Кислотный дождь последствия: Кислотные дожди. Причины и последствия

Кислотные дожди и их влияние на окружающую среду – Таймырский Краеведческий Музей

 Михайлец М.А.

Кислотные дожди и их влияние на

окружающую среду

Интенсивная хозяйственная деятельность человека создает мощнейшее антропогенное давление на окружающее среду. Это приводит к нарушению равновесных процессов, протекающих в биосфере, что проявляется целым спектром проблем экологического характера.

Одной из актуальнейших экологических проблем последних десятилетий являются кислотные осадки. Термин «кислотный дождь» первоначально был введен еще в 1882 году Р. Смитом, о его влиянии на состояние природных и искусственных экосистем заговорили только в конце прошлого века.

Кислотные осадки и их последствия представляют собой серьезную социально-экономическую проблему. Они крайне негативно воздействуют на биоценозы замкнутых водоемов, являясь причиной уменьшения рыбного промысла. Они снижают плодородие сельскохозяйственных угодий, способствуют распространению тяжелых металлов, служат причиной разрушения строительных конструкций, а также памятников архитектуры и зодчества.

В основе механизма образования кислотных осадков лежит нарушение природных круговоротов веществ, в первую очередь серы, вследствие интенсивной хозяйственной деятельности человека (Рис. 1).

Рис. 1. Механизм образования кислотных дождей

1. выбросы кислотообразующих соединений

2. взаимодействие кислотообразующих веществ с парами воды

3. выпадение кислотных осадков

4. влияние кислотных дождей на ОС: закисление почвы и водоемов, угнетение и гибель растений, разрушение зданий, памятников архитектуры и зодчества

Диоксид серы в большом количестве образуется при сжигании богатого серой горючего, например угля и мазута (содержание серы в них колеблется от 0,5 до 5–6%). Другими источниками являются электростанции (~40% антропогенного поступления в атмосферу), металлургическое производство, различные химические технологические процессы и ряд машиностроительных предприятий [1].

В атмосфере диоксид серы в результате фотохимического окисления частично превращается в триоксид серы (серный ангидрид) SО3: 2SO2 + O2 = 2SO3.

Основная часть выбрасываемого диоксида серы при достаточной атмосферной влажности образует кислотный полигидрат SО2•nh3O, или сернистую кислоту: SO2 + h3O = h3SO3. Аэрозоли серной и сернистой кислот считаются основной причиной выпадения кислотных осадков.

В нашей стране проблема кислотных дождей впервые была поднята только в конце 1980 х годов, а первые попытки ее решения начались в 1990 х годах.

В последние годы среднегодовые фоновые концентрации диоксида серы над территорией России оставались на низком уровне – около 0,3 мкг/м3, несколько увеличиваясь в холодный период года (в среднем около 2,5 мкг/м3). В долгосрочной динамике отмечается стабилизация уровня концентраций диоксида серы после некоторого ее уменьшения в течение 10 предыдущих лет. Среднегодовые фоновые концентрации диоксида азота в воздухе также оставались на уровне прошлых лет, изменяясь от 1,2 до 4,8 мкг/м3 [4].

Однако на территории Российской Федерации есть регионы чрезвычайно неблагополучные по данным показателям. Примером может служить Норильск и НПР, где основным источником выбросов кислотообразующих соединений является комбинат «Норильский никель». В его состав входят три завода – никелевый, медный заводы и Надеждинский металлургический комбинат. Как известно, металлургические предприятия вносят значительный вклад в загрязнение атмосферы кислотообразующими соединениями. В связи с этим на территории Норильского промышленного района регулярно регистрируется выпадение закисленных осадков (табл. 1), что приводит к выраженной деградации лесных биоценозов.

Таблица 1. Суточные величины закисленности атмосферных осадков в Норильске в 2012—2013 гг*

(критическое значение рН – ниже 4,0)

*(Материалы предоставлены Начальником территориального Центра по мониторингу загрязнения окружающей среды Н.С. Шленской).

