Екологічні проблеми сучасності

Хімічний аналіз кислотних опадів показує присутність сірчаної та азотної кислот. При спалюванні палива у повітря потраляє діоксид сірки, також відбувається реакція атмосферного азоту з атмосферним киснем і утворюються оксиди азоту. Ці газоподібні продукти (діоксид сірки і оксид азоту) реагують з атмосферною водою з утворенням кислот (азотної і сірчаної).

Вперше кислотні дощі були відмічені у Західній Європі, зокрема в Скандинавії, та в Північній Америці у 1950-х роках. Зараз ця проблема існує у всьому індустріальному світі і набула особливе значення у зв'язку із зростаючими техногенними викидами оксидів сірки і азоту.

Останніми роками кислотні дощі стали спостерігатися в промислових районах Азії, Латинської Америки і Африки. Наприклад, у Східному Трансваалі

(ПАР), де виробляється 4/5 електроенергії країни, на 1 км2 випадає біля 60 т

сірки за рік у вигляді кислотних опадів. В тропічних районах, де промисловість практично нерозвинута, кислотні опади викликані надходженням в атмосферу оксидів азоту за рахунок спалювання біомаси.

Подалі від промислових центрів вирішальний внесок у кислотність дощу та снігу вносить вуглекислий газ (80%), на сірчану та азотні кислоти приходиться лише 10%. Над індустріальними регіонами 60% кислотності дає сірчана кислота, 30% - азотна, 5% - соляна і тільки 2% - вуглекислий газ, інші 3%

кислотності породжують інші домішки.

Специфічна особливість кислотних дощів – їх трансграничний характер,

обумовлений переносом кислотоутворюючих викидів повітряними течіями на великі відстані – сотні і навіть тисячі кілометрів. Цьому сприяє прийнята колись політика високих труб як ефективний засіб проти забруднення приземного повітря. Майже всі країни одночасно є «експортерами» своїх та «імпортерами» чужих викидів. Експортується «мокра» частина викидів (аерозолі), суха частина забруднень випадає у безпосередній близості від джерела викиду або на

незначній відстані від нього. Обмін кислотоутворюючими та забруднюючими атмосферу викидами характерний для всіх країн Західної Європи і Північної Америки. Великобританія, Германія, Франція найбільше спрямовують окисленої сірки до сусідів, ніж отримують від них. Норвегія, Швеція, Фінляндія більше отримують окисленої сірки від своїх сусідів, ніж випускають через власні границі (до 70% кислотних дощів у цих країнах – результат експорту з Великобританії і Германії). Трансграничне перенесення кислотних опадів – одна з причин конфліктних відносин США і Канади.

У водних екосистемах кислотні опади викликають загибель риб та інших водних мешканців. Разом із загибеллю озер стає очевидною і деградація лісів.

Кислоти руйнують захисний восковий покрив листя, роблячи рослини більш чутливими для комах, грибів та інших патогенних мікроорганізмів. Під час посухи через пошкоджене листя випаровується більше вологи.

Вилужування біогенів з грунтів та вивільнення токсичних елементів сприяє сповільненню росту та загибелі дерев.

В результаті закислення в грунтах відбувається розчинення поживних речовин, життєво необхідних рослинам. Ці речовини виносяться дощами у грунтові води. Одночасно вилужуються з грунтів і важки метали, які потім засвоюються рослинами, викликаючи у них серйозні пошкодження.

Використовуючи такі рослині у їжу, людина отримує разом з ними підвищену дозу важких металів.

Під дією кислот з горних порід та мінералів вивільнюється алюміній, а

також ртуть і свинець. Алюміній здатний викликати хворобу Альцгеймера,

різновид передчасного старіння. Важкі метали, що знаходяться у природних водах, негативно впливають на нирки, печінку, центральну нервову систему,

викликаючи різні онкологічні захворювання.

Кислотні дощі роз'їдають метали, фарби, синтетичні сполуки, руйнують архітектурні пам'ятники.

Вплив кислотних дощів на наземні екосистеми не так чітко проявляється порівняно з водними. Кислотні добавки тут можуть добре нейтралізуватися.

Більша частина дощів, що випадають на лісові масиви, є переважно перехоплені листям.

Ліси також піддаються впливу кислотних дощів. В середині 70-х років стали помічати, що зарості норвежської ялини почали жовтіти та осипатися. В

Голандії та Великобританії к 1986 р. біля третини дерев стали повністю або частково оголеними. Дослідники виявили, що кислі дощі вимивають з грунтів поживні речовини, вивільняють алюміній, який потрапляє у корені дерев. З

грунтів вимиваються кальцій і магній. Діоксид сірки прямо пошкоджує зелень – блокує вустиця на листях і гілках, заважаючи фотосинтезу. Для деяких дерев отрутою слугує озон, що породжується вихлопом автомобілів, особливо він шкідливий, коли поєднується з діоксидом сірки. Химерно починають рости гілки, корені усихають.

