Кислотные дожди

Копенгаген  и Амстердам,  подверглись  кислотному  разрушению  в  значительно

меньшей степени.

    Страдают от кислотных дождей  и люди,  вынужденные  потреблять  питьевую

воду, загрязненную токсическими металлами — ртутью, свинцом, кадмием и т.п.

    Спасать природу от закисления  необходимо.  Для этого придется  резко

снизить выбросы  в атмосферу окислов  серы  и  азота,  но  в  первую  очередь

сернистого  газа,  так  как  именно  серная  кислота  и  ее  соли  на  70—80%

обусловливают кислотность  дождей,  выпадающих  на  больших  расстояниях  от

места промышленного  выброса.

      Наблюдения за химическим составом  и  кислотностью  осадков   в  России

ведут 131 станция, отбирающие на химический анализ суммарные  пробы,  и  108 пунктов, на которых в  оперативном  порядке  измеряют  только  величину  рН. Пробы осадков на содержание от 11 до 20  компонентов  анализируются  в  пяти кустовых лабораториях.

      Система контроля загрязнения  снежного покрова  на  территории  России

осуществляется  на 625 пунктах, обследующих площадь  в  15  млн.  км2.  Пробы

забирают  на наличие  ионов  сульфата,  нитрата  аммония,  тяжелых  металлов,

определяют  значение рН.

    Природные  осадки  имеют   разную  кислотность,  но  в   среднем  рН=5,6.

Кислотные осадки с рН < 5,6 представляют  серьезную угрозу,  особенно  если

величина  рН  падает  ниже  5,1.  Ниже  перечисляются основные  последствия

выпадения кислотных осадков. Повреждение статуй, зданий, металлов и отделки автомобилей. Гибель рыб, водных растений и микроорганизмов в озерах и реках. Понижение способности к воспроизводству лососей и форели при рН < 5,5.

Гибель и  понижение продуктивности многих видов  фитопланктона, когда  рН<6  —

8.

Разрыв азотного цикла в озерах, когда величина рН колеблется от 5,4 до 5,7.

Ослабление  или гибель деревьев, особенно хвойных  пород,  произрастающих  на больших  высотах,  из-за  вымывания  из  почвы  кальция,   натрия  и  других

питательных веществ (Рисунок IV). Повреждение корней деревьев и гибель многих видов  рыб  из-за  высвобождения из почв и донных осадков ионов алюминия, свинца, ртути и кадмия. Ослабление  деревьев  и  усиление  их  подверженности  болезням,  насекомым, засухам,    грибам    и мхам, которые процветают в кислой среде. Замедление     роста     культурных  растений,  таких,  как  помидоры,  соя, фасоль, табак, шпинат, морковь, капуста-брокколи и хлопок. Рост популяции  81агола,  простейшего,   вызывающего     серьезную  кишечную инфекцию,  которая  поражает  скалолазов  и  альпинистов,  пьющих  воду  из, казалось бы, чистых горных ручьев. Возникновение и обострение многих  болезней  дыхательной  системы  человека, преждевременная гибель людей.

    Кислотные осадки иллюстрируют  пороговый эффект. Большинство почв,  озер

и   рек   содержат   щелочные    химические    вещества,    которые    могут

взаимодействовать с некоторым количеством  кислот,  нейтрализуя  их.  Однако

регулярное  многолетнее  воздействие  кислот  истощает  большинство  из  этих

сдерживающих  закисление веществ. Затем как бы внезапно  начинается  массовая гибель деревьев и рыб в озерах и реках.  Когда  это  происходит,  какие-либо меры  по  предотвращению  серьезного  ущерба   предпринимать   уже   поздно. Опоздание составляет 10 — 20 лет.

