Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
КА КВ КЕ КИ КЛ КО КР КУ

Кислотные осадки

 
Кислотные осадки попадают на поверхность в виде кислотных дождей, снега, тумана, росы и образуются не только из оксидов серы, но оксидов азота.
Кислотные осадки ускоряют процессы коррозии металлов, разрушения зданий, сооружений. Установлено, что в промышленных районах сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельских районах.
Кислотные осадки представляют для человека опасность как при косвенном воздействии ( путем изменения объектов окружающей среды), так и при непосредственном контакте.
Кислотные осадки вызывают летальные последствия для жизни в реках и водоемах. Многие озера Скандинавии и восточной части Северной Америки оказались настолько закисле-ны, что рыба не может не только нереститься в них, но и просто выжить.
Кислотные осадки вызывают деградацию лесов, особенно хвойных. Попадая на листья и хвою деревьев, кислоты разрушают защитный восковой покров, что делает растения более уязвимыми для патогенных организмов, снижает их сопротивляемость болезням, способствует большему испарению влаги.
Кислотные осадки - любые атмосферные осадки ( дожди, туманы, снег), кислотность которых выше нормальной.
Кислотные осадки оказывают негативное влияние на плодородие почв и биологическую продуктивность. Во многих реках южной Норвегии из-за высокой кислотности воды лососевая икра не может развиваться, в связи с чем лосось там исчезает. Кроме того, попадание кислот в почву ускоряет вымывание кальция, калия и других питательных веществ, замедляет темпы роста биомассы. Так, в Центральной Европе нанесен ущерб от окисления 1 6 акров пахотных земель и лугов. Кислотные дожди являются одним из основных факторов химического выветривания горных пород, оказывают разрушающее воздействие на памятники архитектуры.
Кислотные осадки антропогенного происхождения заметно изменили рН окружающей среды. Во второй трети XX века рН атмосферных осадков составляет: 4 0 - 4 5 в Германии и странах Бенилюкса, 2 4 - 2 7 в Шотландии и Норвегии, 4 0 - 4 5 в США и Японии. При этом, по оценкам специалистов, за последние несколько сотен лет заметных изменений во вкладе в кислотные осадки со стороны природных процессов не происходило.
Как влияют кислотные осадки на растительность.
Леса повреждают кислотные осадки, выпадающие из загрязненных воздушных масс, в том числе и принесенных издалека. Такое явление наблюдается в Норвегии и Швеции, во многих странах Центральной и Восточной Европы, на западе Русской равнины, размещенных с наветренной стороны трансграничного переноса загрязнителей, выброшенных в воздух в Великобритании, Германии, Бельгии, Люксембурге и др. В США от закисления страдают леса на востоке страны, т.е. основная часть продуктивных древостоев. Поражение лесов кислотными осадками отмечается и в других странах.
Тем не менее кислотные осадки столь вредоносны не для всех озер, а только для тех, чей водосборный бассейн не обладает способностью к нейтрализации кислотных добавок.
Большой ущерб кислотные осадки наносят сельскохозяйственным культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется обмен веществ в клетках, растения замедляют рост и развитие, уменьшается их сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность.
Под действием кислотных осадков существенно ускоряется коррозия металлов, нарушается целостность лакокрасочных покрытий, стекол, разрушаются здания и памятники архитектуры.
Установлено, что кислотные осадки повреждают растительность. Первоначально снижается продуктивность лесов ( прирост биомассы, что фиксируется по уменьшению размеров годичных колец на срезе ствола), а потом леса начинают гибнуть. По данным многочисленных наблюдений, наиболее чувствительны хвойные породы деревьев, хотя, как и для озер, важную роль здесь играют почвы и подстилающие породы. В 70 - е годы и в начале 80 - х, когда в Европе было зафиксировано значительное увеличение кислотности осадков, вызванное сжиганием высокосернистых углей ( рис. 9.9), леса получили значительные повреждения. В наибольшей степени пострадали леса ФРГ, Чехословакии, Польши; их деградация отмечена в Австрии, Швейцарии, Швеции, Голландии, Румынии, Великобритании, Югославии, а также в США.
