Kyselé deště vznikají v důsledku znečištění ovzduší. Kyselý déšť
Hlavní příčinou kyselých dešťů je znečištění ovzduší. Kyselý déšť může nakonec zničit veškerý život na Zemi. Jedinou možností, jak změnit situaci s výrazným zvýšením kyselosti deště k lepšímu, je podle mnoha odborníků snížit množství škodlivých emisí do atmosféry.
Kyselé deště jsou z podstaty svého původu dvojího druhu: přírodní (vznikají jako výsledek činností samotné přírody) a antropogenní (způsobené lidskou činností).
Přírodní kyselé deště.
Existuje několik přirozených příčin kyselých dešťů:
1) činnost mikroorganismů.
Řada mikroorganismů v procesu své životní činnosti způsobuje destrukci organických látek, což vede k tvorbě plynných sloučenin síry, které se přirozeně dostávají do atmosféry. Množství takto vzniklých oxidů síry se odhaduje na cca 30-40 mil. tun ročně, což je přibližně 1/3 celkového množství;
2) vulkanická činnost
Dodává do atmosféry další 2 miliony tun sloučenin síry. Spolu se sopečnými plyny se do troposféry dostává oxid siřičitý, sirovodík, různé sírany a elementární síra;
3) rozklad přírodních sloučenin obsahujících dusík.
Protože všechny proteinové sloučeniny jsou založeny na dusíku, mnoho procesů vede ke vzniku oxidů dusíku.
- 4) výboje blesku produkují asi 8 milionů tun sloučenin dusíku ročně;
- 5) spalování dřeva a jiné biomasy.
Antropogenní kyselé deště
Zde budeme hovořit o destruktivním vlivu lidstva na stav planety. Člověk je zvyklý žít v pohodlí, zajistit si vše, co potřebuje, ale není zvyklý po sobě „uklízet“.
Hlavní příčinou kyselých dešťů je znečištění ovzduší. Jestliže asi před třiceti lety byly průmyslové podniky a tepelné elektrárny pojmenovány jako globální příčiny, které způsobují výskyt sloučenin v atmosféře, které „oxidují“ déšť, dnes tento seznam doplnila silniční doprava.
Tepelné elektrárny a hutní podniky „darují“ přírodě asi 255 milionů tun oxidů síry a dusíku.
Významně přispěly a přispívají i rakety na tuhá paliva: start jednoho komplexu Shuttle má za následek uvolnění více než 200 tun chlorovodíku a asi 90 tun oxidů dusíku do atmosféry.
Antropogenními zdroji oxidů síry jsou podniky vyrábějící kyselinu sírovou a rafinaci ropy.
Výfukové plyny z motorových vozidel tvoří 40 % oxidů dusíku vstupujících do atmosféry.
Hlavním zdrojem VOC v atmosféře je samozřejmě chemický průmysl, sklady ropy, čerpací stanice a čerpací stanice a také různá rozpouštědla používaná jak v průmyslu, tak v běžném životě.
Konečný výsledek je následující: lidská činnost dodává do atmosféry více než 60 % sloučenin síry, asi 40–50 % sloučenin dusíku a 100 % těkavých organických sloučenin.
Oxidy vstupující do atmosféry reagují s molekulami vody a tvoří kyseliny. Oxidy síry při úniku do ovzduší tvoří kyselinu sírovou, oxidy dusíku - kyselinu dusičnou. Je třeba také vzít v úvahu skutečnost, že atmosféra nad velkými městy vždy obsahuje částice železa a manganu, které působí jako katalyzátory reakcí. Protože v přírodě existuje koloběh vody, voda ve formě srážek dříve nebo později spadne na zem. S vodou se dostává i kyselina.
V poslední době se kvůli všeobecnému zhoršování ekologické situace na naší planetě stále častěji objevuje tak nepříjemný ekologický jev, jakým jsou kyselé deště. Kyselý déšť vzniká v důsledku interakce vzduchu a vody v horních vrstvách atmosféry s různými znečišťujícími látkami.
Historie kyselých dešťů
První kyselý déšť v historii byl zaznamenán již v roce 1872, právě v době rozkvětu industrializace a masové výstavby továren. Netřeba dodávat, že do 20. století se tento jev stal mnohonásobně častějším a my, obyvatelé 21. století, jsme jej samozřejmě zdědili.
Příčiny kyselých dešťů
Jaké jsou příčiny kyselých dešťů? Ekologové je rozdělují na antropogenní a přírodní. Antropogenní příčiny kyselých dešťů souvisejí s lidskou činností a zahrnují:
- Emise různých oxidů dusíku a síry ze závodů a továren. Když se dostanou do atmosféry, interagují s vodní párou, což má za následek tvorbu kyseliny sírové, která padá jako kyselý déšť.
- Výfukové plyny, další zdroj znečištění ovzduší, jsou také další příčinou kyselých dešťů.
Přirozené příčiny kyselých dešťů zpravidla nesouvisejí s lidskou činností, vznikají v důsledku sopečných erupcí, poté se do atmosféry dostává velké množství látek obsahujících dusík, s nimiž vzniká kyselina dusičná, která klesá; jako kyselý déšť.
Následky kyselých dešťů
Jaké jsou účinky kyselých dešťů? Existuje mnoho negativních důsledků:
- úhyn úrody,
- znečištění vody,
- snížení plochy lesů,
- nemocí u lidí.
Kontakt s kyselým deštěm zvyšuje riziko onemocnění, jako je astma, alergie a rakovina. Kyselé deště znečišťují řeky a jezera, čímž se voda stává nepoužitelnou, což může zabíjet obrovské populace ryb. Vlivem kyselých dešťů se půda znečišťuje a ztrácí úrodnost a v důsledku toho klesá výnos. Rostliny jimi také trpí, stromům opadávají listy a je brzděn vývoj kořenů, rostliny jsou citlivé na změny teplot.
Způsoby řešení problému kyselých dešťů
Hlavním krokem k vyřešení environmentálního problému kyselých dešťů, stejně jako problému, je snížení emisí škodlivého průmyslového odpadu do atmosféry a používání čisticích filtrů v továrnách. A do budoucna vytváření výroby šetrné k životnímu prostředí, obecně všechny moderní technologie by se měly zavádět až po posouzení jejich vlivu na životní prostředí.
Krokem k překonání problému kyselých dešťů bude také postupný přechod k ekologickým elektromobilům. První takové vozy Tesla si již pomalu získávají na oblibě a chceme opravdu věřit, že se v budoucnu stanou všudypřítomnými a vozy na benzín se stanou historií, stejně jako se staly například staré parní vlaky.
Video s kyselým deštěm
A na závěr krátké naučné video o kyselých deštích.
Odvoz, zpracování a likvidace odpadů z 1. až 5. třídy nebezpečnosti
Spolupracujeme se všemi regiony Ruska. Platná licence. Kompletní sada závěrečných dokumentů. Individuální přístup ke klientovi a flexibilní cenová politika.
Pomocí tohoto formuláře můžete odeslat poptávku na služby, požádat o obchodní nabídku nebo získat bezplatnou konzultaci od našich specialistů.
Kyselý déšť, jeho příčiny a důsledky jsou naléhavými ekologickými problémy, které vážně znepokojují každého zdravého člověka. Zjistěte, proč vypadnou, a také jaké nebezpečí představují.
Co jsou kyselé deště
Vzhledem k nejnaléhavějším globálním problémům životního prostředí si mnoho vědců všímá vzniku kyselých dešťů. A abychom mohli posoudit důsledky jejich dopadu, stojí za to nejprve pochopit podstatu jevu. Normálně by kyselost jakékoli srážení měla být v rozmezí 5,6-5,8 pH. Voda je v tomto případě mírně kyselý roztok, který nezpůsobuje žádné následky a neovlivňuje životní prostředí.
Pokud se kyselost srážek z nějakého důvodu zvýší, stane se kyselým. Tento termín zavedl chemik Robert Angus Smith ve Skotsku ve druhé polovině 19. století. Problém kyselých dešťů se objevil i v té vzdálené době, ale dnes je nejzávažnější a nejnaléhavější.
Normálně by srážky, které padají pravidelně, měly mít mírně kyselé prostředí. Je to způsobeno tím, že přírodní prvky, které tvoří atmosféru (například oxid uhličitý), reagují s vodou, což má za následek tvorbu malého množství kyseliny uhličité. Mechanismus, kterým se tvoří kyselé deště, je způsoben znečišťujícími látkami, které pronikají a zachycují se ve spodních vrstvách atmosféry.
Hlavní složkou srážení s vysokou kyselostí, jak ukázaly studie, je oxid sírový. V atmosféře se v důsledku fotochemické oxidační reakce její určitá část přemění na anhydrid kyseliny sírové a ten se zase při kontaktu s vodní párou mění na kyselinu sírovou. Ze zbývajícího množství oxidu siřičitého se získá kyselina siřičitá, která oxidací při vysoké vlhkosti postupně přechází na kyselinu sírovou.
Další běžně se vyskytující složkou je oxid dusnatý, který také reaguje s vodou za vzniku kyselin.
Zajímavost: Pokud chcete zjistit, jak vypadá kyselý déšť, pravděpodobně ho nerozeznáte od normálního deště. Zvýšená kyselost se nijak neprojevuje a nemění vzhled srážek.
Proč dochází ke kyselému srážení?
Příčin kyselých dešťů je celá řada a tyto jsou hlavní:
- Hlavním důvodem jsou emise z vozidel s benzínovým pohonem. V důsledku spalování paliva se páry vrhají do atmosféry a reagují s vodou výrazně zvyšují kyselost srážek.
- Činnost tepelných elektráren. Při spalování různých druhů paliv používaných k výrobě tepla dochází ke stálým emisím škodlivých látek do atmosféry.
- Kyselé deště jsou spojeny s aktivní těžbou, zpracováním a využíváním nerostných surovin jako je uhlí, ruda, plyn a další. Lidstvo je používá už poměrně dlouho a málokdo přemýšlí nad nebezpečím spalování paliva, při kterém se uvolňuje velké množství oxidu uhličitého a různých škodlivin.
- Mezi příčiny vzniku kyselých dešťů lze zaznamenat přírodní, to znamená ty, které nezávisí na člověku, ale jsou spojeny s přírodními jevy a procesy. Při sopečných erupcích se tedy uvolňuje a do atmosféry uvolňuje mnoho sloučenin, například oxidy síry, sírany, sirovodík. Emise jsou také způsobeny výboji blesku a činností mikroorganismů žijících v půdě.
- Dalším důvodem výskytu srážek s vysokou kyselostí je hniloba mrtvol zvířat a rostlin. Při těchto procesech vznikají sloučeniny obsahující dusík a síru, které se při vstupu do atmosférických vrstev a reakci s vlhkostí mění na kyseliny.
- Z příčin kyselých dešťů je třeba vyzdvihnout činnost různých průmyslových a zpracovatelských podniků zabývajících se zpracováním kovů, výrobou kovových dílů a strojírenstvím. Mnoho továren a továren nepoužívá čistící a filtrační zařízení, takže škodlivé emise se dostávají do životního prostředí a značně ho znečišťují.
- Dalším důvodem, proč vznikají kyselé deště, je aktivní používání různých aerosolů a sprejů lidmi, které obsahují chlorovodík a další stejně škodlivé sloučeniny.
- Kyselé deště jsou také způsobeny únikem freonu z chladicích zařízení a klimatizací.
- Srážky se zvýšenou kyselostí jsou způsobeny produkcí některých stavebních materiálů.
- Hnojení půdy, zejména toxickými sloučeninami, například sloučeninami obsahujícími dusík.
Skutečné hrozby
Jaké jsou negativní důsledky kyselých dešťů, jaké škody způsobují? Jedná se o skutečný ekologický problém, který představuje skutečnou hrozbu pro celý ekosystém, životní prostředí a člověka.
Podívejme se na hlavní důsledky kyselých dešťů:
- Kyselé deště způsobují velké škody na rostlinném světě. Za prvé, takové srážky poškozují listy a stonky. Za druhé, pronikající do půdy, mění její složení, takže půda je chudá, neúrodná nebo dokonce toxická.
- Negativní dopad kyselých dešťů na životní prostředí se rozšiřuje na vodní útvary: usazená voda do nich vstupuje a hromadí se a mění přirozené složení. V důsledku toho se prostředí mění a stává se nevhodným pro život různých vodních obyvatel, včetně ryb.
- Další oblastí škod kyselých dešťů je ničení budov, památek a architektonických struktur. Kyseliny, když se dostanou na materiály, je postupně ničí a doslova rozleptávají.
- Kyselé deště jsou velmi nebezpečné i pro člověka. Přestože koncentrace kyselin zpravidla nedosahuje takové úrovně, aby naleptávaly kůži, přesto se objevují negativní účinky. Takové srážení tedy může způsobit závažné alergické reakce, které jsou způsobeny škodlivými sloučeninami vstupujícími do těla. A někteří vědci se domnívají, že při dlouhodobém vystavení srážkám s vysokou kyselostí může dojít k rakovině.
- Negativní účinky kyselých dešťů ovlivňují svět zvířat. Kyseliny obsažené ve směsi mohou ovlivnit srst a také proniknout do rostlin, které konzumují některá zvířata. Často taková expozice vede ke smrti, ale jsou možné mutace.
Jak problém vyřešit
Vysoce kyselý déšť, který se čas od času objeví, je především výsledkem lidské činnosti. Lidstvo proto musí problém vyřešit. Chcete-li snížit množství srážek s vysokou kyselostí, měli byste přehodnotit svůj postoj k životnímu prostředí a životu na planetě.
Taková opatření, jako je zavádění čisticích systémů a instalace filtračních zařízení v továrnách a továrnách, snižování objemu používaného paliva a rozvoj alternativních zdrojů energie a opuštění toxických hnojiv pomohou změnit situaci k lepšímu.
Užitečná rada: Abyste se chránili před negativními účinky srážek, měli byste v deštivém počasí používat deštník nebo pláštěnku a vyhýbat se kapání na odhalenou pokožku. V tomto případě vám déšť neublíží.
Problém srážek s vysokou kyselostí je velmi naléhavý a vyžaduje komplexní řešení. Musíme jednat společně a v několika směrech.
Termín „kyselý déšť“ zavedl anglický chemik R.E Smith před více než 100 lety.
V roce 1911 byly v Norsku zaznamenány případy úhynu ryb v důsledku okyselení přírodních vod. Teprve koncem 60. let, kdy podobné případy ve Švédsku, Kanadě a Spojených státech vyvolaly pozornost veřejnosti, se však objevilo podezření, že příčinou je déšť s vysokým obsahem kyseliny sírové.
Kyselé deště jsou srážky (déšť, sníh) s pH nižším než 5,6 (vysoká kyselost).
Kyselé deště jsou tvořeny průmyslovými emisemi oxidu siřičitého a oxidů dusíku do atmosféry, které ve spojení se vzdušnou vlhkostí tvoří kyseliny sírové a dusičné. V důsledku toho se déšť a sníh okyselí (číslo pH pod 5,6). V Bavorsku (Německo) v srpnu 1981 pršelo s kyselostí pH = 3,5. Maximální zaznamenaná kyselost srážek v západní Evropě je pH = 2,3.
Celkové celosvětové antropogenní emise oxidů síry a dusíku ročně dosahují více než 255 milionů tun (1994). Kyselinotvorné plyny zůstávají v atmosféře dlouhou dobu a mohou cestovat na vzdálenosti stovek i tisíců kilometrů. Značná část emisí UK tak končí v severních zemích (Švédsko, Norsko atd.), tzn. s přeshraniční dopravou a poškozuje jejich hospodářství.
Smog
Znečištění ovzduší
V důsledku znečištění životního prostředí vzniká mnoho lokálních i globálních ekologických problémů, které jsou charakteristickým rysem moderní ekologické krize. Nejznámější z nich souvisí se znečištěním ovzduší. Následují informace o některých z těchto jevů.
Znečištění ovzduší je jakákoli změna jeho stavu a vlastností, která má negativní dopad na zdraví lidí a zvířat, stav rostlin a ekosystémů. Znečištění atmosféry může být přirozené (přirozené) nebo antropogenní (způsobené člověkem).
Přírodní znečištění vzduch vzniká vulkanickou činností, zvětráváním hornin, větrnou erozí, kouřem z lesních a stepních požárů.
Antropogenní znečištění spojené s uvolňováním různých škodlivin při lidských činnostech. Svým rozsahem výrazně převyšuje přirozené znečištění.
Rozlišovat místní, regionální a globální znečištění ovzduší. Příkladem místního znečištění je oblast Krasnojarsk sousedící s KRAZ; regionální - náhorní plošina Putorana v okolí Norilsku; globální - zvýšený obsah CO 2 v celé moderní atmosféře zeměkoule.
Hlavními znečišťujícími látkami (znečišťujícími látkami) jsou oxid siřičitý (SO 2), oxidy uhlíku (CO) a pevné částice. Tvoří asi 98 % z celkového objemu škodlivých látek. Kromě hlavních znečišťujících látek je v ovzduší měst a velkých měst pozorováno ještě asi 70 druhů škodlivých látek, mezi nimiž jsou nejčastější formaldehyd, fluorovodík, čpavek, fenol, benzen, sirouhlík aj. V r. v mnoha městech je koncentrace hlavních znečišťujících látek oxid siřičitý a oxid uhelnatý – nejčastěji překračuje povolené úrovně.
Hlavní zdroje Mezi látky znečišťující ovzduší patří tepelné a jaderné elektrárny, kotelny, podniky hutnictví železa, chemická výroba, emise z vozidel, rafinace plynu a ropy a spalování odpadu.
Rozlišují se tyto hlavní typy znečištění ovzduší: smog, kyselé srážky, akumulace skleníkových plynů a poškození ozonové vrstvy.
Smog– (v širokém slova smyslu) jakékoli znečištění ovzduší viditelné pouhým okem.
Vůbec prvním oficiálně zaznamenaným případem znečištění ovzduší, které mělo vážné následky, byl smog ve městě Donora (USA) v roce 1948. Během 36 hodin byly registrovány dvě desítky úmrtí, stovky obyvatel se cítily velmi špatně. O čtyři roky později, v prosinci 1952, došlo v Londýně k ještě tragičtější události. Více než 4000 lidí zemřelo během pěti dnů kvůli znečištěnému ovzduší. Přestože v následujících letech byl v Londýně a dalších městech několikrát pozorován silný smog, naštěstí se již takové katastrofické následky neopakovaly.
Podmínky formování: znečištění ovzduší prachem a plynem v kombinaci s nepříznivými povětrnostními podmínkami (vysoká vlhkost vzduchu, zvýšená sluneční aktivita), což má za následek synergický (vzájemně se posilující) efekt. Další podmínkou zvýšeného smogu je klidné počasí a teplotní inverze. Ten se projevuje blokováním studeného vzduchu nad zemí vrstvou překrývajícího se teplého vzduchu. K tomu dochází, když studený vzduch „uniká“ (klínuje) pod teplým vzduchem. V důsledku toho je pohyb vzduchu nahoru blokován a znečišťující látky nejsou unášeny nahoru, ale hromadí se nad Zemí. Fenomén teplotní inverze může být zesílen reliéfními prvky. Hory obklopující kontaminovanou oblast tak zabraňují horizontálnímu odtoku znečišťujících látek.
Existují tři typy smogu:
· Mokrý smog (Londýnský typ) - kombinace plynných škodlivin (hlavně SO 2), prachových částic a kapiček mlhy. Koncentrace oxidů síry, prachu a oxidu uhelnatého dosahují úrovní nebezpečných pro člověka. Takže v roce 1952 v Londýně zemřelo více než 4000 lidí kvůli vlhkosti smogu.
· Ledový smog (aljašský typ) - kombinace znečištění prachem a plynem a kapky zmrzlé mlhy.
· Fotochemický smog (typ Los Angeles) - sekundární znečištění ovzduší v důsledku rozkladu a chemické interakce znečišťujících látek, především oxidů dusíku a těkavých uhlovodíků, vlivem slunečního záření. Důsledkem sekundárního znečištění atmosféry při fotochemickém smogu je vznik fotochemických oxidačních činidel (agresivních a škodlivých sloučenin O 3 (ozon), CO (oxid uhelnatý), peroxylcyklylnitrátů (PAN) aj. Jen v Tokiu v roce 1970 tento typ smog způsobil otravu 10 tisíc lidí a v roce 1971 – 28 tisíc.
Podmínky pro vznik fotochemického smogu. Ke spalování paliva v motoru automobilu dochází při vysokých teplotách a začíná interakce mezi kyslíkem a dusíkem, které jsou součástí atmosférického vzduchu. Atomový kyslík vzniklý během disociace molekul kyslíku je schopen rozštěpit molekulu relativně inertního dusíku a zahájit řetězovou reakci:
O 2 + světelné kvantum ® O* + O* (kyslíkové radikály)
O* + N 2 ® NO + N*
N* + O 2 ® NO + O*
V důsledku toho se ve výfukových plynech objevuje oxid dusnatý, který se po uvolnění do atmosféry oxiduje vzdušným kyslíkem a mění se na oxid dusičitý. Hnědý oxid dusičitý je fotochemicky aktivní. Absorbuje světlo a disociuje:
Ve vzduchu se tak objevuje reaktivní atom kyslíku, který může reagovat za vzniku ozónu:
O* + 02®03.
Přítomnost ozonu je nejcharakterističtějším znakem fotochemického smogu. Nevzniká při spalování paliva, ale je sekundární škodlivinou. Ozón, který má silné oxidační vlastnosti, má škodlivý vliv na lidské zdraví a ničí mnoho materiálů, především pryž.
NA negativní účinky smogu platí:
§ zhoršení stavu lidí (bolesti hlavy, dušení, nevolnost, alergické projevy na kůži, očích, sliznicích horních cest dýchacích); může zvýšit úmrtnost;
§ smog vede k vysychání vegetace a ztrátě výnosů plodin;
§ způsobuje předčasné opotřebení budov, kovových konstrukcí, pryžových výrobků atd. Například losangeleský smog více poškozuje gumu, zatímco londýnský smog více škodí železu a betonu.
V dnešní době se environmentální problémy automobilové dopravy ve velkých ruských městech staly vážným problémem. Automobilové emise tak v Moskvě a Petrohradu dosahují stovek tisíc tun ročně. Automobilová doprava s jistotou zaujala první místo mezi všemi ostatními zdroji znečištění ovzduší. Proto se v Moskvě, Petrohradu a dalších velkých městech stává smog častým návštěvníkem, zejména za bezvětří.
Pro je nutná prevence smogu :
§ zlepšit motory automobilů;
§ účinně čistí výfukové plyny;
§ Množství oxidu uhelnatého produkovaného v motorech automobilů lze snížit jeho spalováním na méně nebezpečný oxid uhličitý. Zvýšení podílu vzduchu v hořlavé směsi pomáhá snižovat emise nejen CO, ale i nespálených uhlovodíků. Nejúčinnější jsou katalyzátory, ve kterých se oxid uhelnatý a nespálené uhlovodíky oxidují na oxid uhličitý a vodu a oxidy dusíku se redukují na molekulární dusík. Katalytické přídavné spalování bohužel nelze použít při tankování olovnatého benzínu do auta. Takový benzín obsahuje sloučeniny olova, které nevratně otráví katalyzátor. Bohužel, olovnatý benzín je u nás stále hojně používán;
§ pro snížení emisí oxidu siřičitého se nejprve z ropy odstraní sloučeniny síry a dále se čistí výfukové plyny. Uvolňování sloučenin síry do atmosféry lze také snížit spalováním pevného paliva ve fluidním loži. Emise pevných částic z tepelných elektráren se snižují použitím elektrostatických odlučovačů nebo vakuových vzduchových filtrů.
Kyselé srážení– jedná se o jakékoli srážky (déšť, mlha, sníh), jejichž kyselost je nižší než normální z důvodu okyselení nečistotami vzduchu. Kyselé srážení také zahrnuje ztrátu suchých kyselých částic z atmosféry (jinak známé jako kyselé usazeniny).
Termín „kyselý déšť“ zavedl v roce 1872 anglický inženýr Robert Smith ve své monografii „Air and Rain: The Beginning of Chemical Climatology“. Při nepřítomnosti škodlivin ve vzduchu je reakce dešťové vody mírně kyselá (pH = 5,6), protože oxid uhličitý ze vzduchu se v ní snadno rozpouští za vzniku slabé kyseliny uhličité. Proto by se srážení s hodnotou pH 5,5 mělo přesněji nazývat kyselé.
Chemický rozbor kyselého srážení ukazuje přítomnost kyseliny sírové (H 2 SO 4) a kyseliny dusičné (HNO 3). Přítomnost síry a dusíku v těchto vzorcích naznačuje, že problém je spojen s uvolňováním těchto prvků do atmosféry. Při spalování paliva se do ovzduší uvolňuje oxid siřičitý a také atmosférický dusík reaguje se vzdušným kyslíkem za vzniku oxidů dusíku. Proto jsou podmínkami pro vznik kyselých srážek masivní vstup do atmosféry oxidu siřičitého (SO 2) a oxidů dusíku (NO 2 aj.), které svým rozpouštěním ve vodě okyselují srážky:
SO 3 + H 2 O ® H 2 SO 4,
N02 + H20® HNO3.
Kyselost sedimentů je obvykle způsobena přítomností kyseliny sírové 2/3 a kyseliny dusičné 1/3.
Obrázek 2. Mechanismus tvorby kyselé precipitace
Kyselost srážek závisí jak na množství kyselin (úroveň znečištění atmosféry oxidy síry a dusíku), tak na množství vody vstupující na zem ve formě srážek. Snižuje se pH (což znamená zvyšuje kyselost) srážek v následujícím pořadí: silné deště ® mrholení ® mlhy. Kyselá rosa, která vzniká z kyselých usazenin (suché kyselé srážky) na povrchu rostlin a jiných předmětů, když spadne malé množství kapající vody (rosy), může mít výraznou kyselost.
Kyselé srážení ilustruje prahový efekt. Většina půd, jezer a řek obsahuje alkalické chemikálie, které mohou reagovat s některými kyselinami a neutralizovat je. Pravidelné, dlouhodobé vystavení kyselinám však většinu těchto okyselujících látek vyčerpává. Pak jakoby náhle začíná hromadné úhyn stromů a ryb v jezerech a řekách. Když k tomu dojde, je příliš pozdě na to, aby byla přijata jakákoli opatření, která by zabránila vážným škodám. Zpoždění je 10 - 20 let.
Zdrojeúniky oxidů síry a dusíku do atmosféry: tepelné elektrárny (pracující na nekvalitní uhlí a topný olej); průmyslové kotelny; výfukové plyny z motorových vozidel atd. Výsledné slabé roztoky kyseliny sírové a dusičné v atmosféře mohou vypadávat jako srážky, někdy i o několik dní později, stovky kilometrů od zdroje emisí (obrázek 2).
Obecně platí, že kyselost srážek, zejména v místech, kde jsou soustředěny průmyslové podniky, může překročit normál 10-1000krát.
Dynamika. Kyselé deště byly poprvé zaznamenány v západní Evropě, zejména ve Skandinávii a Severní Americe v 50. letech 20. století. Nyní tento problém existuje v celém průmyslovém světě a nabyl zvláštního významu v souvislosti se zvýšenými umělými emisemi oxidů síry a dusíku.
V průměru je kyselost srážek, které spadají převážně ve formě deště v západní Evropě a Severní Americe na ploše téměř 10 milionů km 2 , je 5-4,5 a mlhy zde mají často pH 3-2,5 .
V Rusku jsou nejvyšší úrovně spadu oxidovaných oxidů síry a dusíku (až 750 kg/km2 za rok) na velkých územích (několik tisíc km2) pozorovány v hustě obydlených a průmyslových oblastech země – v severozápadních, středních, Central Black Earth, Ural a další regiony; v místních oblastech (do 1 tis. km2 na ploše) - v bezprostřední blízkosti hutních podniků, velkých státních okresních elektráren, ale i velkých měst a průmyslových center (Moskva, Petrohrad, Omsk, Norilsk, Krasnojarsk, Irkutsk, atd.), nasycené energetickými zařízeními a automobilovou dopravou. Minimální hodnoty pH srážek v těchto místech dosahují 3,1-3,4. Republika Sakha (Jakutsko) je v tomto ohledu uznávána jako nejpříznivější region.
Specifikem kyselých dešťů je jejich přeshraniční charakter, způsobený přenosem kyselinotvorných emisí vzdušnými proudy na velké vzdálenosti – stovky až tisíce kilometrů. To je do značné míry usnadněno jednou přijatou „politikou vysokých komínů“ jako účinný prostředek proti znečištění zemního ovzduší.
Téměř všechny země jsou současně „vývozci“ svých vlastních a „dovozci“ emisí jiných. Největší podíl na přeshraniční acidifikaci ruského přírodního prostředí sloučeninami síry mají Ukrajina, Polsko a Německo.
Asi 75 % kyselé depozice, která spadá do Kanady, pochází ze Spojených států a pouze 15 % kyselé depozice, která spadá do severovýchodních států, pochází z emisí v Kanadě. Tato velká kladná bilance transportu kyselé depozice mezi Spojenými státy a Kanadou vedla k napjatým vztahům mezi těmito dvěma zeměmi.
Kanadští vědci a úředníci a mnoho vědců z USA kritizovalo americkou vládu za to, že nepostupovala dostatečně rychle, aby snížila škodlivé emise z průmyslových závodů a elektráren alespoň o 50 %. Ministerstvo životního prostředí Ontaria odhaduje, že usazování kyselin ohrožuje 48 000 kanadských jezer a jejich odvětví sportovního rybolovu v hodnotě 1,1 miliardy dolarů ročně a 10 miliard dolarů ročně v oblasti cestovního ruchu. Kanaďané se také obávají, že usazování kyselin poškozuje lesnictví a související průmyslová odvětví, která zaměstnávají jednoho z 10 lidí v zemi a generují 14 miliard dolarů ročně.
Důsledky kyselých srážek jsou omezeny na negativní dopad na složky ekosystému:
1. Kyselé vysrážení vede k degradace lesa v důsledku přímého popálení rostlinných pletiv, vyplavování živin z půd a snížené odolnosti rostlin vůči škůdcům a chorobám. Vyplavování hliníku a těžkých kovů z půdy přicházejícími kyselinami a jejich další vstup do rostlin nebo vodních ploch způsobuje otravu organismů. Lesy vysychají a na velkých plochách se rozvíjejí suché vrcholky. Kyselina zvyšuje pohyblivost hliníku v půdách, který je toxický pro malé kořeny, což vede k utlačování listů a jehličí a lámavosti větví. Postiženy jsou zejména jehličnaté stromy, protože jehličí je nahrazováno méně často než listí, a proto za stejnou dobu hromadí více škodlivých látek. Jehličnaté stromy žloutnou, řídnou jim koruny, poškozují se drobné kořínky. Ale i u listnáčů se mění barva listů, předčasně opadává olistění, odumírá část koruny, poškozuje se kůra. Nedochází k přirozené obnově jehličnatých a listnatých lesů. V polovině 70. let se začalo pozorovat, že smrkové houštiny začaly žloutnout a rozpadat se 50 milionů hektarů lesa ve 25 evropských zemích trpí složitou směsí znečišťujících látek, včetně kyselých dešťů. Příklady:
§ V Holandsku a Velké Británii byla do roku 1986 asi třetina stromů „zcela nebo mírně nahá“. V Německu se totéž stalo s 20 %, v Československu a Švýcarsku s asi 16 % stromů.
§ V Německu bylo poškozeno 30 % a na některých místech 50 % lesů. A to vše se děje daleko od měst a průmyslových center. Ukázalo se, že příčinou všech těchto potíží jsou kyselé deště.
§ Kromě toho vedlo znečištění atmosféry z tepelných elektráren a tepelných elektráren, jak se vědci domnívají, k novému fenoménu poškození některých druhů měkkých dřevin a také k rychlému a současnému poklesu rychlosti růstu při nejméně šest druhů jehličnatých stromů.
3. Skandinávie pocítila obzvláště negativní dopad „kyselých dešťů“. V 70. letech v řek a jezer Ve skandinávských zemích začaly mizet ryby, sníh v horách zešedl a listí ze stromů pokrylo zem s předstihem. Velmi brzy byly stejné jevy zaznamenány v USA, Kanadě a západní Evropě. Hodnota pH se v různých vodních plochách liší, ale v nenarušeném přírodním prostředí je rozsah těchto změn přísně omezen. Přírodní vody a půdy mají pufrační schopnosti, jsou schopny neutralizovat určitou část kyseliny a chránit životní prostředí. Je však zřejmé, že vyrovnávací kapacita přírody není neomezená. Intenzita dopadu závisí na nárazníkové kapacitě ekosystému. Schopnosti pufru jsou však při nepřetržitém přítoku kyselých srážek do ekosystému chemicky spotřebovávány a přichází okamžik, kdy i nepatrný další přísun kyseliny vede k poklesu pH v biotopu ekosystému. S klesajícím pH ve vodních ekosystémech klesá reprodukční kapacita a je zaznamenána smrt (především u primitivnějších) organismů; Dlouhodobé potravní řetězce jsou narušeny nejen ve vodě, ale i v blízkých vodních suchozemských ekosystémech. Nahráno:
§ Snížená schopnost reprodukce lososů a pstruhů při pH< 5,5.
§ Smrt a snížená produktivita mnoha druhů fytoplanktonu při pH<6 – 8.
§ Narušení koloběhu dusíku v jezerech, kdy se hodnota pH pohybuje od 5,4 do 5,7.
§ Poškození kořenů stromů a úhyn mnoha druhů ryb v důsledku uvolňování iontů hliníku, olova, rtuti a kadmia z půd a dnových sedimentů.
4. Kanadští ekologové byli schopni zjistit, že populace obyvatel korálových útesů Karibské moře populace ryb se za posledních 10-15 let snížila o 32–72 %. Informuje o tom Science NOW. Ekologové jmenují několik možných důvodů poklesu počtu korálů. Patří mezi ně zvýšení kyselosti vody v důsledku rostoucí úrovně CO 2 v atmosféře a rostoucí teploty oceánů.
5. Kyselé deště nejen zabíjejí zvěř, ale také ničit architektonické památky . Odolný, tvrdý mramor, směs oxidů vápníku (CaO a CO 2), reaguje s roztokem kyseliny sírové a mění se v sádrovec (CaSO 4). Teplotní změny, déšť a vítr ničí tento měkký materiál. Historické památky Řecka a Říma, které stály po tisíciletí, byly v posledních letech zničeny přímo před našima očima. Stejný osud hrozí Taj Mahal, mistrovské dílo indické architektury Mughalského období, a v Londýně Tower a Westminster Abbey. V katedrále svatého Pavla v Římě byla vrstva portlandského vápence erodována o centimetr V Holandsku se sochy v katedrále svatého Jana rozplývají jako bonbón. Královský palác na náměstí Dam v Amsterdamu je zkorodovaný černými nánosy. Více než 100 tisíc cenných vitráží zdobících katedrály v Tabernacle, Conterbury, Kolíně nad Rýnem, Erfurtu, Praze, Bernu a dalších evropských městech může být v příštích 15 - 20 letech zcela ztraceno.
6. Studie zdravotní historie velkého počtu obyvatel měst jasně ukazuje, že městské oblasti s nejvyšší úrovní znečištění ovzduší mají nejvyšší počet respiračních onemocnění a nejnižší průměrnou délku života. Vliv na lidi a produkty:
· alergické reakce kůže a sliznic u lidí;
· předčasné opotřebení v důsledku zrychlené koroze budov, konstrukcí, architektonických památek (z mramoru);
· prudce se snižuje produktivita zemědělské půdy.
Opatření ke snížení destruktivních účinků kyselého srážení. Je potřeba šetřit přírodu před okyselením. K tomu bude nutné výrazně snížit emise oxidů síry a dusíku do atmosféry, ale především oxidu siřičitého, protože právě kyselina sírová a její soli se podílejí 70–80 % na kyselosti dešťových srážek. vzdálenosti od místa průmyslových emisí.
Vodní útvary poškozené kyselým deštěm mohou oživit malá množství fosfátových hnojiv; pomáhají planktonu absorbovat dusičnany, což vede ke snížení kyselosti vody. Použití fosforečnanů je levnější než vápno a fosforečnan má také menší vliv na chemii vody.
Jedním z opatření ke kontrole usazování kyseliny je monitorování. Pozorování chemického složení a kyselosti srážek v Rusku provádí 131 stanic, které odebírají celkové vzorky pro chemickou analýzu, a 108 bodů, na kterých se promptně měří pouze hodnota pH.
Systém kontroly znečištění sněhové pokrývky v Rusku se provádí na 625 bodech a měří plochu 15 milionů km 2. Odeberou se vzorky na přítomnost síranových iontů, dusičnanu amonného, těžkých kovů a stanoví se hodnota pH.