Последствия кислотных дождей (влияние на человека и природу)

Кислотные дожди причины и последствия

Кислотные дожди – это дожди с повышенной кислотностью. Термин объединяет все виды осадков с нестандартным значением рН, такие как снег, град, туман. Нормальный уровень кислоты составляет 5 рН. Такие выбросы представляют собой серьезную экологическую проблему, так как наносят ущерб природе, сельскому хозяйству и животным.

Причины возникновения

Основной причиной кислотных дождей является разрушительная деятельность человека.

Антропогенные причины:

1. Продукты горения. При сжигании угля, нефтепродуктов, газа, древесины в атмосферу выбрасывается большое количество углекислого газа и двуокиси азота.
2. Промышленные предприятия, отработанный газ, тепловые электростанции, котельные и т.д.
3. Переработка органических удобрений.
4. Использование азотных удобрений.
5. Обработка полей ядохимикатами.
6. Добыча полезных ископаемых, в том числе открытым способом.

Наряду с техногенными причинами ученые выделяют ряд природных факторов, влияющих на кислотность осадков.

Естественные причины:

1. Извержение вулкана: при выбросе выделяется большое количество азотистых веществ, которые превращаются в азотную кислоту.
2. Лесные пожары могут возникать по естественным и техногенным причинам. В результате горения в окружающую атмосферу выделяются углекислый газ и азот.
3. Разряд молнии способствует образованию кислотных соединений.

Меры предотвращения

Ученые всего мира пытаются решить эту проблему. Все известные способы не дадут 100% гарантии, но позволяют значительно снизить содержание вредных соединений в атмосфере.

Меры борьбы с кислотными дождями:

1. Фильтры и системы очистки на предприятиях, заводах и фабриках. Создание экологически чистого бизнеса.
2. Сокращение или замена транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания электромобилями.
3. Восстановление лесов и увеличение площадей с парковыми насаждениями. Запрет на вырубку леса, очистку водоемов.
4. Внедрение новой технологии обращения с отходами. Запрет на сжигание твердых бытовых отходов и других отходов.

Меры борьбы направлены на снижение негативного воздействия и защиту природы от вредного воздействия кислотных дождей.

Но главная проблема в том, что локальные меры по защите от кислотных дождей не дадут видимых результатов. Необходимо принимать комплексные меры по всему миру. Так как осадки могут выпадать за тысячи километров от места образования.

Воздействие кислотных осадков на здоровье человека

Кислотные дожди негативно влияют на здоровье человека. В районах повышенного риска чаще диагностируются заболевания легких и дыхательных путей. Хронический бронхит и астма – частые спутники жителей промышленных районов.

Тяжелые металлы растворяются в дождевой воде. Они вызывают заболевания почек и печени. Тромбообразование и поражение нервной системы могут быть последствиями отравления человека свинцом или ртутью. Они также способствуют развитию рака.

Ртуть, кадмий, свинец вызывают отравление. Вредные вещества с пищей и водой попадают в организм человека. Их следы обнаруживаются в мясе, птице и рыбе. Их влияние на здоровье можно в полной мере оценить только через несколько поколений, так как вещества вызывают «поломки» в генах.

Воздействие кислотных осадков на человека и экологию

Осадки, загрязненные кислыми веществами, очень опасны для всей экосистемы – флоры, фауны и человека. Такие дожди могут спровоцировать серьезные экологические проблемы, требующие комплексного подхода к решению.

Воздействие кислотных дождей на окружающую среду

Когда кислотные дожди попадают в почву, питательные вещества, необходимые для нормального роста растений, разрушаются. Они вытягивают на поверхность земли опасные для человека металлы (свинец, алюминий), ранее находившиеся в неактивном состоянии. При длительном воздействии на почву этого фактора она становится непригодной для выращивания сельскохозяйственных культур. А для восстановления свойств требуется не один год и кропотливая работа специалистов.

Такое же негативное влияние осадков с повышенной кислотностью оказывают и на состояние водоемов. Они становятся непригодными для роста рыб и водорослей, так как нарушается баланс их естественной среды обитания.