При прямом контакте кислотные осадки причиняют повреждения как во влажной, так и в сухой форме.

Расскажите, как кислотные осадки влияют на водные экосистемы. Как их деградация сказывается на обитателях суши.
Наибольший ущерб от кислотных осадков наблюдается в лесах с глинистой и алюмосиликатными почвами, из которых кислые воды вымывают ионы алюминия. Последние уничтожают полезные почвенные бактерии, через корневую систему поступают в древесину и далее действуют как клеточные яды. В нормальных ( не кислых) естественных условиях соединения алюминия практически нерастворимы и потому безвредны. По аналогичной схеме при подкислении среды начинается действие и других токсичных элементов, в том числе ртути и свинца.
Считается, что среди кислотных осадков наиболее сильной кислой реакцией отличаются кислотные туманы.
Различают прямое и косвенное воздействия кислотных осадков на человека. Прямое воздействие обычно не представляет гобой опасности, г к. Такие копнет рации нежелательны лишь для детей и астматиков.
Основная причина образования и выпадения кислотных осадков ( зачастую неточно называемых кислотными дождями) - наличие в атмосфере оксидов серы и азота, хлористого водорода и иных кислотообразующих соединений. Присутствие в воздухе заметного количества, например, аммиака или ионов кальция ( Са2) приводит к выпадению не кислых, а щелочных осадков. Однако их также принято называть кислотными, ибо они имеют нестандартную кислотность и при попадании на почву или в водоем соответственно меняют кислотность последних.
Подкисление почв, вызываемое выпадением кислотных осадков, переводит фосфор в формы, недоступные для растений.
Различают прямое и косвенное воздействие кислотных осадков на человека. Такие концентрации нежелательны для детей и астматиков.
Вредное воздействие кислотных осадков на почву и растительность 206. Наибольшее влияние на гидросферу и литосферу оказывают кислотные осадки.
С этой целью разработаны Модель регионального контроля за выпадением осадков ( МРКО, США) и Кислотные осадки и модель окисления ( КОМО, Канада), использующие имеющийся материал по химии атмосферных процессов, созданы банки данных по количественным параметрам и метеорологии, которые постоянно пополняются, а модели совершенствуются.
Однако ни один из существующих способов рубки не может служить гарантированным средством против воздействия на лес кислотных осадков без ущемления интересов лесного хозяйства.
Сернистый ангидрид и окислы азота, растворяясь в атмосферной воде, образуют сернистую, серную и азотную кислоты, выпадающие в виде кислотных осадков ( дождей), пагубно воздействующих на почву, животный и растительный мир, обитателей подводного мира и человека.
В последние десятилетия в странах Центральной и Северной Европы наблюдается заметное ухудшение состояния древостоев и даже их гибель, вызванные высокими концентрациями в воздухе разнообразных загрязнителей ( S02, оксиды азота, свинец, оксиды тяжелых металлов и др.) и выпадением кислотных осадков. Древесные породы по-разному реагируют на эти процессы, но особенно страдают от загрязнения воздуха хвойные. Например, на западе Германии усыха-нию подвержены 75 % всех пихтарников, 41 % ельников, примерно столько же сосняков. Деградация и гибель лесов наблюдаются и в других районах Европы, особенно расположенных внутри или по соседству с главными промышленными зонами или же на пути трансграничного переноса загрязнителей: в агломерации Северный Рейн - Вестфалия в Германии, в Английском Мидленде, в Пьемонте и Ломбардии в Италии, в Северочешском буроугольном бассейне и др. Обследования свидетельствуют о резком ухудшении состояния лесов в Нидерландах, во Франции, в Италии, в Швейцарии и даже в Норвегии и Швеции, не обладающих собственными мощными источниками эмиссий, но расположенных на пути трансконтинентального переноса газообразных загрязнителей со стороны Великобритании, Германии, Бельгии.
