Кислотные дожди


«Можно, пожалуй, сказать, что назначение человека заключается в том, чтобы
уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для
обитания».
                                                           Жан Батист Ламарк
    Вступление

    Этот реферат был  написан  с  целью  глубоко  разобраться  в  процессах
образования, а также причинах и последствиях выпадения кислотных осадков.
    Хозяйственная деятельность человечества в течение  последнего  столетия
привела к  серьезному  загрязнению  нашей  планеты  разнообразными  отходами
производства.  Воздушный  бассейн,  воды   и   почва   в   районах   крупных
промышленных  центров  часто  содержат  токсичные   вещества,   концентрация
которых  превышает  предельно  допустимую.  Поскольку  случаи  значительного
превышения допустимой  концентрации  достаточно  часты  и  наблюдается  рост
заболеваемости,  связанной  с  загрязнением  природной  среды,  в  последние
десятилетия специалисты и средства массовой информации, а вслед  за  ними  и
население стали употреблять термин «экологический кризис».
      Прежде  всего  следует  разделить  понятия  "локальный  экологический
кризис" и "глобальный экологический кризис". Локальный экологический  кризис
выражается в местном повышении уровня загрязнений  -  химических,  тепловых,
шумовых,  электромагнитных  -  за  счет   одного   или   нескольких   близко
расположенных источников. Как правило, локальный экологический кризис  может
быть более или менее легко преодолен административными и или  экономическими
мерами, например, за счет  совершенствования  технологического  процесса  на
предприятии-загрязнителе  или  за  счет  его  перепрофилирования  или   даже
закрытия.  Много   более   серьезную   опасность   представляет   глобальный
экологический   кризис.   Он   является   следствием    всей    совокупности
хозяйственной деятельности  нашей  цивилизации  и  проявляется  в  изменении
характеристик природной среды в масштабах планеты и, таким  образом,  опасен
для всего населения Земли.  Бороться  с  глобальным  экологическим  кризисом
гораздо труднее, чем с локальным, и эта проблема  будет  считаться  решенной
только в случае минимизации  загрязнений,  произведенных  человечеством,  до
уровня,   с   которым   природа   Земли   будет   в   состоянии   справиться
самостоятельно. В настоящее время глобальный экологический  кризис  включает
четыре основных компонента: кислотные дожди, парниковый эффект,  загрязнение
планеты суперэкотоксикантами и так называемые озоновые дыры.
      Еще в конце  позапрошлого  века  Фридрих  Энгельс  предупреждал:  «Не
будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой.  За  каждую
такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед  имеет,  правда,  в  первую
очередь те последствия, на которые мы рассчитывали, но во  вторую  и  третью
очередь совсем  другие,  непредвиденные  последствия,  которые  очень  часто
уничтожают последствия первых».  Знакомство  с  проблемой  кислотных  дождей
подтвердит нам правоту этих слов.

      Преодоление экологического кризиса во всех его проявлениях, ведущих  к
деградации  природы  и,  как  следствие,   к   деградации   и   исчезновению
человечества, жизненно необходимо.
Антропогенные выбросы в атмосферу

