3. 4. 3. Кислотные осадки

В отсутствие любых загрязнителей у дождевой воды обычно слабокислая реакция (рН= 5,6) за счет присутствия угольной кислоты, образуемой за счет реакции содержащегося в атмосферном воздухе углекислого газа с парами воды. Таким образом, кислотными называют осадки с рН ниже 5,6.

К сожалению, кислотные осадки выпадают в большинстве промышленных районов мира. Химический анализ показывает присутствие в них серной и азотной кислот. Обычно кислотность на две трети обусловлена первой из них и на одну треть - второй. Источниками кислотных осадков являются диоксид серы ( SО₂) и оксиды азота (NО₂), выбрасываемые в атмосферу при сжигании угля (особенно бурых углей с высоким содержанием серы) или нефтепродуктов (в городах 70-80% кислотных осадков поставляет автотранспорт). В результате реакции с водяным паром образуются соответственно серная и азотная кислоты в виде легкого тумана, состоящего их крошечных капель. Вымывая из атмосферы эти кислоты, осадки становятся кислотными. Их рН зависит как от количества кислот, так и от объема воды, в которой они растворены. Известны случаи выпадения осадков с рН 2,2-2,3, что близко к кислотности лимонного сока или бытового уксуса. У туманов рН может быть еще ниже, поскольку кислоты растворены в меньшем количестве влаги.

Кислотные осадки не признают границ между государствами или народами. Они распространяются далеко от места их образования.Наиболее часты кислотные осадки в северном полушарии. Они типичны для Скандинавских стран, а также Великобритании, ФРГ, Бельгии, Дании, северных районов России и США Здесь значительны выбросы в атмосферу соответствующих загрязнителей и благоприятны условия для их осаждения в виде дождей, снега, туманов. Кроме того, длительные периоды с отрицательными температурами этого региона, усугубляют действие кислотных осадков за счет подавления в холодный период развития бактерий-аммонификаторов. Выделяемый из почвы, мертвой наземной органики аммиак, образуемый в процессе жизнедеятельности этой группы бактерий, нейтрализует кислые осадки.

Последствия выпадения кислотных осадков. Уже более 100 лет кислотные осадки признаются серьезной проблемой в индустриальных и прилегающих к ним районах. Они воздействуют на почвы, наземные и водные экосистемы, памятники архитектуры, строения и другие объекты, а также отрицательно влияют на здоровье людей.

Попадая в почву, они подкисляют ее, увеличивают подвижность и вымывание катионов, снижают активность редуцентов, азотфиксаторов и других организмов почвенной среды. При рН равной 5 и ниже резко увеличивается растворимость минералов, из них высвобождается алюминий, который в свободной форме ядовит. Кислотные осадки также повышают подвижность тяжелых металлов (кадмия, свинца, ртути). Известно синергическое действие тяжелых металлов, алюминия, нитратов и низких рН. Кроме того, в ряде мест кислые осадки и продукты их действия проникают в грунтовые воды, а затем в водоемы и водопроводную сеть, где также способстуют высвобождению из труб алюминия и других вредных веществ. Результатом является ухудшение качества питьевой воды.

Оптимум рН для большинства организмов расположен в области 7. Наиболее сильное повреждающее действие оказывают кислотные осадки хвойные леса в связи большой продолжительностью жизни их хвои (4-6 лет), что способствует накоплению в ней токсикантов и, как следствие, сокращение сроков жизни хвои и уменьшение ее размеров, разрушение воскового покрова листьев, усиленное испарение влаги из образовавшихся в листьях брешей и, как результат, снижение продуктивности лесов, а, нередко, их засыхание и гибель. Наиболее сильно повреждаются хвойные леса, произрастающие на бедных почвах, в гористых местностях, в зоне туманов и т. п. Кроме хвойных, повреждаются также широколиственные породы деревьев - бук, граб и другие. Например, в Чехии, Словакии, Польше, где интенсивно сжигается бурый уголь с высоким содержанием серы, наблюдается гибель целых лесных массивов. На юго-западе Швеции каждое десятое дерево повреждено или погибает (Ревелль, Ревелль, 1995).

В последнее время много внимания уделяется поражению лесов в результате синергического действия традиционных загрязнителей ( SО₂, NО₂) и озона, приводящих к разрушению хлорофилла в результате как прямого влияния, так и через ускорение расходования витамина С, который является важным агентом защиты хлорофилла от окисления.

Особой чувствительностью к загрязнению атмосферы характеризуется большинство видов лишайников. Они первыми исчезают из природных экосистем и поэтому являются индикаторами степени загрязнения воздушной среды.

Кислотные осадки, попадая в водоемы, повышают кислотность и жесткость воды. Многие гидробионты весьма чувствительны к изменению этих показателей. Особенно страдают яйцеклетки, сперма и молодь гидробионтов, и, как результат, - невозможность их воспроизведения.

К настоящему времени насчитываются тысячи озер, в значительной мере лишившихся своих обитателей. Около 20% рек и озер Швеции, Норвегии и Канады потеряли более половины обитавших в них гидробионтов. В Швеции и Норвегии рыба погибла в 6500 озерах и 7 реках, в которых водилась семга (Небел,1993). В канадской провинции Онтарио около 1200 озер в настоящее время мертвы. Ущерб не ограничивается гибелью рыбы и других гидробионтов. Многие пищевые цепи, включающие почти всех диких животных, начинаются с гидробионтов, обитающих в ручьях, реках, озерах.

Под влиянием выпадения кислотных осадков быстро разрушаются произведения искусств ( памятники и здания) из известняка и мрамора, которые простояли сотни и даже тысячи лет лишь с незначительными изменениями. Разрушаются также и современные здания. Строительные конструкции из железа и других металлов очень восприимчивы к коррозии, вызываемой кислотными осадками.