    Кислотные осадки  уже  являются  серьезной  проблемой  в  Северной   и

Центральной Европе, на северо-востоке  Соединенных  Штатов,  на  юго-востоке

Канады, в  некоторых районах Китая, Бразилии и Нигерии.  Все  большую  угрозу

они начинают представлять в промышленных регионах Азии, Латинской Америки  и Африки и в некоторых местах на западе Соединенных  Штатов  (главным  образом из-за сухих  осадков).  Выпадают  кислотные  осадки  и  в  ряде  тропических районов, где промышленность практически не развита,  главным  образом  из-за выделения   оксидов   азота   при   сжигании   биомассы.    Большая    часть кислотообразующих  веществ,  произведенных  в  одной   стране,   переносится преобладающими  приземными  ветрами  на  территорию   другой.   Более   трех четвертей  кислотных  осадков  в  Норвегии,  Швейцарии,   Австрии,   Швеции, Нидерландах и Финляндии приносится  в  эти  страны  ветром  из  промышленных районов Западной и Восточной Европы.

    Свыше  половины  кислотных   осадков  в  густонаселенных   районах   юго-

восточной Канады и востока Соединенных  Штатов обусловлены  выбросами  крайне сконцентрированных   предприятий   угольной   и   нефтяной   энергетики    и промышленных предприятий в семи штатах Центра и верхнего Среднего  Запада  - Огайо,  Индианы,  Пенсильвании,  Иллинойса,  Миссури,  Западной  Виргинии  и Теннесси  (Рисунок V).  Степень кислотности осадков над большей частью Востока Северной Америки составляет 4,0-4,2. Это в  30-40  раз  больше,  чем кислотность нормальных осадков, которые выпадали  в  этих  местах  несколько десятилетий  назад.  Штатами,  которые  выбрасывают  наибольшее   количество кислотообразующих веществ, являются Калифорния, Индиана, Огайо и Техас.

    Около 75% кислотных осадков, выпадающих  в Канаде, приносится ветрами  из

Соединенных Штатов, и только 15% кислотных  осадков,  выпадающих  в  северо-

восточных штатах, обусловлено выбросами на территории  самой Канады.  Такой большой положительный баланс переноса кислотных осадков  между  Соединенными Штатами и Канадой  привел  к  обострению  отношений  между  двумя  странами. Канадские ученые и чиновники и многие ученые США  критиковали  правительство США за недостаточно оперативные  действия  по  уменьшению  вредных  выбросов промышленных предприятий  и  электростанций  по  крайней мере  на  50%.  По оценкам Министерства окружающей среды провинции  Онтарио,  кислотные  осадки

угрожают 48 тыс. канадских озер  с  их  индустрией  спортивного  рыболовства

(1,1 млрд. долларов  в год) и туризма (10  млрд.  долларов  в  год).  Канадцы

также обеспокоены  тем, что  кислотные  осадки  вредят  лесному  хозяйству  и

связанным с ним  отраслям,  которые  дают  работу  каждому  десятому  жителю

страны и  приносят 14 млрд. долларов в год.

    По оценке Национальной академии  наук,  ущерб  от  кислотных   осадков  в

Соединенных Штатах уже составляет, по крайней мере, 6 млрд. в год и будет

резко  возрастать,  если  не  предпринять  немедленных  действий.  Стоимость

сокращения  объема этих загрязнителей составит  от  1,2  млрд.  до  20  млрд.

долларов  в зависимости  от  степени  очистки  и  технологии,  которая  будет

использована.

    В  некоторых  областях  почвы   содержат  известняк  и  другие  щелочные

вещества, которые  могут  нейтрализовать  кислоты.  Однако  кислые  почвы  в

других районах  практически не способны к нейтрализации  кислот.  Кроме того,

повторное воздействие на любые почвы  кислотных  осадков  может  в  принципе истощить содержащиеся в  них  вещества,  нейтрализующие  кислоты.  Кислотный речной сток может погубить многие формы жизни в озерах и реках. Так  же  как и почвы,  некоторые  озера  и  реки  особенно  чувствительны  к  воздействию кислоты  из-за  низкого  содержания  щелочей  (особенно  иона  бикарбоната), которые могли бы  способствовать  нейтрализации  поступающих  в  них  кислот (Рисунок VI). 

