Rūgštus lietus – trumpai tariant, keli tikslūs apibrėžimai. Rūgštūs lietūs, jų priežastys ir pasekmės Rūgštieji krituliai

Terminą „rūgštus lietus“ sugalvojo anglų chemikas R. E. Smithas daugiau nei prieš 100 metų.

1911 metais Norvegijoje užregistruoti žuvų žūties atvejai dėl natūralaus vandens parūgštėjimo. Tačiau tik septintojo dešimtmečio pabaigoje, kai panašūs atvejai Švedijoje, Kanadoje ir JAV sulaukė visuomenės dėmesio, kilo įtarimas, kad priežastis – lietus su dideliu sieros rūgšties kiekiu.

Rūgštus lietus yra kritulių(lietus, sniegas), kurių pH yra mažesnis nei 5,6 (didelis rūgštingumas).

Rūgštūs lietūs susidaro dėl pramoninių sieros dioksido ir azoto oksidų išmetimo, kurie, susijungę su atmosferos drėgme, sudaro sieros ir azoto rūgštis. Dėl to lietus ir sniegas rūgštėja (pH skaičius žemiau 5,6). Bavarijoje (FRG) 1981 m. rugpjūtį lijo, kurio pH = 3,5. Didžiausias užfiksuotas kritulių rūgštingumas Vakarų Europa- pH = 2,3.

Bendra antropogeninė sieros ir azoto oksidų emisija pasaulyje sudaro daugiau nei 255 mln. tonų kasmet (1994 m.). Rūgštį sudarančios dujos atmosferoje išlieka ilgą laiką ir gali nukeliauti šimtus ir net tūkstančius kilometrų. Taigi nemaža dalis JK išmetamų teršalų patenka į šiaurines šalis (Švediją, Norvegiją ir kt.), t.y. su tarpvalstybiniu transportu ir kenkia jų ekonomikai.

Rūgštūs lietūs gąsdina žmones ne be priežasties: nors įprastų kritulių rūgštingumas yra 5,6, šio lygio sumažėjimas tik dešimtadaliu lemia daugelio naudingų bakterijų mirtį. O jei nukris iki 4,5, varliagyvių, vabzdžių ir žuvų mirtis garantuota, o ant augalų lapų atsiras nudegimo žymės.

Pasivaikščiojimas tokiu lietumi taip pat nebus naudingas žmogaus organizmui. Tuo pačiu metu net išėjimas į lauką pirmosiomis valandomis po rūgščių kritulių yra itin žalingas: įkvėpus atmosferoje kylančias toksines dujas, gali išsivystyti astma, sunkios plaučių ir širdies ligos.

Rūgštus lietus – tai visų rūšių meteorologiniai krituliai, kurių metu stebima stipriai rūgštinė reakcija, kurią sukelia rūgštingumo sumažėjimas dėl oro užterštumo vandenilio chloridu, sieros, azoto oksidais ir kitais rūgštis formuojančiais junginiais. Anot mokslininkų, tyrinėjančių rūgštų lietų, ši išraiška nevisiškai atspindi reiškinį, nes šiuo atveju labiau tinka terminas „rūgštūs krituliai“, nes toksiškos medžiagos iškrenta tiek lietaus, tiek krušos, sniego, rūko ir net dulkių pavidalu. ir dujos sausuoju metų laiku.

Verta paminėti, kad pH, kuris yra vandeninių tirpalų rūgštingumo rodiklis, gali svyruoti nuo 0 iki 14. Nors neutralių skysčių rūgštingumo lygis yra septyni, rūgštinė terpė apibūdinama žemiau šios reikšmės rodikliais, šarminė - aukštesnė. Kalbant apie kritulių kiekį, įprastų kritulių pH yra 5,6 arba šiek tiek didesnis, priklausomai nuo regiono, kuriame iškrenta lietus.

Bet kuriame lietaus vandenyje randamas nedidelis rūgštingumo lygis, o tai paaiškinama tuo, kad ore yra anglies dioksido, kuris, sąveikaujant su lietaus lašais, sudaro silpną anglies rūgštį. Kai pH sumažėja vienu, tai reiškia dešimt kartų padidėjusį rūgšties koncentraciją, todėl lietūs žemiau 5,3 laikomi rūgštiniais (Europoje didžiausias užfiksuotas kritulių rūgštingumas buvo pH 2,3, Kinijoje 2,25, Maskvos srityje 2,15). ..

Kalbant apie paprasto lietaus rūgštingumo lygį, jis yra 5,6 arba šiek tiek didesnis. Šis rūgštingumas yra mažas, todėl nedaro jokios žalos augalų ir gyvūnų organizmams. Neabejotina, kad rūgštiniai krituliai žemės paviršiuje pradėjo kristi dėl aktyvios žmogaus veiklos.

Krituliai

Kalbėdami apie rūgščių lietų atsiradimo šaltinius ir priežastis, specialistai pirmiausia mini pramonės įmonių veiklą, kurios didžiuliais kiekiais išmeta į atmosferą sieros ir azoto oksidų (ypač žalinga metalurginė gamyba). Įtakos turi ir daugelio automobilių bei šiluminių elektrinių išmetamosios dujos.

Deja, šiuo metu valymo technologijos neleidžia išfiltruoti kenksmingų rūgščių junginių, kurie susidaro deginant dujas, durpes, anglis, naftą ir kitas atitinkamas žaliavas.

