Kyslé dažde v krajine. Prečo sú kyslé dažde nebezpečné? Sú kyslé dažde jedinou hrozbou?

Kyslé dažde sú cenou za pokrok

Vedci už dlho bijú na poplach: znečistenie životného prostredia dosiahlo neuveriteľné rozmery. Vypúšťanie tekutého odpadu do vodných plôch, výfukových plynov a prchavých chemikálií do atmosféry a uloženie jadrových pozostatkov pod zem – to všetko priviedlo ľudstvo na pokraj environmentálnej katastrofy.

Už sme boli svedkami začiatku posunov v ekosystéme planéty: každú chvíľu správy informujú o poveternostných javoch, ktoré sú pre konkrétnu oblasť netypické, Zelený mier bije na poplach v súvislosti s masovým vymieraním celých druhov živočíchov, kys. dážď sa nestal vzácnosťou, ale skôr vzorom, ktorý pravidelne prechádza cez priemyselné mestá. Osoba čelí nejednoznačnej situácii: zvýšenie životnej úrovne je sprevádzané zhoršovaním životného prostredia, ktoré ovplyvňuje zdravie. Tento problém je už dlho známy na celom svete. Ľudstvo by sa malo zamyslieť: stojí technologický pokrok za následky, ktoré so sebou prináša? Aby sme lepšie porozumeli tomuto problému, pouvažujme o jednom z „výsledkov“ moderného priemyslu – kyslom daždi, o ktorom sa dnes dokonca vyučuje v škole. Sú naozaj také nebezpečné?

Kyslé dažde: príčiny a následky

Kyslé môže byť nielen dážď, ale aj sneh, rosa a dokonca aj hmla. Už od výzoru

normálne zrážky, ale ich kyslosť je oveľa vyššia ako normálne, s čím súvisí ich negatívny vplyv na životné prostredie. Mechanizmus vzniku kyslých dažďov je nasledovný: výfukové plyny a iné priemyselné odpady obsahujúce veľké dávky oxidov síry a sodíka sa dostávajú do atmosféry, kde sa viažu na kvapôčky vody a vytvárajú slabo koncentrovaný roztok kyseliny, ktorý padá na zem vo forme zrážok, ktoré spôsobujú nenapraviteľné škody na prírode. Kyslý dážď otrávi vodné živočíchy, ktoré pijú; ak sa dostanú do vodných plôch, pomaly ničia miestnu flóru a faunu, zabíjajú poľnohospodárske plodiny, rozlievajú sa na polia, dostávajú sa do pôdy a otrávia ju. Takéto zrážky spôsobujú značné škody aj na inžinierskych stavbách, korodujú kamenné steny budov a podkopávajú železobetónové nosné konštrukcie. Kyslé zrážky sú osudom nielen veľkých miest a priemyslu

zón, toxické oblaky môžu byť prenášané vzdušnými masami tisíce kilometrov a padať cez lesy a jazerá.

Ako sa vysporiadať s kyslým dažďom?

Dôsledky kyslých dažďov sú katastrofálne nielen pre životné prostredie, ale aj pre hospodárstvo a každý to vie. Prečo sa teda neprijímajú drastické opatrenia na zlepšenie situácie? Na zníženie emisií do ovzdušia sú potrebné mnohomiliardové investície: nevyhnutná je modernizácia výrobnej technológie, ako pri automobilových výfukových plynoch – prechod na modernejšie druhy palív. Výsledok bude viditeľný až vtedy, keď sa do riešenia tohto problému zapojí celá svetová komunita. Žiaľ, v honbe za blahobytom a zvyšovaním HDP vlády mnohých krajín nevenujú patričnú pozornosť problému ochrany životného prostredia.

Už ako dieťa som počúval, že kyslé dažde sú mimoriadne nebezpečné pre životné prostredie, ale vtedy som tomu neprikladal veľký význam. Myslel som si, že je to normálny typ dažďa. Až s pribúdajúcim vekom si uvedomíte, že kyslé dažde sú výsledkom znečistenia ovzdušia.

Čo je kyslý dážď?

