Как влияют кислотные дожди на почву

Обновлено: 18.09.2024

Загрязнение воздуха продуктами сгорания углеводородов негативно отражается на окружающей среде. Изменение климата, стихийные бедствия, вредные осадки – результат несовершенства систем очистки промышленных отходов и автомобильных выхлопов. Ярче всего проявляются последствия кислотных дождей.

Кислотные дожди – плата человечества за прогресс

Кислотные дожди распространенное явление в масштабах Солнечной системы. Марс, Венера подвергаются их воздействию. Есть они и на Земле. На заре истории вредные осадки были вызваны естественными причинами. В наше время к ним приводит деятельность человека.

Чтобы не навредить всему живому, водородный показатель осадков или pH должен оставаться в пределах 5,6-5,8. Когда он уменьшается, говорят о выпадении кислотного дождя. Это собирательное понятия включает в себя:

Водная среда подкисляется оксидами серы и азота. Реагируя с водой, вещества трансформируются в сернистую, серную, соляную и азотную кислоту.

Появление опасных химических соединений в воздухе обусловлено:

автомобильными выхлопами от сгоревшего бензина;
работой ТЭЦ , которые ежегодно сжигают миллионы тонн нефтепродуктов;
деятельностью промышленных предприятий. В результате в атмосферу попадают либо продукты сгорания топлива, либо побочные вещества промышленных производств. Металлургия, машиностроение основные источники загрязнения;
добычей и переработкой полезных ископаемых;
использованием аэрозольных спреев, фреона в холодильных установках;
внесением в почву азотных удобрений.

Есть естественные причины загрязнения воздуха. Но их доля во вредном воздействии на окружающую среду ничтожно мала.

Воздействие кислотных осадков на здоровье человека

Кислотные дожди негативно сказываются на здоровье человека. В регионах повышенной опасности чаще диагностируют заболевания легких и дыхательных путей. Хронические бронхиты и астма нередкие спутники жителей промышленных районов.

Тяжелые металлы растворены в дождевой воде. Они вызывают болезни почек и печени. Тромбообразование и поражение нервной системы могут быть последствиями отравления человека свинцом или ртутью. Способствуют они и развитию онкологических заболеваний.

Как кислотный дождь влияет на природу?

Впервые о проблеме кислотных дождей заговорили в 1972 году. В настоящее время в природе нет ни одной экосистемы, не ощутившей на себе последствия ядовитых осадков.

Влияние кислотных дождей на урожайность сельскохозяйственных культур

Степень влияния кислотных дождей на будущий урожай зависит от:

химического состава осадков;
климатических условий;
концентрации промышленных предприятий.

Опытным путем ученые доказали, что при небольшом содержании кислоты в осадках урожайность некоторых культур даже повышается. Но чем больше доля загрязняющих веществ, тем хуже они плодоносят. Иммунитет пораженных растений не справляется с возбудителями заболеваний. Подвержены они и нападениям вредителей. При высокой концентрации химикатов растения гибнут.

Почва впитывает в себя вредные соединения. Со временем они вытесняют минералы и микроэлементы. Скудная загрязненная земля непригодна для возделывания сельскохозяйственных культур.

Как кислотные дожди влияют на растения и деревья?

Недостаток полезных веществ в грунте отрицательно сказывается на состоянии лиственной массы деревьев и кустарников. Зелень страдает от химических ожогов. В поврежденных листовых пластинах и хвое замедляется процесс фотосинтеза. Это нарушает естественный газообмен:

замедляется выработка кислорода;
процент углекислоты возрастает.

Из-за повышенной кислотности почвы возрастает активность алюминия. Повреждая мелкие корни растений, он косвенно влияет на замедление роста листвы. Кора и ветви становятся хрупкими. Постепенно растения погибают.

Воздействие кислотных дождей на сооружения, коррозия металла

Кислая вода разрушает структуру материала изнутри. Она размывает известняк, туф. Мрамор, реагируя с кислотой, превращается в гипс и быстро разрушается. Перед вредным воздействием бессильно и стекло. Химические дожди вымывают из него силикаты и карбонаты.

Металл, взаимодействуя с соединениями серы и азота, становится хрупким. Железо и сталь поражает коррозия. Бронза покрывается налетом патины.

Закисление внутренних водоемов

В пресных водоемах нейтральный водородный уровень. При естественном незначительном закислении они восстанавливаются. Если процесс запустился под действием внешних факторов, это невозможно.