    Атмосферный  воздух  загрязняется  путем   привнесения   в   него   или
образования  в  нем  загрязняющих  веществ  в   концентрациях,   превышающих
нормативы качества или уровня естественного содержания.
    Загрязняющее вещество — примесь в атмосферном воздухе, оказывающая  при
определенных   концентрациях   неблагоприятное   воздействие   на   здоровье
человека,  объекты  растительного  и  животного  мира  и  другие  компоненты
окружающей природной среды или наносящая ущерб материальным ценностям.
    В последние годы содержание в атмосферном воздухе российских городов  и
промышленных  центров  таких  вредных  примесей,  как  взвешенные  вещества,
диоксид серы,  существенно  уменьшилось,  так  как  со  значительным  спадом
производства сократилось число промышленных выбросов, а концентрации  оксида
углерода и диоксида азота выросли в связи с ростом парка автомобилей.
    Список городов  с  катастрофическим  уровнем  загрязнения  атмосферного
воздуха в России увеличивается ежегодно,  но  многие  годы  в  нем  числятся
Братск, Екатеринбург, Кемерово, Красноярск,  Липецк,  Магнитогорск,  Москва,
Нижний Тагил, Новокузнецк, Новосибирск, Ростов-на-Дону, Тольятти.
    Наиболее значимое влияние на  состав  атмосферы  оказывают  предприятия
черной и цветной металлургии, химическая и  нефтехимическая  промышленность,
стройиндустрия,     энергетические     предприятия,      целлюлозно-бумажная
промышленность, автотранспорт, а в некоторых городах и котельные.
    Черная металлургия. Процессы выплавки чугуна и переработки его на сталь
сопровождаются выбросом в атмосферу различных газов. Выброс пыли  в  расчете
на 1 т предельного чугуна составляет 4,5  кг,  сернистого  газа  —  2,7  кг,
марганца — 0,1—0,6 кг.
    Источником загрязнения воздуха сернистым газом являются агломерационные
фабрики. Во время  агломерации  (Агломерация  -  в  металлургии  термический
способ окускования мелких рудных материалов  (спеканием)  для  улучшения  их
металлургических  свойств)  руды  происходит  выгорание  серы  из   пиритов.
Сульфидные руды содержат до  10%  серы,  а  после  агломерации  ее  остается
0,2—0,8%. Выброс сернистого газа при этом может составить до 190 кг на  1  т
руды (т.е. работа одной ленточной машины дает около 700 т сернистого газа  в
сутки).
    Значительно загрязняют атмосферу выбросы  мартеновских  и  конвертерных
сталеплавильных цехов. Плавление стали сопровождается  выгоранием  некоторых
количеств углерода и серы, в связи с  чем  в  отходящих  газах  мартеновских
печей при кислородном дутье содержится до 60 кг окиси углерода  и  до  3  кг
сернистого газа в расчете на 1 т выплавляемой стали.
    Цветная  металлургия.  Вредные  вещества  образуются  при  производстве
глинозема, алюминия, меди, свинца, олова, цинка, никеля и других металлов  в
печах (для спекания, выплавки, обжига, индукционные и  др.),  на  дробильно-
размольном  оборудовании,  в  конвертерах,  местах  погрузки,   выгрузки   и
пересылки  материалов,  в  сушильных  агрегатах,  на  открытых  складах.   В
основном  предприятия  цветной  металлургии  загрязняют  атмосферный  воздух
сернистым ангидридом  (SO2)(75%  суммарного  выброса  в  атмосферу),  окисью
углерода (10,5%) и пылью (10,4%).
    Химическая и нефтехимическая  промышленность.  Выбросы  в  атмосферу  в
химической  промышленности  происходят  при  производстве  кислот   (серной,
соляной, азотной, фосфорной  и  др.),  резинотехнических  изделий,  фосфора,
пластических масс, красителей  и  моющих  средств,  искусственного  каучука,
минеральных удобрений, растворителей (толуола,  ацетона,  фенола,  бензола),
крекинге нефти.
    Разнообразием исходного  сырья  для  производства  определяется  состав
загрязняющих веществ — в основном окись углерода (28% суммарного  выброса  в
атмосферу),  сернистый  ангидрид  (16,3%),  окислы  азота  (6,8%)  и  др.  В
выбросах  содержится  аммиак  (3,7%),  бензин  (3,3%),  сероуглерод  (2,5%),
сероводород (0,6%), толуол (1,2%), ацетон  (0,95%),  бензол  (0,7%),  ксилол
(0,3%), дихлорэтан (0,6%), этилацетат (0,5%), серная кислота (0,3%).
    Решение  экологических  проблем  в  отрасли   осложнено   эксплуатацией
морально и физически устаревшего оборудования (60% —  эксплуатируется  более
10 лет, до 20% — свыше 20 лет, до 10% — более 30). Происшедшие  в  последние
годы катастрофы на химических  предприятиях  в  Уфе,  Стерлитамаке,  Томске,
Ангарске, Салавате, Ставрополе, других городах, постоянные локальные  взрывы
и разрушения  объектов  с  человеческими  жертвами,  заражение  атмосферы  и
других объектов окружающей среды  свидетельствуют  о  том,  что  ситуация  в
отрасли критическая. Следует  отметить,  что  в  последние  годы  выбросы  в
атмосферу  загрязняющих  веществ  предприятиями  отрасли  резко   снизились.
Однако  произошло  это   не   потому,   что   были   проведены   эффективные
природоохранные мероприятия, а из-за спада производства.
    Предприятия нефтеперерабатывающей промышленности, концентрация  которых
особенно велика в Башкортостане, Самарской, Ярославской и  Омской  областях,
загрязняют атмосферу выбросами углеводородов (23%  от  суммарного  выброса),
сернистого газа (16,6%), окиси углерода (7,3%), окислов азота (2%).
    Особую экологическую опасность  представляет  разработка  месторождений
нефти и газа с повышенным содержанием сероводорода.
    Промышленность строительных материалов. Производство цемента  и  других
вяжущих,  стеновых  материалов,   асбестоцементных   изделий,   строительной
керамики,   тепло-   и   звукоизоляционных   материалов,   строительного   и
технического стекла сопровождается выбросами в атмосферу пыли  и  взвешенных
веществ (57,1% от суммарного выброса), окиси  углерода  (21,4%),  сернистого
ангидрида (10,8%) и окислов азота (9%). Кроме того, в выбросах  присутствует
сероводород (0,03%).
    Деревообрабатывающая  и  целлюлозно-бумажная  промышленность.  Наиболее
крупные предприятия отрасли сосредоточены  в  Восточно-Сибирском,  Северном,
Северо-Западном и Уральском регионах, а  также  в  Калининградской  области.
Среди наиболее крупных загрязнителей атмосферы можно выделить  Архангельский
целлюлозно-бумажный комбинат (7,5% общего выброса по  отрасли).  Характерные
загрязняющие вещества, производимые этими предприятиями, — твердые  вещества
(29,8% суммарного выброса в атмосферу), окись  углерода  (28,2%),  сернистый
ангидрид (26,7%), окислы азота (7,9%), сероводород (0,9%), ацетон (0,5%).
    В  сельской  местности  источниками  загрязнения  атмосферного  воздуха
являются   животноводческие   и   птицеводческие   хозяйства,   промышленные
комплексы  по  производству  мяса,   предприятия,   обслуживающие   технику,
энергетические и теплосиловые предприятия. Над территориями, примыкающими  к
помещениям  для  содержания   скота   и   птицы,   в   атмосферном   воздухе
распространяются на значительные расстояния  аммиак,  сероводород  и  другие
дурнопахнущие газы.