Kyslé dažde pozostávajú z vodných kvapiek, ktoré sú nezvyčajne kyslé v dôsledku znečistenia ovzdušia a obsahujú predovšetkým nadmerné množstvo síry a dusíka uvoľňované automobilmi a priemyselnými závodmi. Kyslý dážď sa tiež nazýva kyslá depozícia, pretože tento termín zahŕňa iné formy kyslých zrážok, ako je sneh.

Príčiny kyslých dažďov

Hlavnou príčinou kyslých dažďov je ľudská činnosť. Počas niekoľkých posledných desaťročí ľudia vypustili do ovzdušia toľko rôznych chemikálií, že zmenili zmes plynov v atmosfére. Elektrárne pri spaľovaní fosílnych palív vypúšťajú väčšinu oxidu siričitého a väčšinu oxidov dusíka.

Prečo je kyslé zrážanie nebezpečné?

Kyslé dažde sú nebezpečné pre všetky živé a neživé veci, majú za následok:

• Dôsledky pre vzduch. Niektoré zložky kyslého znečistenia sú sírany, dusičnany, ozón a uhľovodíkové zlúčeniny.

• Dôsledky pre architektúru. Kyslé častice sa usadzujú aj na budovách a sochách a spôsobujú koróziu.

• Dôsledky pre materiály. Kyslý dážď ničí všetky materiály a látky.

• Dôsledky pre ľudí. Niektoré z najvážnejších účinkov kyslých dažďov na ľudí sú problémy s dýchaním.

• Dôsledky pre stromy a pôdu. Živiny z pôdy sú neutralizované. A stromy sú predurčené zomrieť, zbavené životne dôležitých živín.

• Dôsledky pre jazerá a vodné ekosystémy. Kyslý dážď vedie k prudkej zmene pH vodných útvarov.

Kyslé dažde sú hrozný jav, ktorý netreba nikdy podceňovať. Ak je to možné, chráňte si hlavu dáždnikom alebo klobúkom - to je minimálne opatrenie.

Termín „kyslý dážď“ zaviedol anglický chemik R.E. Smith pred viac ako 100 rokmi.

V roku 1911 boli v Nórsku zaznamenané prípady úhynu rýb v dôsledku okyslenia prírodnej vody. Až koncom 60-tych rokov, keď podobné prípady vo Švédsku, Kanade a Spojených štátoch vzbudili pozornosť verejnosti, sa však objavilo podozrenie, že príčinou je dážď s vysokým obsahom kyseliny sírovej.

Kyslé dažde sú zrážky (dážď, sneh) s pH menším ako 5,6 (vysoká kyslosť).

Kyslé dažde vznikajú priemyselnými emisiami oxidu siričitého a oxidov dusíka do atmosféry, ktoré v spojení so vzdušnou vlhkosťou vytvárajú kyseliny sírové a dusičné. V dôsledku toho sa dážď a sneh okyslia (číslo pH pod 5,6). V Bavorsku (Nemecko) v auguste 1981 pršal dážď s kyslosťou pH = 3,5. Maximálna zaznamenaná kyslosť zrážok v západnej Európe je pH = 2,3.

Celkové globálne antropogénne emisie oxidov síry a dusíka dosahujú ročne viac ako 255 miliónov ton (1994). Kyselinotvorné plyny zostávajú v atmosfére dlhú dobu a môžu cestovať na vzdialenosti stoviek a dokonca tisícok kilometrov. Značná časť emisií UK teda končí v severných krajinách (Švédsko, Nórsko atď.), t.j. s cezhraničnou dopravou a poškodzuje ich hospodárstva.

Bežná dažďová voda má mierne kyslú reakciu, pretože vzduch, kde sa tvoria častice vlhkosti, obsahuje oxid uhličitý. Ale ak je v atmosfére veľa škodlivín, ktoré vypúšťajú autá, hutnícke závody, elektrárne a iné ľudské aktivity, potom voda s týmito zlúčeninami reaguje a jej pH klesá. Obsahuje kyseliny sírovú, dusíkatú, sírovú, dusičnú a iné. A keď padnú na zem vo forme dažďa, snehu alebo iných druhov zrážok (vrátane hmly), tieto látky interagujú s prostredím a majú naň škodlivý vplyv.