Todėl rūgštaus lietaus atsiradimo mechanizmas yra toks: vandenilio chloridas, siera ir azoto oksidai, atsidūrę ore, pradeda sąveikauti su lašais ir saulės spinduliuote, sudarydami įvairius rūgštinius junginius (azoto, sieros, sieros ir azoto rūgštis). ).

Po to kenksmingi junginiai niekur nedingsta ir grįžta į žemę kritulių pavidalu. Atsidūrę vietoje, kur atmosfera yra prisotinta drėgmės, jie susijungia su vandens lašeliais debesyse, po to ištirpusi rūgštis iškrenta lietaus, krušos, sniego, rūko pavidalu, padarydama didelę žalą ne tik augalijai. , bet ir faunai: jie išgaunami iš dirvožemio kaip maistingos medžiagos, taip pat toksiški metalai, tokie kaip aliuminis, švinas ir kt.

Jei rūgštus lietus patenka į šaltinius gėlo vandens ar rezervuaruose smarkiai padidėja aliuminio tirpumas vandenyje, dėl to žuvys serga ir žūsta, lėtėja dumblių ir fitoplanktono vystymasis, vanduo tampa visiškai netinkamas naudoti.

Jei oras visiškai sausas, rūgštiniai junginiai gali nukristi ant žemės paviršiaus dulkių ar smogo pavidalu. Vieną kartą žemės paviršius, jie kurį laiką palaukia ir, palaukę lietaus, su vandens nuotėkiu leidžiasi į žemę.

Gyvojo pasaulio mirtis

Iškritus rūgštiems lietums, labai pasikeičia dirvožemio sudėtis, dėl to žūva medžiai, augalija ir pasėliai, mažėja dirvožemio derlingumas. Patekęs į žemę nuodingas vanduo prasiskverbia į vandens telkinius, dėl ko vanduo užteršiamas ir oksiduojamas, dėl ko žūsta beveik visi gyvi sutvėrimai (esant pH 4,5 žūva varliagyviai, žuvys ir bakterijos, o daugelis gyvūnų ir gyvūnų atstovų flora išnyksta net esant mažesniam rūgštingumui).

Problema blogėja ankstyvą pavasarį sniego tirpimo laikotarpiu: šiuo metu visi per žiemą susikaupę teršalai išsiskiria ir prasiskverbia į žemę bei vandens telkinius, o labiausiai pažeidžiami žuvų mailius ir vabzdžių lervos.

Verta žinoti, kad prieš įkasant į žemę rūgštūs lietūs mažina oro grynumą, neigiamai veikia įvairias konstrukcijas, paminklus, ardo statybines ir apkalimo (kalkakmenis, marmuro) medžiagas, vamzdynus, tirpdo dažus, gadina automobilius, sukelia koroziją. metaliniai paviršiai.

Rūgščių lietų įtaka itin neigiamai veikia tiek gyvuosius, tiek negyvoji gamta, žmonės ir jų sukurti objektai. Tuo pačiu metu toksiški krituliai gali sukelti tokias rimtas aplinkos problemas kaip:

• Vandens telkinių floros ir faunos žūtis dėl ekosistemos pokyčių. Žmonėms rezervuarai kaip vandens šaltiniai taip pat tampa visiškai netinkami dėl padidėjusio sunkiųjų metalų druskų ir įvairių toksinių junginių kiekio, kuriuos normalioje situacijoje sugeria rezervuaro mikroflora.
• Medžiai (ypač spygliuočiai) žūva dėl lapų, šaknų pažeidimo, todėl jie neapsaugoti nuo šalčio ir įvairių ligų.
• Dėl įvairių cheminių reakcijų dirvožemis dalinai netenka mikroelementų ir tampa mažiau maistingas, todėl sulėtėja augalijos augimas ir vystymasis (tuo tarpu per šaknis į medį patenka daug nuodingų medžiagų).
• Žmonės, gyvenantys vietovėse, kuriose yra rūgštus lietus, dažnai turi rimtų viršutinių kvėpavimo takų problemų.
• Rūgštus lietus, ardantis cementą ir neigiamai veikiantis dangą ir Statybinės medžiagos, rimtai gadina architektūros paminklus, pastatus ir kitas konstrukcijas, todėl jos tampa mažiau patvarios.

Kaip apsisaugoti nuo žalingų kritulių?

Šiuo metu regionai, kuriuose daugiausia užregistruota rūgščių kritulių, yra Azija (pirmiausia Kinija, toliau). pramonės įmonės kuri degina anglį) ir Jungtinės Amerikos Valstijos. Atsižvelgiant į tai, kad krituliai linkę kristi tam tikru atstumu nuo debesų pradžios, Kanada ir Japonija taip pat rizikuoja.

Be to, aktyviai augant pramonei, rūgščių lietaus problema vis labiau didėja, todėl artimiausiu metu katastrofiškos tokių kritulių pasekmės tikrai pasijus, jei mokslininkai iki tol neparengs toksiškų kritulių prevencijos schemos. .

Kalbant apie kovą su rūgščiuoju lietumi, reikia turėti omenyje, kad pirmiausia reikia kovoti su šaltiniais, sukėlusiais rūgštų lietų susidarymą, nes su pačiais krituliais kovoti neįmanoma. Siekdami užkirsti kelią neigiamam toksiškų kritulių poveikiui, ekologai ir mokslininkai tiria rūgštų lietų, priežastis ir pasekmes, dirba kuriant atmosferos išmetamųjų teršalų gamybos ir valymo technologijas, kuriant aplinkai nekenksmingus energijos gamybos šaltinius, aplinką tausojančias transporto priemones. ir kt.

