8.5.Проблема кислотных осадков

Разбитие промышленности, транспорта, освоение новых 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. сократилась примерно на 610 тыс, км т.е. на 5,7 %. Одновременно выяснилось, что через пролив Фарм., отделяющий архипелаг Свальбард (Шпицберген) от Гренландии, ежегодно со сред— ней скоростью около 15 см/с в открытую Атлантику выносится до 2600 км плавучего льда (что примерно в 15—20 раз больше стока такой реки, как Конго).

В июле 2002 г. с маленького островного государства Тувалу, расположенного на девяти атоллах в южной части Тихого океана (26 км 11,5 тыс, жителей), раздался призыв о помощи. Тувалу медленно, но верно уходит под воду — самая высокая точка в государстве возвышается над уровнем океана всего на 5 м. В начале 2004 г. электронные средства массовой информации распространи ли заявление о том, что ожидаемые высокие приливные волны, связанные с новолунием, могут на некоторое время поднять уровень моря в этом районе более чем на З м, что обусловлено повышением уровня океана вследствие глобального потепления. Если эта тенденция сохранится, крошечное государство будет смыто с лица Земли. Правительство Тувалу принимает меры по переселению граждан в соседнее государство Ниуэ.

Повышение температуры вызовет понижение влажности почвы во многих регионах Земли. Засухи и тайфуны стану привычньтм явлением. Ледовый покров Арктики сократится на 15 %. В наступившем столетии в Северном полушарии ледовое покрытие рек и озер будет держаться на 2 недели меньше, чем в ХХ в. Растают льды в горах Южной Америки, Африки, Китая и Тибета.

Глобальное потепление отразится и на состоянии лесов планеты. Лесная растительность, как известно, может существовать в очень узких пределах температуры и влажности. Большая часть ее может погибнуть, сложная экологическая система окажется на стадии разрушения, а это повлечет за собой катастрофическое уменьшение генетического разнообразия растений.

В результате всемирного потепления на Земле уже во второй половине ХХ в. может исчезнуть от четверти до половины видов сухопутной флоры и фауны. даже при максимально благоприятных условиях к середине века непосредственная угроза вымирания нависнет почти над 10 % видов сухопутных животных и растений.

Исследования показали: чтобы избежать глобальной катастрофы, необходимо уменьшить выбросы углерода в атмосферу до

2 млрд. т в год (одна треть нынешнего объема). Учитывая естественный прирост населения, к 2030—2050 гг. на душу населения должно выбрасываться не более 1/8 объема углерода, приходящегося сегодня в среднем на одного жителя Европы.

8.5. 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 элемент тов. Среди них преобладают оксиды серы — $02 и азота — (Т% 1 Соединяясь с частицами воды, иксдшы серь и азота образуют серную (Н и азотную (н1 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 основания ми — вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксидионы (0Н).

Водные растворы могут иметь ре (показатель кислотности

воды, или показатель степени концентрации ионов водорода) от

О до 14. Нейтральные растворы имеют р.-Н. 7,0, кислая среда ха бактеризуется значениями ре меньше 7,0, щелочная — больше

7,0 (рис. 14).

В среде с р.-Н. 6,0 гибнут такие виды рыб, как лосось, форель, плотва и пресноводные креветки. При р.-Н. 5,5 погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скагтливаться на дне. Затем гибнет планктон — крошечные одноклеточные водоросли и простейшие беспозвоночные, которые составляют основу пищевой

цепи водоема. Когда кислотность достигает ре 4,5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых, выживают только не которые виды пресноводных беспозвоночных.

! Щелочь

Рис. 14. Шкала кислотности (р.-Н.)

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 1 составляют выхлопные газы автомобилей.

Атмосферное осадки, характеризующиеся сильнокислой реакцией (обычно рН.<5,б), 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 вьщеления, но и на большом расстоянии от него. Он тюке 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 под ходит выражение «кислотные осадки». действительно, загряз ноющие 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. ХХ в. экологи сообщили об уменьшении косяков рыбы и даже полном ее исчезновении в некоторых озерах Скандинавии. В 1972 г. проблема кислотньтх дождей была впервые поднята учеными-экологами Швеции на Конференции ООН по окружающей среде. С этого времени опасность глобального зачисления окружающей среды превратилась в одну из наиболее острых проблем, обрушивших сена человечество.

По состоянию на 1985 г. в Швеции из-за кислотных дождей серьезно пострадал рьибный 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 р.-Н. Воды колебался от 4,4 до 7,0. В озерах, где показатель росиста вил 4,4; 5,1 и 5,8, не было поймано ни одной рыбы, ев 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 под 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 растлительносит.

Кислотные осадки разрушают здания, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почв и мо гут 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 со провожается и осаждением на памятниках корки сажи в виде двуокиси серы, вьщеляемой промышленными предприятиями. Для соединения отдельных архитектурных элементов древние греки использовали небольшие стержни и скобы из железа, по крытые 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 од ной из комиссий ООН, свидетельствуют, что кислотные осадки оказывают губительное воздействие и на старинные витражньте 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 )(Х 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 У1i1—ХУII 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.