Кислотные дожди

Влияние кислотных дождей на животных

Экологические последствия кислотных дождей наиболее отчетливо проявляются в водной среде, такой как ручьи, озера и болота, где они могут нанести вред рыбам и другим диким животным и растениям. По мере прохождения через почву кислые дождевые воды могут вымывать алюминий из частиц глины, а затем попадать в ручьи и озера. Чем больше кислоты попадает в экосистему, тем больше алюминия высвобождается.

Некоторые виды растений и животных способны переносить закисление воды и умеренное количество алюминия. Организмы, чувствительны к кислоте, будут погибать по мере снижения pH. Как правило, молодые особи большинства видов более чувствительны к условиям окружающей среды, чем взрослые. При pH 5 большинство икринок рыбы не могут вылупиться. При более низком уровне pH некоторые взрослые рыбы погибают. В некоторых кислых озерах рыба прекращает воспроизводиться.

Даже если один вид рыбы или животного может переносить умеренно кислую воду, животные или растения, которые он ест, могут не размножаться. Например, у лягушек критический pH около 4, но съеденные ими подёнки более чувствительны и могут не выдержать pH ниже 5,5.

Опасность кислотных дождей для человека

Очень сильные кислоты сгорят, если они коснутся вашей кожи и нанесут ей большой ущерб. Есть даже такой термин, как кислотный ожег. Они могут даже разрушить металлы. Кислотный дождь намного, намного слабее этого, и никогда не бывает достаточно кислым, чтобы нанести непоправимый вред вашей коже, как неразбавленная кислота.

Уксус имеет значение рН 2,2, а лимонный сок имеет значение рН 2,3, а самый сильный из зарегистрированных кислотных дождей был pH2, так что он примерно такой же кислотный, как лимонный сок или уксус, а мы знаем, что они не причиняют непоправимого вреда (кроме людей с очень чувствительной кожей, но их и мыло бывает раздражает) — так в чем же тогда опасность кислотных дождей?

Для человека ее практически нет, но и приятного не очень много, другое дело, что такого в принципе не должно быть. Другое дело, как он влияет на почву и животных, но об этом немного позже.

Опасность кислотных дождей для человека

Очень сильные кислоты сгорят, если они коснутся вашей кожи и нанесут ей большой ущерб. Есть даже такой термин, как кислотный ожег. Они могут даже разрушить металлы. Кислотный дождь намного, намного слабее этого, и никогда не бывает достаточно кислым, чтобы нанести непоправимый вред вашей коже, как неразбавленная кислота.

Уксус имеет значение рН 2,2, а лимонный сок имеет значение рН 2,3, а самый сильный из зарегистрированных кислотных дождей был pH2, так что он примерно такой же кислотный, как лимонный сок или уксус, а мы знаем, что они не причиняют непоправимого вреда (кроме людей с очень чувствительной кожей, но их и мыло бывает раздражает) — так в чем же тогда опасность кислотных дождей?

Для человека ее практически нет, но и приятного не очень много, другое дело, что такого в принципе не должно быть. Другое дело, как он влияет на почву и животных, но об этом немного позже.

Последствия кислотных дождей

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.

Схема образования кислотных дождей

Появлению таких осадков предшествует цепочка химических реакций. Так проходит процесс образования кислотных дождей, на примере серы:

1. Диоксид серы, попав в воздух с отходами промышленности, трансформируется вследствие фотохимических реакций. Образуется серный ангидрид.
2. Последний, соединяясь с молекулами воды, образует серную кислоту.
3. Другая часть диоксида посредством реакций преобразовывается в сернистую кислоту.
4. Сернистая кислота, пройдя окисление, становится серной.

Аномальные осадки, содержащие N2O5, образуются по принципу серных, поскольку оксид азота, взаимодействуя с дождевой водой, образует кислоты.

Если причина кислотности хлор, то образование происходит следующим образом:

1. Наполнение хлором воздуха за счёт отходов химической промышленности или продуктов горения.
2. Вследствие реакции хлора и метана получается хлороводород.
3. Образовавшееся вещество взаимодействует с водой, получается соляная кислота.

Исходя из указанного, можно утверждать, что многие вещества, загрязняющие атмосферу образуют аномальные осадки повышенной кислотности. При этом основную массу среди «образующих» элементов составляет SO2, поскольку его выбрасывает в воздух промышленные предприятия.

Схема образования кислотных дождей зависит от уровня кислотности осадков, а он обусловлен составляющими веществами.

Преобразование соединений серы

Многие промышленные выбросы содержат серу. Механизм образования кислотных дождей заключается в окислении указанного вещества. Воздух наполняется частично окисленной серой. Атмосфера содержит окислители, превращающие соединения серы в сульфаты и кислоту.

Взаимодействие сернистой кислоты и кислорода повышает уровень окисления серы, из чего получается сернистый ангидрид. Триокись при взаимодействии с водой, находящейся в воздухе, преобразуется в серную кислоту.

Помимо двуокиси, окисляются и другие соединения этого вещества. Они образуют кислоту, молекулы которой быстро конденсируется. Этим объясняется относительно небольшое количество серы в аномальных осадках.

