательности. Так, сначала сведению подверглись леса в районах древних речных цивилизаций Передней Азии, Индии, Восточного Китая, а в эпоху античной цивилизации – и Средиземноморья. В средние века широкое сведение лесов началось и в зарубежной Европе, где до VII в. они занимали 70–80 % всей территории, и на Русской равнине. В XVII–XIX вв., с началом промышленных революций, активной промышленной и городской застройки, а также с дальнейшим развитием земледелия и животноводства, процесс обезлесения в наибольшей мере охватил Европу и Северную Америку, хотя затронул и некоторые другие регионы мира. В результате только в 1850–1980 гг. площадь лесов на Земле сократилась еще на 15 %. Сведение лесов быстрыми темпами продолжается и в наши дни: ежегодно оно проявляется на площади примерно в 13 млн. га (эти цифры сопоставимы с размерами территории целых стран, например Ливана или Ямайки). По некоторым оценкам, общая площадь тропических лесов за последние десятилетия уже уменьшилась на 20–30 %. Наиболее активно этот процесс протекает в Центральной Америке, в северной и юго-восточной частях Южной Америки, в Западной, Центральной и Восточной Африке, в Южной и Юго-Восточной Азии. 2. Первая причина обезлесения — увеличение численности населения. Люди стоят города для жизни, вырубая под них зеленые насаждения. Для развития сельского хозяйства, нужны пастбища и земли для обработки, что влекло за собой уничтожение половины когда-то существовавшего леса. В наше время эти потребности нарастают, и оставшиеся насаждения находятся под угрозой. На сегодняшний день древесина остается очень ценным материалом во многих отраслях производства. Вырубка леса стала прибыльным бизнесом. Проблема в том, что зачастую это происходит незаконно, бесконтрольно, без учета нанесенного ущерба лесным насаждениям и окружающей среде. Еще одной причиной уничтожения лесных насаждений стали участившиеся лесные пожары. Это приводит к уменьшению площади леса, и как следствие – выбросам углекислого газа в атмосферу Земли, создание парникового эффекта. Ежегодно уничтожаются миллионы гектаров лиственных и хвойных лесов. Тропические леса, в которых обитает более 50 % существующих на Земле видов, раньше покрывали 14 % планеты, а теперь только 6 %. В результате своей деятельности человек уничтожил не менее 10 млн. км 2 лесов, содержавших 36 % фитомассы суши. В России осуществляется бесконтрольная и беззаконная вырубка лесных массивов. Это глобальные экологические проблемы целых регионов РФ. Больше всего таковых отмечается на Дальнем Востоке и северо-западе страны. В России за период с 2001 по 2014 год произошло сокращение лесов на площади 40,94 млн. га, восстановление — 16,2 млн. га (по обоим показателям — первое место в мире, ввиду наибольших территорий лесов — 761 млн. га), чистая потеря — 16,4 млн. га, то есть 2,2 % от общей площади лесов (для сравнения, в Бразилии потери составили 38,34 млн. га, США — 28,94 млн. га, Канаде — 30,63 млн. га). 3. Влияние на гидросферу. Эрозия почвы, развивающаяся после вырубки, приводит к наводнениям, так как ничто не может задержать потоки воды. К потопам приводит нарушение уровня подземных вод, так как гибнут корни деревьев, питающиеся ими. Например, в результате обширной вырубки лесов у подножия Гималаев стал страдать от больших наводнений каждые четыре года Бангладеш. Ранее наводнения происходили не чаще двух раз в сто лет. Особенно велико воздействие сведения лесов на параметры седиментационного цикла (увеличение поверхностного стока, размыв, транспортировка, аккумуляция осадочного материала) при образовании обнаженной, не защищенной растительностью, поверхности; в такой ситуации смыв почвы на наиболее сильно эродированных землях, которые составляют 1 % общей площади распаханных сельскохозяйственных угодий, достигает от 100 до 200 тыс. га в год. Хотя, если, сведение леса сопровождается его немедленным замещением другой растительностью, величина эрозии почв значительно снижается. Обезлесение также негативно влияет на круговорот воды, отрицательно влияет на гидроэнергетику и орошаемое земледелие, ухудшая гидрологический режим рек. Деревья через корни питаются подземными водами, причём вода поднимается к их листьям и испаряется. При вырубке леса этот процесс транспирации прекращается, что приводит к тому, что климат становится более сухим. Кроме влаги в атмосфере, обезлесение негативно влияет на подземные воды, снижая способность местности задерживать осадки. Именно леса обеспечивают стабильный перенос влаги от океанов вглубь материков, обеспечивая полноводность рек, грунтовых вод и болот. Без лесов проникновение воды вглубь материков нестабильно и ослаблено. 