Кислотные дожди

Кислотные дожди — дожди, подкисленные (рН ниже 5,6; рН выражается десятичным логарифмом концентра­ции водородных ионов) из-за растворения в атмосферной влаге промышленных выбросов (SO₂, NO_х, HC1 и др.).

В Западной Европе максимальная зарегистрированная кислотность осадков рН=2,3. Образование кислотных дождей обусловлено, в основном, поступлением в воздух диоксида серы, оксидов азота, аммиака, летучих органических соединений. Считается, что кислотные дожди на 2/3 обусловлены диоксидом серы и на 1/3 оксидами азота.

Диоксид серы поступает из тепловых электростанций и других стационарных источников при сжигании ископа­емого топлива (88%), при переработке сульфидных руд (5%), нефтепродуктов, производстве серной кислоты и др. (7%). Двуокись серы окисляется кислородом до трехокиси. Трехокись серы при взаимодействии с водяными пара­ми образует сернистую кислоту. Эта кислота, постепенно окисляясь, превращается в серную кислоту. Большая часть двуокиси серы превращается в серную кислоту в течение нескольких дней после ее выброса в атмосферу.

Для оксидов азота среди стационарных источников топливно-энергетический комплекс дает 85% выбросов, производство цемента, извести, стекла, металлургические процессы и другие - 12%. Аммиак поступает от живот­новодческих комплексов и предприятий по производству удобрений. Основные источники летучих органических со­единений - химические производства, нефтехранилища, транспортные средства и т.д.

Первым экономически ощутимым следствием выпаде­ния кислотных дождей была утрата рыбных ресурсов. Сотни озер Скандинавии и Британских островов стали безрыбными. В Канаде из-за частых кислотных дождей стали мертвыми 4000 озер, а 12000 озер находятся на грани гибели. В своей эволюции живые организмы при­способились к физической и химической среде и могут существовать только в определенном интервале рН. При снижении рН воды до 6,5-6,0 погибают улитки, моллюс­ки, ракообразные. При рН 6,0-5,0 гибнут форель, хари­ус, лосось, сиг, окунь, щука, плотва и др. Причиной ги­бели рыбы является прямое действие кислоты, а также подвижного алюминия. Этот элемент поступает в воду из горных пород и донных отложений и повреждает жабер­ный аппарат рыбы. Из-за уменьшения количества каль­ция в водоеме рыба теряет способность к воспроизводству. При снижении рН ниже 4,5 в воде озер вымирают микро­организмы, развиваются анаэробные процессы с выделени­ем метана и сероводорода.

Кислотные дожди изменяют кислотность почвы. Подкисление почвы приводит к изменению Аl/Са и Al/Mg, которые в Центральной Европе за 20 лет (1970-1990) возросли почти в 2 раза. Кислотные дожди выщелачива­ют и уносят из почвы такие питательные вещества, как Са, Mg, К.

Подкисление почв - одна из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного полушария. Больше всего пострадали елово-пихтовые леса. Смена хвои проис­ходит реже, чем листьев, и она накапливает больше вред­ных веществ за один и тот же период времени. Эффекты подкисления можно подразделить на химические и биоло­гические. Химические эффекты заключаются в изменении катионного обмена растений. В результате этого растения страдают от недостатка магния и избытка алюминия. Повышенное количество алюминия - главная причина по­желтения хвои.

Кислотные дожди снижают интенсивность фотосинтеза. За последние десять лет скорость роста многих вечнозеле­ных растений в Западной Европе замедлилась на 20-30%.

Биологические эффекты многообразны. В частности, кис­лотная среда подавляет рост корней. Повышенное содержа­ние азота и свободных нуклеиновых кислот стимулирует развитие лесных вредителей. Косвенные воздействия выра­жаются в пролонгации (продлении) летнего роста растений и повышенной чувствительности к первым заморозкам.

Смог

В результате антропогенной деятельности в крупных промышленных центрах и городах образуется смог. Смог - это сочетание пылевых частиц и капель тумана. Выделя­ют два типа смогов: лондонский и лос-анджелесский.

Лондонский смог представляет собой сочетание газооб­разных загрязнителей (в основном сернистого ангидрида), пылевых частиц и капель тумана.

Лос-анджелесский смог - это вторичное загрязнение воздуха, возникающее в результате разложения загрязня­ющих веществ солнечными лучами, особенно ультрафио­летовыми.

Главный ядовитый компонент смога - озон. Под дей­ствием ультрафиолетового излучения NO₂ распадается на NO и О. О + О₂ = О₃. На образование и устойчивость это­го типа смога влияют атмосферная инверсия, солнечное излучение и степень загрязнения воздуха выбросами транспорта и промышленности.