    Смог. Смесь ряда первичных и вторичных  загрязнителей,  образующихся  в
нижней тропосфере, когда  некоторые  из  первичных  загрязнителей  (особенно
оксиды азота и углеводороды из выхлопных газов машин)  взаимодействуют  друг
с другом под влиянием солнечного света,  называется  фотохимическим  смогом.
Фотохимический смог  характерен  фактически  для  всех  современных  больших
городов,  но  наиболее  часто  он  встречается  в  городах  с  преобладанием
солнечных  дней,  с  сухим  и  теплым   климатом   и   большим   количеством
автомобилей. К большим  городам  с  представляющим  опасность  для  здоровья
фотохимическим  смогом  относятся  Лос-Анджелес,   Денвер,   Солт-Лейк-Сити,
Сидней, Мехико и Буэнос-Айрес. Фотохимическое загрязнение  обнаруживается  в
основном  летом.   Наблюдается   фотохимический   смог   в   тропических   и
субтропических регионах там, где периодически сжигали траву в саваннах.
    Главным  продуктом  таких   фотохимических   реакций   является   озон,
вызывающий  раздражение  глаз,  нарушающий  функции  легких  и  повреждающий
деревья  и  урожай.  Таким  образом,  степень  опасности   смога   в   целом
определяется концентрацией  озона  в  атмосфере  на  уровне  Земли.  Другими
вредными составляющими  смога  являются  альдегиды,  пероксиацетилнитраты  и
окись. (Рисунок I)
    Ничтожные количества  этих  вторичных  загрязнителей  в  фотохимическом
смоге достигают пикового уровня сразу пополудни в солнечный день, вызывая  у
людей  раздражение  глаз  и  дыхательных  путей.  Особенно   уязвимы   люди,
страдающие  астмой  и  другими  заболеваниями  дыхательных  путей,  а  также
здоровые люди, работающие на улице между 11 и 16  часами.  Чем  жарче  день,
тем больше озона и других составляющих фотохимического смога.
    Тридцать лет назад в больших  городах,  таких,  как  Лондон,  Чикаго  и
Питсбург, на электростанциях, заводах и  теплоцентралях  сжигалось  огромное
количество серосодержащих угля и тяжелой нефти. Зимой такие города  страдали
от промышленного смога, состоящего главным образом из смеси  диоксида  серы,
взвешенных капелек серной кислоты, образовавшейся из части диоксида серы,  и
разнообразных взвешенных  твердых  частиц.  Теперь  уголь  и  тяжелая  нефть
сжигаются только в больших бойлерных,  где  налажен  контроль  за  выбросами
вредных веществ или установлены высокие дымовые трубы, так что  промышленный
смог   редко   является   проблемой.   Однако   в    Китае    и    некоторых
восточноевропейских странах, как,  например,  в  Чехословакии,  где  большие
количества угля сжигаются без соответствующих  мер  контроля  за  выбросами,
ситуация не изменилась.
    Местный климат, рельеф и смог. Частота  и  плотность  смога  на  данной
территории зависят от климата и рельефа  местности,  плотности  населения  и
промышленности,  а  также  от  основных  видов  топлива,   используемого   в
промышленности, на теплоцентралях и  на  транспорте.  В  районах  с  большим
среднегодовым количеством осадков дождь и снег помогают очистить  воздух  от
загрязнителей. Ветры также способствуют удалению  загрязнителей  и  приносят
свежий воздух, но они же  и  переносят  некоторые  загрязнители  на  большие
расстояния.
    Холмы и горы создают преграду на  пути  ветров,  в  результате  чего  в
низинах в приземном слое увеличивается загрязнение воздуха.  Высокие  здания
в  больших  городах  также  замедляют  скорость  ветра  и,   соответственно,
способствуют созданию высоких концентраций загрязнителей.
    В течение дня солнце нагревает воздух у поверхности земли. Обычно  этот
теплый воздух расширяется  и  поднимается,  растворяя  скапливающиеся  внизу
загрязнители и унося их вверх в тропосферу. Одновременно воздух из  соседних
областей высокого давления опускается вниз в  образующиеся  области  низкого
давления  (Рисунок  II,  левый).  Это  непрерывное   перемешивание   воздуха
помогает сохранять загрязнение вблизи  поверхности  в  пределах  допустимого
уровня.
    Но иногда в результате  погодных  условий  теплый  воздух  натекает  на
нижерасположенный плотный холодный воздух  в  городском  воздушном  бассейне
или в  долине,  препятствуя  развитию  вертикальных  движений  воздуха.  Это
явление называется температурной, или термической,  инверсией  (Рисунок  II,
правый). В результате массы теплого воздуха распространяются над регионом  и
препятствуют выносу загрязнителей. Обычно такие инверсии  длятся  от  одного
до нескольких часов, но иногда,  в  условиях  устойчивого  антициклона,  они
могут  сохраняться  до  нескольких  дней.   В   этом   случае   концентрация
загрязнителей воздуха у поверхности земли  представляет  угрозу  здоровью  и
даже жизни людей. Термические инверсии также усиливают  вредное  воздействие
островов  тепла  и  пыльных  куполов,  которые  образуются  над   городскими
территориями.
    Наиболее продолжительные и частые термические инверсии  характерны  для
городов,  расположенных  в  долинах,   окруженных   горами   (Донора,   штат
Пенсильвания),  для  подветренных  склонов  горных  хребтов   (Денвер)   или
побережий (Нью-Йорк).  Большие  города,  насчитывающие  несколько  миллионов
жителей и автомобилей, расположенные в безветренных районах с  преобладанием
солнечных дней, окруженных  с  трех  сторон  горами  и  морем  с  четвертой,
создают идеальные условия для  фотохимического  смога,  отягченного  частыми
термическими инверсиями. Именно такая ситуация наблюдается в  Лос-Анджелесе,
где почти ежедневно возникают инверсии, особенно  продолжительные  летом,  и
где насчитывается 12 млн. жителей,  8  млн.  автомобилей  и  тысячи  фабрик.
Несмотря на самую строгую в мире систему контроля за  загрязнением  воздуха,
Лос-Анджелес занимает первое место  по  загрязнению  воздуха  в  Соединенных
Штатах.