4. Вырубка лесов во всем мире стремительно сокращает их площадь, это влияет и на климатические изменения, и на численность и разнообразие биологических видов. Многие территории, оставшиеся без леса в результате вырубки или пожаров, становятся пустыней, так как утрата деревьев приводит к тому, что тонкий плодородный слой почвы с легкостью вымывается осадками. Главная функция лесного покрова – обеспечивать кислородом планету. Они поглощают углекислый газ, который необходим для обеспечения процесса выработки кислорода. Однако учитывая быстрые темпы научного прогресса и активной вырубки лесных покровов Земли, возникают серьезные проблемы в функционировании биосферы. Также лес является своего рода дренажной системой планеты. Он обеспечивает защиту почвы от вымывания, эрозии, заболачивания, наступления песков, препятствует наводнениям и оползням. Также лес фильтрует грунтовые воды, обеспечивает гидрологический режим, обеспечивает наполнение водоемов, препятствует их осушению. Лесные массивы обеспечивают разнообразие биологических видов, так как имеют особые условия для существования, вне которых многие виды животных, птиц, насекомых не смогут выжить в условиях освоенного леса. Это примерно 80 процентов всех наземных видов. Потребности человечества растут, но ресурсы планеты не безграничны, неразумное их использование приведет нарушением экологического баланса в природе. Основные меры борьбы с обезлесением: + Усовершенствование законодательной базы в сфере управления лесными ресурсами на государственном уровне. Разработка международных конвенций о защите и охране лесного покрова. + Внедрение систем учета и контроля вырубки лесов, ужесточение мер наказания за незаконное уничтожение лесных массивов. + Проведение социальных программ среди населения о бережном отношении к лесным ресурсам, их защите и устранении ущерба, нанесенного человечество. + Увеличивать площадь новых лесных насаждений, расширять уже существующие, создавать лесные заповедники, охранять неосвоенные леса. + Использовать эффективные меры по предотвращению лесных пожаров. + Разработка мер по снижению использования дерева в промышленных отраслях, внедрение вторичной обработки древесины.
Кислотные дожди От концентрации вредных примесей в дождевой воде и времени воздействия на организм зависит реакция на кислотные дожди. Они могут вызвать разные реакции – от покраснения кожи, зуда, до выпадения волос, нарушения биохимических процессов. Кислотные дожди могут также изменить химический состав почвы, снизить урожайность и даже привести к полному бесплодию земли, повилять на состояние лесов. Отличить кислотный дождь можно даже на вкус – он и будет кислый. Как же в такой ситуации обезопасить себя? Что нужно знать каждому, кто попадает под дождь? Что является причиной кислотных дождей и как избежать этого? А можно ли избежать выпадения кислотных осадков? Данная работа актуальна для нас тем, что, мы должны знать, какие осадки выпадают в нашей стране, имеют ли они кислотный характер. Осадки – это неотъемлемая часть нашего климата, поэтому все граждане нашей страны должны обладать информацией об экологическом состоянии атмосферных осадков, о степени загрязнении их кислотами и опасности таких осадков для самого человека. Причины кислотных дождей
Основная причина выпадения кислотных дождей — наличие в атмосфере за счет промышленных выбросов оксидов серы и азота, хлористого водорода и других кислотообразующих соединений. В результате дождь и снег оказываются подкисленными. Образование кислотных дождей и их воздействие на окружающую среду показано на схеме ниже: Присутствие в воздухе заметных количеств, например, аммиака или ионов кальция приводит к выпадению не кислых, а щелочных осадков. Однако их также принято называть кислотными, поскольку они при попадании на почву или в водоем меняют их кислотность. Максимальная зарегистрированная кислотность осадков в Западной Европе — с рН = 2,3, в Китае — с РН = 2,25. Автором учебного пособия на экспериментальной базе Экологического центра РАН в Подмосковье в 1990 г. был зарегистрирован дождь с рН = 2,15. Таким образом, закисление природной среды — одна из важнейших экологических проблем, требующая решения в ближайшем будущем.
