Кислотные дожди

Термином "кислотные дожди" называют все виды атмосферных осадков, рН которых меньше, чем среднее значение рН дождевой воды (средний рН для дождевой воды в чистом воздухе равняется 5,6). Иногда ориентируются на рН человеческого тела – 5,5.

Понятие кислотности

Кислотность водного раствора определяется присутствием в нем положительных водородных ионов Н⁺ и характеризуется концентрацией этих ионов в одном литре раствора.

Шкала кислотности идет от рН = 0 (крайне высокая кислотность) через рН = 7 (нейтральная среда) до рН = 14 (крайне высокая щелочность).

В кислых растворах рН < 7, и чем меньше, тем кислее раствор. В щелочных растворах рН > 7, и чем больше, тем выше щелочность раствора.

Изменение рН на единицу соответствует изменению концентрации кислоты в 10 раз. Так, концентрация водородных ионов в среде с рН = 2 в 10, 100 и 1000 раз выше, чем в среде с рН = 3, 4 и 5 соответственно.

Кислотность дождей

Чистая природная, в частности дождевая, вода в отсутствие загрязнителей, тем не менее, имеет слабокислую реакцию (рН = 5,6), поскольку в ней легко растворяется углекислый газ с образованием слабой угольной кислоты. Осадки растворяют (очищая атмосферу) не только СО₂, но и другие газы, и фактически дождь является слабым ( а порой не очень) раствором ряда кислот.

Наиболее высока рН дождей в промышленных районах, крупных городах, в районах развития теплоэнергетики, металлургии, химической промышленности, вообщем там, где больше выбросов в атмосферу. Кислотность большинства дождей в Европе – 4 и меньше, на северо-востоке США 3 – 4. Последние годы наблюдается неизменное повышение кислотности дождей (минимальные значения рН = 3,1–3,4) на Урале и в Предуралье, на северо-западе и юге европейской территории России.

А мировой рекорд по части кислотного дождя пока принадлежит шотландскому городку Питлохри, где 10 апреля 1974 года выпал дождь с рН = 2,4 – это уже не вода, а что-то вроде столового уксуса.

Последствия кислотных дождей

1. Вред здоровью человека – сердечно-сосудистые, легочные и др. заболевания, а при непосредственном попадании в такой дождь – ожоги, выпадение волос и пр.

2. Изменение растительности – повреждение листовой поверхности и хвойных игл, нарушение транспирации (Т – испарение воды растением, в-основном листьями, необходимого для тока воды и растворенных в ней веществ от корней к листьям), нарушение фотосинтеза, снижение сопротивляемости патогенным организмам, ослабление и нарушение роста, деградация, усыхание, гибель.

3. Изменение водоёмов – повышение кислотности воды, которое ведёт к ожогу жабр и размягчению скелета рыб и гибели беспозвоночных; интоксикация воды; утрата рыбных ресурсов; сокращение животных и птиц, живущих около воды. Сотни озер в Скандинавии, на северо-востоке США и на юго-востоке Канады, в Шотландии превратились в кислотные водоемы. Кислотные дожди привели к резкому снижению продуктивности 2500 озер Швеции. В Норвегии примерно половина поверхностных вод имеет повышенную кислотность, из 5000 озер в 1750 исчезла рыба. В провинции Онтарио (Канада) пострадало 20% озер, а в провинции Квебек – до 60% озер. Особенно страдают бессточные водоёмы.

4. Дефицит чистой пресной воды.

5. Изменения в почве – закисление почвы, разрушение корневой системы, нарушение процессов всасывания воды и питательных веществ, вымывание биогенов и питательных веществ, высвобождение ионов токсичных металлов, угнетение и гибель почвенной биоты ( в частности азотфиксирующих бактерий), химическое выветривание.

6. Заболевание животных.

7. Усиливаются процессы выветривания горных пород, содержащих карбонат кальция (известняк, мрамор, мел, туф)

8. Разрушение памятников истории и архитектуры – многие скульптуры и здания в Риме, Венеции и других городах, памятники зодчества, такие, как Акрополь в Афинах, Кёльнский собор и другие, за несколько последних десятилетий получили значительно большие повреждения, чем за все предыдущее время. Кислотные дожди разрушают древние оконные стекла церквей, соборов и дворцов. Старинное стекло из-за повышенного содержания оксидов щелочных и щелочно-земельных металлов более подвержено действию кислот, чем современное.

9. Разрушение стекла, бетона и др. строительных материалов.

10. Коррозия металла (автомобили, строительные конструкции)

Меры по предотвращению последствий и недопущению кислотных дождей

1. Основными на сегодняшний день методами снижения загрязнения атмосферы, в том числе кислотообразующими выбросами, являются разработка и внедрение различных очистных сооружений и правовая защита атмосферы.

2. Восстановление нормальной кислотности водоемов возможно за счет известкования, при этом не только уменьшается кислотность воды, но и повышается ее буферная способность, т. е. сопротивляемость по отношению к будущим кислотным осадкам (в ряде стран для этого применяется яичная скорлупа).

3. Для защиты памятников культуры и ценных архитектурных сооружений используют покрытия из высокомолекулярных соединений – силиконов или производных эфиров кремниевой кислоты; для защиты металлических изделий – покрытие их лаком, масляной краской или легирование сталей, образующих устойчивую к кислотам оксидную пленку.

4. Энергосбережение, внедрение новых неэнергоемких технологий и безотходных и малоотходных технологий производственных процессов, применение альтернативных источников энергии, все меры экологического контроля.

5. Использование фильтров на автотранспорте, создание технологий по более полному сгоранию топлива, создание более экономичных двигателей, развитие транспорта, не использующего топлива.

6. Равномерное рассредоточение промышленных предприятий (с целью шире использовать самоочищение атмосферы).