Кислотный дождь: причины, последствия и решения

Кислотные дожди состоят из капель воды, которые являются необычно кислыми из-за загрязнения атмосферы, особенно из-за чрезмерного количества серы и азота, выделяемых автомобилями и промышленными процессами. Кислотный дождь также называется кислотные отложения потому что этот термин включает в себя другие формы кислотных осадков (таких как снег).

Кислотное осаждение происходит двумя способами: мокрым и сухим. Мокрое осаждение - это любая форма осадков, которая удаляет кислоты из атмосферы и откладывает их на поверхности Земли. Сухие осаждающие частицы и газы при отсутствии осадков прилипают к земле через пыль и дым. Несмотря на сухость, эта форма осаждения также опасна, потому что осадки могут в конечном итоге вымыть загрязняющие вещества в ручьи, озера и реки.

Сама кислотность определяется на основании уровня pH (количество кислотности или щелочности) капель воды. шкала рН колеблется от 0 до 14, с более низким pH, более кислым, в то время как высокий pH является щелочным, а семь - нейтральным. Нормальная дождевая вода слегка кислая, с диапазоном pH 5,3-6,0. Кислотные отложения - все, что ниже этого диапазона. Также важно отметить, что шкала рН является логарифмической, и каждое целое число на шкале представляет 10-кратное изменение.

Сегодня кислотные отложения присутствуют на северо-востоке США, на юго-востоке Канады и в большей части Европы, включая части Швеции, Норвегии и Германии. Кроме того, некоторые районы Южной Азии (особенно Китай, Шри-Ланка и южная Индия) и Южной Африки находятся под угрозой кислотного осаждения в будущем.

Кислотное осаждение может быть вызвано природными источниками, такими как вулканы, но это в основном вызвано выделением диоксида серы и оксида азота при сжигании ископаемого топлива. Когда эти газы выбрасываются в атмосферу, они вступают в реакцию с водой, кислородом и другими уже присутствующими газами с образованием серной кислоты, нитрата аммония и азотной кислоты. Эти кислоты затем рассеиваются на больших площадях из-за ветра и падают обратно на землю в виде кислотных дождей или других форм осадков.

Газы, наиболее ответственные за кислотное осаждение, являются побочным продуктом производства электроэнергии и сжигания угля. Таким образом, искусственное кислотное осаждение стало серьезной проблемой во время Индустриальная революция и был впервые обнаружен шотландским химиком Робертом Ангусом Смитом в 1852 году. В тот год он обнаружил связь между кислотными дождями и загрязнением атмосферы в Манчестере, Англия.

Хотя это было обнаружено в 1800-х годах, кислотные осаждения не привлекали к себе большого внимания общественности до 1960-х годов, а термин "кислотные дожди" был введен в 1972 году. Общественное внимание еще больше возросло в 1970-х годах, когда «Нью-Йорк Таймс» опубликовала сообщения о проблемах, возникающих в Хаббард Брук Экспериментальный Лес в Нью-Гемпшире.

После изучения леса Хаббард-Брук и других районов исследователи обнаружили несколько важных эффектов кислотного осаждения как в естественной, так и в искусственной среде. Однако на водные условия больше всего влияет кислотное осаждение, потому что кислотные осадки попадают прямо в них. Как сухое, так и влажное осаждение также стекает с лесов, полей и дорог и впадает в озера, реки и ручьи.

По мере того как эта кислотная жидкость попадает в большие водоемы, она разбавляется. Однако с течением времени кислоты могут накапливаться и снижать общий уровень рН в воде. Кислотное отложение также приводит к высвобождению глинистых почв алюминий и магний, дальнейшее снижение рН в некоторых областях. Если рН озера падает ниже 4,8, его растения и животные рискуют умереть. По оценкам, около 50 000 озер в Соединенных Штатах и ​​Канаде имеют рН ниже нормы (около 5,3 для воды). У нескольких сотен из них pH слишком низкий, чтобы поддерживать водную жизнь.

Помимо водных объектов, кислотные отложения могут значительно повлиять на леса. Поскольку кислотные дожди падают на деревья, они могут потерять листья, повредить кору и остановить рост. Повреждая эти части дерева, он делает их уязвимыми для болезней, экстремальных погодных условий и насекомых. Кислота, падающая на почву леса, также вредна, поскольку она разрушает питательные вещества почвы, убивает микроорганизмы в почве и иногда может вызывать дефицит кальция. Деревья на больших высотах также подвержены проблемам, вызванным кислотным облачным покровом, поскольку влага в облаках покрывает их.

Ущерб лесам от кислотный дождь встречается во всем мире, но самые передовые случаи в Восточной Европе. По оценкам, в Германии и Польше половина лесов повреждена, а 30 процентов в Швейцарии пострадали.

Наконец, кислотное осаждение также оказывает влияние на архитектуру и искусство из-за его способности разъедать определенные материалы. Когда кислота попадает на здания (особенно те, которые построены из известняка), она реагирует с минералами в камнях, иногда вызывая их разрушение и вымывание. Кислотное осаждение также может вызвать разрушение бетона, а также коррозию современных зданий, автомобилей, железнодорожных путей, самолетов, стальных мостов и труб над и под землей.

Из-за этих проблем и неблагоприятного воздействия загрязнения воздуха на здоровье человека предпринимается ряд шагов по сокращению выбросов серы и азота. В частности, многие правительства теперь требуют от производителей энергии чистить дымовые трубы с помощью скрубберов, которые задерживать загрязняющие вещества перед их выбросом в атмосферу и сокращать выбросы преобразователи. Кроме того, альтернативные источники энергии приобретают все большее значение, и финансирование направляется на восстановление экосистем, поврежденных кислотными дождями во всем мире.

«Добро пожаловать в Экосистемное исследование Хаббарда Брука». Исследование экосистемы Хаббард-Брук, Фонд исследований Хаббард-Брук.