Кислотные дожди
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:
- вулканические извержения, при которых атмосфера заполняется большим количеством серы;
- гниющие животные и растительные останки, выделяющие газообразную серу;
- молнии, 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
Решением проблемы кислотных дождей бессмысленно заниматься на локальном уровне. Это задача глобального характера, с ней можно справиться только общими усилиями всех развитых стран.
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.
Источник
Кислотные дожди, воздействие на водные и почвенные экосистемы.
Кислотный дождь — все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, — при которых наблюдается понижение pH (вес водорода «пэаш») дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами, обычно оксидами серы и оксидами азота.
Кислотные дожди оказывают многоплановое влияние на окружающую среду. В первую очередь отрицательному воздействию подвергаются водные экосистемы, почва и растительность. Первыми жертвами кислотных дождей стали озера и реки. Сотни озер в Скандинавии, на северо-востоке США и на юго-востоке Канады, в Шотландии превратились в кислотные водоемы.
Повышение кислотности приводит к появлению в воде высокотоксичных ионов тяжелых металлов – кадмия, свинца и других, которые прежде входили в состав нерастворимых в воде соединений и не представляли угрозы живым организмам.
Дефицит питательных веществ и интоксикация воды приводят к своеобразной «стерилизации» водоемов. Закисленная и токсичная вода разрушает скелеты рыб и раковины моллюсков, а главное – снижает репродуктивные процессы. В свою очередь, это приводит к сокращению популяций наземных животных и птиц, связанных с водной биотой трофическими цепями (цепи питания). «Мертвая вода» усиливает дефицит пресной воды, обусловленный возрастающими масштабами хозяйственного и бытового использования и ее загрязнением.
Почвенные организмы более приспособлены к пониженным значениям рН почвенной влаги, но и они угнетаются возрастающей кислотностью, особенно азотфиксирующие бактерии и грибницы. Разрыхляющие почву дождевые черви могут жить в слабокислых почвах, в таких условиях они «нейтрализуют» почвенные кислоты с помощью выделяемой ими извести; в кислой почве дождевые черви погибают. Среди других нарушений, происходящих в почве вследствие ее подкисления, следует отметить нарушение процессов питания растений, разрушение их корневой системы.
Почвенное подкисление считается одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного полушария, причем этот фактор долгодействующий, который может проявиться через много лет после прекращения вредных кислотообразующих выбросов в атмосферу. Больше всего страдают елово-пихтовые и дубовые леса. Непосредственное воздействие кислотных осадков приводит к нарушению листовой поверхности, процессов транспирации (испарение с поверхности листа) и фотосинтеза за счет разрушения хлорофилла (это воздействие можно определить зрительно по побурению листьев и игл).
Многообразно косвенное влияние: загрязнения выступают в роли пусковых механизмов биологических и биохимических процессов, ослабляющих растение, нарушающих его рост, повышающих чувствительность к климатическим изменениям, делающих его менее устойчивым к вредителям – грибам, бактериям, жукам и др. В то же время подкисление почвы азотокислыми дождями стимулирует развитие лесных вредителей.
Загрязнение воздуха кислотообразующими выбросами оказывает многообразное вредное влияние и на организм человека. Вдыхание влажного воздуха, содержащего диоксид серы, особенно опасно для пожилых людей, страдающих сердечнососудистыми и легочными заболеваниями, в тяжелых случаях может возникнуть отек легких. Вредно это и для здоровых людей, поскольку SO2 и сульфатные частицы обладают канцерогенным действием. Установлена тесная взаимосвязь между повышением смертности от бронхитов и ростом концентрации диоксида серы в воздухе (трагический лондонский туман 1952г. — более 4000 смертей).
Источник
Боремся с кислотностью почвы. Известкование
Осенью многие огородники производят известкование почвы. Что это такое, для чего это применяют и как выполняется данная операция?
В первую очередь нужно понять, что такое кислотность почвы.
Кислотность почвы – наличие и количество ионов водорода в почвенном растворе и обменных ионов водорода и алюминия в поглощающем комплексе почвы. По степени кислости почвы делят на кислые, нейтральные и щелочные. При повышенной кислотности в почве замедляются обменные процессы питательных элементов, что приводит к недостатку питания растения. Кроме того многие растения не любят кислую среду, как и среду с повышенной защелоченностью.
Лучшая среда для роста растений – нейтральная , но при регулярном земледелии почва на участках закисляется, это происходит в результате жизнедеятельности растений. На кислых почвах резко снижается эффективность вносимых удобрений, угнетается рост и развитие растений, что так же приводит к снижению урожайности.
Отклонение от нормы кислотности почвы, кроме снижения урожайности в целом, приводит также к ухудшению вкусовых качеств плодов и способности их к хранению.