Ареал поврежденных лесов Таймыра по большей части находится южнее Норильска, что связано с преобладающими ветрами. По свидетельству очевидцев, усыхание древостоев началось еще в 50-е годы прошлого столетия. К концу 60-х площадь погибших лесов составляла 5 тыс. га. Зона полной гибели древостоев в 1993 г. протянулась на 90 км в южном направлении от Норильска, а заметные повреждения лесов техногенного характера наблюдались на расстоянии до 170 км от города. Площадь погибших и поврежденных насаждений с 1976 по 1990 г. возросла с 322 до 550 тыс. га, а площадь погибших в 1989 г. составила 283 тыс. га [3] (рис. 2).

Рис. 2. Динамика величины исков, предъявляемых предприятиям «Норильского никеля» за ущерб лесным насаждениям

(по данным портала «Экомир»)

Следует отметить, что главную опасность для естественных и искусственных экосистем представляют не столько сами кислотные осадки, сколько процессы, протекающие в результате закисления окружающей среды. Выпадение кислотных осадков приводит к выщелачиванию из почвы жизненно необходимых растениям питательных веществ, а также токсичных тяжелых и легких металлов, таких как свинец, кадмий и др. Такие металлы и их токсичные соединения активно усваиваются растениями и другими почвенными организмами, что и приводит к негативным последствиям. При повышенной кислотности почв из верхних горизонтов выносится обменный кальций, магний и другие элементы, активируются обменные процессы между абиотической и биотической частями экосистемы. В частности связанное с кислотными осадками увеличение поглощения деревьями алюминия приводит к выраженному снижению прироста древесины [4]. Непосредственное воздействие кислотных осадков приводит к нарушению листовой поверхности, процессов транспирации и фотосинтеза.

В целом, можно заключить, что воздействие кислотных осадков на лесные биоценозы носит комплексный характер, затрагивая, в первую очередь, почвы и растительность (рис. 3).

Почвенное подкисление считается одним из негативных факторов, приводящих к деградации лесов умеренной зоны северного полушария. При этом эффект может проявляться спустя длительное время после выпадения кислотных осадков.

Рис. 3. Комплексный характер влияния кислотных осадков на лесные биоценозы [6]

Т.Ф. Тарасова и О.В. Чаловская выделяют несколько основных стадий, которые характерны для процесса трансформации экосистемы лесов северного полушария под действием кислотных осадков [5].

1. Выпадение наиболее чувствительных к условиям внешней среды видов при сохранении основных параметров экосистемы. Первыми при ухудшении параметров среды начинают исчезать лишайники.

2. Структурные перестройки экосистемы. Ухудшается санитарное состояние деревьев, при сохранении плотности древостоя и его запасов. Изменяется травяно-кустарничковый ярус, где выпадают чувствительные виды лесного разнотравья. Замедляются процессы, происходящие с участием почвенных микроорганизмов. Незначительно увеличивается толщина подстилки. Уменьшается разнообразие и численность эпифитных лишайников.

3. Стадия частичного разрушения экосистемы. Отмечается угнетение и изрежение древесного яруса, нарушение его возобновления. В травяном ярусе происходит замена лесных видов луговыми видами и видами-эксплерентами. Биологическая активность почвы резко снижена. Крупные почвенные сапрофаги отсутствуют. Уменьшается скорость деструкции листового опада, в результате происходит его накопление в виде толстого слоя подстилки. Лишайниковый покров сохраняется только у самого основания стволов, представлен одним-тремя устойчивыми видами. Происходит элиминация крупных лесных видов птиц, уменьшается плотность орнитофауны. Наблюдается вселение синантропных видов и видов, приуроченным к открытым местообитаниям (характерно для населения птиц, мелких млекопитающих и муравьев).