Истощение озонового слоя 1. Живые организмы на Земле защищены от коротковолнового ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца, которое губительно для всего живого, озоновым экраном (озоновым слоем). Исчезновение же озонового слоя привело бы к непредсказуемым последствиям — вспышкам рака кожи, уничтожению планктона в океане, мутациям растительного и животного мира. В настоящее время истощение озонового слоя признано всеми как серьезная угроза глобальной экологической безопасности. Снижение концентрации озона ослабляет способность атмосферы защищать все живое на Земле от жесткого ультрафиолетового излучения (УФ- радиация). 2) Впервые ученые зафиксировали истощение озонового слоя в 1970-е годы. Этот слой стратосферы защищает все живое на Земле от вредных ультрафиолетовых лучей. Эти химические вещества уже привели к образованию массивной дыры в озоновом слое над Антарктидой. Состояние дыры взято под контроль, хотя риск ее дальнейшего распространения на север остается. К счастью, ученые оперативно представили решение, как избежать разрушения озонового слоя. 16 сентября 1987 года был принят Монреальский протокол, в соответствии с которым мировые лидеры договорились отказаться от ХФУ. Впоследствии по инициативе ООН этот день стал отмечаться как День защиты озонового слоя.. Озоновая проблема, первоначально поднятая учеными, вскоре стала предметом политики. Все развитые страны, за исключением Восточной Европы и бывшего СССР, к концу1995 г. в основном завершили поэтапное сокращение производства и потребления озоноразрушающих веществ. С целью оказания помощи остальным государствам был создан Глобальный экологический фонд (ГЭФ). По данным ООН, благодаря согласованным усилиям мирового сообщества, предпринятым в последнее десятилетие, производство пяти основных видов ХФУ сократилось более чем вдвое. Темпы прироста озоноразрушающих веществ в атмосфере уменьшились. Однако на ближайшие годы придется пик истощения озоносферы, а наиболее сложным будет 1998 год. После этого, полагают ученые,озоновый слой начнет медленно восстанавливаться. По сведениям очень популярной газеты «Комсомольская правда», на центральной аэрологической станции сообщили, что озоновая дыра перестала расти уже два года назад, а к 2000 году будет еще меньше. К тому же над территорией Северного полушария обстановка лучше, нежели над Южным. По прогнозам специалистов, в сентябре там ожидается значительное понижение уровня озона. Над Россией все в норме, за исключением Красноярского края и Якутии. Там наблюдается очень высокая и опасная солнечная активность. Наконец, стали заметны положительные результаты этого совместного шага — в настоящее время наблюдается замедление истощения озонового слоя. 3) В связи с истощением озонового слоя на Земле может наблюдаться дефицит воды. Многие ученые связывают его с непрерывным в последнее десятилетие повышением температуры воздуха из-за роста содержания в атмосфере углекислого газа. Нетрудно протянуть цепочку, где одна проблема вызывает другую: большое энерговыделение (решение энергетической проблемы) — парниковый эффект — нехватка воды — недостаток пищи (неурожаи). За последние 100 лет температура возросла на 0,6 0С. В 1995—1998 гг. наблюдался особенно большой ее рост. Углекислый газ, метан и некоторые другие газы поглощают тепловое излучение и усиливают парниковый эффект. Еще более важный фактор — резкое увеличение расхода воды на промышленные и бытовые цели. В некоторых районах Индии, Китая, США уровень подземных вод в последние годы из-за этого заметно понизился. В отдельных местах для полива приходится использовать уже не дождевые, а глубоко залегающие ископаемые воды. Ученые предполагают, что уменьшение озонового слоя на 1% приведет к активному распространению болезней. Например, случаи заболевания раком кожи увеличатся на 10 тысяч раз, а катарактой глаз — на 100 тысяч. Склонность человека к заболеваниям дыхательных путей и легких будет стремительно расти. Кроме описанного выше изменения спектра и интенсивности различных излучений с присущими им биологическими эффектами, это влечет за собой нарушение параметров электромагнитного поля планеты, наслаивающееся на глобальное и региональное (например, при катастрофах типа Чернобыльской и Фукусимской) увеличение мощности ионизирующего излучения. При усилении частоты колебаний магнитного поля наблюдается изменение некоторых функций головного мозга. Создаются предпосылки для возникновения неврозов, психопатизации личности, энцефалопатий, неадекватного реагирования на окружающую действительность, вплоть до эпилептоидных приступов необъяснимого происхождения с точки зрения традиционных представлений об их причинах. Прямую взаимосвязь истощения озонового слоя с состоянием гидросферы установить достаточно сложно. Как известно, УФ-излучение. приходящее к поверхности Земли (и к суше, и к водоемам), исчисляется всего в 1% от общей солнечной энергии. Гасится оно не более чем в 5-метровом слое воды.