Dôsledky kyslých dažďov

Ak sú kyslé dažde pozorované v oblasti nádrží - nad riekami, jazerami, moriami, voda v nich tiež postupne začína oxidovať, aj keď s malými vplyvmi aktívne odoláva zmenám pH. Ak sa však pravidelne vyskytujú kyslé dažde, potom sa táto stabilita znižuje, v dôsledku čoho sa zhoršuje ekologický stav vodných útvarov. Pri vysokej koncentrácii kyselín vo vode začnú umierať tvory v nej žijúce, najčastejšie hmyz. Napríklad májky nemôžu žiť pri pH vyššom ako 5,5. Ryby sú voči takémuto znečisteniu odolnejšie, ale ak hmyz uhynie, reťaz sa nevyhnutne preruší: napríklad pstruhy, ktoré sa nimi živia, čelia nedostatku potravy. V dôsledku toho klesá aj počet rýb v nádrži.

Niektoré ryby môžu existovať v kyslej vode, ale nedokážu v nej vychovávať potomstvo, čo tiež vedie k úhynu populácie.

Ak na lesy padajú kyslé dažde, listy stromov sú zničené a opadávajú. Najčastejšie sú tomuto efektu vystavené vysoké stromy, ktoré sa ocitnú v kyslých oblakoch. Ľahké zrážky s vysokou kyslosťou ničia lesy pomalšie a nepozorovane: postupne znižujú úrodnosť pôdy a nasýtia ju toxínmi, rastliny začínajú ochorieť a pomaly odumierajú.

Autá, ktoré znečisťujú ovzdušie, nimi potom začnú trpieť: kyslé zrážky ničia ich ochranné nátery. Takéto dažde nie sú o nič menej nebezpečné pre stavby vytvorené človekom: budovy a monumenty z mramoru alebo vápenca sú doslova skorodované, pretože sa z nich vyplavuje kalcit.

Žulové a pieskové horniny sú odolnejšie voči kyselinám.

Kyslý dážď predstavuje hrozbu aj pre ľudské zdravie. Navonok sa nedajú rozlíšiť, vyzerajú ako obyčajný dážď, nemajú špecifickú vôňu ani chuť a nevedú k nepríjemným pocitom na pokožke. Kyselinám sa môžete vystaviť nielen pri zrážkach, ale aj pri kúpaní v rieke či jazere. To vedie k zvýšenému riziku kardiovaskulárnych ochorení a ochorení dýchacích ciest – astma, bronchitída, sinusitída.

Príčiny kyslých dažďov

Hlavnou príčinou kyslých dažďov— prítomnosť v atmosfére v dôsledku priemyselných emisií oxidov síry a dusíka, chlorovodíka a iných kyselinotvorných zlúčenín. V dôsledku toho sa dážď a sneh okyslia. Vznik kyslých dažďov a ich vplyv na životné prostredie je znázornený na obr. 1 a 2.

Prítomnosť značného množstva vo vzduchu, napríklad amoniaku alebo iónov vápnika, vedie skôr k tvorbe alkalických ako kyslých zrážaní. Bežne sa však nazývajú aj kyslé, pretože keď vstúpia do pôdy alebo vodného útvaru, zmenia svoju kyslosť.

Maximálna zaznamenaná kyslosť zrážok v západnej Európe je s pH = 2,3, v Číne - s pH = 2,25. Autor učebnice na experimentálnej základni Ekologického centra Ruskej akadémie vied v Moskovskej oblasti v roku 1990 zaznamenal dážď s pH = 2,15.

Okyslenie prírodného prostredia negatívne ovplyvňuje stav. V tomto prípade sa z pôdy vyplavujú nielen živiny, ale aj toxické kovy, ako olovo, hliník atď.