4. Стадия полного разрушения экосистемы. Древесный ярус полностью разрушен, сохраняются лишь отдельные, сильно угнетенные экземпляры деревьев. Травяной ярус представлен одним-двумя видами злаков, в увлажненных местах встречается хвощ. Лишайниковый покров отсутствует. Полностью смыты подстилка и верхние горизонты почвы. Биологическая активность почвы снижена до нуля. Почвенные животные отсутствуют. Группировка птиц и мелких млекопитающих существуют за счет притока мигрантов с соседних участков территории.

Меры по защите лесных биоценозов от кислотных осадков на первом этапе сводились к разработке и реализации организационных мероприятий, которые включали в себя ужесточение природоохранного законодательства, нормирование выбросов вредных веществ, повышение штрафов. Эти действия имели определенный экологический эффект, однако полностью проблему решить не смогли. Основными методами снижения загрязнения атмосферы кислотообразующими выбросами на сегодняшний день являются разработка и внедрение различных очистных сооружений и правовая защита атмосферы [2].

Для уменьшения выбросов окисленной серы в атмосферу через дымовые трубы используют различные газоочистители (электрические фильтры, вакуумные, воздушные или жидкие фильтры-скрубберы). Так, в скрубберах газообразные продукты сгорания пропускаются через водный раствор извести, в результате чего образуется нерастворимый сульфат кальция СаSО4. Этот метод позволяет удалить до 95% SО2, однако его главным недостатком является высокая стоимость. Таким же дорогостоящим является метод очистки дымовых газов от оксидов азота с помощью изоциановой кислоты НNСО. За счет химического взаимодействия в этом случае удаляется до 99% оксидов азота.

Для защиты лесов от кислотных дождей также применяют известкование. Для этого с самолетов распыляют свежемолотый доломит (СаСО3•MgCO3), который реагирует с кислотами с образованием безвредных веществ:

СаМg(СО3)2 + 2Н2SО3 = СаSО3 + МgSО3 + 2СО2­ + 2Н2О,

СаМg(СО3)2 + 4НNО3 = Са(NО3)2 + Мg(NО3)2 + 2СО2­ + 2Н2О.

Все перечисленные меры представляют собой реализацию метода «контроля на выходе», то есть снижение концентрации загрязнителей на стадии их попадания в атмосферу.

Более эффективен с экологической точки зрения метод «контроля на входе», который предусматривает очистку топлива от потенциальных загрязнителей, использование экологически более чистых источников энергии и создание так называемых безотходных технологий, то есть технологических процессов, сопоставимых с природными циклами в биосфере.

Таким образом, проблема кислотных осадков сохраняет свою актуальность как для России, так и для всего мира, затрагивая в первую очередь страны с развитым промышленным комплексом.

В основе закисления осадков, в первую очередь, лежат химические взаимодействия оксидов серы и азота с атмосферными водяными парами, в результате чего образуются серная и азотная кислоты. Интенсивные промышленные выбросы кислотообразующих соединений нарушают природные круговороты веществ и приводят к выпадению атмосферных осадков с рН меньше 5,6.

Кислотные осадки имеют широкий спектр негативных влияний, как на природные объекты, так и на объекты, созданные человеком. Наиболее подвержены действию кислотных осадков биоценозы озер и лесов, которые в результате закисления могут подвергаться полной или частичной деградации.

Решение данной проблемы требует усилий в области разработки мер по снижению количества кислотообразующих выбросов. Перспективными являются технологии, позволяющие очистить топливо и сырье от потенциальных загрязнителей атмосферы на начальном уровне.

1. Боровский Е.Э. Кислотные дожди // ECOTECO, № 6. – Электронный журнал. – URL: http://www.ecoteco.ru/library/magazine/zhurnal-111/ekologiya/kislotnye-dozhdi/.

2. Дубровин Т., Дубровин Е. «Кислота с неба» // Энергетика и промышленность России. – 2008, № 20. – URL: http://www.eprussia. ru/epr/112/8772.htm.

