Кислотні опади потрапляють на поверхню у вигляді кислотних дощів, снігу, туману, роси і утворюються не тільки з оксидів сірки, але оксидів азоту.
Кислотні опади прискорюють процеси корозії металів, руйнування будівель, споруд. Встановлено, що в промислових районах сталь іржавіє в 20 разів, а алюміній руйнується в 100 разів швидше, ніж в сільських районах.
Кислотні опади представляють для людини небезпеку як при непрямому впливі (шляхом зміни об'єктів навколишнього середовища), так і при безпосередньому контакті.
Кислотні опади викликають летальні наслідки для життя в річках і водоймах. Багато озера Скандинавії і східній частині Північної Америки виявилися настільки забруднені-ни, що риба не може не тільки нереститися в них, але і просто вижити.
Кислотні опади викликають деградацію лісів, особливо хвойних. Потрапляючи на листя і хвою дерев, кислоти руйнують захисний восковий покрив, що робить рослини більш уразливими для патогенних організмів, знижує їх опірність хворобам, сприяє більшому випаровуванню вологи.
Кислотні опади - будь-які атмосферні опади (дощі, тумани, сніг), кислотність яких вище нормальної.
Кислотні опади чинять негативний вплив на родючість грунтів і біологічної продуктивності. У багатьох річках південної Норвегії через високу кислотність води лососева ікра не може розвиватися, в зв'язку з чим лосось там зникає. Крім того, попадання кислот в грунт прискорює вимивання кальцію, калію та інших поживних речовин, уповільнює темпи зростання біомаси. Так, в Центральній Європі завдано збитків від окислення 1 6 акрів орних земель і лугів. Кислотні дощі є одним з основних факторів хімічного вивітрювання гірських порід, надають руйнівний вплив на пам'ятники архітектури.
Кислотні опади антропогенного походження помітно змінили рН навколишнього середовища. У другій третині XX століття рН атмосферних опадів становить: 4 0 - 4 5 Німеччині та країнах Бенілюксу 2 4 - 2 7 ст Шотландії і Норвегії, 4 0 - 4 5 США і Японії. При цьому, за оцінками фахівців, за останні кілька сотень років помітних змін у внеску в кислотні опади з боку природних процесів не відбувалося.
Як впливають кислотні опади на рослинність.
Ліси ушкоджують кислотні опади, що випадають із забруднених повітряних мас, в тому числі і принесених здалеку. Таке явище спостерігається в Норвегії і Швеції, у багатьох країнах Центральної і Східної Європи, на заході Російської рівнини, розміщених з навітряного боку транскордонного перенесення забруднювачів, викинутих в повітря в Великобританії, Німеччині, Бельгії, Люксембурзі та ін. В США від закислення страждають лісу на сході країни, тобто основна частина продуктивних деревостанів. Поразка лісів кислотними опадами відзначається і в інших країнах.
Проте кислотні опади настільки шкідливі не для всіх озер, а тільки для тих, чий водозбірний басейн не має здатності до нейтралізації кислотних добавок.
Великих збитків кислотні опади завдають сільськогосподарським культурам: пошкоджуються покривні тканини рослин, змінюється обмін речовин в клітинах, рослини сповільнюють ріст і розвиток, зменшується їх опірність до хвороб і паразитів, падає врожайність.
Під дією кислотних опадів істотно прискорюється корозія металів, порушується цілісність лакофарбових покриттів, стекол, руйнуються будівлі і пам'ятники архітектури.
Встановлено, що кислотні опади пошкоджують рослинність. Спочатку знижується продуктивність лісів (приріст біомаси, що фіксується по зменшенню розмірів річних кілець на зрізі стовбура), а потім лісу починають гинути. За даними численних спостережень, найбільш чутливі хвойні породи дерев, хоча, як і для озер, важливу роль тут відіграють грунту і підстилають породи. У 70 - х роках і на початку 80 - х, коли в Європі було зафіксовано значне збільшення кислотності опадів, викликане спалюванням високосірчистих вугілля (рис. 9.9), ліси зазнали значних пошкоджень. Найбільшою мірою постраждали ліси ФРН, Чехословаччини, Польщі; їх деградація відзначена в Австрії, Швейцарії, Швеції, Голландії, Румунії, Великобританії, Югославії, а також в США.
При прямому контакті кислотні опади завдають ушкодження як у вологому, так і в сухій формі.
Розглянемо найбільш характерні наслідки забруднень атмосфери людиною. Типовими наслідками є кислотні опади, парниковий ефект, порушення озонового екрану, пилові і аерозольні забруднення від великих промислових центрів.
Є дані, що кислотні опади знижують урожай зернових на 65% при рН 5.6, гублять рослинність. У Скандинавії через кислотних опадів загинула життя в 20 тис. Озер; в Західній Вв-ропе з цієї ж причини катастрофічно постраждала половина лісів, почалася загибель лісів вУкаіни.
Ще чотири проблеми вважаються надзвичайно важливими, але не настільки значущими, як перші сім. Дві з них, кислотні опади і зміг, являють собою впливу регіонального масштабу, що виникають у багатьох частинах світу і тісно пов'язані зі спалюванням викопного палива та іншими видами промислової діяльності.
Викиди промислових підприємств, що забруднюють атмосферу, в значних кількостях осідають на земну поверхню, розсіюючись на великих просторах. Найбільший вплив на грунти роблять кислотні опади і промислові пилу, що містять важкі метали та інші забруднювачі.