Преобразование соединений азота

Азот также наполняет атмосферу, как правило, это NO (окись). Реакция её окисления образует двуокись, которая преобразовывается в азотную кислоту. Этому способствует взаимодействие с радикалом гидроксила.

По сравнению с серной кислотой, азотная более летучая, поэтому она почти не конденсируется, а её пары поглощаются частицами аэрозоли, облаками, осадками.

Такая ситуация считается проблемой промышленных государств, но подобные химические превращения серы и азота характерны для регионов, подверженных горению биомасс.

Экологические и экономические последствия

Лес после кислотного дождя

Последствия выпадения кислотных дождей наблюдаются во многих странах земного шара.

Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоёмы — озера, реки, заливы, пруды — повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна.

Выделяют три стадии воздействия кислотных дождей на водоёмы:

Первая и вторая стадии обратимы при прекращении воздействия кислотных дождей на водоем.

По мере накопления органических веществ на дне водоёмов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как кадмий, ртуть и свинец из донных отложений и почв.

Эти токсичные металлы представляют опасность для здоровья человека. Люди, пьющие воду с высоким содержанием свинца или принимающие в пищу рыбу с высоким содержанием ртути, могут приобрести серьёзные заболевания.

Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. Учёные считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца ещё не изучен, «сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон и тяжёлые металлы, в совокупности приводит к деградации лесов».

Экономические потери от кислотных дождей в США, по оценкам одного исследования[какого?], составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов и к концу века убытки достигнут 1,7 миллиардов долларов от потери лесов; 8,3 миллиардов долларов от потери урожаев (только в бассейне реки Огайо) и только в штате Миннесота 40 миллионов долларов на медицинские расходы.

Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов[каких?], — это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.

Последствия кислотных осадков

После выпадения кислотных дождей их последствия могут привести к проблемам в экологическом и экономическом плане региона. Токсичные соединения способны храниться воде и почве в течение 5-15 лет.

При попадании в грунт яды начинают разрушать питательные вещества, необходимые для развития растений, и высвобождают на поверхность соли свинца, алюминия или ртути. Почва становится непригодной для выращивания растений. Высокая концентрация кислот в дождевой воде может привести к гибели взрослых растений и зародышевых семян. Некоторое количество ядовитых соединений остается в воздухе.

Кислотные ливни приводят к появлению следующих глобальных проблем экологического плана:

1. Изменение структуры воды, повышение ее жесткости, насыщение кислотами и токсинами. Такой эффект вызывает гибель животных и растений, потому что жидкость становится непригодной для питья. Содержание в воде тяжелых металлов после выпадения КД превышает норму в 4-8 раз.
2. Повреждения листвы и корневой системы приводят к вымиранию растений и травоядных животных. Отсутствие дии вынуждает хищников охотиться в другой местности, это приводит к нарушению пищевой цепи.
3. Наблюдается сильное загрязнение почвенного слоя и воздушной оболочки. Токсины вместе с пылью могут переноситься с ветром на большие расстояния, продолжая отравлять окружающую среду.

Влияние кислотных осадков на человека

Кислотные осадки негативно отражаются на жизнедеятельности и здоровье человека. Химические вещества вымывают из стекол и некоторых строительных материалов поликарбонаты, провоцируют развитие ржавчины и коррозию металлов, что ускоряет процесс разрушения построек. Под воздействием кислых дождевых вод погибает скот, страдают рыбные хозяйства и сельскохозяйственные угодья.

• бронхита;
• воспаления легких;
• трахеита;
• получения химических ожогов;
• бронхиальной астмы.

Становится опасно принимать в пищу выловленную рыбу и мясные изделия. Наиболее токсичные соединения (ртуть, свинец, сера, мышьяк и селен) не разрушаются под воздействием термической обработки. Поэтому в продуктах животного происхождения могут сохраниться неорганические кислоты и ядовитые соли, способные вызвать пищевую интоксикацию. Отравление приводит к тяжелым нарушениям в работе печени, поджелудочной железы и почек, негативно отражается на функциональной активности нервной и кровеносной системы.

Воздействие кислотных осадков на экологию

Негативное влияние КД а окружающую среду остро проявляется на озерах и крупных реках. Для развития флоры и фауны требуется нейтральная среда. Смещение водородного показателя в кислую или щелочную сторону вызывает гибель организмов и экосистем. Закисление водоемов приводит к масштабным потерям растений и животных, утрате рыбных ресурсов, миграции некоторых видов и нарушению пищевой цепи.

Вред кислотных дождей для почвенного слоя обусловлен вымыванием питательных соединений. Земля насыщается ионами токсичных и тяжелых металлов. Следует задумываться над вопросом, какой вред растениям наносят КД: разрешение корневой системы, расщепление лиственного покрова и нарушение автотрофного питания посредством фотосинтеза.