Последствия в гидросфере В прибрежных водах, особенно у берегов промышленно развитых стран, в последнее время наблюдаются серьёзные нарушения естественных условий водной среды, ухудшается качество воды в связи с повышением содержания органических веществ, возникают зоны с недостатком или отсутствием кислорода (зоны гипоксии), появляется сероводород. Избыточное содержание органических веществ характерно для вод Балтийского, Черного, Каспийского, Азовского и других морей. Зарегулирование стока крупных рек вызывает нарушение их гидрологического режима, изменение внутригодового распределения стока, изменение межсезонной и многолетней динамики химического состава воды, сглаживание его сезонных колебаний, а затем – и значительные изменения в режиме морей, куда эти реки впадают. Нагретые отработанные воды, сбрасываемые электростанциями и производствами, – фактор теплового загрязнения водоемов, способный существенно повышать температуру на поверхности. Он препятствует обмену придонных и поверхностных водных слоев, что уменьшает поступление кислорода, повышает температуру и, как следствие, активность аэробных бактерий. Появляются новые виды водорослей и фитопланктона, что приводит к цветению воды и нарушению биологического равновесия океана. Разливающаяся по поверхности моря нефть создаёт плёнку, затрудняющую газообмен воды с атмосферой. Наличие органических плёнок приводит к изменению температуры поверхностного микрослоя. Сокращая испарение, они препятствуют возникновению потока теплоты в нижележащие слои океана, служат дополнительным барьером, препятствующим прохождению молекул газа через поверхность раздела.
Экологические последствия Пресноводные экосистемы: Загрязнение пресноводных экосистем приводит к подавлению жизнедеятельности, плодовитости и гибели гидробионтов, нарушению пищевых связей, снижению устойчивости экосистем, эвтрофикации и т. д. Эвтрофикация (эвтрофирование) вод – повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления биогенных элементов (азота, фосфора, калия и др.) под воздействием естественных и антропогенных факторов. Негативным последствием эвтрофикации является ухудшение физико-химических условий среды обитания рыб и других гидробионтов за счет массового развития фитопланктона, снижения содержания кислорода в воде, разложения отмерших организмов и токсичности продуктов их распада. Эвтрофикация может быть вызвана антропогенными и естественными причинами. Антропогенная эвтрофикация связана с поступлением в водоемы значительного количества биогенных веществ – азота, фосфора и других элементов в виде удобрений, моющих веществ, отходов животноводства, атмосферных аэрозолей и т.д. Сроки протекания естественной эвтрофикации – столетия и тысячелетия, антропогенной – до нескольких десятилетий. Процессам антропогенной эвтрофикации подвержены многие крупные озера (Великие Американские озера, Балатон, Ладожское, Женевское и др.), водохранилища, речные экосистемы, в первую очередь малые реки. На этих реках, помимо катастрофически быстро растущей биомассы сине-зеленых водорослей, с берегов происходит зарастание их высшей растительностью. На пресноводные экосистемы, помимо избытка биогенных веществ, негативное воздействие оказывают и другие вещества: тяжелые металлы (свинец, кадмий, никель и др.), фенолы, СПАВ и др. Так, например, загрязнение этими компонентами Байкала привело к обеднению гидробионтов, уменьшению биомассы зоопланктона, гибели значительной части численности популяции байкальской нерпы и др. Морские экосистемы: Ежегодно в океан сбрасывается до 300 млрд. м3 сточных вод, 90% которых не подвергается предварительной очистке. Многие токсичные элементы и соединения (тяжелые металлы, пестициды, бензпирен и др.) аккумулируются в живых организмах с течением времени и по мере продвижения по цепям питания, в результате делая непригодными для промысла рыбу, птиц, морских млекопитающих. Для прибрежных зон океана характерно усиление таких же процессов, как эвтрофикация, цветение вод, «красные приливы», микробиологическое загрязнение. Цветение вод – массовое развитие фитопланктона, вызывающее изменение окраски воды от зеленой и желто-бурой до красной. Оно обусловлено значительным поступлением в водоемы биогенных элементов (азота, фосфора, калия и др.). «Красные приливы» – массовое развитие пирофитовых водорослей, связанное с чрезмерным сбросом в океан органических веществ. Они неоднократно наблюдались у берегов Флориды, Индии, Австралии, Японии, Черного моря и т. д. Выводы: Основными последствиями загрязнения водной среды являются: 1) снижение биологической продуктивности объектов гидросферы и гибель гидробионтов; 2) перенос токсических веществ по