Nors vyriausybės skirtingos salys, susivieniję, šios problemos nebespręs ir neieškos išeičių iš gresiančios ekologinės katastrofos, problema nebus išspręsta.

Atsižvelgiant į tai, kad rūgštūs lietūs, kaip ir kitų rūšių krituliai, gali apimti didžiulį plotą, artimiausiu metu rūgštūs lietūs gali tapti įprastu reiškiniu visoje planetoje. Šiuo atveju rūgštiniai junginiai, patenkantys į papildomus cheminės reakcijos, nenustos transformuotis, ko pasekoje nerūpestingiems praeiviams ant galvų netrukus gali pradėti pilti sieros rūgštis.

Rūgštinės frazės tapo įprastos šiuolaikiniame, ypač miesto gyvenime. Vasaros gyventojai dažnai skundžiasi, kad po tokių nemalonių kritulių augalai pradeda nykti, balose atsiranda balkšvas ar gelsvas žydėjimas.

Kas tai yra

Mokslas turi aiškų atsakymą į klausimą, kas yra rūgštus lietus. Visi jie žinomi, kurių vandens kiekis yra žemesnis už normą. Norma laikoma pH 7. Jei tyrimas rodo, kad šis kritulių skaičius yra nepakankamai įvertintas, jie laikomi rūgštiniais. Nuolat stiprėjant pramonės pakilimui, lietaus, sniego, rūko ir krušos rūgštingumas šimtus kartų didesnis nei įprastai.

Priežastys

Rūgštus lietus iškrenta vėl ir vėl. Priežastys slypi pramoninių objektų toksiškose emisijose, automobilių išmetamosiose dujose, kur kas mažesniu mastu – irstant gamtiniams elementams. Atmosfera pilna sieros ir azoto oksidų, vandenilio chlorido ir kitų rūgštį formuojančių junginių. Rezultatas – rūgštus lietus.

Yra kritulių ir šarminių medžiagų. Jie atkreipia dėmesį į kalcio ar amoniako jonų buvimą. Jiems tinka ir „rūgštaus lietaus“ sąvoka. Taip yra dėl to, kad tokie krituliai, patekę į vandens telkinį ar dirvožemį, turi įtakos vandens ir šarmų pusiausvyros pokyčiui.

Ką lemia rūgštinės nuosėdos?

Nėra geros oksidacijos supanti gamta tikrai ne. Rūgštus lietus yra labai žalingas. Augalijos žūties priežastys po tokių kritulių slypi tame, kad iš žemės rūgštimis išplaunama daug naudingų elementų, be to, stebima tarša pavojingais metalais: aliuminiu, švinu ir kt. Užterštos nuosėdos sukelia žuvų mutacijas ir žūtį vandens telkiniuose, netinkamą augmenijos vystymąsi upėse ir ežeruose. Jie taip pat turi neigiamą poveikį įprastai aplinkai: labai prisideda prie natūralių apdailos medžiagų sunaikinimo ir pagreitina metalinių konstrukcijų koroziją.

Po peržiūros bendra charakteristika Iš šio atmosferos reiškinio galime daryti išvadą, kad rūgščių lietaus problema yra viena iš aktualiausių ekologijos požiūriu.

Moksliniai tyrimai

Svarbu išsamiau panagrinėti cheminės gamtos taršos schemą. Rūgštūs lietūs yra daugelio aplinkos trikdžių priežastis. Tokia kritulių charakteristika atsirado XIX amžiaus antroje pusėje, kai chemikas iš Didžiosios Britanijos R. Smithas garuose ir dūmuose atskleidė pavojingų medžiagų, stipriai keičiančių cheminį kritulių vaizdą, kiekį. Be to, rūgštūs lietūs yra reiškinys, kuris plinta dideliuose plotuose, nepriklausomai nuo taršos šaltinio. Mokslininkas taip pat atkreipė dėmesį į užkrėstų kritulių sunaikinimą: augalų ligas, audinių spalvos praradimą, rūdžių plitimo pagreitį ir kt.

Ekspertai tiksliau nustato, kas yra rūgštus lietus. Iš tikrųjų tai yra sniegas, rūkas, debesys ir kruša. Sausi krituliai, kai trūksta atmosferos drėgmės, iškrenta dulkių ir dujų pavidalu.

apie gamtą

Ežerai nyksta, žuvų ištekliai mažėja, miškai nyksta – visa tai skaudžios gamtos oksidacijos pasekmės. Dirvos miškuose į rūgštėjimą nereaguoja taip smarkiai kaip vandens telkiniai, tačiau augalai visus rūgštingumo pokyčius suvokia labai neigiamai. Kaip aerozolis, kenksmingi krituliai apgaubia lapiją ir spyglius, prasiskverbia į kamienus ir prasiskverbia į dirvą. Augalija gauna cheminius nudegimus, palaipsniui silpnėja ir praranda gebėjimą išgyventi. Dirvožemis praranda derlingumą ir augančius augalus prisotina toksiškų junginių.

Biologiniai ištekliai

Atlikus Vokietijos ežerų tyrimą, buvo nustatyta, kad telkiniuose, kuriuose vandens rodiklis gerokai nukrypo nuo normos, žuvys išnyko. Pavieniai egzemplioriai buvo sugauti tik kai kuriuose ežeruose.