3. Зиганшин Р.А., Воронин В.И., Карбаинов Ю.М. Мониторинг лесных экосистем Таймыра // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2011. № 8. С. 117-123.

4. Илькун Г.М. Загрязнение атмосферы и растения. – Киев: Наукова думка, 1978. – 147 с.

5. Обзор фонового состояния окружающей природной среды на территории стран СНГ за 2009-2010 гг. / Под редакцией Ю.А. Израэля. – Росгидромет, 2011. – 128 

6. Тарасова Т.Ф., Чаловская О.В. Оценка возедйствия кислотных дождей на элементы экосистемы промышленного города // Вестник ОГУ. – 2005. — №10. С. 80 – 84.

Последствия кислотных дождей

Кислотный дождь — одно из последствий загрязнения воздуха. Газы, образующиеся при сжигании топлива, вступают в реакцию с кислородом воздуха и водяным паром, превращаясь в кислоты, которые выпадают на поверхность земли в виде дождя. Подкисление земли и поверхностных вод оказывает разрушительное воздействие на экосистемы и представляет серьезную опасность для живых существ.

Экосистема — это сообщество растений, животных и других организмов вместе с окружающей их средой, включая воздух, воду и почву. Не все рыбы, моллюски или насекомые могут переносить одинаковое количество кислоты. Все в экосистеме взаимосвязано. Если что-то вредит одной части экосистемы — одному виду растений или животных, почве или воде, — это может оказать влияние на все остальное.

Опасаетесь что ваше предприятие может быть причиной выбросов в атмосферу? Измерение выбросов в атмосферу позволит разработать эффективную стратегию борьбы с загрязнением.

Влияние кислотных дождей на здоровье человека

Ходьба под кислотным дождем или даже плавание в озере, пострадавшем от кислотного дождя, не более опасны для людей, чем ходьба под обычным дождем или плавание в некислотных озерах. Однако, когда загрязняющие вещества, вызывающие кислотные дожди — SO₂ и NO_X находятся в воздухе, они могут быть вредными для человека.

SO₂ и NO_X реагируют в атмосфере с образованием сульфатов и нитратов, которые люди могут вдыхать. Многие научные исследования показали взаимосвязь между этими веществами и нарушением функций сердца, например сердечными приступами, приводящими к смерти людей с повышенным риском сердечных заболеваний, и влиянием на функцию легких, например затрудненным дыханием у людей с астмой.

Читайте также: Влияние деятельности человека на окружающую среду

Влияние кислотных дождей на животных

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

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

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

Влияние кислотных дождей на растения

Мертвые или умирающие деревья являются обычным явлением в районах, подверженных воздействию кислотных дождей. Кислотный дождь вымывает из почвы алюминий. Этот алюминий может быть вреден как для растений, так и для животных. Кислотный дождь также вымывает из почвы минералы и питательные вещества, необходимые для роста деревьев.

В высокогорье кислый туман и облака могут лишить деревья питательных веществ. В этом случае деревья в меньшей степени способны поглощать солнечный свет, что делает их слабыми и менее выносливыми к морозным температурам.

Способность почвы к буферизации

Многие леса, ручьи и озера, в которых выпадают кислотные дожди, не страдают от их воздействия, потому что почва в этих районах может буферировать кислотные дожди, нейтрализуя кислотность в протекающих через них дождевых водах. Эта способность зависит от толщины и состава почвы и типа подстилающей породы.

В некоторых местах почва тонкая и не обладает способностью адекватно нейтрализовать кислотность дождевых вод. В результате эти районы особенно уязвимы, и в почве, ручьях или озерах могут накапливаться кислота и алюминий.

Эпизодическая подкисление

Таяние снега и ливневые дожди могут привести к так называемой эпизодической подкисленности. Озера, которые обычно не имеют высокого уровня кислотности, могут временно испытать на себе последствия кислотных дождей, когда тающий снег или ливень приводит к большему количеству кислотных осаждений, и почва не может их нейтрализовать. Такое кратковременное повышение кислотности (т.е. снижение pH) может привести к кратковременной нагрузке на экосистему, где различные организмы могут быть убиты.