пищевым цепям и накопление поллютантов; 3) прогрессирующая эвтрофикация водоемов» 4) возниконовение отдаленных по времени эффектов (мутагенеза, канцерогенеза и др.) у различных групп гидробионтов; 5) ухудшение состояния морских прибрежных зон, а также берегов крупных и малых рек; 6) ограничение возможностей использования поверхностных и подземных вод (в питьевых целях, для рекреации, лечения и оздоровления) из-за снижения качества воды. Дефицит природных ресурсов Очевидным является то обстоятельство, что главными причинами усиливающегося антропогенного воздействия на окружающую среду служит рост населения и возрастание масштабов потребления природных ресурсов, промышленного и сельскохозяйственного производства, что ведет к увеличению энергозатрат. Вопрос ограниченности ресурсов в современном мире является одним из самых актуальных. Известно, что запасы многих природных ресурсов уже находятся в дефиците, а то, что некоторые сохранились в больших количествах, не означает их нескончаемость. Удовлетворение потребностей общества напрямую зависит от создания благ. Понятно, что при постоянном увеличении населения земли ресурсы будут ограничиваться, их не будет хватать для удовлетворения всех потребностей. Необходимо ограничить использование ресурсов, потому что в будущем проблема их ограниченности может оказаться неразрешимой и привести к фатальным последствиям. Дефицит пресной воды Опустынивание Один из самых глобальных и быстротечных процессов современности — расширение опустынивания, падение и, в самых крайних случаях, полное уничтожение биологического потенциала Земли, что приводит к условиям, аналогичным условиям естественной пустыни. Естественные пустыни и полупустыни занимают более 1/3 земной поверхности. На этих землях проживает около 15% населения мира. Пустыни — это территории с крайне засушливым континентальным климатом, обычно получающие в среднем всего 150-175 мм осадков за год. Испарение на них гораздо выше, чем увлажнение. Пустыни — естественные образования, играющие определённую роль в общей экологической сбалансированности ландшафтов планеты. По оценкам геологов, до того как люди начали заниматься сельскохозяйственной деятельностью, пасти скот и распахивать земли, реки ежегодно сносили в Мировой океан около 9 млрд. т почвы. Ныне это количество оценивают примерно в 25 млрд. т. Почвенная эрозия — сугубо местное явление — ныне приобрела всеобщий характер. В США, например, около 44% обрабатываемых земель подвержено эрозии. В России исчезли уникальные богатые чернозёмы в средней полосе с высоким содержанием гумуса. Почвенная эрозия особенно велика в самых больших и густонаселённых странах. Почвенная эрозия не только уменьшает плодородие и снижает урожайность. В результате почвенной эрозии гораздо быстрее, чем обычно предусматривается в проектах, заиливаются искусственно сооружаемые водные резервуары, сокращаются возможность орошения получения электроэнергии от гидроэлектростанций. Особенно тяжёлая ситуация возникает, когда сносится не только почвенный слой, но и материнская порода, на которой он развивается. Тогда наступает порог необратимого разрушения, возникает антропогенная пустыня. Среди факторов, приведших к расширению пустынь, можно указать на чрезмерный выпас скота, вырубку лесов и слабые методы орошения. Кстати, чрезмерное использование человеком почвы в результате социальных и экономических давлений, а также неправильные подходы к сельскому хозяйству, войны и засухи приводят к опустыниванию. Почва очень необходима и жизненна важна для человека, поскольку считается основным ресурсом пищи, воды и формирования минеральных источников. Исследования показывают, что стоимость суммарной пользы, получаемой человеком от почвы, составляет более одного триллиона долларов в год. Самое главное, почва считается коммуникационным мостом между устойчивым развитием, сохранением здоровья человека и экосистемой. Ряд ученых считают почву наиважнейшим невозобновляемым источником на Земле. Создание одного сантиметра плодородной почвы в среднем требует 1000 лет, однако скорость разрушения почвы во много раз больше скорости восстановления. Последствия опустынивания включают: · сокращение объемов производства продовольствия, снижение плодородия почвы и природной способности земли к восстановлению; |
infopedia.su
Воздействие кислотных дождей | еВода — Другой взгляд на воду
Под популярным названием «кислотные дожди» кроется сложный комплекс воздействий техногенных загрязнений воздуха на человека и природную среду, главные последствия которых — рост аллергических заболеваний дыхательных органов, потери урожайности сельскохозяйственных растений, усыхание лесов, безрыбные озера.