Из-за нарушения баланса гибнут живые обитатели озер и рек. В ходе химических реакций из соединений высвобождаются ионы тяжелых металлов. Их свободные частицы смертельны для флоры и фауны водоемов. Не исключены генные мутации.

В Швеции, Норвегии, США закисление приобрело масштаб экологической катастрофы. Подводный мир озер вымер. Исчезли популяции промысловых рыб, погибли колонии моллюсков и водорослей.

Как предупредить возникновение кислотных дождей?

Предупредить снег или дождь невозможно. Чтобы решить проблему кислотных осадков, надо устранить причины их возникновения. Снижение выбросов оксидов азота и серы в атмосферу можно добиться несколькими способами:

освоением альтернативных источников получения энергии;
уменьшение содержания серы в ископаемых энергоносителях.

Использование альтернативных источников энергии

Альтернативные источники энергии намного меньше загрязняют воздух. С уменьшением вредных выхлопов сократится и вероятность выпадения кислотного дождя. Использовать их можно в энергетике и тяжелой промышленности. Уже сейчас вместо нефти, газа и угля с успехом используют:

Солнечную энергию, которая вырабатывается в кремниевых полупроводниковых батареях с помощью физических и химических реакций.
Ветрогенераторы для получения электричества.
Замену ТЭЦ и АЭС на гидроэлекростанции. Электроэнергия вырабатывается с помощью силы воды.

Гидротермальная энергетика предполагает применение внутреннего тепла Земли в качестве топлива. Биотопливо может стать хорошей заменой бензину и газу. Оно образуется в процессе переработки отходов деревообработки и сельского хозяйства.

Снижение содержания серы в различных видах топлива

Одна из причин выпадения кислотных осадков – сера, которая высвобождается при сжигании угля и нефтепродуктов. Чтобы свести к минимуму отрицательное влияние на окружающую среду, нужно использовать топливо с ее низким содержанием. Но его запасы ограничены. Выходом может стать снижение содержания серы искусственно.

Этот метод представляет собой сложный технологический процесс. Современные способы позволяют убрать до 50% серы от ее первоначального уровня. Это ничтожно мало. Кроме того, метод требует значительных финансовых затрат, поэтому широкого применения он не нашел.

Снижение выбросов оксидов азота

Оксид азота еще одно вещество, которое резко увеличивает риск выпадения кислотных осадков. Оно образуется в результате реакции с кислородом в процессе горения топлива.

Количество ядовитого оксида зависит от температуры горения. Чем она выше, тем больше оксида. Время нахождения топлива в печи и объем воздуха тоже влияют на массу конечного продукта горения. Для уменьшения азотных выхлопов необходимы технологии, которые бы дали возможность ускорить горение при минимальных температурах.

Известкование

Известкование это внесение в почву или воды щелочи. Чаще всего для этого используют карбонат кальция. Цель – нейтрализовать кислую среду. Попадая в воду известь быстро растворяется. Образовавшееся щелочное соединение почти мгновенно восстанавливает уровень pH в водоеме или почве.

Эта мера популярна в странах Скандинавского полуострова. Там известь разбрасывают с вертолетов. Чтобы водородный показатель приблизился к норме, на 1 кубометр нужно 5 кг карбоната натрия.

Известкование снижает содержание тяжелых металлов. Ртуть, кадмий, свинец, соединяясь с щелочью, дают труднорастворимые осадки. Но как только среда вновь становится кислой, осадки растворяются.

Способ хорош для водоемов со стоячей водой. В реках с быстрым течением он малоэффективен.

Очистка угля

При сгорании угля, выделяется сера. Чтобы уменьшить выделение вредного вещества топливо предварительно очищают. Существующими методами можно удалить до 30% серы.

Так как сера в угле содержится в форме пирита, система очистки ориентирована на его фильтрование. Делают это вручную. В настоящее время ученые разрабатывают эффективные методы, которые позволят освободить каменный уголь от примесей пирита на 95%. Общее содержание серы, по предварительным оценкам, удастся снизить на 65%.

Применение малосернистых углей

Уголь – главный источник топлива для мелких котельных. С точки зрения экологии, они наносят больший вред, чем крупные станции. Выходом может стать применение малосернистых углей (с содержанием серы до 1%). В таких котельных применяют различные виды топлива. Их объединяет то, что после сгорания они оставляют мало золы. Содержание опасных летучих веществ в них так же невысоко. Оно редко достигает 10%.

