Кислотный дождь
-
Определение и причины кислотных дождей
- Кислотный дождь — это дождь с рН менее 5, вызванный выбросами диоксида серы и оксида азота.
- Кислотные дожди могут оказывать вредное воздействие на растения, водные животные и инфраструктуру.
-
История изучения кислотных дождей
- В Европе первые наблюдения за кислотными дождями начались в 17 веке.
- В 1852 году Роберт Ангус Смит ввел термин «кислотный дождь».
- В 1960-х годах ученые начали широко изучать это явление.
-
Кислотные дожди в США
- В 1972 году Джин Лайкенс обнаружил кислотные дожди в Уайт-Маунтинс.
- В 1980 году Конгресс США принял Закон о кислотных осадках, установивший 18-летнюю программу оценки.
- В 1983 году группа ученых подготовила доклад о кислотных дождях, но он не был опубликован из-за разногласий.
-
Современные исследования и меры
- В 1991 году NAPAP провела первую оценку кислотных дождей в США, показав, что 5% озер Новой Англии кислые.
- Правительства предпринимают усилия по сокращению выбросов диоксида серы и оксида азота с помощью нормативных актов.
-
Химические изменения и их последствия
- В 1990 году Конгресс США принял поправки к Закону о чистом воздухе, ограничивающие выбросы диоксида серы и оксидов азота.
- В 2005 году Агентство по охране окружающей среды выпустило Межгосударственное правило о чистоте воздуха (CAIR), которое сократило выбросы SO2 и NOx в восточной части США.
- Программа ограничения и торговли в рамках CAIR была успешной, сократив выбросы SO2 на 40% с 1990-х годов.
-
Гражданская наука и её роль
- Термин «гражданская наука» появился в 1989 году, когда общество Одюбона проводило кампанию по измерению кислотных дождей.
- Гражданская наука помогла собрать данные о кислотных дождях и привлечь внимание к проблеме.
-
Исследования в Канаде
- В 1970-х и 80-х годах в Канаде проводились исследования кислотных дождей в районе экспериментальных озер.
- Исследования показали, что подкисление связано с сокращением популяций рыбы и может быть обратимо при сокращении выбросов серной кислоты.
- В 1985 году Канада подписала программу борьбы с кислотными дождями, ограничивающую выбросы диоксида серы.
-
Выбросы и их источники
- Наиболее важным газом, приводящим к подкислению, является диоксид серы.
- Выбросы оксидов азота также важны, особенно в связи с ужесточением контроля за выбросами соединений серы.
- Основные природные явления, способствующие выбросу кислотообразующих газов, включают извержения вулканов и биологические процессы.
-
Человеческая деятельность и её влияние
- Основной причиной кислотных дождей являются соединения серы и азота из антропогенных источников.
- Промышленные кислотные дожди являются серьезной проблемой в Китае и России.
- Использование высоких дымовых труб способствует распространению кислотных дождей.
-
Химический процесс и кислотное осаждение
- При сжигании топлива и плавке руд образуются диоксид серы и оксиды азота, которые превращаются в серную и азотную кислоты.
- Кислотное осаждение происходит через мокрое и сухое осаждение.
-
Причины и последствия кислотных дождей
- Кислотные дожди образуются при осаждении частиц и газов на землю, растения и другие поверхности.
- Они оказывают неблагоприятное воздействие на леса, пресноводные водоемы, почвы, здания и здоровье человека.
-
Влияние на водные экосистемы
- Серная и азотная кислоты подкисляют воду, повышают содержание азота и алюминия.
- Низкий уровень рН и высокие концентрации алюминия вредят рыбе и другим водным животным.
- Кислотные дожди уничтожили насекомых и некоторые виды рыб в озерах и реках.
-
Влияние на почвы
- Кислотные дожди повреждают биологию и химию почвы, убивая микробы и вымывая питательные вещества.
- Подкисление почвы может привести к гибели растений из-за недостатка питательных веществ.
-
Влияние на леса и растительность
- Кислотные дожди могут косвенно влиять на леса через воздействие на почву и газообразные прекурсоры.
- Растения способны адаптироваться к кислотным дождям, но при пороговых значениях рН начинают страдать.
- Кислотные дожди повреждают листья, что снижает способность растений создавать прочный полог.
-
Влияние на океаны
- Кислотные дожди усиливают воздействие на мелководье прибрежных вод, подкисляя океан.
- Это затрудняет создание экзоскелетов для прибрежных видов и может привести к гибели морских обитателей.
-
Воздействие на здоровье человека
- Кислотные дожди могут негативно влиять на здоровье человека через вдыхание частиц и загрязненные пищевые продукты и воду.
- Диоксид азота и триоксид серы вызывают проблемы с дыханием и снижают иммунный ответ.
-
Воздействие триоксида серы
- Вызывает коррозию и раздражение кожи, глаз и ЖКТ
- Употребление концентрированной серной кислоты приводит к летальному исходу и ожогам
-
Нормы и рекомендации
- OSHA установило максимальный уровень оксида азота в воздухе рабочей зоны в 25 ppm
- OSHA ограничивает концентрацию серной кислоты в воздухе рабочих помещений до 1 мг/м3
-
Кислотные дожди и их последствия
- Повреждают здания, исторические памятники и статуи
- Увеличивают скорость коррозии металлов
-
Пострадавшие районы
- Восточная Европа, восточная треть США, юго-восточная Канада
- Юго-восточное побережье Китая и Тайвань
-
Методы профилактики
- Десульфурация дымовых газов (FGD) удаляет 95% SO2
- Сжигание в псевдоожиженном слое снижает выбросы серы
- Контроль за выбросами автотранспорта снижает выбросы оксидов азота
-
Международные договоры
- Хельсинкский протокол 1985 года закрепил результаты Конвенции о трансграничном загрязнении воздуха
- Канада и США подписали Соглашение о качестве воздуха в 1991 году
- В 2000 году в Азии началось международное сотрудничество по предотвращению кислотных дождей
-
Торговля выбросами
- Операторы могут установить оборудование для борьбы с загрязнением и продать излишки квот
- Первый рынок торговли квотами на выбросы создан в США в 1990 году
-
Рекомендации и дальнейшее чтение
- Страны должны действовать коллективно для решения проблемы
- Стоимость технологии имеет значение, но перемены требуют управления