Кислотные дожди особенно характерны для стран Западной и Северной Европы, США, Канады, промышленных районов Российской Федерации, Украины и др.
Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским исследователем Робертом Смитом. Его внимание привлек викторианский смог в Манчестере. И хотя ученые того времени отвергли теорию о существовании кислотных дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели жизни в водоемах и лесах, гибели урожаев и растительности.
Кислотный дождь — все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами (обычно — оксидами серы, оксидами азота)
Вода обычного дождя тоже представляет собой слабокислый раствор. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как углекислый газ (СО2), вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота (CO2 + h3O <=> h3CO3). Тогда как в идеале рН дождевой воды равняется 5.6-5.7, в реальной жизни показатель кислотности (рН) дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности.
Это, прежде всего, зависит от состава газов, содержащихся в атмосфере той или иной местности, таких как оксид серы и оксиды азота. В 1883 году шведский ученый Сванте Аррениус ввел в обращение два термина — кислота и основание. Он назвал кислотами вещества, которые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода (H+). Основаниями он назвал вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-ионы (ОН-). Водородный показатель (рН) является показателем степени концентрации ионов водорода (H+) в растворе и его используют в том числе и в качестве показателя кислотности воды.
Даже нормальная дождевая вода имеет слабокислую (pH около 6) реакцию из-за наличия в воздухе диоксида углерода (СО2). Кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксид серы (IV) S2 и различными оксидами азота (NхОy). Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий и тепловых электростанций.
Соединения серы (сульфиды, самородная сера и другие) содержатся в углях и рудах (особенно много сульфидов в бурых углях), при сжигании или обжиге которых образуются летучие соединения — оксид серы (IV) SO2 (сернистый ангидрид), оксид серы (VI) SO3 (серный ангидрид), сероводород — h3S (образуется в малых количествах при недостаточном обжиге или неполном сгорании, при низкой температуре). Различные соединения азота содержатся в углях, и особенно в торфе (так как азот, как и сера, входит в состав биологических структур, из которых образовались эти полезные ископаемые).
Проблема кислотных дождей возникла в Западной Европе и Северной Америке в конце 50-х годов. В последнее десятилетие она приобрела глобальное значение главным образом в связи с возросшими выбросами окислов серы и азота, а также аммиака и летучих органических соединений (ЛОС). По данным ЕЭК, двуокись (трехокись) серы поступает из теплоэлектростанций и других стационарных источников при сжигании ископаемого топлива (88%), при переработке сульфидных руд (5%), нефтепродуктов, производстве серной кислоты и др. (7%). Для окислов азота среди стационарных источников топливно-энергетический дает 85% выбросов, производство цемента, извести, стекла, металлургические процессы, сжигание мусора и др. — 12%. Азотные загрязнения поступают из нестационарных источников и – аммиак — от животноводческих предприятий и удобрений. Основные источники ЛОС-химические производства, промышленные и бытовые растворители, нефтехранилища, бензоколонок и т.д.
Последствия кислотных дождей ученые до настоящего времени еще не установили до конца. Одно только известно, что если раньше, какие-то два-три десятилетия назад, люди могли спокойно собирать дождевую воду и умываться ей для придания коже лица молодости, то сейчас об этом не может идти и речи. Потому как последствия кислотных дождей могут оказать губительное воздействие на кожу лица и здоровье в целом.