Istorinis paveldas

Iš pažiūros nepažeidžiami žmogaus kūriniai taip pat kenčia nuo rūgščių kritulių. Senovės Akropolis, esantis Graikijoje, visame pasaulyje žinomas dėl savo galingų marmurinių statulų kontūrų. Šimtmečiai negaili natūralių medžiagų: tauriąją uolieną ardo vėjai ir liūtys, susidaręs rūgštus lietus dar labiau suaktyvina šį procesą. Restauruodami istorinius šedevrus, šiuolaikiniai meistrai nesiėmė priemonių metalo junginiams apsaugoti nuo rūdžių. Rezultatas – rūgštus lietus, oksiduodamas geležį, sukelia didelius statulų įtrūkimus, marmuro įtrūkimus dėl rūdžių slėgio.

Kultūros paminklai

Jungtinės Tautos pradėjo tyrimus dėl rūgščių kritulių poveikio kultūros paveldo vietovėms. Jų metu buvo įrodytos neigiamos liūčių veikimo pasekmės gražiausiems Vakarų Europos miestų vitražams. Tūkstančiams spalvotų akinių gresia nugrimzti į užmarštį. Iki XX amžiaus jie džiugino žmones savo stiprybe ir originalumu, tačiau paskutiniai dešimtmečiai, rūgščiųjų liūčių temdyti, grasina sunaikinti didingus vitražinius paveikslus. Sieros prisotintos dulkės griauna senovinius odinius ir popierinius daiktus. Senovinių gaminių įtakoje jie praranda gebėjimą atsispirti atmosferos reiškiniams, tampa trapūs ir greitai gali subyrėti į dulkes.

Ekologinė katastrofa

Rūgštus lietus yra rimta žmonių išlikimo problema. Deja, realybės šiuolaikinis gyvenimas Reikalauti vis labiau plėsti pramoninę gamybą, o tai didina nuodingų apimtį. Planetoje daugėja gyventojų, didėja gyvenimo lygis, daugėja automobilių, energijos suvartojimas iškrito iš topų. Tuo pačiu metu tik kogeneracinė elektrinė Rusijos Federacija teršti kasmet aplinką milijonai tonų sieros turinčio anhidrido.

Rūgštus lietus ir ozono skylės

Ozono skylės yra taip pat plačiai paplitusios ir kelia rimtesnį susirūpinimą. Aiškinant šio reiškinio esmę, reikia pasakyti, kad tai ne tikras atmosferos apvalkalo plyšimas, o ozono sluoksnio, esančio maždaug 8-15 km nuo Žemės ir besitęsiančio į stratosferą, storio pažeidimas. iki 50 km. Ozono kaupimasis didžiąja dalimi sugeria žalingą saulės ultravioletinės spinduliuotės spinduliuotę, apsaugodamas planetą nuo stipriausios spinduliuotės. Štai kodėl ozono skylės ir rūgštus lietus kelia grėsmę normaliam planetos gyvenimui, todėl reikia skirti didžiausią dėmesį.

Ozono vientisumas

Dvidešimtojo amžiaus pradžioje chlorfluorangliavandeniliai (CFC) buvo įtraukti į žmogaus išradimų sąrašą. Jų ypatumas buvo išskirtinis stabilumas, kvapo nebuvimas, nedegumas ir toksinio poveikio nebuvimas. CFC pamažu buvo pradėta plačiai diegti gaminant įvairius šaldymo įrenginius (nuo automobilių iki medicinos kompleksų), gesintuvus, buitinius aerozolius.

Tik XX amžiaus antrosios pusės pabaigoje chemikai Sherwood Roland ir Mario Molina pasiūlė, kad šios stebuklingos medžiagos, kitaip vadinamos freonais, stipriai veikia ozono sluoksnį. Tuo pačiu metu CFC gali „plaukioti“ ore dešimtmečius. Palaipsniui kylant nuo žemės jie pasiekia stratosferą, kur ultravioletinė spinduliuotė ardo freono junginius, išskirdami chloro atomus. Dėl šio proceso ozonas paverčiamas deguonimi daug greičiau nei įprastomis natūraliomis sąlygomis.

Baisiausia tai, kad šimtams tūkstančių ozono molekulių pakeisti reikia vos kelių chloro atomų vienetų. Be to, chlorfluorangliavandeniliai laikomi šiltnamio efektą sukeliančiomis dujomis, kurios prisideda prie visuotinio atšilimo. Teisinga pridurti, kad pati gamta prisideda prie ozono sluoksnio naikinimo. Taigi vulkaninėse dujose yra iki šimto junginių, įskaitant anglį. Natūralūs freonai prisideda prie aktyvaus ozono turinčio sluoksnio plonėjimo virš mūsų planetos ašigalių.

Ką galima padaryti?

Išsiaiškinti, koks yra rūgštaus lietaus pavojus, nebeaktualu. Dabar kiekvienoje valstybėje, kiekvienoje pramonės įmonėje darbotvarkėje, visų pirma, turėtų būti priemonės, užtikrinančios aplinkos oro švarą.

Rusijoje milžiniškos gamyklos, tokios kaip RUSAL pastaraisiais metais jie pradėjo labai atsakingai žiūrėti į šį klausimą. Jie negaili išlaidų modernių patikimų filtrų ir valymo įrenginių, neleidžiančių oksidams ir sunkiųjų metalų patekti į atmosferą, įrengimui.

Vis dažniau naudojami alternatyvūs energijos gamybos būdai, kurie nėra susiję pavojingų pasekmių... Vėjo ir saulės energija (pavyzdžiui, kasdieniame gyvenime ir automobiliams) nebėra fantazija, o sėkminga praktika, padedanti sumažinti kenksmingų emisijų kiekį.