    Кислотные дожди

    Термин «кислотные дожди» ввел в 1872 г. английский инженер Роберт  Смит
в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии».  Кислотные  дожди,
содержащие растворы серной и  азотной  кислот,  наносят  значительный  ущерб
природе. Земля, водоемы, растительность, животные и постройки становятся  их
жертвами. На территории России в 1996 г. вместе с осадками  выпало  более  4
млн. т серы и 1,25 млн. т  нитратного  азота.  Особенно  тревожная  ситуация
сложилась  в  Центральном  и  Центрально-Черноземном  районах,  а  также   в
Кемеровской области и  Алтайском  крае,  в  Норильске.  В  Москве  и  Санкт-
Петербурге с кислотными дождями на землю в год выпадает до 1500 кг  серы  на
1 км2. Заметно  меньше  кислотность  осадков  в  прибрежной  зоне  северных,
западно- и восточносибирских морей.  Самым  благоприятным  регионом  в  этом
отношении признана Республика Саха (Якутия).
    При сжигании любого ископаемого топлива (угля, горючего сланца, мазута)
в составе выделяющихся газов содержатся диокиси серы и азота. В  зависимости
от состава топлива их может быть  меньше  или  больше.  Особенно  насыщенные
сернистым газом выбросы дают высокосернистые угли  и  мазут.  Миллионы  тонн
диоксидов серы, выбрасываемые в атмосферу,  превращают  выпадающие  дожди  в
слабый раствор кислот.
    Окислы азота образуются при соединении азота с кислородом  воздуха  при
высоких температурах, главным образом в двигателях  внутреннего  сгорания  и
котельных установках. Получение  энергии,  увы,  сопровождается  закислением
окружающей среды. Дело осложняется еще и тем, что трубы  теплоэлектростанций
стали расти в высоту,  и  достигают  250—300,  даже  400  м,  следовательно,
выбросы в атмосферу теперь рассеиваются на огромные территории.
    Кислотность  водного   раствора   определяется   присутствием   в   нем
положительных водородных  ионов  Н+  и  характеризуется  концентрацией  этих
ионов в одном литре раствора C(H+)  (моль/л  или  г/л).  Щелочность  водного
раствора   определяется   присутствием    гидроксильных    ионов    ОН–    и
характеризуется их концентрацией C(ОН–).
    Как показывают расчеты,  для  водных  растворов  произведение  молярных
концентраций водородных и гидроксильных ионов – величина постоянная,  равная

    C(H+)C(ОН–) = 10–14,
    другими словами, кислотность  и  щелочность  взаимосвязаны:  увеличение
кислотности приводит к снижению щелочности, и наоборот.
    Раствор  является   нейтральным,   если   концентрации   водородных   и
гидроксильных ионов одинаковы и равны (каждая) 10–7 моль/л. Такое  состояние
характерно для химически чистой воды.
    Из сказанного следует, что для кислых сред выполняется условие:
    10–7 < C(H+) ? 100,
    для щелочных сред:
    10–14 ? C(H+) < 10–7.
    На практике степень кислотности (или  щелочности)  раствора  выражается
более удобным водородным показателем рН, представляющим собой  отрицательный
десятичный логарифм молярной концентрации водородных ионов:
    рН = –lgC(H+).
    Например, если в растворе  концентрация  водородных  ионов  равна  10–5
моль/л, то показатель кислотности этого раствора рН = 5. При этом  изменению
показателя кислотности рН на единицу соответствует  десятикратное  изменение
концентрации водородных  ионов  в  растворе.  Так,  концентрация  водородных
ионов в среде с рН = 2 в 10, 100 и 1000 раз выше, чем в среде с рН = 3, 4  и
5 соответственно.
    В кислых растворах рН < 7, и чем меньше, тем кислее раствор. В щелочных
растворах рН > 7, и чем больше, тем выше щелочность раствора.
    Шкала кислотности идет от рН = 0 (крайне высокая кислотность) через  рН
= 7 (нейтральная среда) до рН = 14 (крайне высокая щелочность).
    Чистая природная, в частности дождевая, вода в отсутствие загрязнителей
тем не менее имеет слабокислую реакцию (рН = 5,6),  поскольку  в  ней  легко
растворяется углекислый газ с образованием слабой угольной кислоты:
    СО2 + Н2О [pic]Н2СО3.
    Для определения показателя кислотности используют различные рН-метры, в
частности дорогостоящие электронные приборы.  Простым  способом  определения
характера  среды  является  применение  индикаторов  –  химических  веществ,
окраска  которых  изменяется   в   зависимости   от   рН   среды.   Наиболее
распространенные индикаторы –  фенолфталеин,  метилоранж,  лакмус,  а  также
естественные красители из красной капусты и черной смородины.
    Дождевая вода, образующаяся при конденсации водяного пара, должна иметь
нейтральную реакцию, т.е. рН=7. Но даже в самом чистом воздухе  всегда  есть
диоксид углерода, и дождевая вода,  растворяя  его,  чуть  подкисляется  (рН
5,6—5,7). А вобрав кислоты, образующиеся из диоксидов серы  и  азота,  дождь
становится  заметно  кислым.  Уменьшение  рН  на   одну   единицу   означает
увеличение кислотности в 10 раз, на две — в 100 раз и т.д.   Мировой  рекорд
принадлежит шотландскому городку Питлокри,  где  20  апреля  1974  г.  выпал
дождь с рН 2,4, — это уже не вода, а что-то вроде столового уксуса.