Любые осадки, которые выпали на землю, каким бы чистыми они не выглядели, на самом деле содержат в себе мельчайшие частицы пыли, различные патогенные микроорганизмы, споры грибов, пыльцу самых разных растений практически со всего света, примеси тяжелых металлов, которые попадают в атмосферу и другие воздушные слои вместе с отходами многочисленных фабрик и заводов. Все это в весенний, летний и осенний периоды выливается потоком на головы земных обитателей, и не каждый из них имеет хоть малейшее представление о том, какие могут быть последствия кислотных дождей.
Ни для кого не является секретом тот факт, что кислотные дожди негативным образом сказываются на состоянии всей окружающей среды. В водоемах с течением времени повышается концентрация ионов тяжелых металлов с высоким уровнем токсичности, к примеру, свинца и кадмия. В связи с этим экологи и представители здравоохранения настоятельно рекомендуют, чтобы избежать или хотя бы минимизировать последствия кислотных дождей, как можно реже купаться или вообще не купаться в водоемах с очень низкой либо очень высокой кислотностью, поскольку это отрицательно отразится на здоровье человека.
Например, чтобы последствия кислотных дождей не отразились на здоровье, не стоит в дождь выходить на улицу без соответствующего инвентаря — зонта либо плаща-дождевика. Если игнорировать этот совет, то все примеси, которые присутствуют в якобы чистой дождевой воде, тянут за собой большое количество проблем. Достигая максимального уровня концентрации в организме, большинство таких элементов начинают свое пагубное действие, провоцируя тяжелые интоксикации, а в некоторых случаях даже мутации, которые проявятся на последующих поколениях. Ионы тяжелых металлов замусоривают каналы печени и почек, а постепенное скопление токсинов приводит к общему отравлению всего организма.
Довольно серьезные последствия кислотных дождей для организма и здоровья можно наблюдать при отравлении марганцем, который также может находиться в дождевой воде в громадных количествах. Признаки подобной интоксикации характерны для большого количества заболеваний, и обычно человек не сразу обращает внимание на это. Марганец может закупоривать канальцы нервных клеток, что провоцирует сильную утомляемость, уменьшение работоспособности, сонливость, внезапную слабость, головокружения, тошноту. Еще одним опасным металлом кислотного дождя можно назвать алюминий, который, скапливаясь в течение нескольких лет, может явиться причиной всевозможных заболеваний неврологического характера.
Остальные роковые примеси не менее опасны, многие из них могут вызывать злокачественные опухоли, поэтому необходимо при кислотном дожде воздержаться от прогулки и ни в коем случае не нужно применять эту воду. Последствия кислотных дождей после прогулки можно снизить, если принять теплый душ с мылом или гелем, тщательно вымыть голову шампунем, а после душа выпеть горячий чай с молоком, либо просто теплое молоко. Также рекомендуется принимать различные абсорбенты, которые помогут нейтрализовать и вывести из организма все ненужные примеси.
Но кроме вреда кислотные дожди имеют и полезное действие.
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.
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.
Для того, чтобы прийти к таким выводам ученые провели эксперименты по получению искусственных облаков в лаборатории. К ним они добавляли частицы пыли, которые поднимаются в атмосферу во время песчаных бурь в Сахаре. Таким образом исследователи смогли отследить все химические процессы протекающие в подобных системах. Свои лабораторные эксперименты авторы публикации подтвердили полевыми наблюдениями.
Как мы убедились, кислотные дожди – очень опасное явление, которое приносит вред окружающей среде, а также живым и неживым организмам. Но оказывается, что кислотные дожди могут приносить и пользу (например, разрушать частицы пыли и железа в воздухе над океаном). Чаще всего в кислотных дождях содержится опасная серная кислота и менее опасная азотная. Эти кислоты сжигают и разъедают всё. В кислотный дождь лучше всего по возможности не выходить наружу. Последствия кислотных дождей поистине разрушающие, они наносят немалый ущерб памятникам культуры, домам, а также сельскому хозяйству. Эти последствия нелегко подавляются. Но всё же выпадение кислотных осадков можно предотвратить – например, использовать более чистое, и менее отходное производство, утилизировать отходы без вреда природе. Ведь если мы будем хорошо относиться к природе, то и она отплатит нам тем же. Ведь кислотные дожди, катаклизмы, аномалии – всё это результат человеческой деятельности. Давайте вместе защищать природу!
www.ewater.ru