Влияние кислотных дождей на экосистемы и людей

Первыми жертвами кислотных дождей стали озера и реки. Сотни озер в Скандинавии, на северо-востоке  США и на юго-востоке Канады, в  Шотландии превратились в кислотные  водоемы. Кислотные дожди привели  к резкому снижению продуктивности 2500 озер Швеции.. При повышении кислотности  воды (еще до критического порога выживания  водной биоты, например для моллюсков таким порогом является рН = 6, для окуней - рН = 4,5) в ней быстро нарастает содержание алюминия за счет взаимодействия гидроксида алюминия придонных пород с кислотой. Даже небольшая концентрация ионов алюминия (0,2 мг/л) смертельна для рыб. В то же время фосфаты, обеспечивающие развитие фитопланктона и другой водной растительности, соединяясь с алюминием, становятся малодоступными этим организмам.

Кислотный дождь оказывает отрицательное  воздействие на водоемы - озера, реки, заливы, пруды - повышая их кислотность  до такого уровня, что в них погибает флора и фауна. Водяные растения лучше всего растут в воде со значениями рН между 7 и 9.2. С увеличением кислотности (показатели рН удаляются влево от точки отсчета 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи. При кислотности рН6 погибают пресноводные креветки. Когда кислотность повышается до рН5.5, погибают донные бактерии, которые разлагают органические вещества и листья, и органический мусор начинает скапливаться на дне. Затем гибнет планктон - крошечное животное, которое составляет основу пищевой цепи водоема и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ. Когда кислотность достигает рН 4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых.

Повышение кислотности приводит к  появлению в воде высокотоксичных  ионов тяжелых металлов - кадмия, свинца и других, которые прежде входили в состав нерастворимых  в воде соединений и не представляли угрозы живым организмам.

Почвенные организмы более приспособлены  к пониженным значениям рН почвенной влаги, но и они угнетаются возрастающей кислотностью, особенно азотфиксирующие бактерии и грибницы. Разрыхляющие почву дождевые черви могут жить в слабокислых почвах, в таких условиях они «нейтрализуют» почвенные кислоты с помощью выделяемой ими извести; в кислой почве дождевые черви погибают. Среди других нарушений, происходящих в почве вследствие ее подкисления, следует отметить нарушение процессов питания растений, разрушение их корневой системы.

Почвенное подкисление считается  одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны северного  полушария, причем этот фактор долгодействующий, который может проявиться через много лет после прекращения вредных кислотообразующих выбросов в атмосферу. Больше всего страдают елово-пихтовые и дубовые леса. Непосредственное воздействие кислотных осадков приводит к нарушению листовой поверхности, процессов транспирации (испарение с поверхности листа) и фотосинтеза за счет разрушения хлорофилла (это воздействие можно определить зрительно по побурению листьев и игл).

Многообразно косвенное влияние: загрязнения выступают в роли пусковых механизмов биологических  и биохимических процессов, ослабляющих  растение, нарушающих его рост, повышающих чувствительность к климатическим  изменениям, делающих его менее устойчивым к вредителям - грибам, бактериям, жукам  и др. В то же время подкисление  почвы азотокислыми дождями стимулирует развитие лесных вредителей.

Подобным образом кислотные  дожди разрушают древние оконные  стекла церквей, соборов и дворцов. Старинное стекло из-за повышенного  содержания оксидов щелочных и щелочно-земельных металлов более подвержено действию кислот, чем современное.

Металлы под действием кислотных  дождей, туманов и рос разрушаются еще быстрее, чем строительные материалы и стекло. Корка образующегося на поверхности железных изделий гигроскопичного сульфата железа (II) окисляется кислородом воздуха, при этом образуется основная соль сульфата железа (III), являющаяся составной частью ржавчины:

2FeSO₄ + Н₂О + 0,5O2 ? 2Fe(ОН)SO₄.

Кислота разъедает металл, переводя его в виде ионов в раствор, что становится заметным при отслаивании  корки налета, достигающей миллиметровой  толщины. Изделие при этом теряет свою первоначальную форму.

Загрязнение воздуха кислотообразующими выбросами оказывает многообразное  вредное влияние и на организм человека.

Вдыхание влажного воздуха, содержащего  диоксид серы, особенно опасно для  пожилых людей, страдающих сердечно-сосудистыми и легочными заболеваниями, в тяжелых случаях может возникнуть отек легких. Вредно это и для здоровых людей, поскольку SO₂ и сульфатные частицы обладают канцерогенным действием. Установлена тесная взаимосвязь между повышением смертности от бронхитов и ростом концентрации диоксида серы в воздухе. Во время трагического лондонского тумана 1952 г. более 4000 смертей было отнесено за счет повышенного содержания во влажном воздухе диоксида серы и сульфатных частиц.