Читайте также: Последствия природных катастроф

Загрязнение азотом

Проблемы может вызвать не только кислотность дождя. Кислотные дожди также содержат азот, и это может оказать влияние на некоторые экосистемы. Например, загрязнение водоемов азотом частично приводит к сокращению популяций рыб и моллюсков в некоторых районах. В дополнение к сельскому хозяйству и сточным водам большая часть азота, образующегося в результате человеческой деятельности и поступающего в воду, поступает из атмосферы.

Воздействие кислотного дождя на искусственные объекты

Не все кислотные осадки влажные. Иногда частицы пыли также могут стать кислотными. Когда кислотный дождь и сухие кислые частицы падают на землю, азотная и серная кислота, которые делают частицы кислыми, может попасть на статуи, здания и другие рукотворные сооружения, и повредить их поверхности.

Кислотные частицы разъедают металл и вызывают более быстрое разрушение краски и камня. Они также загрязняют поверхности зданий и других сооружений, например, памятников. Последствия этих повреждений могут быть дорогостоящими.

Кислотный дождь и вода | Геологическая служба США

В зависимости от того, где вы живете, возможно, вы слышали о кислотных дождях. Кислотный дождь — это не чистая кислота, падающая с неба, а скорее дождь или атмосферная влага, смешанная с элементами и газами, из-за которых влага становится более кислой, чем обычно. Чистая вода имеет рН 7, и, как правило, осадки несколько кислее (чуть меньше 6). Но кислотный дождь может иметь рН около 5,0-5,5, а может быть даже в диапазоне 4 на северо-востоке США, где много промышленности и автомобилей.

•  Школа наук о воде HOME  •  Темы качества воды  • 

Причины кислотных дождей

Источники/использование: общественное достояние. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

Мертвые или умирающие деревья — обычное явление в районах, пострадавших от кислотных дождей, таких как эти леса в горах Езера в Чешской Республике. Кислотные дожди вымывают алюминий из почвы. Этот алюминий может быть вреден как для растений, так и для животных. Кислотные дожди также удаляют из почвы минералы и питательные вещества, необходимые деревьям для роста.

Кредит: Lovecz, Wikimedia.org

Кислотные осадки могут быть вызваны естественными (вулканами) и антропогенными действиями, такими как автомобили и производство электроэнергии. Предшественники или химические предшественники образования кислотных дождей являются результатом как естественных источников, таких как вулканы и разлагающаяся растительность, так и антропогенных источников, в первую очередь выбросов двуокиси серы (SO ₂ ) и оксидов азота (NO _x ). в результате сжигания ископаемого топлива. При сжигании ископаемого топлива (угля и нефти) энергетическими компаниями и промышленными предприятиями в воздух выбрасывается сера, которая соединяется с кислородом с образованием диоксида серы (SO ₂ ). Выхлопы автомобилей вызывают образование оксидов азота в воздухе. Из этих газов могут образовываться переносимые по воздуху серная кислота (H ₂ SO ₄ ) и азотная кислота (HNO ₃ ), которые растворяются в водяном паре в воздухе. Хотя кислотные дождевые газы могут образовываться в городских районах, они часто переносятся ветрами на сотни миль в атмосфере в сельские районы. Именно поэтому леса и озера в сельской местности могут пострадать от кислотных дождей, происходящих в городах.

Последствия кислотных дождей

Окружающая среда обычно может адаптироваться к определенному количеству кислотных дождей. Часто почва слабощелочная (из-за встречающегося в природе известняка, pH которого больше 7). Поскольку основания противодействуют кислотам, эти почвы, как правило, частично уравновешивают кислотность кислотных дождей. Но в таких районах, как некоторые Скалистые горы и части северо-запада и юго-востока США, где известняк не встречается в почве естественным образом, кислотные дожди могут нанести вред окружающей среде.