Высокая кислотность осадков также приводит к загрязнению воздуха. Воздушные массы наполнены огромным количеством ядовитых частиц, которые вдыхаются людьми и остаются на поверхности зданий. Они разрушают краску, поверхностные материалы, металлические конструкции. В результате нарушается внешний вид зданий, памятников, автомобилей и всего, что находится на открытом воздухе.

Ущерб от кислотных дождей памятникам архитектуры

Пути решения проблемы

Основным шагом на пути к решению экологической проблемы кислотных дождей, а также проблемы парникового эффекта является снижение выбросов в атмосферу вредных промышленных отходов, использование очистных фильтров на фабриках и заводах. А в перспективе создание экологически чистых производств, вообще все современные технологии должны внедряться только после оценки их воздействия на окружающую среду.

Постепенный переход на экологически чистые электромобили также станет шагом к преодолению проблемы кислотных дождей. Первые такие автомобили Tesla уже потихоньку набирают популярность, и очень хочется верить, что в будущем они станут повсеместными, а бензиновые автомобили станут историей, как это сделали старые паровозы.

Возможные последствия их выпадения

Насколько опасны кислотные дожди? Они наносят ущерб или гибель растениям, животным, насыщают почву и воздух токсинами. В результате их потери разрушаются минеральные вещества, питательные соединения, вода перестает быть пригодной для питья и жизни. Пострадавшие экосистемы долго восстанавливаются. На очистку отравленных территорий уходят десятилетия.

Вред для здоровья человека и животных

Последствия кислотных дождей для животных и человека: присутствующие в воздухе микрочастицы солей азота и серы провоцируют ожоги слизистых оболочек, приступы удушья, астму, бронхит, болезни сердца. В этих частицах, выпадающих с осадками, могут быть примеси тяжелых металлов (никель, кадмий, свинец, ртуть), вызывающие отравление и патологию.

Воздействие на растения

• Чем опасны кислотные дожди, падающие на растения: жидкость вызывает ожоги, пожелтение и опадание листьев. Нарушается ход фотосинтеза, испарение влаги листьев.
• Питательные вещества растений вымываются из почвы.
• Под действием кислот тяжелые металлы и алюминий растворяются и попадают в почву. Такие соединения токсичны для представителей флоры, вызывают разрушение и отмирание корней, что приводит к гибели растений.

Окисление водных ресурсов

Классифицируйте 3 стадии действия кислотных дождей на водоемы.

• РН воды <7. По мере повышения кислотности количество кислорода в воде уменьшается. Происходит заболачивание, гибнут водные растения и креветки. Активно развиваются зеленые и бурые водоросли.
• рН 5,5. Планктон, являющийся основной пищей живых организмов, вымирает. Исчезают донные бактерии, расщепляющие мусор органического происхождения.
• рН 4,5. Гибнут амфибии, рыбы, околоводные насекомые.

Воздействие на почву

Происходят процессы, приводящие к изменению видового состава микроорганизмов и истощению плодородного слоя. Последствия вредных осадков — закисление почвы и фиксация азота, что делает его недоступным для растений.

Разрушение материалов

Кислотные дожди вызывают коррозию металлов. Капли кислоты, оседающие с дождем на поверхность материала, вызывают окисление металлоконструкций. Дома и архитектурные памятники, построенные из песчаника или известняка, разрушаются при химической реакции с кислотой. Из-за вредных осадков разрушаются Дельфы, Колизей и древние храмы Японии.

Экономические последствия

Кислотные дожди наносят серьезный ущерб экономике. Посевы и домашний скот страдают и вызывают голод на сельскохозяйственных угодьях. Приходится тратить деньги на лечение людей, которые находятся в зоне загрязнения. Ежегодные убытки на восточном побережье США от экологической катастрофы составляют 13 миллионов долларов.

Прочие проблемы

Последствия кислотных дождей — уменьшение общей биомассы растений, вымирание редких видов животных и уменьшение запасов питьевой воды на земле. Происходит загрязнение пищевых продуктов тяжелыми металлами, что негативно сказывается на здоровье человека.

Влияние кислотных дождей на человека

Некоторые люди просто не понимают опасности кислотных дождей. Это просто кислая вода. Но даже простая прогулка под кислотным дождем или купание в загрязненном водоеме могут нанести непоправимый вред здоровью человека. Попадание влаги на кожу может вызвать ожоги и отравления. Вдыхание паров осадков, насыщенных вредными соединениями, может привести к тяжелым заболеваниям почек, сердечно-сосудистой системы, печени, дыхательных путей и аллергии.