V okyslenej vode sa zvyšuje rozpustnosť hliníka. V jazerách to vedie k chorobám a úhynu rýb, čím sa spomaľuje vývoj fytoplanktónu a rias. Kyslý dážď ničí obkladové materiály (mramor, vápenec a pod.) a výrazne znižuje životnosť železobetónových konštrukcií.

teda oxidácia prírodného prostredia je jedným z najdôležitejších environmentálnych problémov, ktorý si v blízkej budúcnosti vyžaduje riešenia.

Ryža. 1. Vznik kyslých dažďov a ich vplyv na životné prostredie

Ryža. 2. Približná kyslosť dažďovej vody a niektorých látok v jednotkách pH

Problém s kyslým zrážaním

Rozvoj priemyslu, dopravy, rozvoj nových zdrojov energie vedie k tomu, že množstvo priemyselných emisií sa neustále zvyšuje. Je to spôsobené najmä využívaním fosílnych palív v tepelných elektrárňach, priemyselných závodoch, motoroch automobilov a vykurovacích systémoch obytných budov.

V dôsledku spaľovania fosílnych palív sa do zemskej atmosféry dostávajú zlúčeniny dusíka, síry, chlóru a ďalších prvkov. Medzi nimi prevládajú oxidy síry - S0 2 a dusíka - NO x (N 2 0, N0 2). Oxidy síry a dusíka spolu s vodnými časticami vytvárajú kyseliny sírovej (H 2 SO 4) a dusičnej (HNO 3) rôznych koncentrácií.

V roku 1883 švédsky vedec S. Arrhenius vytvoril dva pojmy - „kyselina“ a „zásada“. Kyseliny nazval látky, ktoré po rozpustení vo vode tvoria voľné kladne nabité ióny vodíka (H +), a zásady - látky, ktoré po rozpustení vo vode tvoria voľné záporne nabité hydroxidové ióny (OH -).

Vodné roztoky môžu mať pH (ukazovateľ kyslosti vody, resp. indikátor stupňa koncentrácie vodíkových iónov) od 0 do 14. Neutrálne roztoky majú pH 7,0, kyslé prostredie je charakteristické hodnotami pH ​​menej ako 7,0, alkalické - viac ako 7,0 (obr. 3).

V prostredí s pH 6,0 hynú druhy rýb ako losos, pstruh, plotica a sladkovodné krevety. Pri pH 5,5 odumierajú pubické baktérie, ktoré rozkladajú organickú hmotu a listy, a na dne sa začínajú hromadiť organické nečistoty. Potom odumiera planktón – drobné jednobunkové riasy a prvokové bezstavovce, ktoré tvoria základ potravinového reťazca nádrže. Keď kyslosť dosiahne pH 4,5, všetky ryby, väčšina žiab a hmyzu uhynú a prežijú len niektoré druhy sladkovodných bezstavovcov.

Ryža. 3. Stupnica kyslosti (pH)

Zistilo sa, že podiel emisií spôsobených človekom spojených so spaľovaním fosílneho uhlia predstavuje asi 60-70% z ich celkového množstva, podiel ropných produktov - 20-30% a iných výrobných procesov - 10%. 40 % emisií NOx pochádza z výfukových plynov vozidiel.

Dôsledky kyslých dažďov

Charakterizovaná silne kyslou reakciou (zvyčajne pH<5,6), получили название кислотных (кислых) дождей. Впервые этот термин был введен британским химиком Р.Э. Смитом в 1872 г. Занимаясь вопросами загрязнения г. Манчестера, Смит доказал, что дым и пары содержат вещества, вызывающие серьезные изменения в химическом составе дождя, и что эти изменения можно заметить не только вблизи источника их выделения, но и на большом расстоянии от него. Он также обнаружил некоторые вредные účinky kyslých dažďov: zmena farby tkanín, korózia kovových povrchov, ničenie stavebných materiálov a odumieranie vegetácie.

Odborníci tvrdia, že výraz „kyslý dážď“ nie je dostatočne presný. Pre tento typ znečisťujúcich látok je vhodnejší výraz „kyslé zrážky“. Znečisťujúce látky môžu totiž padať nielen vo forme dažďa, ale aj vo forme snehu, mrakov, hmly („mokré zrážky“) a vo forme plynu a prachu („suché zrážky“) počas suchých období.