Некоторым рыбам и животным, например лягушкам, трудно адаптироваться и размножаться в кислой среде. Многие растения, такие как вечнозеленые деревья, повреждаются кислотными дождями и кислотными туманами. Я видел некоторые повреждения кислотными дождями вечнозеленых лесов в Шварцвальде в Германии. Большая часть Шварцвальда действительно была черной, потому что так много зеленых сосновых иголок было уничтожено, остались только черные стволы и ветки! Вы также можете заметить, как кислотные дожди разъедали камень в некоторых городских зданиях и каменных произведениях искусства.

Источники/использование: общественное достояние. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

Предоставлено: Агентство по охране окружающей среды США

Географическое распространение кислотных дождей

Кислотность дождя измеряется путем сбора проб дождя и измерения его рН. Чтобы найти распределение кислотности дождя, отслеживаются погодные условия и собираются пробы дождя на участках по всей стране. Области с наибольшей кислотностью (самые низкие значения pH) расположены на северо-востоке США. Эта модель высокой кислотности вызвана большим количеством городов, густонаселенностью и концентрацией электростанций и промышленных предприятий на северо-востоке. Кроме того, преобладающее направление ветра приносит штормы и загрязнения на северо-восток со Среднего Запада, а пыль из почвы и скал на северо-востоке США с меньшей вероятностью нейтрализует кислотность дождя.

Кислотный дождь и камень

Когда вы слышите или читаете в средствах массовой информации о влиянии кислотных дождей, вам обычно говорят об озерах, рыбах и деревьях в Новой Англии и Канаде. Однако нам становится известно о дополнительной проблеме: многие из наших исторических зданий и памятников расположены в районах с самой высокой кислотностью. В Европе, где здания намного старше, а уровень загрязнения в десять раз выше, чем в Соединенных Штатах, растет понимание того, что загрязнение и кислотные дожди ускоряют разрушение зданий и памятников.

Камень выветривается (разрушается) как часть нормального геологического цикла в результате естественных химических, физических и биологических процессов, когда он подвергается воздействию окружающей среды. Этот процесс выветривания в течение сотен миллионов лет превратил Аппалачи из высоких пиков, столь же высоких, как Скалистые горы, в округлые выступы, которые мы видим сегодня. Мы обеспокоены тем, что загрязнение воздуха, особенно в городских районах, может ускорить нормальную естественную скорость износа камня, так что мы можем преждевременно потерять здания и скульптуры, представляющие историческую или культурную ценность.

Как насчет зданий?

Источники/использование: общественное достояние. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

Эта религиозная средневековая скульптура из песчаника пострадала от окисления воздуха и дождей. Скульптура находится в Дрездене, на углу Баутцнерштрассе и Эк Гласисштрассе.

Фото: Slick, Wikimedia. org

Многие здания и памятники сделаны из камня, и во многих зданиях камень используется для декоративной отделки. В настоящее время гранит является наиболее широко используемым камнем для строительства зданий, памятников и мостов. Известняк является вторым наиболее используемым строительным камнем. Он широко использовался до того, как портландцемент стал доступен в начале 19 века.го века из-за его однородного цвета и текстуры, а также из-за того, что его можно было легко вырезать. Песчаник из местных источников обычно использовался на северо-востоке Соединенных Штатов, особенно до 1900 года. В национальном масштабе мрамор используется гораздо реже, чем другие типы камня, но он использовался для многих зданий и памятников, имеющих историческое значение. Из-за своего состава некоторые камни с большей вероятностью будут повреждены кислотными отложениями, чем другие. Гранит в основном состоит из силикатных минералов, таких как полевой шпат и кварц, которые устойчивы к кислотному воздействию. Песчаник также в основном состоит из кремнезема и поэтому устойчив. Некоторые песчаники менее устойчивы, потому что они содержат карбонатный цемент, который легко растворяется в слабой кислоте. Известняк и мрамор в основном состоят из минерального кальцита (карбоната кальция), который легко растворяется в слабой кислоте; фактически эта характеристика часто используется для идентификации минерального кальцита.