Продукты животного и растительного происхождения также наносят большой вред здоровью. Воздействие кислотных дождей в процессе роста и развития приводит к отклонениям. Некоторые эффекты и изменения проявляются через несколько поколений.

Меры защиты от кислотных осадков

Узнав, что вызывает кислотные дожди и насколько они опасны, нужно знать, как защитить себя. Токсичные осадки, как правило, не имеют запаха и цвета, поэтому не стоит выходить из дома без плаща и зонта, когда известно, что некоторые предприятия региона выпустили вредные вещества.

На ногах должна быть закрытая обувь, а не босоножки или сандалии. Дыхательные пути лучше защитить марлевой маской. Если капли попали на кожу или волосы, примите прохладный душ и тщательно смойте опасную жидкость.

Нельзя смазывать пораженные участки маслом. При появлении ожогов или покраснений на теле, выпадении волос обратиться к врачу.

Как кислотный дождь влияет на природу?

Впервые о кислотных дождях заговорили в 1972 году. В настоящее время в природе нет ни одной экосистемы, которая не ощутила на себе последствий ядовитых дождей.

Влияние кислотных дождей на урожайность сельскохозяйственных культур

Степень воздействия кислотных дождей на будущие культуры зависит от:

• химический состав осадков;
• климатические условия;
• концентрация промышленных предприятий.

Опытным путем ученые доказали, что при низком содержании кислоты в осадках урожайность некоторых культур даже увеличивается. Но чем больше доля экологических токсинов, тем хуже они приносят плоды. Иммунитет пораженных растений не может справиться с возбудителями болезней. Они также подвержены атакам вредителей. При высоких концентрациях химических веществ растения погибают.

Почва впитывает вредные соединения. Со временем они вытесняют минералы и микроэлементы. Скудная загрязненная почва непригодна для выращивания сельскохозяйственных культур.

Как кислотные дожди влияют на растения и деревья?

Недостаток питательных веществ в почве отрицательно сказывается на состоянии лиственной массы деревьев и кустарников. Зелень страдает от химических ожогов. В поврежденных листовых пластинах и хвое процесс фотосинтеза замедлен. Это мешает обмену природного газа:

• производство кислорода снижается;
• увеличивается процент углекислого газа.

Из-за повышенной кислотности почвы увеличивается активность алюминия. Повреждая мелкие корни растений, он косвенно влияет на рост листвы. Кора и ветки становятся ломкими. Постепенно растения погибают.

Воздействие кислотных дождей на сооружения, коррозия металла

Из-за загрязнения воздуха возрастает угроза обрушения зданий. Страдает от современных зданий и зданий, представляющих историческую ценность. Обелиск Клеопатры за 85 лет в Лондоне пострадал больше, чем за предыдущие 3 тысячелетия.

Кислая вода разрушает структуру материала изнутри. Разъедает известняк, туф. Мрамор, реагируя с кислотой, превращается в гипс и быстро разрушается. Даже стекло бессильно перед пагубным воздействием. Химический дождь вымывает из него силикаты и карбонаты.

Металл, взаимодействуя с соединениями серы и азота, становится хрупким. Железо и сталь подвержены коррозии. Бронза покрыта патиной.

Закисление внутренних водоемов

Пресная вода имеет нейтральный уровень водорода. При естественном легком подкислении они восстанавливаются. Если процесс начался под воздействием внешних факторов, это невозможно.

Из-за дисбаланса гибнут живые обитатели озер и рек. В ходе химических реакций из соединений высвобождаются ионы тяжелых металлов. Их свободные частицы губительны для флоры и фауны водоемов. Не исключены генные мутации.

В Швеции, Норвегии и США закисление стало экологической катастрофой. Подводный мир озер вымер. Исчезли популяции промысловых рыб, погибли колонии моллюсков и водорослей.

Состав кислотных дождей

Основными элементами кислотных дождей являются серная кислота, азотная кислота, серная кислота, азотная кислота и озон, которые появляются во время гроз. Реже причиной токсичных осадков являются хлор, метан и летучие органические соединения. Состав зависит от вредных выбросов, загрязняющих воздух в конкретном регионе. Наиболее распространенные виды осадков.