Hoci poplach zaznel pred viac ako storočím, priemyselné krajiny dlho ignorovali nebezpečenstvo kyslých dažďov. Ale v 60. rokoch. XX storočia ekológovia hlásili pokles kŕdľov rýb a dokonca ich úplné vymiznutie v niektorých jazerách v Škandinávii. V roku 1972 bol problém kyslých dažďov prvýkrát nastolený švédskymi environmentálnymi vedcami na konferencii OSN o životnom prostredí. Od tej doby sa nebezpečenstvo globálneho okysľovania životného prostredia stalo jedným z najpálčivejších problémov, ktorým ľudstvo čelí.

Od roku 1985 bol rybolov v 2 500 jazerách vo Švédsku vážne ovplyvnený kyslými dažďami. V 1 750 z 5 000 jazier v južnom Nórsku úplne zmizli ryby. Štúdia vodných plôch v Bavorsku (Nemecko) ukázala, že v posledných rokoch došlo k prudkému poklesu počtu a v niektorých prípadoch až k úplnému vymiznutiu rýb. Pri jesennom štúdiu 17 jazier sa zistilo, že pH vody sa pohybovalo od 4,4 do 7,0. V jazerách, kde bolo pH 4,4; 5.1 a 5.8 nebola ulovená ani jedna ryba a vo zvyšných jazerách sa našli len ojedinelé exempláre pstruha jazerného, ​​dúhového a sivoňa.

Spolu s odumieraním jazier dochádza k degradácii lesov. Lesné pôdy sú síce menej náchylné na acidifikáciu ako vodné plochy, no vegetácia na nich rastúca reaguje na zvýšenú kyslosť mimoriadne negatívne. Kyslé zrážky vo forme aerosólov obaľujú ihličie a lístie stromov, prenikajú do koruny, stekajú po kmeni a hromadia sa v pôde. Priame poškodenie sa prejavuje chemickým popálením rastlín, zníženým rastom a zmenami v zložení vegetácie pod korunami.

Kyslé zrážky ničia budovy, potrubia, vyraďujú z prevádzky autá, znižujú úrodnosť pôdy a môžu spôsobiť únik toxických kovov do vodonosných vrstiev.

Mnohé svetové kultúrne pamiatky sú vystavené ničivým účinkom kyslých zrážok. Tak boli mramorové sochy svetoznámej architektonickej pamiatky starovekého Grécka, Akropoly, počas 25 storočí neustále vystavené veternej erózii a dažďu. Nedávno tento proces urýchlilo kyslé zrážanie. Navyše je to sprevádzané usadzovaním kôry sadzí na pamiatkach vo forme oxidu siričitého vypúšťaného priemyselnými podnikmi. Na spájanie jednotlivých architektonických prvkov starí Gréci používali malé železné tyče a konzoly potiahnuté tenkou vrstvou olova. Takto boli chránené pred hrdzou. Pri reštaurátorských prácach (1896-1933) boli oceľové diely použité bez akýchkoľvek opatrení a vplyvom oxidácie železa pod vplyvom kyslých roztokov sa v mramorových konštrukciách vytvorili rozsiahle trhliny. Hrdza spôsobuje zväčšovanie objemu a praskanie mramoru.

Výsledky štúdií uskutočnených na podnet jednej z komisií OSN naznačujú, že kyslé zrážky majú neblahý vplyv aj na staroveké farebné sklá v niektorých mestách západnej Európy, ktoré ich môžu úplne zničiť. Ohrozených je viac ako 100 000 vzoriek farebného skla. Starožitné vitráže boli v dobrom stave až do začiatku 20. storočia. Za posledných 30 rokov sa však proces ničenia zrýchlil a ak sa nevykonajú potrebné reštaurátorské práce, vitráže môžu o niekoľko desaťročí odumrieť. Rizikové je najmä farebné sklo vyrobené v 8. – 17. storočí. Vysvetľujú to zvláštnosti výrobnej technológie.