Хоча були наявні прогресивні тенденції у контролюванні кислотоутворюючих опадів у деяких країнах, глобальна загроза від кислотних дощів ще не усунена. Розміри проблеми кислотних дощів швидко збільшуються в країнах Азії, де випадання двоокису сірки збільшилось починаючи з 1990

року. Основним джерелом кислотних дощів тут є використання вугілля, що містить сірку, і нафти.

Смоги

Смог – сильне забруднення повітря у великих містах та промислових центрах.

Смог буває наступних типів:

1. Вологий смог лондонського типу – поєднання туману із домішками диму і газових відходів виробництва.

Великий смог – серйозне забруднення повітря, що відбулось у Лондоні у грудні 1952 р. під час антициклону, що приніс холодну та безвітряну погоду,

забруднюючі речовини – переважно вугілля – зібралися над містом, утворивши товстий шар смогу. Статистичні дані, зібрані медичними службами міста,

виявили смертоносний характер лиха – кількість смертей немовлят, престарілих та страдаючих респіраторними захворюваннями досягло 4000 осіб, більше

100 000 людей захворіло. В подальшому дослідження показали, що загальне число загиблих було біля 12000 осіб. Великий смог вважається найгіршою подією, пов'язану із забрудненням повітря, що відбулася у Великобританії, і

найбільш важливою з точки зору впливу на екологічні дослідження, урядові дії та суспільне інформування про взаємозв'язок між чистотою повітря та людським здоров'ям. Ця подія призвела до деких змін у законодавстві,

включаючи прийняття у 1956 р. Закону про чисте повітря.

На відміну від лос-анжелеського смогу, де головну роль відіграють оксид азоту і озон, в лондонському типі смогу, вирішальну участь приймають SO2 і

озон.

2.Льодовий смог аляскінського типу – смог, що утворюється за низьких температур з пару опалювальних систем та побутових газових викидів.

3.Радіаційний туман – туман, який з'являється в результаті радіаційного охолодження земної поверхні і маси вологого приземного повітря до точки роси. Зазвичай радіаційний туман виникає вночі в умовах антициклону за безвітряну погоду та легкому бризі.

Упромислових районах може виникнути крайня форма радіаційного туману

–смог.

Сухий смог лос – анжелеського типу – смог, що виникає в результаті фотохімічних реакцій, які відбуваються у газових викидах під дією сонячної радіації. Утворюється стійка синювата димка з їдких газів без туману.

Фотохімічний смог – смог, основною причиною виникнення якого вважаються автомобільні вихлопи. Автомобільні вихлопні гази та забруднюючі викиди підриємств в умовах інверсії температури вступають у хімічну реакцію із сонячним випромінюванням, утворюючи озон.

Фотохімічний смог може викликати ураження дихальних шляхів, рвоту,

подразнення слизової оболонки очей і загальну в'ялість. В ряді випадків у

фотохімічному смозі можуть бути присутні сполуки азоту, які підвищуюють ймовірність виникнення ракових захворювань.

Фотохімічний туман являє собою багатокомпонентну суміш газів та аерозольних частинок первинного і вторинного походження. У склад основних компонентів смогу входять озон, оксиди азоту і сірки, чисельні органічні сполуки перекисної природи. В сукупності вони називають фотооксидантами.

Фотохімічний смог виникає в результаті фотохімічних реакцій за певних умов:

наявність в атмосфері високої концентрації оксидів азоту, вуглеводнів та інших забруднювачів, інтенсивної сонячної радіації, відсутності вітру. Стійка безвітряна погода, що супроводжується інверсіями (температурна інверсія – підвищення температури з висотою у деякому шарі атмосфері замість звичайного пониження), необхідна для створення високої концентрації реагуючих речовин. Такі умови найчастіше створюються в червні – вересні та рідше зимою. За тривалої ясної погоди сонячна радіація викликає розщеплення молекул діоксиду азоту з утворенням оксиду азоту і атомарного кисню.

Атомарний кисень с молекулярним киснем дають озон. Оксид озону всттупає в реакції з олефінами вихлопних газів, які при цьому розщепляються і утворюють уламки молекул і додаткову кількість озону. Виникає циклічна реакція, в

результаті якої в атмосфері накопичується озон. Цей процес в нічний час припиняється. В свою чергу озон вступає в реакцію з олефінами. В атмосфері концентруються різні перекиси, які в сумі утворюють характерні для фотохімічного туману оксиданти. Останні є джерелом так званих вільних радикалів, що відрізняються особливою реакційною здатністю. Такі смоги – нерідке явище над Лондоном, Парижем, Лос-Анжелесом, Нью-Йорком, іншими містами Європи і Америки. За своїм фізіологічним впливом на організм людини вони є дуже небезпечними для дихальної та кровоносної систем та часто є причиною передчасної смерті міських жителів з ослабленим здоров'ям.

Смог знижує видимість, підсилює корозію металів і споруд, чинить негативний вплив на здоров'я людини. Інтенсивний і тривалий смог може стати причиною підвищення захворюваності і смертності.