Как уберечься от кислотных осадков?

Самый простой способ обезопасить себя от последствий кислотных дождей – не выходить на улицу в непогоду. Но отличить ядовитые осадки от обычных невозможно. Поэтому, стоит пользоваться зонтом и дождевиком.

Влияние кислотных дождей на окружающую среду

Механизм образования кислотных дождей: кислоты из серы и азота

Влияние загрязнения атмосферы на здоровье человека и окружающую среду

Антропогенное загрязнение атмосферы: виды, основные источники, последствия

Экологические последствия загрязнения атмосферы

Что является причинами выпадения кислотных дождей?

Альтернативная энергетика и экология: виды и пути развития

Загрязнение атмосферы выхлопными газами: влияние на человека и окружающую среду

Осадки, вызванные загрязнением окружающей среды, являются глобальной экологической проблемой. Частота их появления с каждым годом возрастает, что беспокоит не только научное сообщество, но и общественность. Ядовитые осадки негативно влияют на организм человека, флору и фауну планеты. Прогулявшись под кислотным дождем можно столкнуться с сердечными и легочными патологиями.

Общие сведения

Кислотными называют не только дожди, но и прочие виды осадков (град, снег, туман), в составе которых присутствуют кислоты. То есть для таких осадков характерен пониженный водородный показатель, характеризующий уровень ионов водорода в жидкости. Чем выше концентрация водородных ионов, тем кислее жидкость.

Нормальная дождевая вода не должна иметь pH ниже 5,6. Если значение ниже, то говорят о кислой воде. Основными компонентами кислотных дождей являются серные и азотные оксиды, хлористый водород и некоторые органические соединения. Особо токсичным, приносящим наибольший вред биосфере компонентом, является диоксид серы. Для этого химического соединения характерен наибольший вес среди токсичных атмосферных веществ.

Токсичные вещества, попадая в воздух, в атмосфере контактируют с углекислотой, водой, солнечной радиацией, образуя молекулы кислот. С мельчайшими каплями воды кислоты устремляются в верхние атмосферные слои, где образуются облака, из которых на землю выпадают кислотные дожди.

Сегодня уже не редкость осадки на 2 – 3 pH ниже нормы. Проблема наиболее характерна для стран с развитой тяжелой промышленностью: Китая, США, России. Фиксировались случаи, когда на территории этих стран в результате интенсивной работы предприятий металлургии выпадали осадки, pH которых составлял всего 2 – 3 единицы. Под ударом находятся и соседние страны (Канада, Мексика, Япония, Корея), ведь отравленные облака могут перенестись ветрами куда угодно.

Причины возникновения

Кислотосодержащие осадки существовали и негативно влияли на экосистему планеты всегда, но раньше они имели исключительно природное происхождение. А сегодня основными причинами возникновения кислотных дождей являются антропогенные факторы:

токсичные выбросы предприятий тяжелой промышленности;
выхлопные газы транспорта;
добыча и переработка угля, нефти, газа;
сжигание любых видов органического топлива;
использование азотистых удобрений;
фреоновые выбросы из кондиционеров, холодильных установок;
использование хлороводородных аэрозолей.

Природными факторами, вызывающими токсичные осадки, являются:

гниющие животные и растительные останки, выделяющие газообразную серу; , приводящие к появлению в атмосфере соединений азота.

Последствия

Отрицательных последствий выпадения кислотных дождей множество. Ядовитые осадки приводят к:

нарушению экобаланса водоемов;
окислению почвы;
угнетению жизнеспособности растений;
ухудшению здоровья людей;
разрушению построек, архитектурных объектов.

Прежде всего, следует рассказать о влиянии кислотных дождей на человека. У людей, вышедших в дождливую погоду без зонта, могут обостриться симптомы аллергии или астмы, появиться злокачественные новообразования. Особенно чувствительны к атмосферным токсинам маленькие дети.