    Последствия кислотных осадков.

    В 70-х гг. в реках и озерах скандинавских стран  стала  исчезать  рыба,
снег в горах окрасился в  серый  цвет,  листва  с  деревьев  раньше  времени
устлала землю. Очень скоро те же явления заметили в  США,  Канаде,  Западной
Европе.  В  Германии  пострадало  30%,  а  местами  50%  лесов.  И  все  это
происходит вдали от городов и промышленных центров. Выяснилось, что  причина
всех этих бед — кислотные дожди.
    Показатель рН меняется в разных водоемах, но в  ненарушенной  природной
среде диапазон этих изменений  строго  ограничен.  Природные  воды  и  почвы
обладают буферными возможностями, они способны  нейтрализовать  определенную
часть кислоты и сохранить среду. Однако очевидно, что  буферные  способности
природы не беспредельны.
    В водоемы, пострадавшие от кислотных дождей, новую жизнь могут вдохнуть
небольшие количества фосфатных удобрений; они помогают  планктону  усваивать
нитраты, что  ведет  к  снижению  кислотности  воды.  Использование  фосфата
дешевле, чем извести, кроме того, фосфат оказывает  меньшее  воздействие  на
химию воды.
    Земля и растения, конечно, тоже страдают от кислотных дождей: снижается
продуктивность почв, сокращается поступление питательных  веществ,  меняется
состав почвенных микроорганизмов.
    Огромный вред наносят кислотные дожди лесам. Леса высыхают, развивается
суховершинность на  больших  площадях.  Кислота  увеличивает  подвижность  в
почвах алюминия, который токсичен  для  мелких  корней,  и  это  приводит  к
угнетению  листвы  и  хвои,  хрупкости  ветвей.  Особенно  страдают  хвойные
деревья, потому что хвоя сменяется реже, чем листья, и  поэтому  накапливает
больше вредных веществ за один и тот же период. Хвойные деревья  желтеют,  у
них изреживаются  кроны,  повреждаются  мелкие  корни.  Но  и  у  лиственных
деревьев изменяется окраска листьев, преждевременно опадает  листва,  гибнет
часть  кроны,  повреждается  кора.  Естественного  возобновления  хвойных  и
лиственных лесов не происходит.
    Все  больший  ущерб  кислотные   дожди   наносят   сельскохозяйственным
культурам: повреждаются покровные ткани растений, изменяется  обмен  веществ
в  клетках,   растения   замедляют   рост   и   развитие,   уменьшается   их
сопротивляемость к болезням и паразитам, падает урожайность.
    Специалисты американского университета штата Северная Каролина  изучили
воздействие,  оказываемое  кислотными  дождями  на  растения  в  период   их
максимальной  восприимчивости  к  факторам  внешней  среды.   Под   влиянием
кислотных  дождей  непосредственно  после  опыления  в   початках   кукурузы
формировалось меньше зерен,  чем  при  орошении  чистой  водой.  Причем  чем
больше в дождевой воде содержалось кислоты, тем меньше зерен  образовывалось
в початках. Вместе с тем  выяснилось,  что  кислотные  дожди,  прошедшие  до
опыления, не оказывали заметного влияния на формирование зерен.
    Проведены исследования степени восприимчивости к  кислотным  дождям  18
видов сельскохозяйственных культур  и  11  видов  декоративных  растений  на
ранних  стадиях  роста.  Наиболее  подверженными  вредоносному   воздействию
оказались листья томатов, сои, фасоли, табака, баклажанов,  подсолнечника  и
хлопчатника. Наименее восприимчивыми  —  озимая  пшеница,  кукуруза,  салат,
люцерна и клевер.
    Кислотные дожди  не  только  убивают  живую  природу,  но  и  разрушают
памятники архитектуры. Прочный, твердый мрамор, смесь окислов  кальция  (СаО
и СО2), реагирует с раствором серной кислоты и превращается в гипс  (СаSО4).
Смена температур, потоки дождя  и  ветер  разрушают  этот  мягкий  материал.
Исторические памятники Греции и  Рима,  простояв  тысячелетия,  в  последние
годы разрушаются прямо на глазах. Такая же судьба  грозит  и  Тадж-Махалу  —
шедевру индийской архитектуры периода Великих Моголов, в Лондоне — Тауэру  и
Вестминстерскому аббатству. На соборе Св. Павла в  Риме  слой  портлендского
известняка разъеден на 2,5 см. В  Голландии  статуи  на  соборе  Св.  Иоанна
тают,  как  леденцы.  Черными  отложениями  изъеден  королевский  дворец  на
площади Дам в Амстердаме.
    Более  100  тыс.  ценнейших  витражей,  украшающих  соборы   в   Шатре,
Контербери, Кёльне, Эрфурте, Праге, Берне, в  других  городах  Европы  могут
быть полностью утрачены в ближайшие 15— 20 лет.
    Изучив новые данные  о  кислотности  осадков,  выпадающих  в  различных
регионах Западной Европы,  и  о  воздействии  их  на  здания  и  сооружения,
сотрудники  Дублинского   университета   (Ирландия)   выявили,   что   самое
катастрофическое положение сложилось в центре  Манчестера  (Великобритания),
где за 20 месяцев кислотные осадки растворили более 120  г  на  1  м2  камня
(песчаника, мрамора или известняка).
    Город  пострадал  очень  сильно,  хотя  общее  количество   осадков   в
наблюдаемый отрезок  времени  там  было  крайне  низким.  Очевидно,  слишком
высока была степень их кислотности.
    За Манчестером следует Липхун (графство  Гэмпшир  в  Великобритании)  и
Антверпен (Бельгия), где каждый камень под открытым небом потерял 100 г с  1
м2. Даже  такие  известные  загрязненностью  атмосферы  города,  как  Афины,
Копенгаген и Амстердам,  подверглись  кислотному  разрушению  в  значительно
меньшей степени.
    Страдают от кислотных дождей и люди,  вынужденные  потреблять  питьевую
воду, загрязненную токсическими металлами — ртутью, свинцом, кадмием и т.п.
    Спасать природу от закисления  необходимо.  Для  этого  придется  резко
снизить выбросы в атмосферу окислов  серы  и  азота,  но  в  первую  очередь
сернистого газа,  так  как  именно  серная  кислота  и  ее  соли  на  70—80%
обусловливают кислотность  дождей,  выпадающих  на  больших  расстояниях  от
места промышленного выброса.
      Наблюдения за химическим составом и  кислотностью  осадков  в  России
ведут 131 станция, отбирающие на химический анализ суммарные  пробы,  и  108
пунктов, на которых в  оперативном  порядке  измеряют  только  величину  рН.
Пробы осадков на содержание от 11 до 20  компонентов  анализируются  в  пяти
кустовых лабораториях.
      Система контроля загрязнения снежного покрова  на  территории  России