• Серные осадки. Образуется при попадании диоксида серы в атмосферу.
• Азотные отложения. Основная опасность в том, что при попадании в почву продолжается химическая реакция, образуются нитриты и нитраты.
• Солевые осадки. Они образуются при сжигании мусора и выбросов заводов, при попадании хлора в воздух. Каково бы ни было происхождение кислотных дождей, все они наносят непоправимый ущерб биосфере.

Пути решения данной экопроблемы

бороться с кислотными дождями в отдельных странах бесполезно. Ядовитые облака разносятся ветром на тысячи километров. Впервые проблема опасных осадков серьезно обсуждалась международным сообществом на конференции ООН в Стокгольме в 1972 г. В России на метеостанциях непрерывно берутся пробы воздуха и воды для принятия экстренных мер в случае превышения нормы. ПДК. Глобальной катастрофы можно избежать только путем реализации сложных и, к сожалению, дорогостоящих мер.

Сокращение вредных выбросов

Наиболее эффективной мерой является снижение вредных выбросов в атмосферу и воду во всех странах мира. Компании должны установить современные очистные сооружения и фильтры. В будущем будут открываться только экологически чистые производства.

Переход на альтернативные источники энергии

замена угля, газа и нефти альтернативными источниками энергии приведет к значительному улучшению экологической ситуации. Волны, ветряки, солнечные батареи абсолютно безопасны.

Использование экологичных автомобилей

Вместо автомобилей, работающих на бензине, уже сегодня можно купить гибриды или электромобили. Tesla выпускает автомобили, работающие от аккумуляторов.

Автобусы должны быть заменены троллейбусами, трамваями и электропоездами.

Другие действенные методы

• Не сжигайте мусор, а открывайте пункты переработки.
• Известковый налет воды и почвы. Этот метод используется в Скандинавии. Щелочь (CaCO3) распыляется с вертолетов, что снижает кислотность территории.
• Сажайте леса, а не рубите их. Создайте «санитарные зоны» вокруг промышленных городов из зеленых зон, где не должно быть заводов.
• Снижение содержания серы в различных видах топлива. Дорогой процесс, позволяющий извлечь только половину вредного вещества.

Как предупредить возникновение кислотных дождей?

Невозможно предсказать снег или дождь. Для решения проблемы кислотных дождей необходимо устранить причины их возникновения. Снижение выбросов оксидов азота и оксидов серы в атмосферу может быть достигнуто несколькими способами:

• развитие альтернативных источников энергии;
• снижение содержания серы в ископаемом топливе.

Использование альтернативных источников энергии

Альтернативные источники энергии намного меньше загрязняют воздух. Со снижением вредных выбросов снизится и вероятность кислотных дождей. Они могут быть использованы в энергетике и тяжелой промышленности. Уже сейчас вместо нефти, газа и угля успешно используют:

1. Солнечная энергия, которая вырабатывается в кремниевых полупроводниковых батареях посредством физических и химических реакций.
2. Ветрогенераторы для выработки электроэнергии.
3. Замена ТЭС и АЭС гидроэлектростанциями. Электричество вырабатывается с помощью энергии воды.

Гидротермальная энергия предполагает использование внутреннего тепла земли в качестве топлива. Биотопливо может стать хорошей заменой бензину и газу. Образуется при переработке отходов деревообработки и сельского хозяйства.

Читайте также: Звезда Давида, могендовид — главный еврейский символ, форма, значения и история происхождения знака, связанные конспирологические теории

Снижение содержания серы в различных видах топлива

Одной из причин кислотных дождей является сера, которая выделяется при сжигании угля и нефтепродуктов. Для минимизации негативного воздействия на окружающую среду необходимо использовать топливо с низким его содержанием. Но запасы ограничены. Решением может быть искусственное снижение содержания серы.

Этот метод представляет собой сложный технологический процесс. Современные методы позволяют удалить до 50% серы от исходного уровня. Это незначительно. Кроме того, метод требует значительных финансовых затрат, поэтому не нашел широкого применения.

Снижение выбросов оксидов азота

Оксид азота — еще одно вещество, которое резко увеличивает риск кислотных дождей. Он образуется в результате реакции с кислородом при сгорании топлива.