Из-за образования кислотных дождей страдают все части биосферы:

Наиболее негативное воздействие оказывается на гидросферу, причем как прямое, так и косвенное. Под прямым влиянием подразумевается отравление и гибель рыбы из-за непосредственного попадания ядовитых веществ в водоем. Косвенное влияние означает, что токсичные осадки разрушают донные известняковые и прочие породы. Содержащиеся в породах тяжелые металлы растворяются в воде, в итоге крупные популяции рыб погибают или подвергаются мутации.
Для плодородных почв кислотосодержащие осадки – экологическое бедствие. Окисленный грунт подвергается коррозии, становится непригодным для хозяйственного использования.
Значительным последствием кислотных дождей является угнетение растительности. Хлористые и азотистые виды кислотных дождей нарушают обменные реакции между почвой и корневой системой, в результате развитие корней замедляется, повышается чувствительность растений к температурным колебаниям и атакам насекомых-вредителей. Ядовитые дождевые капли оставляют на листьях ожоги. Бывали случаи, когда пораженные деревья полностью сбрасывали листву.

Опасность кислотных осадков также заключается в негативном воздействии на архитектурные объекты. Кислоты постепенно разъедают камень, бетон и прочие материалы, составляющие основу строительных конструкций.

Это может привести к обрушению отдельных частей зданий. Выпадением кислотных дождей обусловлено постепенное разрушение памятников архитектуры, статуй, уличных скульптур.

Методы борьбы

Главный метод борьбы с экологической проблемой – сокращение токсичных выбросов с предприятий. Пока процесс обратный – количество выбросов с каждым годом возрастает. Промышленные предприятия – основной источник вредных поступлений в атмосферу – следует оборудовать фильтрационными установками и очистительными сооружениями. Ученые всего мира работают над созданием систем очистки для повышения экологической безопасности промышленных предприятий.

Рассуждая на тему того, как бороться с кислотными дождями, следует учитывать еще один загрязняющий фактор – транспорт. От автомобилей, конечно, никто не откажется. Но сегодня автомобильный рынок предлагает экологически безопасную продукцию – электромобили и гибриды. Многим известна продукция компании Tesla, работающая на аккумуляторных батареях.

Визуально кислотосодержащие осадки не отличаются от нормальных, поэтому людям, выходящим в дождливую погоду на улицу, следует соблюдать меры предосторожности: надевать дождевик, брать с собой зонт. Следует остерегаться попадания дождевых капель на открытые участки тела. После дождя, находясь в помещении, не стоит сразу открывать окна и форточки, иначе со свежим воздухом можно вдохнуть токсичные летучие вещества.

Сегодня действуют международные и национальные проекты, направленные на защиту окружающей среды, предполагающие оснащение предприятий очистными установками. Для защиты водоемов от воздействия вредоносных осадков используют известкование.

В последние годы многим людям приходится сталкиваться или хотя бы слышать о таком явлении, как кислотный дождь. Такое атмосферное явления происходит из-за загрязнения атмосферы и воды различными техногенными загрязнениями. Первый зафиксированный кислотный дождь выпал в 1872 году.

Территории, подверженные кислотным осадкам

В прошлом веке, особенно в его последние десятилетия, это явление уже не являлось чем-то очень необычным. Где образуются кислотные дожди? Такие дожди (а в это понятие также входят и кислотные град, и такой же снег) с относительной регулярностью выпадают и в Европе, и в России , и в США .

Экологами разработана карта, на которой подробно обозначена каждая территория, подвергающаяся таким опасным явлениям.

На территории большинства субъектов Российской Федерации выпадение серы и нитратного азота от собственных источников не превышает 25 процентов от их суммарных выпадений. Вклад собственных источников по сере превышает этот порог в Мурманской (70%), Свердловской (64%), Челябинской (50%), Тульской и Рязанской (по 40%) областях и в Красноярском крае (43%).

На Европейской территории России только 34 процента выпадений серы имеет российское происхождение. Из оставшейся части 39 процента поступает от европейских стран, а 27% из других источников. При этом наибольший вклад в трансграничное подкисление природной среды вносят соседние страны: Украина , Польша , Германия , Белоруссия и Эстония .

Что такое кислотные дожди?

Кислотный дождь – это осадки, в которых вода имеет низкий уровень рН. Таким показателем отображается концентрация водорода.

Нормальным показателем считается 5,6. Если с водой взаимодействуют газы, то показатель снижается до 1–4. Это становится причиной гибели микроорганизмов. Погибают и клетки более сложных организмов.

Признается, что кислотные дожди – это глобальная экологическая проблема. Идут они все чаще. Это не может не вызывать беспокойства и у научного сообщества, и у общественности. Выпадение ядовитых осадков отрицательно отражается на растительном и животном мире все земли.

Страдают от этого и люди. Порой достаточно просто побыть под кислотным дождем и получить легочное или сердечное заболевание.