осуществляется на 625 пунктах, обследующих площадь  в  15  млн.  км2.  Пробы
забирают на наличие  ионов  сульфата,  нитрата  аммония,  тяжелых  металлов,
определяют значение рН.
    Природные  осадки  имеют  разную  кислотность,  но  в  среднем  рН=5,6.
Кислотные осадки с рН < 5,6 представляют  серьезную  угрозу,  особенно  если
величина  рН  падает  ниже  5,1.  Ниже  перечисляются  основные  последствия
выпадения кислотных осадков.
Повреждение статуй, зданий, металлов и отделки автомобилей.
Гибель рыб, водных растений и микроорганизмов в озерах и реках.
Понижение способности к воспроизводству лососей и форели при рН < 5,5.
Гибель и понижение продуктивности многих видов фитопланктона, когда  рН<6  —
8.
Разрыв азотного цикла в озерах, когда величина рН колеблется от 5,4 до 5,7.
Ослабление или гибель деревьев, особенно хвойных  пород,  произрастающих  на
больших  высотах,  из-за  вымывания  из  почвы  кальция,   натрия  и  других
питательных веществ (Рисунок IV).
Повреждение корней деревьев и гибель многих видов  рыб  из-за  высвобождения
из почв и донных осадков ионов алюминия, свинца, ртути и кадмия.
Ослабление  деревьев  и  усиление  их  подверженности  болезням,  насекомым,
засухам,    грибам    и мхам, которые процветают в кислой среде.
Замедление     роста     культурных  растений,  таких,  как  помидоры,  соя,
фасоль, табак, шпинат, морковь, капуста-брокколи и хлопок.
Рост популяции  81агола,  простейшего,   вызывающего     серьезную  кишечную
инфекцию,  которая  поражает  скалолазов  и  альпинистов,  пьющих  воду  из,
казалось бы, чистых горных ручьев.
Возникновение и обострение многих  болезней  дыхательной  системы  человека,
преждевременная гибель людей.
    Кислотные осадки иллюстрируют пороговый эффект. Большинство почв,  озер
и   рек   содержат   щелочные    химические    вещества,    которые    могут
взаимодействовать с некоторым количеством  кислот,  нейтрализуя  их.  Однако
регулярное многолетнее  воздействие  кислот  истощает  большинство  из  этих
сдерживающих закисление веществ. Затем как бы внезапно  начинается  массовая
гибель деревьев и рыб в озерах и реках.  Когда  это  происходит,  какие-либо
меры  по  предотвращению  серьезного  ущерба   предпринимать   уже   поздно.
Опоздание составляет 10 — 20 лет.
    Кислотные  осадки  уже  являются  серьезной  проблемой  в  Северной   и
Центральной Европе, на северо-востоке  Соединенных  Штатов,  на  юго-востоке
Канады, в некоторых районах Китая, Бразилии и Нигерии.  Все  большую  угрозу
они начинают представлять в промышленных регионах Азии, Латинской Америки  и
Африки и в некоторых местах на западе Соединенных  Штатов  (главным  образом
из-за сухих  осадков).  Выпадают  кислотные  осадки  и  в  ряде  тропических
районов, где промышленность практически не развита,  главным  образом  из-за
выделения   оксидов   азота   при   сжигании   биомассы.    Большая    часть
кислотообразующих  веществ,  произведенных  в  одной   стране,   переносится
преобладающими  приземными  ветрами  на  территорию   другой.   Более   трех
четвертей  кислотных  осадков  в  Норвегии,  Швейцарии,   Австрии,   Швеции,
Нидерландах и Финляндии приносится  в  эти  страны  ветром  из  промышленных
районов Западной и Восточной Европы.
    Свыше  половины  кислотных  осадков  в  густонаселенных  районах   юго-
восточной Канады и востока Соединенных Штатов обусловлены  выбросами  крайне
сконцентрированных   предприятий   угольной   и   нефтяной   энергетики    и
промышленных предприятий в семи штатах Центра и верхнего Среднего  Запада  -
Огайо,  Индианы,  Пенсильвании,  Иллинойса,  Миссури,  Западной  Виргинии  и
Теннесси  (Рисунок  V).  Степень  кислотности  осадков  над  большей  частью
Востока Северной Америки составляет 4,0-4,2. Это в  30-40  раз  больше,  чем
кислотность нормальных осадков, которые выпадали  в  этих  местах  несколько
десятилетий  назад.  Штатами,  которые  выбрасывают  наибольшее   количество
кислотообразующих веществ, являются Калифорния, Индиана, Огайо и Техас.
    Около 75% кислотных осадков, выпадающих в Канаде, приносится ветрами из
Соединенных Штатов, и только 15% кислотных  осадков,  выпадающих  в  северо-
восточных штатах, обусловлено выбросами на территории  самой  Канады.  Такой
большой положительный баланс переноса кислотных осадков  между  Соединенными
Штатами и Канадой  привел  к  обострению  отношений  между  двумя  странами.
Канадские ученые и чиновники и многие ученые США  критиковали  правительство
США за недостаточно оперативные  действия  по  уменьшению  вредных  выбросов
промышленных предприятий  и  электростанций  по  крайней  мере  на  50%.  По
оценкам Министерства окружающей среды провинции  Онтарио,  кислотные  осадки
угрожают 48 тыс. канадских озер  с  их  индустрией  спортивного  рыболовства
(1,1 млрд. долларов в год) и туризма (10  млрд.  долларов  в  год).  Канадцы
также обеспокоены тем, что  кислотные  осадки  вредят  лесному  хозяйству  и
связанным с ним  отраслям,  которые  дают  работу  каждому  десятому  жителю
страны и приносят 14 млрд. долларов в год.
    По оценке Национальной академии наук,  ущерб  от  кислотных  осадков  в
Соединенных Штатах уже составляет, по крайней мере, 6 млрд. в  год  и  будет
резко  возрастать,  если  не  предпринять  немедленных  действий.  Стоимость
сокращения объема этих загрязнителей составит  от  1,2  млрд.  до  20  млрд.
долларов в зависимости  от  степени  очистки  и  технологии,  которая  будет
использована.
    В  некоторых  областях  почвы  содержат  известняк  и  другие  щелочные
вещества, которые  могут  нейтрализовать  кислоты.  Однако  кислые  почвы  в
других районах практически не способны к нейтрализации кислот.  Кроме  того,
повторное воздействие на любые почвы  кислотных  осадков  может  в  принципе
истощить содержащиеся в  них  вещества,  нейтрализующие  кислоты.  Кислотный
речной сток может погубить многие формы жизни в озерах и реках. Так  же  как
и почвы,  некоторые  озера  и  реки  особенно  чувствительны  к  воздействию
кислоты  из-за  низкого  содержания  щелочей  (особенно  иона  бикарбоната),
которые могли бы  способствовать  нейтрализации  поступающих  в  них  кислот
(Рисунок VI).