Miško želdinių plėtimas, upių ir ežerų valymas, tinkamas šiukšlių perdirbimas yra veiksmingi kovos su aplinkos tarša metodai.

Rūgščių lietų priežastys

Pagrindinė rūgščių lietaus priežastis- dėl pramoninių sieros ir azoto oksidų, vandenilio chlorido ir kitų rūgštį formuojančių junginių buvimas atmosferoje. Dėl to lietus ir sniegas rūgštėja. Rūgščių lietų susidarymas ir jo poveikis aplinkai parodytas pav. 1 ir 2.

Jei ore yra pastebimas kiekis, pavyzdžiui, amoniako ar kalcio jonų, susidaro ne rūgštiniai, o šarminiai krituliai. Tačiau įprasta jas vadinti ir rūgštinėmis, nes patekusios ant dirvos ar vandens telkinio jos keičia rūgštingumą.

Didžiausias užfiksuotas kritulių rūgštingumas Vakarų Europoje - kai pH = 2,3, Kinijoje - kai pH = 2,25. Pagal autorių studijų vadovas Rusijos mokslų akademijos Ekologijos centro eksperimentinėje bazėje Maskvos srityje 1990 metais buvo užfiksuotas lietus, kurio pH = 2,15.

Natūralios aplinkos rūgštėjimas neigiamai veikia būklę. Tokiu atveju iš dirvožemio išplaunamos ne tik maisto medžiagos, bet ir toksiški metalai, tokie kaip švinas, aliuminis ir kt.

Parūgštintame vandenyje aliuminio tirpumas didėja. Ežeruose tai sukelia ligas ir žuvų mirtį, sulėtėja fitoplanktono ir dumblių vystymasis. Rūgštus lietus ardo apdailos medžiagas (marmurą, kalkakmenį ir kt.), žymiai sumažindamas gelžbetoninių konstrukcijų tarnavimo laiką.

Taigi, natūralios aplinkos oksidacija Yra vienas iš svarbiausių aplinkosaugos klausimai kurį reikia spręsti artimiausiu metu.

Ryžiai. 1. Rūgščių lietų susidarymas ir jų poveikis aplinkai

Ryžiai. 2. Įvertintas lietaus vandens ir kai kurių medžiagų rūgštingumas pH vienetais

Rūgščių nusodinimo problema

Pramonės, transporto plėtra, naujų energijos šaltinių kūrimas lemia tai, kad pramonės išmetamų teršalų kiekis nuolat didėja. Taip yra daugiausia dėl iškastinio kuro naudojimo šiluminėse elektrinėse, pramonės įmonėse, automobilių varikliuose ir gyvenamųjų namų šildymo sistemose.

Deginant iškastinį kurą į Žemės atmosferą patenka azoto, sieros, chloro ir kitų elementų junginiai. Tarp jų vyrauja sieros oksidai - S0 2 ir azotas - NO x (N 2 0, N0 2). Sieros ir azoto oksidai, susijungę su vandens dalelėmis, sudaro įvairios koncentracijos sieros (H 2 SO 4) ir azoto (HNO 3) rūgštis.

1883 metais švedų mokslininkas S. Arrhenius į apyvartą įvedė du terminus – „rūgštis“ ir „bazė“. Rūgštimis jis vadino medžiagas, kurios, ištirpusios vandenyje, sudaro laisvus teigiamai įkrautus vandenilio jonus (H +), o bazėmis – medžiagas, kurios, ištirpusios vandenyje, sudaro laisvus neigiamo krūvio hidroksido jonus (OH -).

Vandeninių tirpalų pH (vandens rūgštingumo rodiklis arba vandenilio jonų koncentracijos laipsnio indikatorius) gali būti nuo 0 iki 14. Neutralių tirpalų pH yra 7,0, rūgštinei terpei būdingas mažesnis pH. nei 7,0, šarminis - daugiau nei 7,0 (3 pav.).

Aplinkoje, kurios pH yra 6,0, miršta tokios žuvų rūšys kaip lašiša, upėtakis, kuoja ir gėlavandenės krevetės. Esant pH 5,5, žūva gaktos bakterijos, kurios suyra organinės medžiagos ir lapai, ir organinės šiukšlės pradeda kauptis apačioje. Tada miršta planktonas – mažyčiai vienaląsčiai dumbliai ir paprasčiausi bestuburiai, kurie sudaro rezervuaro mitybos grandinės pagrindą. Kai rūgštingumas pasiekia pH 4,5, žūsta visos žuvys, dauguma varlių ir vabzdžių, išgyvena tik kelios gėlavandenių bestuburių rūšys.

Ryžiai. 3. Rūgštingumo skalė (pH)

Nustatyta, kad technogeninių emisijų, susijusių su iškastinių anglių deginimu, dalis sudaro apie 60-70% viso jų kiekio, naftos produktų dalis - 20-30%, kitų gamybos procesų dalis - 10%. 40 % NO x emisijų susidaro iš transporto priemonių išmetamųjų dujų.

Rūgščių lietų padariniai

Būdinga stipriai rūgštinė reakcija (dažniausiai pH<5,6), получили название кислотных (кислых) дождей. Впервые этот термин был введен британским химиком Р.Э. Смитом в 1872 г. Занимаясь вопросами загрязнения г. Манчестера, Смит доказал, что дым и пары содержат вещества, вызывающие серьезные изменения в химическом составе дождя, и что эти изменения можно заметить не только вблизи источника их выделения, но и на большом расстоянии от него. Он также обнаружил некоторые вредные rūgštinio lietaus poveikis: audinių spalvos pakitimas, metalinių paviršių korozija, statybinių medžiagų sunaikinimas ir augmenijos žūtis.

