Причины возникновения и роль кислотных дождей в природе - Экология человека

Облака (и тучи) это мельчайшие капли воды или кристаллики льда, которые образуются при конденсации водяного пара. Если в воздухе, в котором происходит конденсация, имеются кислые газы, то они растворяются в этих каплях воды, и получаются растворы слабых кислот. Откуда же берутся кислые газы? Во-первых, при грозе (в канале молнии) может окисляться азот, и образуются окислы азота состава NO2 и N2O3. Во-вторых, при извержениях вулканов могут также выделяться самые разнообразные кислые газы SO2, SO3, H2S, NO, NO2, N2O3. В воздухе вблизи химических предприятий кроме вышеперечисленных газов, могут содержаться также HCl, HBr. Но самый главный источник - это ТЭЦ и транспорт. ТЭЦ работают на мазуте, угле или природном газе, транспорт на бензине, керосине (авиация), дизтопливе. В составе всех этих видов топлива есть соединения, содержащие серу. При сгорании такого топлива образуется сернистый ангидрид SO2, который растворяясь в каплях воды превращается в сернистую H2SO3. Вот так и образуются кислотные дожди.

Они вызывают гибель незаметных растений и водных организмов, наносят большой вред архитектурным и скульптурным памятникам, разрушают металлические крыши и конструкции (мосты, опоры). Чтобы снизить кислотность осадков, необходимо ставить фильтры на производстве, которые отбрасывают разнообразные кислые газы.

Кислотная седиментация (кислотные дожди)

Заключительным этапом в круговороте загрязняющих веществ является седиментация, которая может происходить двумя путями. Первый путь (вымывание осадков или влажная седиментация). Второй путь (выпадение осадков или сухая седиментация). Совокупность этих процессов является кислотной седиментацией.

Вымывание кислотных веществ из атмосферы

Вымывание происходит во время образования облаков и осадков. Одним из условий образования облаков является перенасыщенность. Это означает, что воздух содержит больше водяного пара, чем он может принять при заданной температуре, сохраняя равновесие. При понижении температуры способность воздуха накапливать воду в виде пара уменьшается. Тогда начинается конденсация водяного пара, которая происходит до тех пор, пока не прекратится перенасыщенность. Однако при обычных атмосферных условиях водяной пар способен конденсироваться только при относительной влажности 400-500. Относительная влажность в атмосфере лишь в редких случаях может превысить 100,5. При такой перенасыщенности капельки облаков могут возникать только на частицах аэрозоля (так называемых конденсационных ядрах). Этими ядрами часто являются хорошо растворимые в воде соединения серы и азота.

После начала образования капель элементы облака продолжают поглощать аэрозольные частицы и молекулы газа. Поэтому воду облака или его кристаллы можно рассматривать как раствор атмосферных элементов.

Элементы облака не могут безгранично увеличиваться. Возникающая под действием гравитации седиментация, которая растет с увеличением размера капель, рано или поздно приводит к выпадению капель облаков с высоты нескольких сотен или тысяч метров. Во время выпадения эти капли промывают слой атмосферы между облаками и поверхностью земли. В это время поглощаются новые молекулы газа, и новые аэрозольные частицы захватываются падающей каплей. Таким образом, достигающая поверхности земли вода вопреки всеобщему мнению никоим образом не является дистиллированной водой. Более того, во многих случаях растворенные в воде осадков вещества могут служить важным и иногда даже единственным источником восстановления запасов этих веществ в различных сферах.

Сухие осадки.

Хотя эта форма седиментации существенно отличается от влажной седиментации, конечный результат их действительно идентичен (попадание кислотных атмосферных микроэлементов, соединений серы и азота на поверхность Земли. Известно достаточно много разнообразных кислотных микроэлементов, однако содержание большинства из них настолько мало, что их роль в кислотной седиментации можно не принимать во внимание.

Эти кислотные вещества могут выпадать на поверхность двумя способами. Один из них турбулентная диффузия, под действием которой в осадок выпадают вещества, находящиеся в газообразном состоянии. Турбулентное диффузионное движение в первую очередь возникает из-за того, что движение струящегося воздуха над почвой и другой поверхностью является неравномерным вследствие трения. Обычно в вертикальном от поверхности направлении ощущается увеличение скорости ветра, и горизонтальное движение воздуха вызывает турбулентность. Таким путем компоненты воздуха достигают Земли, и наиболее активные кислотные вещества легко взаимодействуют с поверхностью.

Влияние кислотных осадков на биосферу.

Кислотные осадки оказывают вредное воздействие не только на отдельные предмет или живые существа, но и на их совокупность. В природе и в окружающей среде образовались сообщества растений и животных, между которыми, как и между живыми и неживыми организмами, существует постоянный обмен веществ. Эти сообщества, которые можно также называть экологической системой, обычно состоят из четырех групп: неживые объекты, живые организмы, потребители и разрушители.

Влияние кислотности в первую очередь сказывается на состоянии пресных вод и лесов. Обычно воздействия на сообщества бывают косвенными, т. е. опасность представляют не сами кислотные осадки, а протекающие под их влиянием процессы (например, высвобождение алюминия). В определенных объектах (почва, вода, ил и т. д.) в зависимости от кислотности могут возрасти концентрации тяжелых металлов, так как в результате изменения рН изменяется их растворимость. Через питьевую воду и животную пищу, например, через рыбу в организм человека также могут попасть токсичные металлы. Если под действием кислотности изменяются строение почвы, ее биология и химия, то это может привести к гибели растений (например, отдельных деревьев). Обычно эти косвенные воздействия не являются местными и могут влиять на расстоянии нескольких сотен километров от источника загрязнения.

Похожие статьи




Причины возникновения и роль кислотных дождей в природе - Экология человека

Предыдущая | Следующая