    Самоочищение  атмосферы.  Воздушный  океан  обладает   способностью   к
самоочищению от  загрязняющих  веществ.  Аэрозоли  вымываются  из  атмосферы
осадками, ионы оседают под влиянием электрического поля атмосферы,  а  также
вследствие гравитации. Частица размером 10 мкм проходит путь от устья  трубы
высотой 45 м до поверхности земли за 1,4 ч. За это время при скорости  ветра
2 м/с выброс из трубы будет отнесен на  10  км,  частицы  меньшего  диаметра
осядут на еще  большем  расстоянии.  Оседанию  способствует  сорбция  их  на
поверхности  более  крупных  частиц.  В   отсутствие   атмосферных   осадков
происходит выпадение аэрозолей в  результате  соприкосновения  нижнего  слоя
воздуха с земной поверхностью и  предметами,  расположенными  на  ней.  Так,
воздушные потоки, переносящие  загрязнения,  очищаются,  встречая  на  своем
пути лес. На деревьях осаждаются не только твердые  частицы,  но  и  летучие
вещества.
    Вследствие турбулентного перемешивания приземной слой воздуха все время
обновляется,  поэтому  на  поверхность  отлагается  значительное  количество
аэрозолей,  на  1  м2  земной  поверхности  под  Санкт-Петербургом  выпадает
столько аэрозолей, сколько заключено в 250 м приземного  слоя  воздуха,  при
этом за сутки очищается слой высотой 250 м. Эта величина условно  называется
скоростью или высотой очистки.
    Процессы самоочищения атмосферы связаны не только с выпадением  осадков
и  образованием  нисходящих  потоков,  но  и  с  другими  метеорологическими
явлениями.
    Всякое загрязнение вызывает у природы защитную реакцию, направленную на
его нейтрализацию. Эта способность природы  долгое  время  эксплуатировалась
человеком бездумно и хищнически. Отходы производства выбрасывались в  воздух
в расчете на то,  что  будут  обезврежены  и  переработаны  самой  природой.
Казалось, что как ни велика общая масса отходов, по  сравнению  с  защитными
ресурсами   она   незначительна.   Однако    процесс    загрязнения    резко
прогрессирует, и становится очевидным, что  природные  системы  самоочищения
рано или поздно не  смогут  выдержать  такой  натиск,  так  как  способность
атмосферы к самоочищению имеет определенные границы.