Как уже было сказано, кислоты могут присутствовать не только в дожде, но и в снеге, в граде. Мало того, они могут находиться даже в тумане. При этом, чем выше концентрация во влаге каких-либо примесей, тем больший вред она наносит.

Чаще всего для выявления кислоты в атмосферной влаге требуются лабораторные анализы. Но порой об этом говорит появляющееся у человека чувство жжения при дыхании и даже на коже. Во многих случаях при таких осадках присутствует кисловатый запах. Признаком загрязнения является и изменившийся цвет воды. Если в таких условиях находиться на открытом пространстве, то все может закончится даже кислотными ожогами.

Кислотный дождь представляет собой разбавленную кислоту. Из-за этого воздух и почва (прежде всего, плодородный слой) насыщаются токсинами. Из-за кислоты погибают животные и растения, разрушаются минералы, пищевые продукты становятся просто ядовитыми.

Возрождение пострадавшей территории происходит в течение длительного времени. Кислота, проникая в почву, постепенно опускается в глубину, заражая грунтовые воды.

Причины выпадения кислотных осадков

Считается нормой, когда в атмосферных осадках присутствует слабая угольная кислота. Это признается естественным состоянием. Дело в том, что в воздухе всегда есть углекислый газ, и данная кислота образуется при его взаимодействии с влагой. Аномальные осадки образуются аналогично. Но при этом влага взаимодействует с другими летучими соединениями. В результате облака насыщаются серной или азотной кислотой. При этом, чем сильнее воздух загрязнен соединениями серы или просто серой, или соединениями азота, тем выше концентрация кислоты в осадках.

В числе причин, обусловливающих аномальные осадки, выделяют такие:

При вулканических извержениях происходят выбросы в атмосферу пепла и различных газов. Это и оксиды серы, и сульфаты, и сероводородные вещества.
При разложении органических остатков, как животных, так и растений, в атмосферу попадают соединения серы и азота.
Разряд молнии также обеспечивает естественное загрязнение атмосферы. Признается, что ежегодно за счет молний объем сформированных кислот достигает восьми миллионов тонн.

Вероятно, следует уточнить, что в названых выше случаях образующиеся кислотные дожди имеют естественное происхождение. Вред природе они могут нанести в том случае, когда речь идет о слишком больших загрязнениях. Утверждается, что такое произошло на земле более 250 миллионов лет назад. Это было связано с аномально высоким уровнем вулканической деятельности. Результатом кислотных дождей стало вымирание 95% всех живых организмов.

В настоящее время загрязнение атмосферы, в основном, происходит не из-за природных факторов, а из-за человеческой деятельности. Научным сообществом признается, что антропогенное воздействие в этом отношении сейчас составляет от 89 до 92%. Загрязнение атмосферы при этом происходит из-за:

выбросов предприятий, функционирующих в машиностроение и металлургии, работы тепловых электростанции;
при сжигании каменного угля, нефтепродуктов, газа, дров;
за счет выделения метана, которое происходит на полях, где выращиваются злаковые культуры;
из-за использования удобрений, содержащих азот, а также при обработке посевов пестицидами;
при добыче полезных ископаемых, особенно открытым способом;
фреонами, попадающими в атмосферу из неисправных холодильников;
при использовании аэрозолей, в составе которых имеется хлороводород.

Как образуются кислотные дожди —

Механизм образования кислотных осадков можно просто объяснить химическими формулами. Значительную роль в образовании кислотных осадков играют выбросы вредных веществ, происходящих при работе добывающих и перерабатывающих предприятий. В этих выбросах встречается до 65% серы и ее соединений. Они растворяются во влаге.

Серные дожди

При попадании в атмосферу диоксида серы происходит реакция, называемая фотохимическим окислением с образованием серного ангидрида. Следующая реакция – его взаимодействие с водяным паром, в результате чего образуется сернистая кислота. Но процесс на этом не останавливается. Взаимодействие это соединения с водой продолжается, и эта кислота превращается в серную.

Азотные дожди

Половина кислотных дождей является азотными. В этом случае формирование дождевой влаги происходит за счет азотосодержащих соединений. Растворяясь в паре, они становятся азотистой или азотной кислотой. Когда такой дождь выпадает на землю, химическая реакция продолжается в почве. При этом происходит образование нитратов и нитритов.

Соляные дожди

Случается, что под воздействием соединений, содержащих хлор, формируются соляные дожди. Этот газ оказывается в воздухе одновременно с метаном. Такое происходит при выбросах ряда промышленных предприятий и при горении мусора.