Specialistai teigia, kad terminas „rūgštus lietus“ nėra pakankamai tikslus. Šio tipo teršalams geriau tinka terminas „rūgštinis nusodinimas“. Iš tiesų, teršalai gali kristi ne tik lietaus, bet ir sniego, debesų, rūko ("šlapių kritulių"), dujų ir dulkių ("sausų kritulių") pavidalu sausuoju laikotarpiu.

Nepaisant to, kad pavojaus signalas nuskambėjo daugiau nei prieš šimtą metų, pramoninės valstybės jau seniai ignoravo rūgščių kritulių pavojų. Tačiau 60-aisiais. XX amžiuje ekologai pranešė apie žuvų išteklių sumažėjimą ir net visišką jos išnykimą kai kuriuose Skandinavijos ežeruose. 1972 metais rūgštaus lietaus problemą pirmą kartą iškėlė aplinkos mokslininkai Švedijoje Jungtinių Tautų aplinkos konferencijoje. Nuo to laiko pasaulinio aplinkos rūgštėjimo pavojus tapo viena iš aktualiausių žmoniją ištikusių problemų.

1985 m. rūgštūs lietūs Švedijoje smarkiai pakenkė žuvininkystei 2500 Švedijos ežerų. 1750 m. žuvys visiškai išnyko iš 5000 ežerų pietų Norvegijoje. Bavarijos (Vokietija) rezervuarų tyrimas parodė, kad pastaraisiais metais žuvų skaičius smarkiai sumažėjo, o kai kuriais atvejais ir visiškai išnyko. Rudenį tiriant 17 ežerų, nustatyta, kad vandens pH svyravo nuo 4,4 iki 7,0. Ežere, kur pH buvo 4,4; 5.1 ir 5.8, nepagauta nei viena žuvis, o likusiuose ežeruose aptikti tik pavieniai ežerinių ir vaivorykštinių upėtakių bei paprastųjų žuvėdrų egzemplioriai.

Kartu su ežerų nykimu vyksta miškų degradacija. Nors miško dirvožemiai yra mažiau jautrūs rūgštėjimui nei vandens telkiniai, juose auganti augalija itin neigiamai reaguoja į padidėjusį rūgštingumą. Rūgštūs krituliai aerozolių pavidalu apgaubia medžių spyglius ir lapiją, prasiskverbia į lają, nuteka kamienu ir kaupiasi dirvoje. Tiesioginė žala išreiškiama augalų cheminiu nudegimu, augimo sulėtėjimu ir nepakankamai iškirstos augalijos sudėties pasikeitimu.

Rūgštūs krituliai ardo pastatus, vamzdynus, transporto priemones daro netinkamas naudoti, mažina dirvožemio derlingumą ir gali palengvinti nuodingų metalų prasiskverbimą į vandeninguosius sluoksnius.

Daugelis pasaulio kultūros paminklų yra veikiami destruktyvaus rūgščių kritulių poveikio. Taigi 25 šimtmečius visame pasaulyje žinomo Senovės Graikijos architektūros paminklo Akropolio marmurinės statulos buvo nuolat veikiamos vėjo erozijos ir lietaus. Pastaruoju metu rūgščių nusodinimas paspartino šį procesą. Be to, ant paminklų nusėda suodžių pluta pramonės įmonių išskiriamo sieros dioksido pavidalu. Atskiriems architektūriniams elementams sujungti senovės graikai naudojo nedidelius strypus ir kabes iš geležies, padengtas plonu švino sluoksniu. Taigi jie buvo apsaugoti nuo rūdžių. Atliekant restauravimo darbus (1896-1933), be atsargumo priemonių buvo naudojamos plieninės detalės, o dėl geležies oksidacijos rūgšties tirpalu marmurinėse konstrukcijose susidaro dideli įtrūkimai. Dėl rūdžių padidėja tūris ir marmuras įtrūksta.

Vienos iš JT komisijų inicijuotų tyrimų rezultatai rodo, kad rūgštiniai krituliai kai kuriuose Vakarų Europos miestuose daro neigiamą poveikį senoviniams vitražams, kurie gali juos galutinai sunaikinti. Kyla pavojus daugiau nei 100 000 spalvoto stiklo pavyzdžių. Senieji vitražai buvo geros būklės iki XX amžiaus pradžios. Tačiau per pastaruosius 30 metų naikinimo procesas įsibėgėjo, o neatlikus būtinų restauravimo darbų, po kelių dešimtmečių vitražai gali žūti. Spalvotas stiklas, pagamintas VIII-XVII amžiuje, yra ypač pavojingas. Taip yra dėl gamybos technologijos ypatumų.

Sąvoka „rūgštus lietus“ reiškia visų rūšių meteorologinius kritulius – lietų, sniegą, krušą, rūką, lietų ir sniegą, kurių pH yra mažesnis už vidutinį lietaus vandens pH (vidutinis lietaus vandens pH yra 5,6). Žmogaus veiklos metu išskiriamas sieros dioksidas (SO2) ir azoto oksidai (NOx) atmosferoje virsta rūgštis formuojančiomis dalelėmis. Šios dalelės reaguoja su atmosferos vandeniu, paversdamos jį rūgštiniais tirpalais, kurie mažina lietaus vandens pH. Sieros dioksidas ir įvairūs azoto oksidai į atmosferą išmetami kelių transportu, dėl metalurgijos įmonių ir elektrinių veiklos, taip pat deginant anglį ir medieną. Reaguodami su atmosferos vandeniu, jie virsta rūgščių – sieros, sieros, azoto ir azoto – tirpalais. Tada jie kartu su sniegu ar lietumi nukrenta į Žemę.