Количество токсичного оксида зависит от температуры горения. Чем он выше, тем больше оксида. Время пребывания топлива в топке и объем воздуха также влияют на массу конечного продукта сгорания. Для снижения выбросов азота необходимы технологии, позволяющие ускорить горение при минимальных температурах.

Известкование

Известкование – это внесение щелочи в почву или воду. Чаще всего для этого используют карбонат кальция. Цель состоит в том, чтобы нейтрализовать кислую среду. При воздействии воды известь быстро растворяется. Образующееся щелочное соединение почти сразу восстанавливает уровень pH пруда или почвы.

Эта мера популярна в странах Скандинавского полуострова. Известь разбрасывают с вертолетов. Чтобы рН приблизился к норме, необходимо 5 кг карбоната натрия на 1 куб.

Известкование снижает содержание тяжелых металлов. Ртуть, кадмий, свинец, соединяясь со щелочью, дают малорастворимые осадки. Но как только среда снова становится кислой, осадок растворяется.

Способ хорош для водоемов со стоячей водой. Неэффективен на реках с быстрым течением.

Очистка угля

При сжигании угля выделяется сера. Для снижения выбросов вредных веществ топливо предварительно очищают. Существующие методы позволяют удалить до 30% серы.

Поскольку сера в угле находится в форме пирита, система очистки ориентирована на ее фильтрацию. Делают это вручную. В настоящее время исследователи разрабатывают эффективные методы, которые позволят высвободить уголь из пиритных блоков на 95%. По предварительным оценкам общее содержание серы может быть снижено на 65%.

Применение малосернистых углей

Уголь является основным источником топлива для небольших котельных. С экологической точки зрения они наносят больший ущерб, чем крупные станции. Выходом может стать использование малосернистого угля (с содержанием серы до 1%). Эти котлы работают на разных видах топлива. Их объединяет то, что после сжигания они оставляют мало пепла. Содержание опасных летучих веществ в них также невелико. Он редко достигает 10%.

Механизм их образования

В атмосфере всегда присутствует небольшое количество СО2 (углекислого газа). Как образуются кислотные дожди: После выбросов ангидридов (оксидов азота и серы) предприятиями, транспортом и другими источниками загрязнения в воздухе накапливаются вредные вещества. Водяной пар вступает с ними в реакцию и создает ядовитые облака. Чем выше концентрация загрязняющих веществ в воздухе, тем опаснее концентрация кислот в осадках.

Причины, приводящие к появлению кислотных осадков

Основной причиной кислотных дождей считаются NO2 и SO2 (двуокись азота, двуокись серы), которые накапливаются в атмосфере планеты. В результате химических реакций эти элементы превращаются в кислоты, выпадающие с ливневыми дождями или снегом на землю. Ангидриды, провоцирующие опасные дожди, попадают в воздух из-за природных и техногенных факторов.

Естественные факторы

Кислотные дожди могут образовываться под воздействием природных процессов, происходящих на Земле. Под влиянием природных факторов в атмосфере накапливается 10-12% производных азота и от четверти до трети (колеблется в разные сезоны) всех серосодержащих соединений на планете.

Вулканическая деятельность

При извержениях вулканов производные серы попадают в тропосферу, а при мощных извержениях — в стратосферу.

Годовой выброс соединений серы составляет около 2 000 000 тонн.

Распад азотсодержащих соединений

Из-за разложения растений, животных и лесных пожаров происходит разложение биомассы. В результате ежегодно в воздух попадает около 12 000 000 тонн оксидов азота. Пожары носят как естественный характер, так и являются результатом поджогов.

Деятельность микроорганизмов

Ежегодно почвенные бактерии выделяют до 8 000 000 тонн оксидов азота из NO3. Треть эмиссии серы в атмосферу связана с деятельностью микроорганизмов, производящих сероводород за счет восстановления сульфатов и разрушения органических веществ. Бактерии класса Desulfovibrio, обитающие на болотах, слабо дренированных территориях, выделяют в болотах H2S (сероводород) и доставляют его в тропосферу.

Грозовые разряды

При вспышках молнии в воздухе из-за чрезвычайно высоких температур азот и кислород переходят в плазменное состояние и образуют оксиды азота. Ежегодно из-за гроз в атмосферу попадает до 8 миллионов тонн оксида азота.