Наприклад, мале відхилення в складі газів атмосфери, її забруднення оксидами сірки та азоту викликала величезні зміни в екосистемах суші та водного середовища. Саме воно призвело до виникнення кислотних опадів, а з ними до деградації і загибелі лісів в Європі і Північній Америці, обезрибліванію озер Скандинавії, порушення циклів розвитку морських організмів, личинкові стадії яких проходять на мілководдях. Настільки ж абсолютно незначна зміна концентрації ССЬ веде до виникнення тепличного ефекту, а комплекс малих змін формує масові розмноження організмів.
Тільки національними заходами (наприклад, введенням нормативів на якість відходять топкових газів) не вдається істотно знизити забруднення повітря і перешкодити загибелі лісових масивів. Інтенсивний транскордонний перенос газоподібних забруднювачів, що породжує кислотні опади у багатьох країнах, піднімає проблему охорони атмосфери і наземної біоти на міжнародний рівень.
Подальше збільшення норм внесених добрив, особливо азот-них, небажано, так як вони посилюють кислотність іллювіально-гумусових і іллювіально-залізистих підзолів, які панують в Фенноскандії. Крім того, зниження рН грунтових розчинів сприяє випадання кислотних опадів, що утворюються в забруднених техногенними викидами повітряних потоках, що приходять на Скандинавський півострів з Центральної Європи і Великобританії.
Як позначити географічні межі поширення впливу викидів - також далеко не очевидно. Відомо, що подовження димових труб в Великобританії викликало випадання кислотних опадів в Скандинавії, а забруднення атмосфери в США торкнулося деякі райони Канади.
Вступники з опадами в ґрунт сильні кислоти (азотна і сірчана) реагують з вапном, утворюючи легкорозчинні сполуки кальцію, що вимиваються з продуктивного горизонту. Таким чином, можна вважати, що в зіставленні з вапнуванням випадання кислотних опадів буде надавати приблизно таке ж по величині, але протилежне за направленням дію. Це показано на рис. 1.2 за допомогою другої додаткової шкали надходження в грунт вільних іонів водню.
Нарешті, слід звернути увагу на антропогенні забруднення водних об'єктів кислотними викидами. Вони надходять в воду як зі стоками окремих виробництв, так і в результаті випадання кислотних опадів. Скидання розбавлених кислот призводить до кислотного отруєння риб і планктону, потрапляння токсинів в ланцюзі харчування. Для внутрішніх водойм особливу небезпеку становлять кислотні опади і води, що надходять з грунтів, що містять сирої гумус, в періоди танення снігів і паводків.
Порівняння рис. 8.2 і 8.3 дозволяє зробити висновок про те, що домінуюче в США напрямок вітрів переносить викиди SO2 з Середнього Заходу і Півдня в східному напрямку. Після того як викиди були розсіяні в атмосфері, вони поширюються на великі відстані і випадають у вигляді кислотних опадів на східному узбережжі США і в північно-східних штатах.
Теоретичний матеріал курсу включає вивчення основних фізико-хімічних процесів, що протікають в атмосфері, гідросфері і грунтовому шарі. Студенти знайомляться з особливостями поширення, трансформації та накопичення забруднюючих речовин в навколишнє середовище; з причинами, що викликають зміну озонового шару, утворення смогу, кислотних опадів, евтрофі-цію водойм, втрату родючості грунтів; з проблемами саморегуляції в біосфері і з базовими положеннями стійкого розвитку екосистем.
Європи в якійсь мірі допомагають зменшити загазованість на місці, однак за таке рішення проблеми доводиться розплачуватися скандинавським країнам. Підраховано, що на землю і воду Норвегії щорічно випадає 800 тис. Т оксиду сірки (IV), що призводить в першу чергу до знелюднення водного басейну: з 150 рибних озер 148 виявилися без риби. Наслідки дії кислотних опадів ще більш жахливі - гинуть ліси, руйнується ґрунт, погіршується здоров'я людей.
Є дані, що кислотні опади знижують урожай зернових на 65% при рН 5.6, гублять рослинність. У Скандинавії через кислотних опадів загинула життя в 20 тис. Озер; в Західній Вв-ропе з цієї ж причини катастрофічно постраждала половина лісів, почалася загибель лісів вУкаіни.
Цей термін використовується понад 100 років тому англійським хіміком А, Смітом. Негативні екологічні наслідки кислотних опадів помітно проявилися в останні 15 - 20 років.
Велика частина діоксиду сірки в присутності вологи трансформується в сірчану кислоту і сульфати, які потім вимиваються опадами. Кислотні дощі, найбільш інтенсивні на північному сході США і Південно-Сході Канади (рис. 40), призводять до оксидації ландшафтів - несприятливого зміни хімізму поверхневих вод, знищення мальків та ікри риби, падіння родючості грунтів, втрати продуктивності лісів. Загальна площа лісів Північного Сходу США, в тій чи іншій мірі схильні до впливу кислотних опадів, становить 800 тис. Га. Іншим районом США, в якому лісу на значних площах вражені газоподібними забрудненнями, є Південно-Захід США. Тільки в національному лісі Сан-Бернардіно, розташованому в 96 км від Лос-Анжелеса, загальна уражена площа лісів становила 64 тис. Га.
Кислотні опади антропогенного походження помітно змінили рН навколишнього середовища. У другій третині XX століття рН атмосферних опадів становить: 4 0 - 4 5 Німеччині та країнах Бенілюксу 2 4 - 2 7 ст Шотландії і Норвегії, 4 0 - 4 5 США і Японії. При цьому, за оцінками фахівців, за останні кілька сотень років помітних змін у внеску в кислотні опади з боку природних процесів не відбувалося.
Через великих розмірів вони осідають і швидко повертаються в океан, і лише незначна частка сірки потрапляє у верхні шари атмосфери або розсіюється над сушею. Крім того, з сульфатів морського походження в повітрі не може утворюватися сірчана кислота, тому для кислотних опадів вони не істотні.