4. Кислотные осадки

Кислотными называют любые осадки (дожди, туманы, снег, сухие частицы), кислотность которых выше нормальной. Кислота - это любое химическое вещество, высвобождающее при растворении в воде ионы водорода.

Количественной характеристикой кислотности осадков является водородный показатель - величина рН, характеризующая активность или концентрацию ионов водорода в растворах.

Растворение в воде кислоты ведет к возрастанию концентрации ионов Н⁺ и уменьшению концентрации ионов ОН^-. Таким образом, рН = 7 – нейтральная среда, рН< 7 - кислая и рН >7 - щелочная. Например, рН лимона 2,3; молока 6,5; аммиака 11,8.

Чистая дождевая вода имеет рН = 5,6. У кислотных осадков рН ниже этого показателя. Максимальная зарегистрированная в Западной Европе кислотность осадков - рН = 2,3, в основном же они имеют значение рН = 4,5-5,5.

Кислотные осадки на 2/3 обусловлены выбросами диоксида серы (SO₂) и на 1/3 выбросами оксидов азота (NO_x).

В результате деятельности человека соединения серы попадают главным образом в виде ее двуокиси. Среди источников этих соединений на первом месте стоит уголь, сжигаемый в зданиях и на электростанциях, который дает 70 % антропогенных выбросов.

Содержание серы (несколько %) в угле достаточно велико (особенно в буром угле). В процессе горения сера превращается в сернистый газ, а часть серы остается в золе в твердом состоянии. Ниже приведено содержание серы %, сгорающей в разных видах топлива:

лигнит......……………..1,1-1,6 бурый уголь……….............1,2-3,2

каменный уголь.............1,4 нефтепродукты................ 0,5-3,7

Наиболее важные соединения азота, находящиеся в атмосфере, представлены в таблице 7.

Таблица 7

Соединения азота и их концентрации вблизи поверхности Земли

Соединение	Химическая формула	Концентрация, мкг/м³ загрязненный отдаленные океан район районы
Окись азота	NO	5-50	0,05-0,5	0,05
Двуокись азота	NO₂	5-50	0,2-2,0	0,2
Азотная кислота	HNO₃	2	0,2-2,0	0,2
Аммиак	NH₃	-	0,1-10,0	0,3

Среди антропогенных источников образования оксидов азота на первом месте стоит горение ископаемого топлива (уголь, нефть, газ и т.д.). Во время горения в результате возникновения высокой температуры находящиеся в воздухе азот и кислород соединяются. Количество образовавшегося оксида азота NO_х пропорционально температуре горения. Кроме того, оксиды азота образуются в результате горения имеющихся в топливе азотосодержащих веществ. Сжигая топливо, человек ежегодно выбрасывает в воздух 12 млн т оксидов азота. Немного меньше оксидов азота (8 млн. т. в год) поступает от двигателей внутреннего сгорания. Значительным источником оксидов азота является транспорт.

Промышленность, выбрасывающая в воздух ежегодно 1 млн. т. оксидов азота не представляет собой серьезного источника загрязнения по сравнению с отоплением и транспортом.

Таким образом, по крайней мере 37% из почти 56 млн. т. ежегодных выбросов оксидов азота образуются из антропогенных источников.

Попадая в атмосферу, кислые газы взаимодействуют с влагой и трансформируются в кислоты. Особую опасность представляют выбросы диоксида серы. Диоксид серы растворяется в каплях атмосферной влаги, образуя раствор серной кислоты. Агрессивность таких осадков резко возрастает. Серную кислоту обнаруживают в осадках, за 1000-1500 км от источников выброса SO₂.

Влияние кислых осадков на окружающею среду и на человека .

Уже более ста лет кислотные осадки признаются серьезной проблемой в индустриальных и прилегающих к ним районах, но их влияние на экосистемы было отмечено только около 35 лет назад, когда рыбаки заметили резкое сокращение популяции рыбы во многих озерах Шведции, провинции Онтарио (Канада) и гор Адирондак (штат Нью-Йорк). В поисках причины этого были предложены разнообразные гипотезы. Шведские ученые первыми определили, что все дело в повышенной кислотности воды, и связали ее с ненормально низкими значениями рН осадков. С тех пор по мере распространения экологического ущерба выяснились различные пути разрушительного влияния осадков на экосистемы (рис.30).

окисление

SO₂ Н₂SO₄