Многочисленные исследования показали увеличение числа заболеваний дыхательных  путей в районах, воздух которых  загрязнен диоксидом азота NО₂. Попадая в дыхательные пути, он взаимодействует с гемоглобином крови, затрудняя перенос кислорода к органам и тканям, вызывает респираторные, астматические и сердечные заболевания. В феврале 1972 г. в Японии по этой причине заболело более 70 000 человек, для многих из них заболевание имело летальный исход.

Кислотные дожди подобным образом  действуют и на животных, однако систематических исследований здесь  не проводилось, за исключением обитателей водных экосистем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

Таким образом, подводя итог всему вышесказанному, необходимо сделать  ряд следующих выводов.

Несмотря на «постиндустриальное» звучание, термину «кислотные дожди» уже более ста лет. Впервые  он был употреблен в 1872 году англичанином Ангусом Смитом, изучавшим эффекты смога в Манчестере, однако тогдашние ученые коллегу не поддержали и к теории кислотных дождей отнеслись скептически. Сегодня же в их существовании нет никаких сомнений.

Современная химия измеряет кислотность растворов в единицах рН. Значение отдельной такой единицы, равное 7, считается нейтральным, более высокие соответствуют щелочной среде, более низкие -- кислой. Изменение значения рН на один пункт соответствует изменению кислотности в десять раз.

Расхожее выражение «кислотные дожди» обозначает осадки с показателем рН меньше, чем 5,7.

Виной таким изменениям - оксиды серы и азота, в промышленных масштабах выбрасываемые в атмосферу автомобилями, электростанциями, металлургическими заводами. В воздушной среде на частицах сульфатов и нитратов конденсируются молекулы воды, образуются облачные капельки, которые при определенных погодных условиях становятся частью дождевых капель или снежинок. Если концентрация сульфатов и нитратов в атмосфере велика, то дождь или снег получается значительно закисленным.

Косвенным свидетельством кислотности  осадков может быть измерение рН в озерах и водоемах - их аномальная кислотность уже устойчиво сказывается на флоре и фауне. Доказано, что в сотнях озер Скандинавии по этой причине пропала рыба. Кроме того, «кислая вода» способствует лучшей растворимости в ней таких опасных металлов, как алюминий, кадмий, ртуть, свинец, из почв и донных отложений, а это ведет к болезням людей, пьющих эту воду.

Растения на суше также страдают от кислотных дождей, хотя эта проблема менее изучена. Размеры ущерба, причиненного ими, не поддаются точным измерениям, но даже локальные исследования дают цифру с девятью нулями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Акимова, Т. А., Кузьмин А. П., Хаскин В. В., Экология. Природа - Человек - Техника: Учебник для вузов.- М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2006.- 343с.
2. Агаджанян Н.А. «Человек и биосфера», Москва, изд-во Знание, 2006г.96с.
3. Беттен «Погода в нашей жизни», Издательство «Мир», Москва, 2008г.224с.
4. Вронский, В. А. Кислотные дожди: экологический аспект//Биология в школе.- 2006.- №3.- с. 3-6
5. Дрейер О.К., Лось В.А. Развивающийся мир и экологические проблемы. М.: Знание, 2007. - 64 c.
6. Ермаков А.Н., Пурмаль А.П. Физическая химия кислотных дождей // Энергия. №9 2008г. −С.22-28
7. Заиков Г.Е., Маслов С.А., Рубайло В.Л. Кислотные дожди и окружающая среда. М.: Химия, 2006. 142 с.
8. Исаев, А. А. Экологическая климатология.- 2-е изд. испр. и доп.- М.: Научный мир, 2008.- 470с.
9. Найдыш, В. М. Концепции современного естествознания: Учебник.- Издание 2-е перераб. и доп.- М.: Альфа -М; Инфра -М, 2007.- 622с.
10. Николайкин, Н. И., Николайкина Н. Е., Мелехова О. П. экология.- 3-е изд. перераб. и доп.- М.: Дрофа, 2006.- 624с.
11. Новиков, Ю. В. Экология, окружающая среда, человек: Учебное пособие.- М.: Гранд: Фаир - пресс, 2007.- 316с.
12. Небел Б. Наука об окружающей среде. М.: Мир, 2009. Т. 1-2.
13. Новиков Ю.В., Экология, окружающая среда и человек: Учеб. Пособие для вузов, средних школ и колледжей. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2006. – 320 с.
14. Хорват Л. «Кислотный дождь», М.: Стройиздат, 2008г. 81 с.
15. Шандала М.Г., Звиняцковский Я.И. Окружающая среда и здоровье населения. Киев: Здоровье, 1988. С. 152.