Кроме названых веществ в атмосферу попадают и соединения, являющиеся в высокой степени токсичными. Виновниками также являются промышленные предприятия. Свою долю вносят и испарения, происходящие при разложении бытовых отходов.

Последствия: чем опасны кислотные дожди

Кислотные дожди способны нанести вред целым регионам. Время полного разложения токсичных соединений, попавших в почву или воду, доходит до 15-и лет. Какой вред растениям наносят кислотные дожди? Оказавшись в грунте, эти вещества разрушают все то, что необходимо растениям. При этом происходит высвобождение солей таких металлов, как свинец, алюминий и ртуть. На такой почве растения просто не могут существовать. Если в дожде присутствует высококонцентрированная кислота, погибают взрослые растения и семена. Одновременно часть ядовитых соединений отравляет и воздух.

Глобальные проблемы

Под воздействием кислотных дождей появляются такие глобальные экологические проблемы:

Изменяется структура воды. Повышается ее жесткость, воду насыщают токсины и кислоты. Кислотные дожди наиболее опасны для растительного и животного мира. результате животные и растения погибают. Случается, что после таких дождей содержание в воде тяжелых металлов оказывается выше предельно-допустимых норм в 8 раз.
Из-за того, что листья и корневая система растений повреждается, растения погибают. Следствие – гибель травоядных, что вынуждает хищных животных переходить на другие территории. То есть, нарушаются пищевые цепочки.
Загрязненный верхний слой почвы из-за ветров продолжает загрязнять воздух. Ветер переносит ядовитую пыль на значительные расстояния, отравляя природу и там.

Влияние на человека

Кислотные дожди отрицательно влияют и на человека. Взаимодействуя с рядом строительных материалов, они освобождают из них поликарбонаты. Разрушение достигает такого уровня, что эти вещества, а также влага воздуха начинают окислять металлы, имеющиеся в сооружениях. Из-за этого постройки довольно быстро разрушаются. Из-за кислотных дождей погибает сельскохозяйственный скот, страдают посевы и обитатели водоемов в рыбных хозяйствах.

Под воздействие кислотных дождей у людей развиваются такие заболевания, как: бронхит, воспаление легких, трахеит, бронхиальная астма. В ряде случаев люди даже получают химические ожоги.

К сожалению, этим дело не ограничивается. Мясные изделия, рыба, продукты, изготовленные из растений, оказываются насыщенными ртутью, свинцом, серой, мышьяком, селеном наносят вред здоровью человека. Сохраняются в продуктах животного происхождения и кислоты, и соли, из-за которых происходят пищевые отравления. При этом страдают печень, поджелудочная железа, почки, кровеносная и нервная системы.

Экономические последствия

Кислотные дожди наносят значительный вред и экономике. Для компенсации вреда, нанесенного сельскому хозяйству, лесу, водным объектам требуются значительные затраты. Поскольку страдают и посевные площади, потери урожая достигают больших значений.

Следствием может стать голод, особенно, если речь идет о слабо развитых регионах.

Так как из-за химических ожогов, болезней, вызванных попавшими в организм вредными соединениями, появляется необходимость в оказании медицинской помощи в значительных объемах, возрастают затраты на медицинские препараты и работу медперсонала. Стоимость компенсации последствий только при реализации такой программы достигает десятков миллиардов долларов.

Меры борьбы с кислотными осадками

Разработкой мер, направленных на предупреждение вреда от кислотных дождей, занимаются в Соединенных Штатах , в России , в Китае . Причина – в этих странах находится большое количество предприятий, добывающих каменный уголь. Много и металлургических предприятий.

Борьба с экологическими проблемами в локальных масштабах невозможна. Нужен комплексный подход по сокращению вредных выбросов, кислотообразующих веществ в атмосферу, воду и почвы, который возможен лишь при межгосударственном сотрудничестве. Применение альтернативных источников энергии без использования угля, нефти и газа также приводит к сокращению кислотных осадков. Поможет также использование низкосернистого угля или его очистка от серы. Такие работы ведутся.

Конструкторы разрабатывают высокопроизводительные воздушные фильтры и очистные системы. Однако в короткие сроки решить такие проблемы нельзя. Негативные последствия от загрязнения атмосферы с последующим выпадением кислотных дождей продолжают возрастать ежегодно, за образование кислотных дождей ответственны многие крупные промышленные предприятия.