Экономические последствия

Негативные последствия кислотного дождя отражаются не только в экологическом, но и в экономическом плане. Жидкие химические вещества вредят лесам и растениям, выращиваемым на сельскохозяйственных угодьях, которые после окончания экологической катастрофы требуют больших денежных затрат на восстановление. Потери урожая могут спровоцировать вспышки голода в бедных и аграрных регионах, гибель растений и животных в лесах нарушает экологический фон. Для посадки новых деревьев и выращивания животных государства также тратят крупные суммы.

Кислоты наносят химические ожоги на тела людей, из-за чего возрастает потребность в бесплатной медицинской помощи и лекарственных препаратах. Для компенсации последствий от экологической проблемы необходимо потратить около 40 млрд долларов.

Посадка сакуры в открытый грунт — все о японской вишне

Способ. Общеядовитый

К таким веществам относятся хлорциан и синильная кислота. Они не влияют через кожу, а поражают при вдыхании. Поражение характерно появлением привкуса металла во рту, болью в горле, плохое самочувствие, тошнота, пульсирующая боль в голове, судорогами, переходящими в паралич.

Интересно : 20 способов найти занятие себе по душе

Основным и достаточным средством защиты является противогаз. Если он не был надет и поражение произошло, рекомендуется использовать противогаз и ввести под его шлем – маску открытую ампулу, содержащую антидот.

При необходимости, пораженному нужно сделать искусственное дыхание, укутать и отправить в госпиталь.

Международный экспериментальный термоядерный реактор

Сейчас строится экспериментальный токамак во Франции, стоить он будет примерно 15 миллиардов долларов, по планам он будет закончен к 2019 году и до 2037 на нем будут проводиться эксперименты. Если они будут успешными, то, может, мы еще успеем пожить в счастливую эпоху термоядерной энергии.

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:

1. Солнечную энергию, которая вырабатывается в кремниевых полупроводниковых батареях с помощью физических и химических реакций.
2. Ветрогенераторы для получения электричества.
3. 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.

Советуем почитать: Как правильно утилизировать стиральную машину?

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%.

Причины образования кислотных осадков

В химической структуре естественных осадков в норме помимо воды присутствует угольная кислота. Неорганическое соединений образуется в результате реакций водяных молекул с углекислым газом в атмосфере. Появление аномальных осадков происходит по аналогичной схеме, только вместо окиси углерода в воздухе присутствуют другие летучие соединения и производные металлов. В структуре кислотных дождей присутствуют растворы серной или азотной кислоты различной концентрации.

Выделяют следующие причины возникновения аномального выпадения осадков:

1. Воздух насыщается производными серы после вулканического извержения. Во время выброса пепла и летучих газов в атмосферу выделяется большое количество оксидов серы, сульфатов и сероводородных веществ.
2. В процессе органического разложения животных и растений в воздухе скапливаются серосодержащие и азотистые вещества.
3. К источникам естественного загрязнения воздуха также относят разряды молнии во время грозы. В пасмурную погоду в воздушной оболочке Земли ежегодно формируется до 8 млн т кислотных веществ.

Кислотные ливни естественного происхождения нередко становились причиной вымирания живых организмов более 250 млн лет назад, когда погибло до 95% от общего количества биосферы. В реалиях современного мира создает катастрофу не природа, а деятельность человека. Поэтому на долю антропогенных факторов приходится до 89-92% загрязнений экосферы:

• выбросы машиностроительных и металлургических заводов, энергостанций;
• сжигание горючих полезных ископаемых и органического топлива: угля, дров, природного газа;
• выделение метана при выращиваний злаковых культур;
• выхлопные газы автомобилей;
• удобрение почвы азотными соединениями, опрыскивание продуктов растительного происхождения пестицидами;
• добыча полезных ископаемых;
• утечка фреона из холодильников;
• использование содержащих хлороводород аэрозолей.

Как образуются кислотные осадки?

Несмотря на большое количество природных выбросов ядовитых соединений, человек – главный виновник экологических бедствий. Существенную роль в возникновении КД играет добывающая и перерабатывающая промышленность. В 65% случаев в структуре осадков обнаруживается присутствие производных серы. Механизм образования аномальной экологической проблемы заключается в растворении ядовитых газов в дождевой влаге.

В атмосферу выбрасываются тонны токсичных соединений и ядовитых газов. В воздухе скапливается диоксид серы, который в процессе фотохимического окисления преобразовывается в серный ангидрид. Данное химическое соединение вступает в реакцию с водяными парами. Продуктом их взаимодействия выступает серная кислота. Из оставшихся частиц серного диоксида формируются молекулы сернистой кислоты, которая после длительного взаимодействия с водой становится серной.

½ кислотных ливней относится к азотным. Дождевая влага формируется из летучих соединений азотсодержащих веществ, которые при растворении в водяном паре трансформируются в азотистую и азотную кислоту. Такие осадки выпадают и формируются по аналогичному принципу, что и серные осадки. После выпадения разбавленные кислоты попадают в грунт, где распадаются на нитраты и нитриты.

В редких случаях наблюдаются соляные дожди, которые формируются из летучих хлорсодержащих соединений. Хлор попадает в атмосферную среду вместе с метаном в процессе сжигания мусорных отходов или после выброса промышленных предприятий.