    Заключение.

    Влияние  атмосферных  загрязнений  на  окружающую  среду   и   здоровье
населения. От загрязнения воздуха страдают животные  и  растения.  Например,
отходы медеплавильных заводов —  хлор,  мышьяк,  сурьма  —  вызывают  гибель
домашних и диких животных,  поедающих  отравленную  этими  веществами  пищу,
тяжелые заболевания скота наблюдаются от фтористых соединений. Медь и  цинк,
попадающие  с  выбросами  заводов  на  землю,  могут  полностью   уничтожить
травяной покров.
    Воздействие сернистого газа и его производных на  человека  и  животных
проявляется  прежде  всего  в  поражении  верхних  дыхательных  путей,   под
влиянием сернистого газа и серной кислоты происходит  разрушение  хлорофилла
в  листьях  растений,  в  связи  с  чем  ухудшается  фотосинтез  и  дыхание,
замедляется рост, снижается  качество  древесных  насаждений  и  урожайность
сельскохозяйственных культур, а при более высоких  и  продолжительных  дозах
воздействия растительность погибает.
    Подсчитано, что общее количество выбросов сернистого газа  в  атмосферу
нашей  планеты  тепловыми  электростанциями,   металлургическими   заводами,
нефтеперерабатывающими предприятиями и другими антропогенными источниками  с
1905 по 1965 г. возросло в 4 раза и к настоящему времени достигло  150  млн.
т. Из этого количества до 110 млн. т (более 70% мировых выбросов  сернистого
газа) приходится на страны  Европы,  Соединенные  Штаты  Америки  и  Канаду.
Учитывая, что  использование  твердого  топлива,  в  частности  бурого  угля
(характеризующегося  высоким  содержанием  серы),  все  возрастает,  следует
предвидеть соответствующее увеличение выбросов сернистого газа.
    Загрязнение атмосферного воздуха таит в себе угрозу не только  здоровью
людей,  но  и  наносит  большой  экономический  ущерб.  Наличие  в   воздухе
соединений серы ускоряет  процессы  коррозии  металлов,  разрушение  зданий,
сооружений, памятников культуры, ухудшает качество  промышленных  изделий  и
материалов. Установлено, например, что в промышленных районах сталь  ржавеет
в 20 раз,  а  алюминий  разрушается  в  100  раз  быстрее,  чем  в  сельской
местности.
    Вредные для  человека  и  для  природы  выбросы  могут  перемещаться  в
воздушных  потоках  на  громадные  расстояния.  Например,  установлено,  что
выбросы  промышленных  предприятий  ФРГ  и  Великобритании  переносятся   на
расстояния более 1000 км и выпадают на территории скандинавских стран, а  из
северо-восточных штатов США — на территории Канады. Вредоносные  последствия
загрязнения среды сказываются и в нашей стране. Так, по  данным  Европейской
экономической комиссии ООН, через российскую границу в воздушных  потоках  с
запада на восток идет в 4 раза больше серы, чем в обратном направлении.
      В последние десятилетия правительства развитых стран  иногда  жестче,
иногда  более  мягко  переходят   к   политике   восстановления   нарушенных
экосистем,  установки  фильтров  на   фабриках   и   заводах,   загрязняющих
атмосферу, сокращают вредные выбросы. К 2005 году  на  все  автобусы  должны
быть установлены фильтры, но,  как  мне  кажется,  должны  быть  предприняты
более решительные и жесткие меры, иначе мы, несмотря  ни  на  какие  усилия,
окажемся на «непригодной для жизни планете».
    Не должны оказаться пророческими слова, с которых я начал свой реферат,
слова  великого  ученого-естествоиспытателя,   впервые   создавшего   теорию
развития живой природы,  Жана Батиста  Ламарка:  «Можно,  пожалуй,  сказать,
что назначение человека  заключается  в  том,  чтобы  уничтожить  свой  род,
предварительно сделав земной шар непригодным для обитания».



[pic][pic]
[pic]
    [pic]

    [pic]
    [pic]
    [pic]
    [pic]
[pic]
    [pic]
[pic]
    [pic]

    Список использованной литературы:

   1. Заиков Г.Е., Маслов С.А., Рубайло В.Л. Кислотные  дожди  и  окружающая
      среда. М.: Химия, 1991. 142 с.
   2. Небел Б. Наука об окружающей среде. М.: Мир, 1993. Т. 1-2.
   3. Новиков Ю.В., Экология, окружающая среда и человек: Учеб. Пособие  для
      вузов, средних школ и колледжей. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2000. – 320 с.
   4. Тайлер Миллер, Жизнь в окружающей среде. 3
   5.  Шандала  М.Г.,  Звиняцковский  Я.И.  Окружающая  среда   и   здоровье
      населения. Киев: Здоровье, 1988. С. 152.

-----------------------
Рисунок I

Рисунок II

Рисунок III

Рисунок VI

Рисунок V

Рисунок VI