    Самоочищение  атмосферы.  Воздушный   океан  обладает   способностью   к

самоочищению  от  загрязняющих  веществ.  Аэрозоли  вымываются  из  атмосферы осадками, ионы оседают под влиянием электрического поля атмосферы,  а  также вследствие гравитации. Частица размером 10 мкм проходит путь от устья  трубы высотой 45 м до поверхности земли за 1,4 ч. За это время при скорости  ветра 2 м/с выброс из трубы будет отнесен на  10  км,  частицы меньшего  диаметра осядут на еще  большем  расстоянии.  Оседанию  способствует  сорбция  их  на поверхности  более  крупных  частиц.  В   отсутствие   атмосферных   осадков происходит выпадение аэрозолей в  результате  соприкосновения  нижнего  слоя воздуха с земной поверхностью и  предметами,  расположенными  на  ней.  Так, воздушные потоки, переносящие  загрязнения,  очищаются,  встречая  на  своем пути лес. На деревьях осаждаются не только твердые  частицы,  но  и  летучие вещества.

    Вследствие турбулентного перемешивания  приземной слой воздуха все  время

обновляется,  поэтому  на  поверхность  отлагается  значительное  количество

аэрозолей,  на  1  м2  земной  поверхности под Санкт-Петербургом выпадает

столько аэрозолей, сколько заключено в 250 м приземного  слоя  воздуха,  при

этом за сутки очищается слой высотой 250 м. Эта величина условно называется

скоростью или высотой очистки.

    Процессы самоочищения атмосферы  связаны не только с выпадением  осадков и  образованием  нисходящих  потоков,  но  и  с  другими  метеорологическими явлениями.

    Всякое загрязнение вызывает  у природы защитную реакцию,  направленную на

его нейтрализацию. Эта способность природы  долгое  время  эксплуатировалась

человеком бездумно и хищнически. Отходы производства выбрасывались в  воздух в расчете на то,  что  будут  обезврежены  и  переработаны  самой  природой. Казалось, что как ни велика общая масса отходов, по  сравнению  с  защитными ресурсами   она   незначительна.   Однако    процесс    загрязнения    резко прогрессирует, и становится очевидным, что  природные  системы  самоочищения рано или поздно не  смогут  выдержать  такой  натиск,  так  как  способность атмосферы к самоочищению имеет определенные границы. 

    Заключение. 

    Влияние  атмосферных  загрязнений   на  окружающую  среду   и   здоровье

населения. От загрязнения воздуха страдают животные  и  растения.  Например,

отходы медеплавильных заводов —  хлор,  мышьяк,  сурьма  —  вызывают  гибель домашних и диких животных,  поедающих  отравленную  этими  веществами  пищу, тяжелые заболевания скота наблюдаются от фтористых соединений. Медь и  цинк, попадающие  с выбросами заводов на  землю,  могут полностью   уничтожить травяной покров.

    Воздействие сернистого газа  и его производных на  человека  и  животных

проявляется  прежде  всего в поражении верхних дыхательных путей,   под

влиянием  сернистого газа и серной кислоты  происходит  разрушение  хлорофилла в  листьях  растений,  в  связи  с чем ухудшается  фотосинтез  и дыхание, замедляется рост, снижается  качество  древесных  насаждений  и  урожайность сельскохозяйственных культур, а при более высоких  и  продолжительных  дозах воздействия растительность погибает.

    Подсчитано, что общее количество  выбросов сернистого газа  в   атмосферу

нашей  планеты  тепловыми  электростанциями,   металлургическими   заводами, нефтеперерабатывающими предприятиями и другими антропогенными источниками  с 1905 по 1965 г. возросло в 4 раза и к настоящему времени достигло  150  млн. т. Из этого количества до 110 млн. т (более 70% мировых выбросов  сернистого газа) приходится на страны  Европы,  Соединенные  Штаты  Америки  и  Канаду. Учитывая, что  использование  твердого  топлива,  в  частности  бурого  угля (характеризующегося  высоким содержанием серы),  все возрастает,  следует предвидеть соответствующее увеличение выбросов сернистого газа.