Для снижения кислотности почв применяют известкование – процесс внесения в почву специальных элементов, способных снизить кислотность среды.
Для известкования применяют известь, меловой порошок, известковый туф, мергель, сланцевую и торфяную золу, белитовую и доломитовую муку , а также цементную пыль и мартеновский шлак.
Кроме снижения кислотности, известкование почвы приводит к улучшению физических свойств грунта (рыхлость), удержанию влаги в поверхностном слое, подкормке растений, снижению впитывания в корнеплоды токсичных веществ.
Как определить кислотность почвы?
Для того чтобы разобраться нужно ли известковать почву на участке достаточно купить простой набор лакмусового индикатора, применяемого в химической промышленности.
Готовится раствор почвы в воде и индикатором по цветовой шкале определяется степень кислости почвы по pH показателю.
Нейтральной средой для почв является среда с показателями 6,5-7,5 pH .
Все отклонения от этой нормы, как в низшую сторону (кислые почвы), так и в высшую (щелочные), отрицательно влияют на рост и развитие растений. Для достижения лучших урожаев на таких почвах следует регулировать кислотный баланс.
Если нет возможности воспользоваться лакмусовой бумагой, природа сама подскажет о кислотности почвы следующими показателями:
По сорнякам. Сорные травы вроде хвоща полевого и одуванчика очень быстро разрастаются именно на грунте с недостатком щелочи. Кислую почву предпочитают щавель, мята и подорожник. На щелочном же или нейтральном грунте хорошо растут клевер, мать-и-мачеха и лебеда.
По поверхности почвы. На щелочных почвах верхний слой по виду напоминает древесную золу, в некоторых участках на поверхности даже заметен сероватый налет. Обратите внимание на естественные лужи и низины на участке, для кислых почв – после дождя вода становится рыжей, иногда наверху появляется малозаметная пленка радужных цветов.
По реакции на уксус. Возьмите небольшую горсть земли с участка и полейте ее столовым уксусом. Если ничего не произойдет – это тоже признак повышенной кислотности (поскольку уксус – это кислота, то бурной реакции при смешивании с кислым грунтом ждать не стоит). А вот если земля начала шипеть и пениться – то она либо нейтральная, либо щелочная, в этом случае проводить известкование почв не нужно.
Процесс известкования
Итак, если pH- показатель почвы ниже нормы 6,5-7,5, необходимо производить известкование.
Среди множества вариантов, лучшими средствами для осеннего известкования признаны известковая и доломитовая мука. Известковая мука это карбонат кальция (CaCO3) насыщает почву кальцием и очень хорошо выполняет функцию раскислителя. Доломитовая мука (MgCO3), или карбонат магния, насыщает почву магнием и улучшает физические показатели грунтов.
Для весеннего известкования чаще всего применяют мел. Весеннее известкование проводят не позднее чем за три недели до посадочных работ.
Осенью известкование производят перед вспашкой или вскопкой участка. В зимний период можно известковать почву прямо поверх первичного слоя снежного покрова или перед выпадением осадков, чтобы известь впиталась в почву, а не улетела с ветром.
Для известкования зимой идеально подходит доломитовая мука.
По цели внесения известкование делят на основное или первичное и поддерживающее.
При первичном известковании , чтобы подавить кислотность почвы необходимо внесение большого количества муки. Первый раз раскислитель вносится на глубину 20-25 сантиметров, с равномерным перемешиванием.
При поддерживающем внесении доза снижается, а глубина составляет 5-7 см.
В целом рекомендации нормы для основного внесения составляют при рН менее 4, на 10 м. кв. понадобится 5-6 кг вещества, при кислотности от 4 до 5 на глине, на 10 м. кв. хватит 4-5 кг. В грунт с показателями рН от 4 до 5 на песчанных почвах вносится 3-4 кг на 10 м. кв. Для слабокислых грунтов на 10 м. кв. будет достаточно 2-3 кг извести.
Нормы первичного внесения извести в почву, в зависимости от кислости и типа почв указаны в таблице.
Повторное известкование проводится через 3-5 лет после первичного, доза внесения в этом случае будет составлять треть от первичного, а глубина внесения 5-7 см.
Известкование почвы – наиболее экологичный и малозатратный способ повышения урожайности на кислых почвах. Но необходимо помнить, что чрезмерное внесение извести в почву на протяжении многих лет приводит к засаливанию почвы, что влечет ухудшение ее качеств и снижение урожайности. Известкование применяют на кислых почвах, с перерывами в несколько лет. Наилучшее время для проведения этой операции — осень.
Всем успехов в земледелии! Подписывайтесь на канал!
Источник