Поскольку проблема не решена, и ее решение – дело будущего, желательно принятия мер личной безопасности. Если появляется информация о возможном выпадении кислотных осадков, желательно не выходить из помещений. В случае, когда такое невозможно, следует обязательно пользоваться зонтом. Можно обезопасить себя и используя такую одежду, как длинный плащ и непромокаемая обувь.

Без соответствующего анализа невозможно определить, присутствует ли в дожде, снеге, тумане кислота. Поэтому, если получено предупреждение об угрозе осадков с кислотой, следует особо тщательно закрывать двери и окна жилых домов и производственных помещений. В таких случаях всегда присутствую летучие соединения, способные оказывать вредное воздействие и тогда, когда человек не находится под дождем или снегом.

Кислые осадки могут вызывать снижение pH почвенного раствора. Они обусловливают изменение структуры кислотности в верхних горизонтах почв, а именно повышение вклада минеральных источников кислотности по сравнению с органическими.

Кислые осадки снижают насыщенность почв основаниями, способствуют выносу ионов Са2+ и Mg2+ из почвенного поглощающего комплекса.

Подкисление сопровождается повышением растворимости соединений металлов, в результате содержание их в растворе может возрасти до токсичных уровней.

Кислые осадки ведут к повышению подвижности ионов железа и алюминия. Эти условия способствуют трансформации ©кристаллизованных форм оксидов железа в аморфные. Процесс закисления почв сопровождается снижением окислительно-восстановительного потенциала.

В почвенном растворе при его подкислении изменяется соотношение ионов. В частности, в растворе кислых почв не только повышается общее содержание алюминия, но и увеличивается доля свободных ионов, более токсичных, чем связанные.

Изменение кислотно-основных условий влияет на состояние коллоидов амфолитоидной природы, к которым относятся протеины, гидроксиды железа и алюминия. В силу изменения заряда поглотительная способность этих компонентов почвы в отношении катионов и анионов меняется. При подкислении почв поглощение загрязняющих веществ в катионной форме снижается, а в анионной форме увеличивается.

Закисление ведет к угнетению биоты. Наблюдается снижение общей численности микроорганизмов, снижение интенсивности дыхания, нарушение цикла азота. Прежде всего страдают нитрифицирующие и аммонифицирующие микроорганизмы. Грибы более устойчивы, поэтому их доля в микробоценозе возрастает.

Под влиянием кислых осадков происходит снижение скорости деструкции растительных остатков, скорости минерализации гумуса, повышение количества фульвокислот и агрегации гуминовых кислот, уменьшение содержания водорастворимых органических веществ, изменение элементного состава гумусовых кислот.

В почвах действуют механизмы сопротивления воздействию кислых осадков.

Явление кислотно-основной буферное™ почв открыто давно. Ранние работы в этой области были посвящены преимущественно исследованию механизмов буферное™ почв в связи с расчетами доз извести, необходимой для нейтрализации избыточной кислотности. В последние десятилетия интерес к этой проблеме возрос в связи с воздействием кислых осадков на почвы и экосистемы в целом стран северного полушария.

Кислотно-основная буферность определяется как способность почвы противостоять изменению pH при добавлении кислоты или основания. В зависимости от свойств почв и диапазона значений pH буферные реакции почвы обусловливают различные почвенные компоненты. Разработан ряд классификаций механизмов буферное™ почв.

При увеличении кислотной нагрузки происходит смена реакций, протекающих с участием протона кислотных выпадений. При наличии карбонатов кислотные выпадения растворяют их, при этом карбонаты переходят в бикарбонаты, в раствор поступает дополнительное количества ионов Са2+.

При отсутствии карбонатов протон вступает во взаимодействие с глинистыми минералами, при этом идет высвобождение из структур минералов катионов I и II групп. Эта область носит название силикатной области, она соответствует диапазону pH 5,0-6,2.

При более кислой реакции (pH 4,2—5,0) протон включается предположительно в реакции катионного обмена. В результате внедрения протона в ППК в почвенный раствор поступают обменные основания.

При pH 3,0—4,2 действует так называемая алюминиевая область буферности, при этом происходит растворение алюмосодержащих минералов, освобождение мономеров А13+. Это так называемая алюминиевая область буферности почв. При pH ниже 3,0 (3,0—2,5) происходит растворение свободных несиликатных форм железа и переход в раствор ионов Fe3+.

Читайте также: