Cauzele și efectele nocive ale ploii acide. Procesul de formare a ploii acide: de ce este periculos pentru oameni?Ce substanțe provoacă formarea ploii acide
Hidrometeorii cu un pH sub normal și caracterizați prin prezența unor substanțe nocive sunt ploile acide. Poate fi zăpadă, ceață, ploaie sau grindină. Oricare dintre speciile din atmosferă și de pe pământ poate duce la un dezastru ecologic.
Cu doar câteva decenii în urmă, doar comunitatea științifică era preocupată de impactul negativ al acestui fenomen. Acum provoacă o mare îngrijorare nu numai în lumea științifică, ci și în rândul publicului larg, precum și al diferitelor agenții guvernamentale.
Navigare rapidă prin articol
Istoria problemei
Efectul precipitațiilor cu un indice redus al apei asupra mediului a fost conturat în urmă cu mai bine de o sută de ani de chimistul britanic R. Smith. Omul de știință a devenit interesat de smog și de substanțele din compoziția acestuia. Astfel s-a născut conceptul de aciditate, care a fost imediat respins de comunitatea științifică avansată a vremii. Zece ani mai târziu, colegul său a început să vorbească din nou despre indicele de hidrogen.
Chimistul și inginerul S. Arrhenius a publicat un raport despre substanțele chimice care pot elibera cationi de hidrogen. El a atras din nou atenția oamenilor de știință asupra nocivității unor astfel de precipitații, asupra pericolului pe care îl reprezintă fenomenul și a devenit persoana care a inventat termenul: acid/bază. De atunci, acești indicatori au fost considerați nivelul de acizi din mediul acvatic.
Svante Arrhenius
Elementele principale ale hidrometeorilor sunt componentele acide. Această substanță este acizi monobazici (sulfuric și nitric). Precipitațiile bazate pe gaze care interacționează (clor și metan) sunt mai puțin frecvente. Care va fi compoziția lor depinde de ce deșeuri chimice sunt combinate cu apa.
Pe scurt, mecanismul de formare al fenomenului este combinația de oxizi eliberați în atmosferă cu moleculele de apă. În timpul interacțiunii, are loc formarea componentelor chimice - acid sulfuric și azotic.
Motivele aspectului
Hidrometeorii cu pH scăzut sunt cauzați de concentrațiile crescute de sulf și oxizi de azot în atmosferă. Compușii intră în atmosferă fie în mod natural, fie artificial. Sursele naturale sunt:
Motivul principal este activitatea umană. Ce este? Factorul care provoacă precipitațiile este poluarea aerului. Cei mai cunoscuți poluanți sunt transportul rutier și centralele termice. Un rol semnificativ în apariția oxizilor în atmosferă îl joacă emisiile de la întreprinderile industriale și testele nucleare. Hidrometeorii cu acid se formează în cantități mari în locurile unde sunt lansate rachete spațiale.
Cosmodrom Vostochny. Lansarea vehiculului de lansare Soyuz-2.1b cu 19 sateliți
Hidrometeorii cu acizi nu sunt doar zăpadă sau ceață, ci și nori de praf. Ele se formează atunci când gazele și vaporii toxici se ridică în aer pe vreme uscată.
Motivele principale constau în emisiile uriașe de substanțe nocive în atmosferă. Principalele aici includ producția chimică, depozitele de petrol și benzină și solvenți, care sunt utilizați de întreprinderi și în viața de zi cu zi din ce în ce mai activ în fiecare an. Problema precipitațiilor acide este foarte acută în zonele în care se concentrează prelucrarea metalelor. Producția duce la apariția în atmosferă a oxizilor de sulf, care provoacă daune ireparabile florei și faunei.
Dintre toate cele de mai sus, cel mai mare pericol este fenomenul asociat cu poluarea atmosferică cu deșeurile toxice de la motoarele cu ardere internă. Gazele se ridică în aer și provoacă oxidare. Unul dintre motive este compușii de azot eliberați în timpul producției de materiale pentru construcții, construcții de clădiri și construcții de drumuri. De asemenea, adesea rezultă sedimente cu pH scăzut.
Fapte interesante:
- Pe Venus, smogul este cauzat de concentrația de acid sulfuric din atmosferă.
- Pe Marte, rocile de calcar și marmură sunt, de asemenea, corodate de căderile de acid toxic sub formă de ceață.
Faptele despre astfel de precipitații arată că problema ploii acide există de milioane de ani. Influența lor este cunoscută pe Pământ încă din timpuri preistorice. Acum aproape 300 de milioane de ani, formarea ploii acide a dus la dispariția a 90% dintre specii.
Consecințe pentru natură
Precipitațiile cu niveluri scăzute de pH prezintă un risc de perturbări globale în biosferă. Ce rău provoacă? Ecologiștii vorbesc despre consecințele negative ale acestei precipitații:
Consecințele pentru umanitatea modernă
Din păcate, substanța care aduce cea mai mare contribuție la formarea precipitațiilor acide crește în atmosferă în fiecare an. Ploaia acidă ca problemă globală de mediu a devenit clară și gravă. Formarea lor cea mai frecventă se observă în Danemarca, Suedia, Norvegia și Finlanda. De ce țările scandinave suferă mai mult decât toate celelalte? Există mai multe motive pentru aceasta. În primul rând, transportul eolian al formațiunilor de sulf din Europa Centrală și Marea Britanie. În al doilea rând, lacurile sărace în calcar contribuie la ploile acide. Rezervoarele nu au mare capacitate de a neutraliza acizii.
În Rusia, precipitațiile acide cresc în fiecare an. Ecologiștii trag un semnal de alarmă. Atmosfera de peste mega-orașe este suprasaturată cu elemente chimice și substanțe periculoase. Ploaia acidă și smogul apar mai ales în orașele mari pe vreme calmă. În regiunea Arhangelsk, precipitațiile acide sunt cauzate de arderea combustibilului de calitate scăzută. Problema poluării mediului în regiunea Arhangelsk nu sa schimbat în bine în ultimii zece ani și este cauzată de emisiile de substanțe chimice în atmosferă. Aceștia sunt acizi sulfuric și azotic, ducând la formarea precipitațiilor acide. Situația din Kazahstan nu este cea mai bună. Acolo, precipitațiile acide sunt asociate cu dezvoltarea zăcămintelor miniere și activitățile site-urilor mari de testare.
Consecințele negative ca urmare a ploii acide sunt observate în toate țările fără excepție. Ca urmare a pierderii lor, nu numai mediul are de suferit. Bolile cronice precum alergiile și astmul devin din ce în ce mai acute în rândul populației. Problema devine din ce în ce mai acută deoarece are un mare impact negativ asupra sănătății oamenilor moderni. S-a dovedit științific că acestea provoacă o creștere a numărului de tumori canceroase. Principala cauză a precipitațiilor sunt emisiile nocive, pe care oamenii nu le pot evita. Acesta este motivul pentru care medicii sfătuiesc să nu ieși în ploaie, să te protejezi cu haine de ploaie și umbrele și să te speli bine după o plimbare. Consecințele pot fi intoxicația și acumularea treptată a toxinelor în organism.
Copiii, tinerii și persoanele în vârstă suferă de alergii și astm
Dacă pui întrebarea: numește zonele în care se formează cel mai des ploaia acide? Răspunsul este destul de simplu: în locurile cu cea mai mare concentrare de diverse industrii și vehicule. Cu toate acestea, identificarea unei regiuni de top în acest sens nu este atât de ușoară. De ce este ploaia acidă periculoasă? Pentru că din cauza vântului care își schimbă direcția, precipitațiile pot cădea la mulți kilometri de la o metropolă sau un loc de testare.
Măsuri de control
Cauzele precipitațiilor acide au fost studiate destul de pe deplin. În ciuda acestui fapt, problema hidrometeorilor acizi este în creștere. S-au spus multe despre modul de combatere a ploii acide, dar amploarea dezastrului ecologic este doar în creștere. Exemple de rezolvare a problemei sunt demonstrate în multe țări dezvoltate.
Ploaia acidă ca problemă globală de mediu, împreună cu o astfel de problemă precum găurile de ozon, nu are o soluție radicală și rapidă. Mulți oameni de știință și ecologisti cred că, din cauza dezvoltării economiei moderne, acest lucru este complet imposibil de realizat. La întrebarea: explicați, furnizați dovezi, ele prezintă grafice și tabele de studii care indică o creștere a gradului de pericol pentru natură și oameni. Acum soluția la problemă este reducerea emisiilor nocive. Cauza fenomenului negativ trebuie eliminată. Pentru a face acest lucru, se folosesc următoarele metode de combatere a ploii acide:
- reducerea conținutului de sulf în combustibil reduce cauzele precipitațiilor acide;
- exploatarea conductelor înalte în întreprinderi reprezintă modalități moderne de rezolvare a problemei;
- tehnologia îmbunătățită elimină cauzele și consecințele emisiilor nocive;
- Calcararea rezervoarelor este, de asemenea, o modalitate eficientă de a rezolva problema.
Este de remarcat faptul că încă nu există nici măcar un indiciu că în viitorul previzibil vor fi create metode pentru a minimiza impactul negativ al precipitațiilor acide asupra oamenilor și naturii.
Istoria termenului
Termenul „ploaie acidă” a fost inventat pentru prima dată în acest an de către cercetătorul englez Robert Smith. Smogul victorian din Manchester i-a atras atenția. Și, deși oamenii de știință din acea vreme au respins teoria existenței ploii acide, astăzi nimeni nu se îndoiește că ploaia acide este una dintre cauzele morții vieții în corpurile de apă, păduri, culturi și vegetație. În plus, ploaia acide distruge clădirile și monumentele culturale, conductele, face mașinile inutilizabile, reduce fertilitatea solului și poate duce la infiltrarea metalelor toxice în acvifere. Apa ploii obișnuite este, de asemenea, o soluție ușor acidă. Acest lucru se întâmplă deoarece substanțele atmosferice naturale, cum ar fi dioxidul de carbon (CO2), reacționează cu apa de ploaie. Aceasta produce acid carbonic slab (CO2 + H2O -> H2CO3). . În timp ce pH-ul ideal al apei de ploaie este de 5,6-5,7, în viața reală aciditatea (pH) a apei de ploaie dintr-o zonă poate diferi de aciditatea apei de ploaie dintr-o altă zonă. Acest lucru, în primul rând, depinde de compoziția gazelor conținute în atmosfera unei anumite zone, cum ar fi oxidul de sulf și oxizii de azot. În 2009, omul de știință suedez Svante Arrhenius a inventat doi termeni - acid și bază. El a numit acizi substanțe care, atunci când sunt dizolvate în apă, formează ioni de hidrogen liber încărcați pozitiv (H+). El a numit baze substanțe care, atunci când sunt dizolvate în apă, formează ioni de hidroxid liber încărcați negativ (OH-). Termenul pH este folosit ca indicator al acidității apei. Termenul pH înseamnă, tradus din engleză, un indicator al gradului de concentrație a ionilor de hidrogen.
Reacții chimice
Trebuie remarcat faptul că chiar și apa normală de ploaie are o reacție ușor acidă (pH aproximativ 6) datorită prezenței dioxidului de carbon în aer. Ploaia acidă se formează printr-o reacție între apă și poluanți precum oxidul de sulf (SO2) și diverși oxizi de azot (NOx). Aceste substanțe sunt emise în atmosferă prin transportul rutier, ca urmare a activităților întreprinderilor metalurgice și centralelor electrice. Compușii sulfului (sulfuri, sulf nativ și alții) sunt conținuti în cărbuni și minereuri (în special multe sulfuri în cărbuni bruni), atunci când sunt arse sau prăjiți, se formează compuși volatili - oxid de sulf (IV) - SO 2 - dioxid de sulf, sulf oxid (VI) - SO 3 - anhidrida sulfurica, hidrogen sulfurat - H 2 S (in cantitati mici, cu ardere insuficienta sau ardere incompleta, la temperatura scazuta). Diferiți compuși de azot se găsesc în cărbuni, și în special în turbă (deoarece azotul, ca și sulful, face parte din structurile biologice din care s-au format aceste minerale). Când astfel de fosile sunt arse, se formează oxizi de azot (oxizi acizi, anhidride) - de exemplu, oxid de azot (IV) NO 2. Reacționând cu apa atmosferică (adesea sub influența radiației solare, așa-numitele „reacții fotochimice”), se transformă în soluții acide - sulfurice, sulfuroase, azotate și azotate. Apoi, odata cu zapada sau ploaia, cad la pamant.
Consecințele de mediu și economice
Consecințele ploilor acide sunt observate în SUA, Germania, Cehia, Slovacia, Țările de Jos, Elveția, Australia, republicile fostei Iugoslavii și multe alte țări de pe glob. Ploaia acidă are un impact negativ asupra corpurilor de apă - lacuri, râuri, golfuri, iazuri - crescându-le aciditatea la un asemenea nivel încât flora și fauna mor în ele. Există trei etape ale impactului ploii acide asupra corpurilor de apă. Prima etapă este etapa inițială. Odată cu o creștere a acidității apei (valori pH mai mici de 7), plantele acvatice încep să moară, privând alte animale de rezervorul de hrană, cantitatea de oxigen din apă scade, iar algele (maro-verde) încep să se desprindă rapid. dezvolta. Prima etapă de eutrofizare (mlaștină) a unui rezervor. La aciditate pH6, creveții de apă dulce mor. A doua etapă - aciditatea crește la pH 5,5, bacteriile de la fund mor, care descompun materia organică și frunzele, iar resturile organice încep să se acumuleze în partea de jos. Apoi moare planctonul - un animal minuscul care formează baza lanțului trofic al rezervorului și se hrănește cu substanțele formate atunci când bacteriile descompun substanțele organice. A treia etapă - aciditatea atinge pH-ul 4,5, toți peștii, majoritatea broaștelor și insectelor mor. Prima și a doua etapă sunt reversibile atunci când impactul ploii acide asupra rezervorului încetează. Pe măsură ce materia organică se acumulează pe fundul corpurilor de apă, metalele toxice încep să se scurgă. Aciditatea crescută a apei promovează o solubilitate mai mare a metalelor periculoase, cum ar fi aluminiul, cadmiul și plumbul din sedimente și sol. Aceste metale toxice prezintă un risc pentru sănătatea umană. Persoanele care beau apă cu un nivel ridicat de plumb sau mănâncă pește cu un nivel ridicat de mercur se pot îmbolnăvi grav. Ploaia acidă dăunează mai mult decât doar vieții acvatice. De asemenea, distruge vegetația de pe uscat. Oamenii de știință cred că, deși mecanismul nu a fost încă pe deplin înțeles, „un amestec complex de poluanți, inclusiv precipitații acide, ozon și metale grele, duc în mod colectiv la degradarea pădurilor. Pierderile economice din cauza ploilor acide în SUA sunt estimate de un studiu la 13 milioane de dolari anual pe Coasta de Est, iar până la sfârșitul secolului pierderile vor ajunge la 1,750 de miliarde de dolari din pierderea pădurilor; 8.300 de miliarde de dolari în pierderi de recolte (numai în bazinul râului Ohio) și 40 de milioane de dolari în cheltuieli medicale numai în Minnesota. Singura modalitate de a schimba situația în bine, potrivit multor experți, este reducerea cantității de emisii nocive în atmosferă.
Literatură
Fundația Wikimedia. 2010.
Vedeți ce înseamnă „ploaia acidă” în alte dicționare:
- (ploi acide) precipitații (inclusiv zăpadă), acidulate (pH sub 5,6) datorită conținutului crescut de emisii industriale în aer, în principal SO2, NO2, HCl etc. Ca urmare a pătrunderii ploii acide în stratul de suprafață al solului și... Dicţionar enciclopedic mare
- (ploaie acidă), caracterizată printr-un conținut ridicat de acizi (în principal acid sulfuric); Valoarea pH-ului<4,5. Образуются при взаимодействии атмосферной влаги с транспортно промышленными выбросами (главным образом серы диоксид, а также азота … Enciclopedie modernă
Ploaie acidă- ploi cauzate de poluarea atmosferică cu dioxid de sulf (SO2). Au un efect biocid, în special, moartea peștilor (de exemplu, în apele Scandinaviei din cauza transferului de emisii de gazon în orașele industriale din Anglia). Dicţionar ecologic. Alma Ata:...... Dicționar ecologic
ploaie acidă- – ploi cu pH 5,6. Chimie generală: manual / A. V. Zholnin ... Termeni chimici
- (ploi acide), precipitații (inclusiv zăpadă), acidulate (pH sub 5,6) datorită conținutului crescut de emisii industriale în aer, în principal SO2, NO2, HCl etc. Ca urmare a pătrunderii ploii acide în stratul superficial al solului ... Dicţionar enciclopedic
Unul dintre tipurile de poluare intensă a mediului, care este precipitarea picăturilor de acizi sulfuric și azotic cu ploaie, rezultate din reacția oxizilor de sulf și azot emiși în aer de întreprinderile industriale și de transport... ... Enciclopedie geografică
Ploaie acidă- (ploaie acidă), chimică poluarea resurselor de apă, florei și faunei cauzată de emisia de gaze de eșapament ca urmare a arderii combustibililor fosili. Aciditatea ploii, zăpezii și a ceții crește datorită absorbției gazelor de eșapament, în principal... ... Popoare și culturi
- (ploaie acidă), atm. precipitații (inclusiv zăpadă), acidulate (pH sub 5,6) datorită creșterii continutul de aer industrial emisii, cap. arr. SO2, NO2, HCl etc. Ca urmare a pătrunderii acidului în stratul de suprafață al solului și al corpurilor de apă, se dezvoltă acidificare, care... ... Științele naturii. Dicţionar enciclopedic
Ploaie acidă- sunt cauzate de prezența în atmosferă a dioxizilor de sulf și azot, care apar datorită oxidării sulfului și azotului în timpul arderii combustibililor fosili. Oxidarea ulterioară are loc în nori, reacții în care sunt catalizate de ozon,... ... Începuturile științelor naturale moderne
Ploaia acidă este prețul progresului
Oamenii de știință trag de multă vreme un semnal de alarmă: poluarea mediului a atins proporții incredibile. Deversarea deșeurilor lichide în corpurile de apă, a gazelor de eșapament și a substanțelor chimice volatile în atmosferă și îngroparea rămășițelor nucleare în subteran - toate acestea au adus omenirea în pragul unui dezastru ecologic.
Am asistat deja la începutul schimbărilor în ecosistemul planetei: din când în când știrile despre fenomene meteorologice atipice pentru o anumită zonă, Green Peace trage un semnal de alarmă în legătură cu dispariția în masă a unor specii întregi de animale, acide. ploaia a devenit nu o raritate, ci mai degrabă un model, trecând în mod regulat peste orașele industriale. O persoană se confruntă cu o situație ambiguă: o creștere a standardelor de viață este însoțită de deteriorarea mediului, care afectează sănătatea. Această problemă a fost recunoscută de mult timp în întreaga lume. Omenirea ar trebui să se gândească: merită progresul tehnologic consecințele pe care le presupune? Pentru a înțelege mai bine această problemă, să luăm în considerare una dintre „realizările” industriei moderne - ploaia acidă, despre care chiar se preda la școală în zilele noastre. Sunt chiar atât de periculoși?
Ploaia acidă: cauze și consecințe
Nu numai ploaia, ci și zăpada, roua și chiar ceața pot fi acide. Din aspectul ei
precipitații normale, dar nivelurile sale de aciditate sunt mult mai mari decât cele normale, motiv pentru care se asociază impactul lor negativ asupra mediului. Mecanismul formării ploii acide este următorul: gazele de eșapament și alte deșeuri industriale care conțin doze mari de sulf și oxizi de sodiu intră în atmosferă, unde se leagă cu picături de apă, formând o soluție acidă slab concentrată, care cade la pământ sub formă de precipitații, provocând daune ireparabile naturii. Ploaia acidă otrăvește animalele de apă pe care le beau; ajungând în corpurile de apă, ele distrug încet flora și fauna locală, ucid culturile agricole, se revarsă peste câmpuri, intră în sol și îl otrăvește. Astfel de precipitații provoacă daune semnificative chiar și structurilor de inginerie, corodând pereții de piatră ai clădirilor și subminând structurile portante din beton armat. Precipitațiile acide sunt soarta nu numai a orașelor mari și industriale
zone, norii toxici pot fi transportați de mase de aer pe mii de kilometri și pot cădea peste păduri și lacuri.
Cum să faci față ploilor acide?
Consecințele ploii acide sunt dezastruoase nu numai pentru mediu, ci și pentru economie și toată lumea știe acest lucru. Deci, de ce nu se iau măsuri drastice pentru a îmbunătăți situația? Pentru a reduce emisiile în atmosferă, sunt necesare investiții de miliarde de dolari: este necesară modernizarea tehnologiei de producție, ca și pentru evacuarea autoturismelor - o tranziție la tipuri mai moderne de combustibil. Rezultatul va fi vizibil doar atunci când întreaga comunitate mondială este implicată în rezolvarea acestei probleme. Din păcate, în căutarea prosperității și a creșterii PIB-ului, guvernele multor țări nu acordă atenția cuvenită problemei protecției mediului.
Ploaia acidă este o problemă gravă de mediu, iar cauza acesteia poate fi atribuită poluării globale a mediului. Apariția frecventă a ploilor acide provoacă îngrijorare nu numai în rândul oamenilor de știință, ci și în rândul oamenilor obișnuiți, deoarece astfel de tipuri de precipitații au efecte negative asupra sănătății.
Ploaia acidă se caracterizează printr-un nivel scăzut al pH-ului. Precipitațiile normale au un nivel al acestui indicator de 5,6. Trebuie remarcat faptul că, chiar și cu mici abateri de la normă, consecințele pentru organismele vii pot fi grave.
Cu modificări semnificative, un nivel redus de aciditate poate provoca moartea peștilor, precum și a multor insecte și chiar amfibieni. În plus, în zonele în care au loc precipitații acide, arsurile acide sunt uneori observate pe frunzișul copacilor, iar unele plante chiar mor. Mulți oameni pot simți și impactul negativ al ploii acide. În urma unui astfel de duș, în atmosferă se pot acumula gaze toxice, iar respirația unei astfel de mase gaz-aer este extrem de nedorită. Consecințele nu vor întârzia să apară; chiar și cu o scurtă plimbare în timpul unor astfel de precipitații, pot apărea boli cardiovasculare și bronhopulmonare, precum și astm.
Este ploaia acidă singura amenințare?
Problema ploii acide a devenit mai globală în ultimele decenii, așa că ar fi bine ca toți locuitorii Pământului să se gândească la rolul lor – pozitiv sau negativ – în acest fenomen natural. Trebuie să știți că majoritatea substanțelor nocive care intră în aer sunt produse ale activității umane și practic nu dispar nicăieri. Majoritatea lor rămân în atmosferă și se vor întoarce într-o zi pe pământ împreună cu precipitații. Și impactul însuși al ploii acide este atât de grav încât, în unele cazuri, poate dura sute de ani pentru a elimina consecințele.
Pentru a vă familiariza mai bine cu posibilele consecințe ale ploii acide, este indicat să înțelegeți ce presupune conceptul în sine. Majoritatea savanților cred în unanimitate că o astfel de formulare poate fi considerată prea îngustă pentru a capta întregul potențial al problemei globale. Nu ar trebui să studiați doar ploile; trebuie să acordați atenție grindinei acide, ceții și zăpezii, care sunt și purtătoare de substanțe și compuși nocivi, deoarece procesul de formare a acestora este în mare parte identic. Nu trebuie să uităm că vremea uscată persistentă poate duce la apariția gazelor toxice sau a norilor de praf sau ambele. Dar aceste formațiuni aparțin și precipitațiilor acide.
Cauzele ploii acide
Cauzele ploii acide sunt, în mare, direct dependente de factorul uman. Poluarea continuă a atmosferei cu utilizarea compușilor formatori de acid (cum ar fi oxid de sulf, acid clorhidric, azot etc.) duce la un dezechilibru. Cei mai importanți producători de astfel de substanțe sunt, desigur, marile întreprinderi industriale, de exemplu, fabricile metalurgice, rafinăriile de petrol și centralele termice care ard cărbune sau păcură. În ciuda filtrelor și sistemelor de curățare, tehnologia modernă nu a atins încă un nivel care să ne permită să eliminăm complet nu numai impacturile negative, ci și deșeurile industriale în sine.
În plus, a fost observată o creștere a ploilor acide, asociată cu creșterea vehiculelor pe planetă. O cantitate mare de gaze de evacuare, deși în doze mici, încă contribuie la apariția compușilor acizi nocivi. Și dacă numărăm numărul total de vehicule, atunci se poate spune că gradul de poluare a atins un nivel critic. Pe lângă toate cele de mai sus, mai contribuie și multe articole de uz casnic, de exemplu, aerosoli, agenți de curățare etc.
O altă cauză a ploii acide, pe lângă factorul uman, pot fi unele procese naturale. În special, apariția lor poate fi cauzată de activitatea vulcanică, în timpul căreia sunt eliberate cantități mari de sulf. Mai mult, participă la formarea compușilor gazoși în timpul descompunerii substanțelor organice individuale, ceea ce, la rândul său, duce și la poluarea aerului.
Mecanismul de formare a ploii acide
Toate substanțele nocive care au fost eliberate în atmosferă încep să reacționeze cu elemente de energie solară, dioxid de carbon sau apă, rezultând formarea de compuși acizi. Împreună cu evaporarea umidității, se ridică în atmosferă, după care se formează norii. Astfel, are loc formarea ploii acide, formarea de fulgi de zăpadă sau grindină, care vor returna pământului tot ceea ce au absorbit, alături de alte substanțe chimice.
În unele zone ale Pământului, s-au observat unele abateri de la normă în 2-3 unități. Astfel, cu un nivel de aciditate acceptabil de pH 5,6, în regiunea Moscovei și China au fost cazuri de precipitații cu un nivel de pH de 2,15. Este imposibil de prezis locația exactă în care vor apărea ploile acide, deoarece este posibil ca norii care se formează să fie aruncați la distanțe mari de locul unde are loc poluarea.
Compoziția ploii acide
Principalele componente ale ploii acide sunt acizii sulfuric și sulfuros, precum și prezența ozonului format în timpul furtunilor. Există, de asemenea, tipuri de sedimente azotate, în care acizii nitric și azotați sunt prezenți ca fiind principali. Rareori, ploaia acide poate fi cauzată de clor și metan. Și, desigur, alte substanțe nocive pot cădea odată cu precipitațiile, pe baza a ceea ce a fost în compoziția deșeurilor menajere și industriale emise în atmosferă în anumite regiuni.
De ce este ploaia acidă periculoasă?
Ploaia acidă, alături de consecințele ei, este subiectul unor observații constante efectuate de oamenii de știință din toate țările. Cu toate acestea, prognozele lor sunt extrem de dezamăgitoare. Precipitațiile cu un nivel scăzut de pH reprezintă un pericol nu numai pentru oameni, ci și pentru flora și fauna.
Când ploaia acide intră în sol, dăunează plantelor, privându-le de nutrienții de care au nevoie pentru creștere și dezvoltare. Printre altele, metalele toxice sunt atrase la suprafață. Cu o concentrație mare de acizi, copacii pot muri din cauza precipitațiilor, solul devine inutilizabil pentru culturi în continuare și va dura decenii pentru a-l restabili.
Aceeași situație este valabilă pentru rezervoare. Compoziția ploii acide duce la un dezechilibru în mediul natural, după care apare problema poluării râurilor. Aceasta, la rândul său, duce la moartea peștilor și, de asemenea, încetinește creșterea algelor. În consecință, rezervoare întregi, lacuri și râuri pot înceta să mai existe pentru o lungă perioadă de timp.
Înainte de a lovi pământul, ploaia acidă, trecând prin masele de aer, lasă particule de substanțe toxice în atmosferă. Acest lucru este considerat extrem de nefavorabil, deoarece afectează negativ sănătatea oamenilor și a animalelor și, de asemenea, dăunează semnificativ clădirilor. Astfel, majoritatea vopselei și lacurilor și materialelor de fațare, structurile metalice încep să se dizolve de îndată ce picăturile de ploaie nefericită cad asupra lor.
Probleme de mediu globale ale precipitațiilor acide
Problemele de mediu globale cauzate de depunerile acide pot include:
- Modificări în ecosistemul corpurilor de apă, ducând la moartea florei și faunei. Va fi imposibil să folosiți astfel de surse pentru băut, deoarece metalele grele vor depăși norma de multe ori;
- Deteriorarea rădăcinilor și a frunzelor va duce la distrugerea protecției împotriva frigului și a bolilor. Acest lucru este valabil mai ales pentru copacii de conifere în înghețuri severe;
- Contaminarea solului cu toxine. Flora găsită în zonele contaminate ale solului cu siguranță se va slăbi sau va muri. Elementele dăunătoare vor ajunge împreună cu substanțele utile, din care vor rămâne din ce în ce mai puține.
Daune ale ploii acide asupra oamenilor
Moartea animalelor domestice, a speciilor de pești comerciale, a culturilor - toate acestea vor afecta, într-o măsură sau alta, calitatea vieții și economia oricărui stat.
Peștele sau carnea de animale pot fi periculoase pentru sănătate dacă sunt consumate exact în acele locuri în care a avut loc otrăvirea cu acid. O astfel de carne poate conține un conținut critic de compuși toxici sau ioni de metale grele. Dacă pătrunde în corpurile umane, poate duce la intoxicații severe, boli grave ale ficatului sau rinichilor, blocarea canalelor nervoase și formarea de cheaguri de sânge. Unele efecte ale intoxicației cu acid pot dura generații pentru a deveni evidente.
Modalități de combatere a precipitațiilor acide
În prezent, principalele grupuri de risc pentru precipitațiile acide sunt Statele Unite, China și, desigur, Rusia. De fapt, în aceste state industria de prelucrare a cărbunelui și metalurgică sunt foarte dezvoltate și, în consecință, există un număr mare de astfel de întreprinderi. Cu toate acestea, atât Canada, cât și Japonia sunt considerate periculoase, în direcția cărora precipitațiile acide pot fi conduse de vânt. Potrivit unor studii, dacă nu se iau măsuri preventive, lista unor astfel de state poate fi completată cu mult mai mulți candidați, iar acest lucru nu va trebui să aștepte mult.
Combaterea ploilor acide la nivel local este aproape inutilă. Pentru ca situația să se schimbe în bine, trebuie luate măsuri cuprinzătoare. Și sunt posibile doar cu acțiunile simultane și coordonate ale multor țări. Știința academică încearcă să găsească noi sisteme de purificare pentru a minimiza emisiile de substanțe nocive în atmosferă, cu toate acestea, procentul de precipitații acide este încă în creștere.
Dacă aveți întrebări, lăsați-le în comentariile de sub articol. Noi sau vizitatorii noștri vom fi bucuroși să le răspundem
Ploaie acidă
Conceptul general de „ploaie acidă”:
Termenul „ploaie acidă” a fost inventat pentru prima dată în 1872 de exploratorul englez Angus Smith, a cărui atenție a fost atrasă de smogul din Manchester. Și deși oamenii de știință din acea vreme au respins teoria existenței ploii acide, astăzi este un fapt evident că ploaia acide este una dintre cauzele morții organismelor vii, pădurilor, culturilor și altor tipuri de vegetație. În plus, ploaia acidă distruge clădirile și monumentele arhitecturale, face structurile metalice inutilizabile, reduce fertilitatea solului și poate duce la infiltrarea metalelor toxice în acvifere.
Termenul de „ploi acide” se referă la toate tipurile de precipitații meteorologice – ploaie, zăpadă, grindină, ceață, lapoviță – al căror pH este mai mic decât pH-ul mediu al apei de ploaie, care este de aproximativ 5,6. Ploaia „curată” este de obicei ușor acidă, deoarece dioxidul de carbon (CO 2) din aer reacționează chimic cu apa de ploaie pentru a forma acid carbonic slab. Teoretic, o astfel de ploaie „curată”, slab acidă ar trebui să aibă un pH = 5,6, ceea ce corespunde echilibrului dintre CO 2 din apă și CO 2 din atmosferă. Cu toate acestea, datorită prezenței constante a diferitelor substanțe în atmosferă, ploaia nu este niciodată complet „pură”, iar pH-ul acesteia variază de la 4,9 la 6,5, cu o valoare medie de aproximativ 5,0 pentru zona pădurii temperate. Pe lângă CO 2, diverși compuși de sulf și azot intră în mod natural în atmosfera Pământului, care dau o reacție acidă la precipitații. Astfel, „ploaia acidă” poate apărea și din motive naturale. Cu toate acestea, pe lângă eliberarea naturală a diferiților oxizi cu o reacție acidă în atmosfera Pământului, există și surse antropice, a căror emisie este de multe ori mai mare decât cea naturală. Poluarea atmosferică cu cantități mari de sulf și oxizi de azot poate crește aciditatea precipitațiilor până la pH = 4,0, care depășește limitele tolerate de majoritatea organismelor vii.
Cauzele ploii acide:
Principala cauză a ploii acide este prezența în atmosfera Pământului a dioxidului de sulf SO 2 și a dioxidului de azot NO 2, care, ca urmare a reacțiilor chimice care au loc în atmosferă, sunt transformate în acizi sulfuric și respectiv azotic, caderea care la suprafaţa pământului afectează organismele vii şi ecotopul.în general.
Tipuri de compuși ai sulfului:
Cei mai importanți compuși ai sulfului găsiți în atmosfera Pământului includ:
1. Dioxid de sulf – SO 2
2. Oxisulfură de carbon – COS
3. Disulfură de carbon – CS 2
4. Hidrogen sulfurat – H 2 S
5. Sulfura de dimetil – (CH 3) 2 S
6. Ioni sulfat – SO 4 2-
Surse de compuși ai sulfului:
Surse naturale de emisii de sulf în atmosferă:
eu. Izolarea biologică. Aproape fără excepție, modelele tradiționale ale ciclului sulfului au arătat că aproximativ 50% din sulf apare în atmosferă datorită transformărilor sale biologice în ecosistemele de sol și apă. Se presupune că, ca urmare a proceselor microbiologice care au loc în aceste ecosisteme naturale, sulful se volatilizează sub formă de hidrogen sulfurat (H 2 S). Numeroase date științifice indică faptul că microorganismele produc hidrogen sulfurat în principal în două moduri:
1. reducerea sulfaţilor.
2. descompunerea materiei organice.
Desulfovibrio precum și bacterii înrudite, reducătorii de sulfat, locuiesc în număr mare mlaștini, mlaștini și soluri slab drenate. Aceste microorganisme folosesc sulfați ca acceptor final de electroni. De asemenea, un grup extrem de mare și divers de microorganisme, inclusiv aerobi, termofile, psicrofile, bacterii, actinomicete și ciuperci, descompun compușii organici care conțin sulf și eliberează hidrogen sulfurat. Suprafața mării și straturile sale adânci pot conține, de asemenea, cantități semnificative de hidrogen sulfurat. În prezent, sursele de formare a sulfurei de dimetil nu sunt pe deplin cunoscute, dar se presupune că algele marine participă la apariția lor. Emisiile biologice de sulf nu depășesc 30-40 de milioane de tone pe an, ceea ce reprezintă aproximativ 1/3 din cantitatea totală de sulf eliberată.
II. Activitate vulcanica. Când un vulcan erupe, hidrogenul sulfurat, sulfații și sulful elementar intră în atmosfera Pământului împreună cu cantități mari de dioxid de sulf. Acești compuși pătrund în principal în stratul inferior - troposferă, iar în timpul erupțiilor individuale, mari, se observă o creștere a concentrației de compuși cu sulf în straturile superioare - în stratosferă. Cu erupțiile vulcanice, o medie de aproximativ 2 milioane de tone de compuși care conțin sulf intră în atmosferă anual. Pentru troposferă, această cantitate de sulf este nesemnificativă în comparație cu eliberarea biologică; pentru stratosferă, erupțiile vulcanice sunt cele mai importante surse de sulf.
III. Suprafața oceanelor. După evaporarea picăturilor de apă care intră în atmosferă de la suprafața oceanelor, rămâne sare de mare, care conține, alături de ionii de sodiu și clor, compuși de sulf - sulfați.
Împreună cu particulele de sare de mare, între 50 și 200 de milioane de tone de sulf intră anual în atmosfera Pământului, ceea ce este mult mai mult decât emisia naturală de sulf în atmosferă. În același timp, particulele de sare, datorită dimensiunilor lor mari, cad rapid din atmosferă și, astfel, doar o parte nesemnificativă a sulfului intră în straturile superioare și este pulverizată peste pământ. Cu toate acestea, ar trebui să se țină cont de faptul că acidul sulfuric nu poate fi format din sulfați de origine marina, prin urmare nu sunt semnificativi din punctul de vedere al formării ploii acide. Influența lor afectează doar reglarea formării norilor și a precipitațiilor.
Surse antropogenice de emisii de sulf în atmosferă:
Tipuri de compuși ai azotului:
Atmosfera conține o serie de compuși care conțin azot, dintre care protoxidul de azot (N 2 O) este cel mai comun. Acest gaz din straturile inferioare de aer este neutru și nu participă la formarea ploii acide. De asemenea, în atmosfera Pământului se află oxizi de azot acizi, cum ar fi oxidul de azot NO și dioxidul de azot NO2. În plus, atmosfera conține singurul compus de azot alcalin - amoniacul.
Cei mai importanți compuși de azot găsiți în atmosfera Pământului includ:
1. Protoxid de azot – NO 2
2. Oxid nitric – NR
3. Anhidridă de azot – N 2 O 3
4. Dioxid de azot – NO 2
5. Oxid nitric – N 2 O 5
Surse de compuși ai azotului:
Surse naturale de emisie de compuși ai azotului în atmosferă:
eu. Emisia solului de oxizi de azot.În timpul activității bacteriilor denitrificatoare care trăiesc în sol, oxizii de azot sunt eliberați din nitrați. Conform datelor pentru 1990, aproximativ 8 milioane de tone de oxizi de azot (în termeni de azot) se formează anual în întreaga lume în acest fel.
II. Descărcări de fulgere.În timpul descărcărilor electrice din atmosferă, datorită temperaturii foarte ridicate și trecerii la starea de plasmă, azotul molecular și oxigenul din aer se combină în oxizi de azot. Cantitatea de oxid de azot formată în acest fel este de aproximativ 8 milioane de tone.
III. Arderea biomasei. Acest tip de sursă poate fi de origine artificială sau naturală. Cea mai mare cantitate de biomasă este arsă ca urmare a procesului de ardere a pădurilor (pentru a obține suprafețe de producție) și a incendiilor din savana. Când biomasa arde, 12 milioane de tone de oxizi de azot (în termeni de azot) intră în aer pe tot parcursul anului.
IV. Alte surse. Alte surse de emisii naturale de oxizi de azot sunt mai puțin semnificative și dificil de estimat. Acestea includ: oxidarea amoniacului în atmosferă, descompunerea protoxidului de azot găsit în stratosferă, având ca rezultat eliberarea în troposferă a unui amestec de oxizi de NO și NO 2 rezultați și, în final, procese fotolitice și biologice în oceanelor. Aceste surse produc împreună de la 2 la 12 milioane de tone de oxizi de azot (în termeni de azot) pe parcursul anului.
Surse antropogenice de emisii de compuși ai azotului în atmosferă:
Dintre sursele antropice de oxizi de azot, primul loc este ocupat de arderea combustibililor fosili (cărbune, petrol, gaz etc.). În timpul arderii, ca urmare a temperaturii ridicate, azotul și oxigenul din aer se combină. În acest caz, cantitatea de oxid de azot NO formată este proporțională cu temperatura de ardere. În plus, oxizii de azot se formează ca urmare a arderii substanțelor care conțin azot prezente în combustibil. Prin arderea combustibililor fosili, omenirea eliberează anual aproximativ 12 milioane de tone în bazinul aerian al Pământului. oxizi de azot. Puțin mai puțini oxizi de azot, aproximativ 8 milioane de tone. pe an provine din arderea combustibilului (benzină, motorină etc.) în motoarele cu ardere internă.Aproximativ 1 milion de tone sunt emise de industrie la nivel mondial. azot anual. Astfel, cel puțin 37% din aproape 56 de milioane de tone. emisiile anuale de oxid de azot sunt generate din surse antropice. Acest procent, însă, va fi mult mai mare dacă i se adaugă produse de ardere a biomasei.
Amoniac atmosferic:
Amoniacul, care este alcalin în soluție apoasă, joacă un rol semnificativ în reglarea ploii acide, deoarece poate neutraliza compușii acizi atmosferici:
NH3 + H2S04 = NH4HS04
NH3 + NH4HS04 = (NH4)2S04
NH3 + HNO3 = NH4NO3
Astfel, precipitarea acidă este neutralizată și se formează sulfați și nitrat de amoniu.
Cea mai importantă sursă de amoniac atmosferic este solul. Materia organică din sol este descompusă de anumite bacterii, iar unul dintre produsele finale ale acestui proces este amoniacul. Oamenii de știință au reușit să stabilească că activitatea bacteriei, care duce în cele din urmă la formarea amoniacului, depinde în primul rând de temperatura și umiditatea solului. La latitudini mari (America de Nord și Europa de Nord), în special în timpul lunilor de iarnă, eliberarea de amoniac din sol poate fi neglijabilă. În același timp, aceste zone au cele mai mari niveluri de emisie de dioxid de sulf și oxizi de azot, drept urmare acizii din atmosferă nu sunt neutralizați și, astfel, crește riscul ploilor acide. Descompunerea urinei animalelor de companie eliberează cantități mari de amoniac. Această sursă de amoniac este atât de semnificativă încât în Europa depășește capacitatea de emisie de amoniac a solurilor.
Transformări chimice ale compușilor cu sulf:
De regulă, sulful este inclus în emisiile care nu sunt complet oxidate (starea de oxidare a sulfului în dioxidul său este 4, adică un atom de sulf este adăugat la doi atomi de oxigen). Dacă compușii cu sulf sunt în aer pentru o perioadă de timp suficient de lungă, atunci sub influența agenților oxidanți conținuti în aer, aceștia sunt transformați în acid sulfuric sau sulfați. În procesul de oxidare a dioxidului de sulf (SO 2) de către oxigen (O 2), sulful își mărește starea de oxidare și se transformă în trioxid de sulf (SO 3), care la rândul său, fiind o substanță foarte higroscopică și interacționând cu apa atmosferică, foarte se transformă rapid în H2SO4. Din acest motiv, în condiții atmosferice normale, trioxidul de sulf nu se găsește în aer în cantități mari. Ca rezultat al reacției, se formează molecule de acid sulfuric, care se condensează rapid în aer sau pe suprafața particulelor de aerosoli.
Pe lângă dioxidul de sulf, în atmosferă există și cantități semnificative de alți compuși ai sulfului natural, care sunt în cele din urmă oxidați la acid sulfuric (sau sulfați).
Transformări chimice ale compușilor cu azot:
Cel mai comun compus de azot inclus în emisii este oxidul de azot NO, care, atunci când interacționează cu oxigenul atmosferic, formează dioxid de azot. Acesta din urmă, ca rezultat al reacției cu radicalul hidroxil, este transformat în acid azotic NO 2 + OH = HNO 3. Acidul azotic astfel obținut, spre deosebire de acidul sulfuric, poate rămâne în stare gazoasă mult timp, deoarece nu se condensează bine. Acest lucru se datorează faptului că acidul azotic este mai volatil decât acidul sulfuric. Vaporii de acid azotic pot fi absorbiți de nor sau picături de precipitații sau particule de aerosoli.
Sedimentarea acidă (ploaie acidă)
Etapa finală a ciclului poluanților este sedimentarea, care poate avea loc în două moduri:
1. leșierea sedimentelor sau sedimentarea umedă
2. precipitații, sau sedimentare uscată
Combinația acestor două procese se numește sedimentare acidă.
Impactul ploii acide asupra mediului
Rezultatul sedimentării acide este că microelementele atmosferice acide, compușii de sulf și azot cad pe suprafața Pământului, ceea ce duce la modificări puternice ale acidității corpurilor de apă și a solurilor. În primul rând, aciditatea crescută afectează starea corpurilor de apă dulce și a pădurilor. Ploaia acidă are efecte diferite. Inițial, precipitațiile cu un conținut ridicat de azot favorizează inițial creșterea copacilor în pădure, deoarece copacii sunt aprovizionați cu nutrienți. Cu toate acestea, ca urmare a consumului lor constant, pădurea este suprasaturată cu ele, ceea ce duce la acidificarea solului. Ca urmare a modificărilor acidității solului, se modifică solubilitatea metalelor grele și toxice din ele, care pot pătrunde în corpul animalelor și al oamenilor și pot fi transmise de-a lungul lanțului trofic în care se va produce acumularea lor. Sub influența acidității, structura biochimică a solului se modifică, ceea ce duce la moartea biotei solului și a unor plante.
Sub influența ploii acide, compușii anorganici sunt spălați din plante, care includ toate principalele micro și macroelemente. De exemplu, potasiul, calciul, magneziul și manganul sunt de obicei spălate în cantități mari. Din plante sunt, de asemenea, levigați diferiți compuși organici, cum ar fi zaharuri, aminoacizi, acizi organici, hormoni, vitamine, pectină și substanțe fenolice etc. Ca urmare a acestor procese, pierderea nutrienților necesari plantelor crește, ceea ce duce în cele din urmă la deteriorarea acestora.
Ionii de hidrogen care intră în sol cu ploaia acide pot fi înlocuiți cu cationi găsiți în sol, rezultând fie leșierea calciului, magneziul și potasiul, fie sedimentarea lor într-o formă deshidratată. Mobilitatea metalelor grele toxice, cum ar fi manganul, cuprul și cadmiul este în creștere. Solubilitatea metalelor grele este foarte dependentă de pH. Dizolvate și, prin urmare, ușor absorbite de plante, metalele grele sunt otrăvuri pentru plante și pot duce la moartea acestora. Unul dintre cele mai periculoase elemente pentru organismele vii care trăiesc în sol este aluminiul dizolvat într-un mediu puternic acid. Multe soluri, cum ar fi cele din zonele nordice de păduri temperate și boreale, absorb concentrații mai mari de aluminiu decât concentrațiile de cationi alcalini. Deși multe specii de plante sunt capabile să reziste acestui raport, atunci când apar cantități semnificative de precipitații acide, raportul aluminiu-calciu din apa din sol se modifică atât de mult încât creșterea rădăcinilor este slăbită și existența copacilor este pusă în pericol.
Modificările în compoziția solului pot transforma compoziția microorganismelor din sol, pot afecta activitatea acestora și influențează astfel procesele de descompunere și mineralizare, precum și fixarea azotului și acidificarea internă.
În ciuda precipitațiilor acide, solul are capacitatea de a egaliza aciditatea mediului, adică. într-o anumită măsură, poate rezista la aciditatea crescută. Rezistența solului este determinată de obicei de prezența rocilor de calcar și gresie (care includ carbonat de calciu CaCO 3), care au o reacție alcalină ca urmare a hidrolizei.
Acidificarea apelor dulci.
Acidificarea apei proaspete este pierderea capacității sale de neutralizare. Acidificarea este de obicei cauzată de acizi puternici precum acidul sulfuric și azotic. Pe perioade lungi, sulfații joacă un rol mai important, dar în timpul evenimentelor episodice (topirea zăpezii), sulfații și nitrații acționează împreună.
Procesul de acidificare a corpurilor de apă poate fi împărțit în 3 faze:
1. Pierderea ionilor de bicarbonat, de ex. scăderea capacității de neutralizare la o valoare constantă a pH-ului.
2. Scăderea pH-ului când cantitatea de ioni de bicarbonat scade. Valoarea pH-ului scade apoi sub 5,5. Cele mai sensibile specii de organisme vii încep să moară deja la pH = 6,5.
Moartea ființelor vii, pe lângă acțiunea ionului de aluminiu foarte toxic, poate fi cauzată și de faptul că sub influența ionului de hidrogen, cadmiul, zincul, plumbul, manganul, precum și alte metale grele toxice sunt eliberată. Cantitatea de nutrienți pentru plante începe să scadă. Ionul de aluminiu formează fosfat de aluminiu insolubil cu ionul de ortofosfat, care precipită sub formă de sediment de fund: Al 3+ + PO 4 3- ª AlPO 4 . De regulă, o scădere a pH-ului apei merge în paralel cu o scădere a populațiilor și moartea peștilor, amfibienilor, fito- și zooplanctonului, precum și a multor alte organisme diferite.
Acidificarea lacurilor și râurilor a atins cea mai mare amploare în Suedia, Norvegia, SUA, Canada, Danemarca, Belgia, Olanda, Germania, Scoția, Iugoslavia și o serie de alte țări europene. Un studiu efectuat pe 5.000 de lacuri din sudul Norvegiei a constatat că populațiile de pești au dispărut în 1.750 dintre ele și că alte 900 de lacuri erau în pericol grav. În sudul și centrul Suediei, pierderea peștilor a fost observată în 2.500 de lacuri, iar același lucru este de așteptat în alte 6.500 de lacuri unde au fost deja detectate semne de acidificare. Aproape 18.000 de lacuri au un pH al apei mai mic de 5,5, ceea ce are un efect foarte negativ asupra populațiilor de pești.
Efectele directe ale precipitațiilor acide asupra mediului
1. Moartea plantelor. Moartea directă a plantelor este observată cel mai aproape de sursa directă de emisii, precum și pe o rază de câteva zeci de kilometri de această sursă. Motivul principal este concentrația mare de dioxid de sulf. Acest compus este adsorbit pe suprafața plantei, în principal pe frunzele acesteia, iar pătrunderea în corpul plantei ia parte la diferite reacții redox. Sub influența lor, are loc oxidarea acizilor grași nesaturați ai membranelor, modificându-le astfel permeabilitatea, care afectează ulterior procese vitale precum respirația și fotosinteza. În primul rând, are loc moartea lichenilor, care nu pot exista decât într-un mediu foarte curat. Lichenii sunt indicatori sensibili ai diferitelor tipuri de poluare a aerului. Cercetări recente de la Universitatea din Nottingham au arătat că speciile care formează perne din genul Cladonia pot servi ca indicatori sensibili ai ploii acide.
2. Impact direct asupra oamenilor. Particulele de aerosoli de natură acidă prezintă un pericol deosebit pentru sănătatea umană. Gradul de pericol depinde în primul rând de dimensiunea lor. Particulele mari de aerosoli sunt reținute în tractul respirator superior, în timp ce picăturile mici (mai puțin de 1 micron) constând dintr-un amestec de acizi sulfuric și azotic pot pătrunde în zonele cele mai îndepărtate ale plămânilor și pot provoca leziuni semnificative acolo. În plus, metale precum aluminiul (și alte metale grele) pot intra în lanțul trofic în vârful căruia se află o persoană, ceea ce poate duce la otrăvirea acesteia.
3. Coroziunea metalelor, cladirilor si monumentelor. Cauza coroziunii este o creștere a concentrației ionilor de hidrogen pe suprafața metalelor, de care depinde în mare măsură oxidarea acestora. În zonele suburbane, gradul de coroziune al structurilor metalice este de câțiva micrometri pe an, în timp ce în zonele urbane poluate poate ajunge la 100 de microni. in an. Ploaia acidă poate provoca daune nu numai metalelor, ci și clădirilor, monumentelor și altor structuri. Monumentele construite din calcar și gresie sunt distruse foarte repede atunci când sunt expuse ploii acide. CaCO 3 continut in gresii si calcare se transforma in sulfat de calciu si este usor indepartat de apa de ploaie.
În prezent, principalul combustibil din Estonia este șisturile petroliere fosile, care au un conținut destul de mare de sulf. Cu toate acestea, datorită utilizării sale termice, oxizii bazici care neutralizează componentele acide sunt de asemenea eliberați în atmosferă. Prin urmare, arderea șisturilor bituminoase nu provoacă ploi acide. Dimpotrivă, în nord-estul Estoniei sunt precipitații alcaline, al căror pH poate ajunge la 9 sau mai multe unități.
Modalități de a rezolva problema
Pentru a rezolva problema ploii acide, este necesar să se reducă emisiile de dioxid de sulf și oxid de azot în atmosferă. Acest lucru poate fi realizat prin mai multe metode, inclusiv prin reducerea energiei primite de oameni din arderea combustibililor fosili și prin creșterea numărului de centrale electrice care utilizează surse alternative de energie(energia luminii solare, vântul, energia mareelor). Alte oportunități de reducere a emisiilor de poluanți în atmosferă sunt:
1. Reducerea conținutului de sulf în diferite tipuri de combustibil. Cea mai acceptabilă soluție ar fi folosirea numai a acelor combustibili care conțin cantități minime de compuși ai sulfului. Cu toate acestea, există foarte puține astfel de tipuri de combustibil. Doar 20% din rezervele mondiale de petrol au un conținut de sulf mai mic de 0,5%. Și în viitor, din păcate, conținutul de sulf din combustibilul folosit va crește, deoarece uleiul cu conținut scăzut de sulf este produs într-un ritm accelerat. Același lucru este valabil și cu cărbunii fosili. Îndepărtarea sulfului din combustibil s-a dovedit a fi un proces foarte costisitor din punct de vedere financiar; în plus, este posibil să se elimine nu mai mult de 50% din compușii cu sulf din combustibil, ceea ce este o cantitate insuficientă.
2. Utilizarea țevilor înalte. Această metodă nu reduce impactul asupra mediului, ci crește eficiența amestecării poluanților în straturile superioare ale atmosferei, ceea ce duce la precipitații acide în zone mai îndepărtate de sursa de poluare. Această metodă reduce impactul poluării asupra ecosistemelor locale, dar crește riscul ploilor acide în regiunile mai îndepărtate. În plus, această metodă este foarte imorală, deoarece țara în care apar aceste emisii transferă o parte din consecințe către alte țări.
3. Schimbări tehnologice. Cantitatea de oxizi de azot NO care se formează în timpul arderii depinde de temperatura de ardere. Pe parcursul experimentelor, s-a putut stabili că, cu cât temperatura de ardere este mai mică, cu atât se produce mai puțin oxid de azot, în plus, cantitatea de NO depinde de timpul în care combustibilul se află în zona de ardere cu exces de aer. Astfel, schimbările adecvate în tehnologie pot reduce emisiile. Reducerea emisiilor de dioxid de sulf poate fi obținută prin curățarea gazelor finale de sulf. Cea mai comună metodă este procesul umed, în care gazele rezultate sunt barbotate printr-o soluție de calcar, rezultând formarea de sulfit și sulfat de calciu. În acest fel, cea mai mare cantitate de sulf poate fi îndepărtată din gazele finale.
4. Calarea. Pentru a reduce acidificarea lacurilor și a solurilor, li se adaugă substanțe alcaline (CaCO 3). Această operațiune este foarte des folosită în țările scandinave, unde varul este pulverizat din elicoptere pe sol sau pe bazinul hidrografic. Țările scandinave suferă cel mai mult în ceea ce privește ploile acide, deoarece majoritatea lacurilor scandinave au albii sărace în granit sau calcar. Astfel de lacuri au o capacitate mult mai mică de neutralizare a acizilor decât lacurile situate în zone bogate în calcar. Dar, alături de avantaje, varul are și propriul său număr de dezavantaje:
· În apa de lac curgătoare și amestecată rapid, neutralizarea nu are loc suficient de eficient;
· Există o încălcare gravă a echilibrului chimic și biologic al apei și solului;
· Nu este posibil să se elimine toate efectele nocive ale acidificării;
· Metalele grele nu pot fi îndepărtate prin calcare. În timpul scăderii acidității, aceste metale se transformă în compuși slab solubili și precipită, dar atunci când se adaugă o nouă porțiune de acid, se dizolvă din nou, reprezentând astfel un potențial pericol constant pentru lacuri.
Trebuie remarcat faptul că încă nu a fost dezvoltată o metodă care, la arderea combustibililor fosili, să reducă la minimum emisiile de dioxid de sulf și azot și, în unele cazuri, să o prevină complet.