Чрезвычайные ситуации, связанные с изменением состава и свойств атмосферы ( воздушной среды): резкие изменения погоды или климата в результате антропогенной деятельности; превышение предельно допустимых концентраций вредных примесей в атмосфере; температурные инверсии над городами; кислородный голод в городах; значительное превышение предельно допустимого уровня городского шума; образование обширной зоны кислотных осадков; разрушение озонного слоя атмосферы; значительное изменение прозрачности атмосферы.
Основными компонентами кислотных осадков являются серная и азотная кислоты, вместе с тем существенную часть их могут составлять хлорид и фторид водорода. Эти загрязнения образуются в основном при сжигании угля, а также при производстве про-пиленоксида, фторида водорода, металлического алюминия и фосфатных удобрений. В США из этих источников ежегодно образуется около 0 6 млн. т хлорида и 0 08 млн. т фторида водорода.

Рассмотрим наиболее характерные последствия загрязнений атмосферы человеком. Типичными последствиями являются кислотные осадки, парниковый эффект, нарушение озонового экрана, пылевые и аэрозольные загрязнения от крупных промышленных центров.
Имеются данные, что кислотные осадки снижают урожай зерновых на 65 % при рН 5.6, губят растительность. В Скандинавии из-за кислотных осадков погибла жизнь в 20 тыс. озер; в Западной Вв-ропе по этой же причине катастрофически пострадала половина лесов, началась гибель лесов в России.
Еще четыре проблемы считаются чрезвычайно важными, но не настолько значимыми, как первые семь. Две из них, кислотные осадки и смог, представляют собой воздействия регионального масштаба, возникающие во многих частях света и тесно связанные со сжиганием ископаемого топлива и другими видами промышленной деятельности.
Выбросы промышленных предприятий, загрязняющие атмосферу, в значительных количествах осаждаются на земную поверхность, рассеиваясь на больших пространствах. Наибольшее воздействие на почвы оказывают кислотные осадки и промышленные пыли, содержащие тяжелые металлы и иные загрязнители.
Например, малое отклонение в составе газов атмосферы, ее загрязнение окислами серы и азота вызвают огромные изменения в экосистемах суши и водной среды. Именно оно привело к возникновению кислотных осадков, а с ними к деградации и гибели лесов в Европе и Северной Америке, обезрыбливанию озер Скандинавии, нарушению циклов развития морских организмов, личиночные стадии которых проходят на мелководьях. Столь же абсолютно незначительное изменение концентрации ССЬ ведет к возникновению тепличного эффекта, а комплекс малых перемен формирует массовые размножения организмов.
Только национальными мерами ( например, введением нормативов на качество отходящих топочных газов) не удается существенно снизить загрязнение воздуха и воспрепятствовать гибели лесных массивов. Интенсивный трансграничный перенос газообразных загрязнителей, порождающий кислотные осадки во многих странах, поднимает проблему охраны атмосферы и наземной биоты на международный уровень.
Дальнейшее увеличение норм вносимых удобрений, особенно азот-ных, нежелательно, так как они усиливают кислотность иллювиаль-но-гумусовых и иллювиально-железистых подзолов, господствующих в фенноскандии. Кроме того, снижению рН почвенных растворов способствует выпадение кислотных осадков, образующихся в загрязненных техногенными выбросами воздушных потоках, приходящих на Скандинавский полуостров из Центральной Европы и Великобритании.
Как обозначить географические границы распространения влияния выбросов - также далеко не очевидно. Известно, что удлинение дымовых труб в Великобритании вызвало выпадение кислотных осадков в Скандинавии, а загрязнение атмосферы в США затронуло некоторые районы Канады.
Поступающие с осадками в почву сильные кислоты ( азотная и серная) реагируют с известью, образуя легкорастворимые соединения кальция, вымываемые из продуктивного горизонта. Таким образом, можно считать, что в сопоставлении с известкованием выпадение кислотных осадков будет оказывать примерно такое же по величине, но обратное по направлению действие. Это показано на рис. 1.2 с помощью второй дополнительной шкалы поступления в почву свободных ионов водорода.