Прочие природные причины

В эту группу входят:

• разложение соединений азота в стратосфере и вынос образующейся смеси NO2 и оксидов NO в поверхностные слои;
• активность океана. В результате испарения воды из морской соли выделяются связанные частицы серы. В результате жизнедеятельности микроорганизмов ежегодно в атмосферу поступает от 2,5 до 12 миллионов тонн оксидов азота. Водоросли производят диметилсульфиды.
• окисление аммиака (NH3) в атмосфере;

Выбросы из других источников слишком малы, чтобы оказать существенное влияние на изменения реакции на осадки.

Антропогенные факторы

Кислотные дожди чаще всего выпадают из-за загрязнения, связанного с деятельностью человека. В результате техногенных выбросов в воздух попадает более 60–65 % (65–75 млн т) производных серы, 37–50 % (57 млн ​​т) азотистых соединений и 100 % летучих органических соединений (ЛОС).

Выбросы промышленных предприятий

Нефтеперерабатывающие, металлургические и сернокислотные предприятия опережают другие отрасли по выбросам соединений серы. Промышленные предприятия также являются причиной ежегодного поступления в атмосферу земли 1 млн тонн азота.

Выхлопы транспортных средств

Насколько опасен автомобильный выхлоп? Они доставляют в тропосферу до 35-40% оксидов азота. При сгорании дизельного топлива, бензина в поверхностном слое образуются вредные вторичные загрязнители (озон, серная кислота, формальдегид и пероксиацетилнитрат). Их присутствие может вызвать кислотные дожди.

Энергетические предприятия

Энергетические компании лидируют по выбросам SO2. От сжигания угля на электростанциях и фабриках в атмосферу попадает 70 % соединений серы. При сгорании часть вещества превращается в диоксид серы, часть оседает в твердом виде в золе.

При высокотемпературном (t0 выше 10000С) сжигании нефти, угля, газа происходит реакция между кислородом и азотом в топливе с образованием NO2-диоксида и N2O4-тетроксида диазота.

Удобрения и пестициды, используемые в сельском хозяйстве

Чрезмерное применение пестицидов и азотных удобрений в сельском хозяйстве выглядит оправданным, улучшая рост сельскохозяйственных культур, но на самом деле приводит к накоплению в почве вредных веществ, часть которых попадает в воздух.

Другие факторы, зависящие от деятельности человека

Кислотные дожди выпадают из-за следующих техногенных факторов.

• Использование аэрозолей, содержащих хлор.
• Загрязнение атмосферы фреонами, в результате утечки из неисправных холодильников.
• Выбросы метана при возделывании зерновых культур.
• Бытовые и промышленные растворители, химическая промышленность, автозаправочные станции являются источниками ЛОС.

Как образуются кислотные дожди

Механизм образования кислотных дождей легко объяснить химическими формулами. Значительную роль в образовании кислотных дождей играют выбросы вредных веществ, возникающие при работе горно-обогатительных предприятий. Эти выбросы содержат до 65% серы и ее соединений. Они растворяются во влаге.

Серные дожди

При попадании диоксида серы в атмосферу происходит реакция, называемая фотохимическим окислением, с образованием серного ангидрида. Следующей реакцией является его взаимодействие с водяным паром, в результате которого образуется серная кислота. Но процесс на этом не останавливается. Взаимодействие этого соединения с водой продолжается, и эта кислота превращается в серную кислоту.

Азотный дождь

Половина кислотных дождей состоит из азота. При этом образование дождевой воды происходит за счет азотистых соединений. Растворяясь в паре, они превращаются в азотную или азотистую кислоту. Когда такой дождь падает на землю, химическая реакция в почве продолжается. Это приводит к образованию нитратов и нитритов.

Соленый дождь

Бывает, что под воздействием соединений, содержащих хлор, образуются соляные дожди. Этот газ находится в воздухе одновременно с метаном. Это происходит за счет выбросов ряда промышленных предприятий и за счет сжигания мусора.

Кроме этих веществ в атмосферу попадают и соединения, обладающие высокой токсичностью. Промышленные компании также являются виновниками. Вносит свой вклад и испарение, происходящее при разложении бытовых отходов.