Кислотные дожди 5

Интенсификация деятельности человека в последнее столетие привела к
значительному нарушению сложившегося в природе равновесия, в результате
чего возникло множество проблем, связанных с защитой окружающей среды. Среди весьма серьезных проблем экологического плана наибольшее
беспокойство вызывает нарастающее загрязнение воздушного бассейна Земли
примесями, имеющими антропогенную природу. Атмосферный воздух является
основной средой деятельности биосферы, в том числе человека. В период
промышленной и научно-технической революции увеличился объем эмиссии в
атмосферу газов и аэрозолей антропогенного происхождения. По
ориентировочным данным ежегодно в атмосферу поступают сотни миллионов тонн
оксидов серы, азота, галогенопроизводных и других соединений. Основными
источниками атмосферных загрязнений являются энергетические установки, в
которых используется минеральное топливо, предприятия черной и цветной
металлургии, химической и нефтехимической промышленности, авиационный и
автомобильный транспорт. Попадая в атмосферу, многие загрязнения подвергаются химическим или фотохимическим превращениям с участием компонентов воздуха. Конечные продукты химических превращений удаляются из атмосферы с осадками или
выпадают на поверхность биологических объектов, строительных конструкций и других предметов, загрязнения и продукты их превращения интенсифицируют физико-химические процессы разрушения органических веществ, металлов и неорганических
материалов. Ущерб, наносимый живой природе атмосферными загрязнениями и продуктам производственной деятельности человека, трудно оценить, но гибель лесов,
загрязнение водных бассейнов, распространение аллергических заболеваний,
нарушение биологического равновесия в экосистемах не в последнюю очередь
связаны с высокими концентрациями агрессивных примесей в атмосфере. Как попадают соединения серы и азота в атмосферу.
Способность почвы сопротивляться влиянию кислотности зависит от
химических и физических свойств подстилающих слоев. Косвенные воздействия проявляются по-разному. Например, осадки, содержащие соединения азота, некоторое время способствуют росту деревьев, так как снабжают почву питательными веществами. Однако в результате постоянного потребления азота лес им перенасыщается. Тогда увеличивается вымывание нитрата, что ведет к закислению почвы. Во время выпадения осадков вода, стекающая с листьев, содержит больше
серы, калия, магния, кальция и меньше нитрата и аммиака, чем вода осадков,
что приводит к увеличению кислотности почвы. В результате этого возрастают
потери необходимых для растений кальция, магния, калия, что ведет к
повреждению деревьев. Поступающие в почву ионы водорода могут замещаться находящимися в почве катионами, в результате чего происходят либо выщелачивание кальция, магния и калия, либо их седиментация в обезвоженной форме. Далее возрастает также мобильность токсичных тяжелых металлов (марганец, медь, кадмий и др.) в
почвах с низкими значениями рН. Растворимость тяжелых металлов также сильно зависит от рН. Растворенные и вследствие этого легко поглощаемые растениями тяжелые металлы являются ядами для растений и могут привести к их гибели. Широко известно, что алюминий, растворенный в сильнокислой среде, ядовит для живущих в почве
организмов. Во многих почвах, например, в северных умеренных и бореальных
лесных зонах, наблюдается поглощение более высоких концентраций алюминия по
сравнению с концентрациями щелочных катионов. Хотя многие виды растений в
состоянии выдержать это соотношение, однако при выпадении значительных
количеств кислотных осадков отношение алюминий/кальций в почвенных водах
настолько возрастает, что ослабляется рост корней и создается опасность для
существования деревьев. Происходящие в составе почвы изменения могут преобразовать состав микроорганизмов в почве, воздействовать на их активность и тем самым
повлиять на процессы разложения и минерализации, а также на связывание
азота и внутреннее закисление. Так, например, гибель лесов в Средней и Западной Европе произошла главным образом под влиянием косвенных воздействий. Почти полностью погибли леса на площади в несколько сотен тысяч гектаров. В Венгрии, согласно исследованиям экологов, погибло более 10% дубов в
северном горном массиве. Большей частью это происходит из-за извлечения
тяжелых металлов в результате закисления лесных почв. Алюминий и различные
тяжелые металлы непосредственно воздействуют на живые существа, но могут
также изменить структуру почвы и ее способность обеспечивать питательными
веществами.