Rūgštus lietus dažniausiai stebimas pramoninėse vietovėse. Nors vandens lašeliai greitai pasišalina iš atmosferos, jie vis tiek pasklinda šimtus kilometrų nuo skleidžiančių šilumos įrenginių, pramonės įmonių ir kt.

Tarp miestų ore esančių kenksmingų medžiagų yra didelė kancerogeninio aktyvumo grupė. Tai pirmiausia benzo (a) pirenas ir kiti aromatiniai angliavandeniliai, gaunami iš pramonės įmonių katilinių ir transporto priemonių išmetamųjų dujų.

Rūgščių kritulių pasekmės.

70-aisiais. Skandinavijos šalių upėse ir ežeruose pradėjo nykti žuvys, kalnuose papilkė sniegas, žemę anksčiau laiko užklojo medžių lapija. Labai greitai tie patys reiškiniai buvo pastebėti JAV, Kanadoje, Vakarų Europoje. Vokietijoje nukentėjo 30 proc., o kai kur – 50 proc. miškų. Ir visa tai vyksta toli nuo miestų ir pramonės centrų. Paaiškėjo, kad visų šių bėdų priežastis – rūgštūs lietūs.

Skirtinguose vandens telkiniuose pH vertė skiriasi, tačiau netrikdomoje natūralioje aplinkoje šių pokyčių diapazonas yra griežtai ribotas. Natūralūs vandenys ir dirvožemiai turi buferinių savybių, geba neutralizuoti tam tikrą rūgšties dalį ir tausoti aplinką. Tačiau akivaizdu, kad gamtos buferinis pajėgumas nėra neribotas.

Nedideli kiekiai fosfatinių trąšų gali įkvėpti naujos gyvybės rūgščių lietaus paveiktiems rezervuarams, padeda planktonui pasisavinti nitratus, dėl to sumažėja vandens rūgštingumas. Fosfatą naudoti pigiau nei kalkes, o fosfatas mažiau veikia vandens chemiją.

Dirvožemis ir augalai, be abejo, kenčia ir nuo rūgščių lietų: mažėja dirvožemio produktyvumas, mažėja aprūpinimas maisto medžiagomis, keičiasi dirvožemio mikroorganizmų sudėtis.

Rūgštus lietus daro didelę žalą miškams. Miškai išdžiūsta, dideliuose plotuose susidaro sausuma.

Rūgštis padidina aliuminio mobilumą dirvožemyje, o tai yra toksiška mažoms šaknims, o tai sukelia žalumynų ir spyglių slopinimą, šakų trapumą. Ypač nukenčia spygliuočiai, nes spygliai keičiami rečiau nei lapai, todėl per tą patį laikotarpį susikaupia daugiau kenksmingų medžiagų. Spygliuočiai pagelsta, jų vainikai lepinami, pažeidžiamos smulkios šaknys. Bet lapuočių medžiuose pakinta lapų spalva, per anksti nukrenta lapija, žūsta dalis lajos, pažeidžiama žievė. Natūralaus spygliuočių ir lapuočių miškų atsinaujinimo nėra.

Šiaurės Karolinos Amerikos universiteto ekspertai tyrė rūgščių lietų poveikį augalams tuo laikotarpiu, kai jie yra labiausiai jautrūs aplinkos veiksniams. Veikiant rūgštiniam lietui iš karto po apdulkinimo, kukurūzų burbuolėse susidarė mažiau grūdų nei laistant švariu vandeniu. Be to, kuo daugiau rūgšties buvo lietaus vandenyje, tuo mažiau burbuolėse susidarė grūdelių. Tuo pačiu metu paaiškėjo, kad prieš apdulkinimą praėję rūgštūs lietūs neturėjo pastebimos įtakos grūdų formavimuisi.

Rūgštus lietus ne tik naikina laukinę gamtą, bet ir griauna architektūros paminklus. Patvarus, kietas marmuras, kalcio oksidų (CaO ir CO2) mišinys, reaguoja su sieros rūgšties tirpalu ir virsta gipsu (CaSO4). Temperatūros pokyčiai, lietaus ir vėjo srovės sunaikina šią minkštą medžiagą. Graikijos ir Romos istoriniai paminklai, stovėję tūkstantmečius, pastaraisiais metais naikinami tiesiog mūsų akyse. Toks pat likimas gresia Tadžmahalui – Mogolų laikotarpio Indijos architektūros šedevrui, Londone – Taueriui ir Vestminsterio abatijai. Pauliaus katedroje Romoje išgraužta 2,5 cm Portlando kalkakmenio, Olandijoje Šv. Joninių statulos tirpsta kaip saldainiai. Juodos nuosėdos aprūdė karališkuosius rūmus Dam aikštėje Amsterdame. Daugiau nei 100 tūkstančių vertingiausių vitražų, puošiančių katedras Tente, Conterbury, Kelne, Erfurte, Prahoje, Berne ir kituose Europos miestuose per artimiausius 15-20 metų gali būti visiškai prarasti. Ištyrę naujus duomenis apie įvairiuose Vakarų Europos regionuose iškritusių kritulių rūgštingumą, jų poveikį pastatams ir statiniams, Dublino universiteto (Airija) darbuotojai išsiaiškino, kad katastrofiškiausia situacija susiklostė Mančesterio centre (Did. Didžiojoje Britanijoje), kur rūgščių kritulių per 20 mėnesių ištirpo daugiau nei 120 1 kv. m akmens (smiltainio, marmuro ar kalkakmenio). Miestas buvo smarkiai nukentėjęs, nors bendras kritulių kiekis stebimu laikotarpiu buvo itin mažas. Akivaizdu, kad jų rūgštingumas buvo per didelis.