Наконец, следует обратить внимание на антропогенные загрязнения водных объектов кислотными выбросами. Они поступают в воду как со стоками отдельных производств, так и в результате выпадения кислотных осадков. Сброс разбавленных кислот приводит к кислотному отравлению рыб и планктона, попаданию токсинов в цепи питания. Для внутренних водоемов особую опасность представляют кислотные осадки и воды, поступающие из почв, содержащих сырой гумус, в периоды таяния снегов и паводков.
Сравнение рис. 8.2 и 8.3 позволяет сделать вывод о том, что доминирующее в США направление ветров переносит выбросы SO2 со Среднего Запада и Юга в восточном направлении. После того как выбросы были рассеяны в атмосфере, они распространяются на большие расстояния и выпадают в виде кислотных осадков на восточном побережье США и в северо-восточных штатах.
Теоретический материал курса включает изучение основных физико-химических процессов, протекающих в атмосфере, гидросфере и почвенном слое. Студенты знакомятся с особенностями распространения, трансформации и накопления загрязняющих веществ в окружающей среде; с причинами, вызывающими изменение озонного слоя, образование смога, кислотных осадков, эвтрофи-зацию водоемов, потерю плодородия почв; с проблемами саморегуляции в биосфере и с базовыми положениями устойчивого развития экосистем.
Европы в какой-то степени помогают уменьшить загазованность на месте, однако за такое решение проблемы приходится расплачиваться скандинавским странам. Подсчитано, что на землю и воду Норвегии ежегодно выпадает 800 тыс. т оксида серы ( IV), что приводит в первую очередь к опустению водного бассейна: из 150 рыбных озер 148 оказались без рыбы. Последствия действия кислотных осадков еще более ужасны - гибнут леса, разрушается почва, ухудшается здоровье людей.
Имеются данные, что кислотные осадки снижают урожай зерновых на 65 % при рН 5.6, губят растительность. В Скандинавии из-за кислотных осадков погибла жизнь в 20 тыс. озер; в Западной Вв-ропе по этой же причине катастрофически пострадала половина лесов, началась гибель лесов в России.
Этот термин введен более 100 лет назад английским химиком А, Смитом. Отрицательные экологические последствия кислотных осадков заметно проявились в последние 15 - 20 лет.

Большая часть диоксида серы в присутствии влаги трансформируется в серную кислоту и сульфаты, которые затем вымываются осадками. Кислотные дожди, наиболее интенсивные на Северо-Востоке США и Юго-Востоке Канады ( рис. 40), приводят к оксидации ландшафтов - неблагоприятному изменению химизма поверхностных вод, уничтожению мальков и икры рыбы, падению плодородия почв, потере продуктивности лесов. Общая площадь лесов Северо-Востока США, в той или иной степени подверженных воздействию кислотных осадков, составляет 800 тыс. га. Другим районом США, в котором леса на значительных площадях поражены газообразными загрязнениями, является Юго-Запад США. Только в национальном лесу Сан-Бернардино, расположенном в 96 км от Лос-Анжелеса, общая пораженная площадь лесов составила 64 тыс. га.
Кислотные осадки антропогенного происхождения заметно изменили рН окружающей среды. Во второй трети XX века рН атмосферных осадков составляет: 4 0 - 4 5 в Германии и странах Бенилюкса, 2 4 - 2 7 в Шотландии и Норвегии, 4 0 - 4 5 в США и Японии. При этом, по оценкам специалистов, за последние несколько сотен лет заметных изменений во вкладе в кислотные осадки со стороны природных процессов не происходило.
Из-за больших размеров они оседают и быстро возвращаются в океан, и лишь ничтожная доля серы попадает в верхние слои атмосферы или рассеивается над сушей. Кроме того, из сульфатов морского происхождения в воздухе не может образовываться серная кислота, поэтому для кислотных осадков они не существенны.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11