Вероятной причиной омертвения дубов является разрушение прикрепляющихся к
корневой системе грибов Mikorrhiza. Эти грибы находятся в симбиозной связи
с отдельными высшими растениями (например, с дубом); присоединяясь к
разветвленной корневой системе, они в несколько раз увеличивают ее
способность впитывать питательные вещества. Для грибов Mikorrhiza
характерна очень большая чувствительность к кислотности. Тенденция к их
сокращению и гибели в последние годы находится в непосредственной связи с
вымиранием дубов. Аналогичная ситуация сложилась с очень редким,
находящимся под охраной растением, — орхидеей. Согласно исследованиям
венгерских экологов, они в определенных местах полностью исчезли или
значительно поредели. Дальнейшую озабоченность вызывает то, что в результате гибели наиболее чувствительных к закислению существ (микроорганизмы почвы, грибы, дубы) в
структуре материального и энергетического баланса живых сообществ могут
произойти неблагоприятные изменения, и в конечном итоге сам человек также
пострадает из-за происходящих при этом необратимых процессов. Обрабатываемые земли (пашни) находятся в несколько ином положении по сравнению с естественными лесными системами. Причиной повышения кислотности обрабатываемых земель в первую очередь является широкое применение минеральных удобрений. Например, суперфосфаты содержат несколько процентов свободной серной кислоты. Азотистые удобрения содержат значительные количества нитратов и соединений аммония. [pic] Способность почв к закислению в различных частях Земли . 1-высокая; 2-выше средней; 3-средняя; 4-низкая. Растения, принимая ион аммония, отдают соответствующее количество ионов
водорода в почву, что также ведет к ее закислению. Согласно наблюдениям в
Венгрии обрабатываемые земли испытывают стремительное закисление. Частично
это объясняется тем, что при уборке растений происходит перенос вещества
производительного слоя, из-за чего снижается щелочная среда почвы. Главной
же причиной является внесение минеральных удобрений. Для нейтрализации их воздействия на 1 га нужно внести 300-400 кг карбоната кальция в год, в то время как для нейтрализации воздействия кислотных осадков достаточно около 10 кг карбоната кальция. Таким образом, на интенсивно удобренных территориях кислотные осадки играют только второстепенную роль в закислении почв. Согласно мнению отдельных
специалистов, из-за внесения удобрений в Венгрии может начаться закисление
почвы в катастрофических размерах. Этого можно избежать только регулярным
известкованием почвы, а также путем исключения использования
аммонийсодержащих минеральных удобрений. Закисление пресных вод. /Собственно говоря, закисление прёсных вод – это потеря ими способности к нейтрализации. Закисление вызывают сильные кислоты, главным образом серная и азотная. На протяжении длительного периода более важную роль играют сульфаты, но во время эпизодических явлений (например, таяние снега) сульфаты и нитраты действуют совместно. На значительных территориях при повышении определенных значений кислотности осадков поверхностные воды оказываются кислыми. Если почва теряет
способность нейтрализовать кислоты, то значение рН может снизиться на 1, 5,
а в крайних случаях — даже на 2 или на 3. Частично закисление происходит
непосредственно под действием осадков, но в большей мере - за счет веществ,
смываемых с территории водного бассейна. Изменение рН воды одного из шведских озер. Начиная 60-x годов, кислотность увеличилась почти в 100 раз, т.е. значение рН уменьшилось на 2 (по Ренбергу и Хедбергу) [pic] Особенно интенсивно происходит закисление озер в Скандинавских странах и в Канаде. Большинство скандинавских озер имеют гранитное или бедное известняками ложе. Такие озера обладают гораздо меньшей способностью к нейтрализации кислот, чем озера, расположенные на территориях, богатых известняком. Это связано с тем, что из известняковых почв выделяется ион
гидрокарбоната, который обеспечивает щелочную среду и, следовательно,
способность к нейтрализации кислот. Из этого всего можно сделать вывод, что кислотные осадки очень сильно влияют на биосферу земли.