Как кислотные осадки влияют на здания из мрамора и известняка?

Кислотные осадки воздействуют на камень главным образом двумя способами: растворением и изменением. Когда серная, серная и азотная кислоты в загрязненном воздухе реагируют с кальцитом в мраморе и известняке, кальцит растворяется. На открытых участках зданий и статуй мы видим шероховатую поверхность, удаление материала и потерю резных деталей. Поверхностный материал камня может быть потерян полностью или только в тех местах, которые более реактивны.

Можно ожидать, что защищенные участки каменных зданий и памятников не пострадают от кислотных осадков. Однако на защищенных участках зданий и памятников из известняка и мрамора видны почерневшие корки, которые в некоторых местах откололись (отслоились), обнажая под ними осыпающийся камень. Эта черная корка в основном состоит из гипса, минерала, который образуется в результате реакции между кальцитом, водой и серной кислотой. Гипс растворим в воде ; хотя он может образовываться в любом месте на поверхности карбонатного камня, подвергающейся воздействию газообразного диоксида серы (SO ₂ ), обычно смывается. Остается только на защищаемых поверхностях, которые не смываются непосредственно дождем. Гипс белый, но кристаллы образуют сети, которые улавливают частицы грязи и загрязняющих веществ, поэтому корка выглядит черной. В конце концов, черные корки вздуваются и отслаиваются, обнажая крошащийся камень.

Дополнительная информация:

• Студенческая площадка Агентства по охране окружающей среды США — Кислотный дождь

• Агентство по охране окружающей среды США — Кислотный дождь

Источники/использование: общественное достояние.

Хотите узнать больше о кислотных дождях и воде? Следуйте за мной на сайт Acid Rain!

Последствия кислотного дождя | Агентство по охране окружающей среды США

На этой странице:

• Воздействие кислотных дождей на экосистемы
• Воздействие кислотных дождей на материалы
• Другие эффекты SO ₂ и НЕТ _X
  • Видимость
  • Здоровье человека

Влияние кислотных дождей на экосистемы

На этом рисунке показан уровень pH, при котором ключевые организмы могут исчезнуть, поскольку их среда становится более кислой. Не все рыбы, моллюски или насекомые, которых они едят, могут переносить одинаковое количество кислоты.

Экосистема – это сообщество растений, животных и других организмов вместе с окружающей их средой, включая воздух, воду и почву. В экосистеме все взаимосвязано. Если что-то наносит вред одной части экосистемы — одному виду растений или животных, почве или воде — это может повлиять на все остальное.

Воздействие кислотных дождей на рыбу и дикую природу

Экологическое воздействие кислотных дождей наиболее отчетливо проявляется в водной среде, такой как ручьи, озера и болота, где они могут нанести вред рыбе и другим животным. Протекая через почву, кислая дождевая вода может выщелачивать алюминий из частиц почвенной глины и затем стекать в ручьи и озера. Чем больше кислоты поступает в экосистему, тем больше выделяется алюминия.

Некоторые виды растений и животных способны переносить кислую воду и умеренное количество алюминия. Другие, однако, чувствительны к кислоте и будут потеряны при снижении pH. Как правило, молодь большинства видов более чувствительна к условиям окружающей среды, чем взрослые особи. При pH 5 большинство икринок рыб не вылупляются. При более низком уровне рН некоторые взрослые рыбы погибают. В некоторых кислых озерах нет рыбы. Даже если некоторые виды рыб или животных могут переносить умеренно кислую воду, животные или растения, которых они едят, могут этого не делать. Например, у лягушек критический pH около 4, но поденки, которых они едят, более чувствительны и могут не выжить при pH ниже 5,5.

