Кислотные осадки

Кислотными называют любые осадки (дожди, туманы, снег), кислотность которых выше нормальной. К ним также относится выпадение сухих кислых частиц.

Кислота – это любое химическое вещество, высвобождающее при растворении в воде ионы водорода. Наиболее часто встречающиеся кислоты: соляная НСL -> H⁺ + CL^-; серная H₂SO₄ -> 2H⁺ +SO₄^2-; азотная HNO₃ -> H⁺ ++NO₃^-; фосфорная HPO₄ -> H⁺ +PO₄^-.

Качественной характеристикой кислотности осадков является водородный показатель – величина рН, характеризующая концентрацию ионов водорода в растворах и численно равная десятичному логарифму этой концентрации, выраженной в моль/дм³:

РН = -lg Н⁺, где Н⁺ -концентрация ионов водорода. При рН =7 – среда нейтральная, рН < 7 – кислая, pH > 7 –щелочная.

При нормальных условиях чистая дождевая вода, содержащая растворенный атмосферный диоксид углерода, образующий угольную кислоту, имеет рН =5,6. Кислотные осадки имеют величины рН ниже этого показателя. Максимальная зарегистрированная в Западной Европе кислотность осадков – рН=2,3. В основном же они имеют значения рН=4,5-5,5. (рН лимона –2,3; молока – 6,5; аммиака – 11,8).

Причины выпадения кислотных осадков

В настоящее время считается, что кислотные осадки на 2/3 обусловлены выбросами диоксида серы и на 1/3 – выбросами оксидов азота. Небольшой вклад в образование кислотных осадков вносят пары различных кислот, аммиак и летучие органические соединения.

88% диокисда серы поступает от тепловых электростанций и промышленных энергетических объектов, оставшиеся 12% - от производства серной кислоты, переработки сульфидных руд и ряда других производств.

Оксиды азота поступают в атмосферу в основном от ТЭС и промышленных энергетических объектов – 51%; с выхлопными газами автомобилей – 44%; на остальные источники приходится всего около 5%.

Попадая в атмосферу кислые газы взаимодействуют с влагой и трансформируются в кислоты.

Особую опасность представляют выбросы диоксида серы. Дальность переноса диоксида серы и продуктов его трансформации составляет обычно 300-400 км. Но серную кислоту обнаруживают и в осадках, выпадающих на удалении 1000-1500 км от источника выброса диоксида серы.

На всем пути опасность адсорбирования кислых осадков растительностью, почвой, поверхностными водами чрезвычайно высока.

В связи с тем, что в последние годы выбросы диоксида серы практически не уменьшаются, а выбросы оксидов азота даже возрастают, кислотные осадки превратились в серьёзную глобальную экологическую проблему.

Какое же негативное влияние эти осадки оказывают на экосистемы?

ПОСЛЕДСТВИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ КИСЛОТНЫХ ОСАДКОВ НА ОС

Во-первых – кислая среда отрицательно влияет на деятельность практически всех ферментов, гормонов и других белков в организмах, регулирующих метаболизм, рост и развитие.

Во-вторых – просачиваясь сквозь почву кислые осадки выщелачивают алюминий и тяжелые металлы. Пока они связаны в нерастворимые соединения, растения и животные не способны их поглощать. Однако, при низких значениях рН алюминий и тяжелые металлы переходят в растворимую форму и становятся доступными для растений и животных, что ведет к их болезни и гибели. Кроме того, происходит загрязнение тяжелыми металлами как поверхностных, так и подземных вод, а также почв.

В-третьих, при прямом контакте кислотные осадки разрушают восковой покров на листьях и хвое, которые при этом становятся более уязвимыми для любых внешних воздействий.

Кислотные осадки стали серьезной угрозой для существования лесов Германии, Канады, Скандинавии и др.

В России площадь существенного закисления от дождей и снега достигла 46 млн. га.

В-четвертых, кислотные осадки, естественно, вызывают повышение кислотности почв. В результате этого резко снижается плодородие почв, а также уменьшается эффективность применения минеральных удобрений.

Таким образом, во всех средах обитания отмечается гибель растений и животных, прямо или косвенно воды загрязняются токсичными металлами, экстрагированными из почвы, разрушается гумус – плодородный слой почвы.

Сегодня крайне необходима разработка приемлемой стратегии борьбы с кислотными осадками.