Влияние кислых осадков на почву.
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.
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+.
Источник
Кислотные осадки: причины, последствия, меры борьбы
Последнее обновление 9 декабря, 2020
Кислотные дожди – достаточно важная проблема для окружающего мира. Вследствие выпадения кислотных осадков происходит загрязнение всего, что окружает человека, в том числе негативно сказывается и на нём самом. Для осадков такого вида характерен пониженный уровень кислотности. Из-за отклонения от нормы последствия таких осадков могут быть губительны для всего живого.
Территории, подверженные кислотным осадкам
Выброс кислотных осадков происходит не только в больших городах, но и в небольших населённых пунктах. Токсичные вещества, которые образуют над городами плотное облако, движимое воздушными массами, может перелетать на достаточно большие расстояния. В процессе передвижения облако рассеивается в результате выброса на землю вредных элементов вместе с осадками.
Наиболее часто такие облака появляются над населёнными пунктами Франции, Германии, Великобритании. Из-за летучего облака в результате страдают соседние страны Норвегия и Швеция, над территориями которых такие облака пролетают и выпадают в виде кислотных осадков. Похожая ситуация происходит в Европейской части России, куда прилетают облака с токсичными отходами с Украины, Польши, Германии и других европейских стран. США также является поставщиком вредоносных отходов в страну-соседку Канаду. В результате страдают страны, которые почти не загрязняют атмосферу от своих соседей-гигантов мировой промышленности.
Что такое кислотные дожди
Кислотными дождями называют осадки, у которых в состав входят кислотные оксиды, чаще всего это азот или сера. Такие садки могут проявляться не только в форме жидкого вещества, но и в виде снега, града, пыли или газов.
Причины выпадения кислотных осадков
Выброс в атмосферу вредоносных и отравляющих её отходов является причиной выпадения кислотных дождей. Отходы могут быть не только промышленного, но и природного происхождения. В большей степени виноваты промышленные предприятия, которые производят соединения оксида серы, хлористого водорода, азота и пр. Постоянный выброс этих веществ негативно сказывается на природном балансе.
Несмотря на то что современные промышленные предприятия устанавливают необходимые очистительные системы, они не могут полностью обезвреживать промышленные отходы.
И также рост выпадения ядовитых дождей связан с повышением количества автомобильной техники в мире. Выхлопные газы также попадают в воздух хоть и не в таких больших размерах, но тоже разрушают окружающий мир. И стоит отметить, что наши бытовые предметы, например, аэрозоли, также помогают в разрушении планеты.
Как образуются кислотные дожди
Из природных источников могут также образовываться кислотные дожди. Вулканы, гниение остатков растений и многое другое попадает в атмосферу, загрязняя её. Но стоит учитывать, что даже извержения вулканов наносят гораздо меньший вред, чем деятельность промышленных заводов.
Существуют следующие виды кислотных осадков:
- Серные дожди – состоят из оксидов серы, выпускаемой электростанциями, транспортными средствами и нефтеперерабатывающими заводами.
- Азотные дожди – состоят из диоксида серы и оксида азота, которые попадают в атмосферу в результате деятельности электрогенераторов.
- Соляные дожди – из смеси с водой оксидов получается растворы кислот и осаживаются на землю.
Последствия: чем опасны кислотные дожди
Учёные постоянно наблюдают за последствиями, которые появляются в результате выброса вредоносных веществ вместе с осадками. Ядовитые дожди могут навредить растениям и животным, когда попадают в грунт, вытягивая на поверхность токсичные металлы. В результате чего могут отмирать деревья, если наблюдается большая концентрация кислот. Соответственно люди могут лишиться урожая из-за непоправимого повреждения почвы.
То же самое наблюдается и с водоёмами. Кислотные выбросы разрушают их естественную среду. Происходит загрязнение рек, в результате чего гибнут живые существа, обитающие там.
Влияние на человека
Для человека может оказаться опасно не только жить и дышать загрязнённым воздухом, но и потреблять в пищу отравленное отходами мясо птиц, зверей, рыб. Это может привести к тяжёлым отравлениям человеческого организма. А также человека нельзя находится на улице после прошедших кислотных осадков. Немного подышав после них воздухом, можно серьёзно заболеть, например, может развиться астма и другие заболевания дыхательных путей.
Экономические последствия
На экономику страны могут оказать влияние гибнущие животные, промысловые виды рыб, посевы – всё то, что потребляется внутри государства населением. Это явный подрыв экономической ситуации в стране.
Меры борьбы с кислотными осадками
Одной из самых важных задач человечества на сегодняшний день является остановить выброс вредоносных отходов посредством кислотных дождей. Учёные ищут наиболее эффективный способ — это сделать. Но к сожалению, страны развиваются и промышленное производство не только не сокращается, а, наоборот, становится более масштабным. И это совсем не помогает решить экопроблему.
Пока наиболее эффективный метод борьбы с выбросом токсичных отходов – дорогостоящие очистные сооружения, фильтры, которые разрабатываются и в будущем должны будут установить промышленные предприятия.
С помощью этих установок хотят уменьшить количество токсичных веществ, попадаемых в атмосферу в результате деятельности заводов.
Но к сожалению, несмотря на все усилия учёных, опасность выпадения кислотных осадков давно перешла из небольшой в масштабную проблему всего мира. Люди сами ухудшают условия своей жизни на планете, убивая её ежедневно, ведь всё, что попадает в атмосферу, наносит ей непоправимый вред. Даже обычные аэрозоли, используемые в быту, загрязняют наш воздух токсичными веществами. Эти вещества также являются составляющими кислотных осадков. Поэтому, чтобы решить столь глобальный вопрос, необходимо всем людям в мире принимать участие в решении проблемы.
Источник
Кислотные дожди – причины возникновения и последствия, пути решения проблемы
Фото: Последствия кислотных дождей, г. Карабаш , Челябинская область , dirtmotoshop.ru
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 .
Фото: Кислотные дожди на карте мира, vigivanie.com. Рыжим цветом отмечены территории, где выпадают кислотные дожди; фиолетовым — территории с загрязненным воздухом, что может привести к кислотным осадкам; бежевым — районы с потенциальными проблемами, где повышена чувствительность почв.
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 .
Кислотные дожди на карте, geographyofrussia.com
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.
Фото: Причины образования кислотных дождей, en.ppt-online.org
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.
Формулы кислого дождя, ppt-online.org
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.
Источник