Воздействие кислотных дождей на растения и деревья

Мертвые или умирающие деревья — обычное явление в районах, пострадавших от кислотных дождей. Кислотные дожди вымывают алюминий из почвы. Этот алюминий может быть вреден как для растений, так и для животных. Кислотные дожди также удаляют из почвы минералы и питательные вещества, необходимые деревьям для роста.

На больших высотах кислотный туман и облака могут лишать листву деревьев питательных веществ, оставляя их с коричневыми или мертвыми листьями и хвоей. В этом случае деревья менее способны поглощать солнечный свет, что делает их слабыми и менее способными выдерживать отрицательные температуры.

Буферная способность

Многие леса, ручьи и озера, которые подвергаются воздействию кислотных дождей, не подвергаются воздействию, потому что почва в этих областях может буферизовать кислотные дожди, нейтрализуя кислотность дождевой воды, протекающей через нее. Эта способность зависит от толщины и состава почвы, а также от типа коренной породы под ней. В таких районах, как горные районы северо-востока США, почва тонкая и не способна адекватно нейтрализовать кислоту дождевой воды. В результате эти области особенно уязвимы, и кислота и алюминий могут накапливаться в почве, ручьях или озерах.

Эпизодическое подкисление

Таяние снега и проливные дожди могут привести к так называемому эпизодическому подкислению. Озера, которые обычно не имеют высокого уровня кислотности, могут временно подвергаться воздействию кислотных дождей, когда тающий снег или ливень вызывают большее количество кислотных отложений, а почва не может их смягчить. Эта кратковременная повышенная кислотность (т. е. более низкий pH) может привести к кратковременному стрессу для экосистемы, когда различные организмы или виды могут быть повреждены или уничтожены.

Загрязнение азотом

Не только кислотность кислотных дождей может вызвать проблемы. Кислотные дожди также содержат азот, и это может оказывать влияние на некоторые экосистемы. Например, загрязнение азотом наших прибрежных вод отчасти является причиной сокращения популяций рыб и моллюсков в некоторых районах. Помимо сельского хозяйства и сточных вод, большая часть азота, образующегося в результате деятельности человека и попадающего в прибрежные воды, поступает из атмосферы.

• Узнайте больше о загрязнении азотом
• Офис программы Агентства по охране окружающей среды в Чесапикском заливе

Воздействие кислотных дождей на материалы

Не все кислотные отложения являются влажными . Иногда частицы пыли также могут стать кислыми, и это называется сухим осаждением . Когда кислотные дожди и сухие кислотные частицы падают на землю, азотная и серная кислоты, которые делают частицы кислотными, могут попасть на статуи, здания и другие искусственные сооружения и повредить их поверхности. Кислотные частицы разъедают металл и вызывают более быстрое старение краски и камня. Они также загрязняют поверхности зданий и других сооружений, таких как памятники.

Последствия этого повреждения могут быть дорогостоящими:

• поврежденные материалы, которые необходимо отремонтировать или заменить,
• повышенные затраты на техническое обслуживание и
• потеря деталей каменных и металлических статуй, памятников и надгробий.

Другие эффекты SO

₂ и NO _X

Видимость

В атмосфере газы SO ₂ и NO _X могут преобразовываться в частицы сульфатов и нитратов, в то время как некоторые газы NO _X также может реагировать с другими загрязняющими веществами с образованием озона. Эти частицы и озон делают воздух туманным и трудным для просмотра. Это влияет на наше удовольствие от национальных парков, которые мы посещаем из-за живописного вида, таких как Шенандоа и Грейт-Смоки-Маунтинс.

• Узнайте больше о видимости и региональной дымке

Здоровье человека

Ходьба под кислотным дождем или даже купание в озере, пораженном кислотными дождями, не более опасна для человека, чем ходьба под обычным дождем или купание в некислых озерах.