Po Mančesterio rikiuojasi Liphun (Didžioji Britanija Hampšyras) ir Antverpenas (Belgija), kur kiekvienas akmuo po atviru dangumi prarado 100 g nuo 1 kv. m. Net tokie miestai, žinomi dėl savo atmosferos užterštumo, kaip Atėnai, Kopenhaga ir Amsterdamas, buvo daug mažesniu mastu naikinami rūgštimi. Nuo rūgštaus lietaus kenčia ir žmonės, kurie yra priversti vartoti geriamąjį vandenį, užterštą nuodingais metalais – gyvsidabriu, švinu, kadmiu ir kt.

Būtina saugoti gamtą nuo oksidacijos. Norėdami tai padaryti, reikės smarkiai sumažinti sieros ir azoto oksidų, bet pirmiausia sieros dioksido, išmetimą į atmosferą, nes būtent sieros rūgštis ir jos druskos 70–80% sukelia dideliu atstumu krentančių liūčių rūgštingumą. iš pramoninės emisijos vietos. Natūralūs krituliai turi skirtingą rūgštingumą, tačiau vidutiniškai pH = 5,6. Rūgštiniai nusodinimai su pH< 5,6 представляют серьезную угрозу, особенно если величина рН падает ниже 5,1. Ниже перечислю основные последствия выпадения кислотных осадков:

• - Žala statuloms, pastatams, metalams ir automobilių apdailai;
• - Žuvų, vandens augalų ir mikroorganizmų mirtis ežeruose ir upėse;
• - Sumažėjęs lašišų ir upėtakių vaisingumas esant pH
• - Daugelio fitoplanktono rūšių mirtis ir produktyvumo sumažėjimas, kai pH
• - Dideliame aukštyje augančių medžių, ypač spygliuočių, nusilpimas arba žūtis dėl kalcio, natrio ir kitų maisto medžiagų išplovimo iš dirvos;
• - Medžių šaknų pažeidimai ir daugelio žuvų rūšių žūtis dėl aliuminio, švino, gyvsidabrio ir kadmio jonų išsiskyrimo iš dirvožemio ir dugno nuosėdų;
• - Medžių silpninimas ir jų jautrumo ligoms, vabzdžiams, sausrų, grybų ir samanų, kurie klesti rūgščioje aplinkoje, didinimas;
• - sulėtinti tokių kultūrų, kaip pomidorai, sojos pupelės, pupelės, tabakas, špinatai, morkos, brokoliai ir medvilnė, augimą;
• - 81 agolos populiacijos augimas, paprasčiausias, sukeliantis rimtą žarnyno infekciją, kuri paveikia alpinistus ir alpinistus, geriančius vandenį iš iš pažiūros skaidrių kalnų upelių;
• – Daugelio žmogaus kvėpavimo sistemos ligų atsiradimas ir paūmėjimas, priešlaikinė žmonių mirtis.

Rūgštūs krituliai iliustruoja slenksčio efektą. Daugumoje dirvožemių, ežerų ir upių yra šarminių cheminių medžiagų, kurios gali sąveikauti su kai kuriomis rūgštimis, kad jas neutralizuotų. Tačiau nuolatinis rūgščių poveikis bėgant metams išeikvoja daugumą šių oksidaciją slopinančių medžiagų. Tada tarsi staiga ežeruose ir upėse prasideda masinė medžių ir žuvų mirtis. Kai taip nutinka, jau per vėlu imtis priemonių, kad būtų išvengta rimtos žalos. Vėlavimas yra 10-20 metų.

Rūgštūs krituliai jau yra didelė problema Šiaurės ir Vidurio Europoje, JAV šiaurės rytuose, Kanados pietryčiuose, kai kuriose Kinijos dalyse, Brazilijoje ir Nigerijoje. Jie tampa vis didesne grėsme pramoniniuose Azijos, Lotynų Amerikos ir Afrikos regionuose bei kai kuriose JAV vakarų vietose (daugiausia dėl sausų kritulių). Rūgščių kritulių taip pat iškrenta daugelyje atogrąžų regionų, kur pramonė praktiškai nėra išvystyta, daugiausia dėl azoto oksidų išsiskyrimo deginant biomasę. Didžioji dalis vienoje šalyje pagamintų rūgštį formuojančių medžiagų vyraujančių paviršinių vėjų pernešama į kitos teritoriją. Daugiau nei tris ketvirtadalius rūgščių kritulių Norvegijoje, Šveicarijoje, Austrijoje, Švedijoje, Nyderlanduose ir Suomijoje į šias šalis atneša vėjas iš Vakarų ir Rytų Europos pramoninių regionų. Daugiau nei pusę rūgščių kritulių tankiai apgyvendintose pietryčių Kanados ir rytų JAV teritorijose nulėmė labai koncentruotų anglies, naftos ir pramonės gamyklų emisijos septyniose Centrinės ir Aukštutinės Vidurio Vakarų valstijose – Ohajo, Indianos, Pensilvanijos, Ilinojaus, Misūrio valstijose. Vakarų Virdžinija ir Tenesis (V pav.). Kritulių rūgštingumas didžiojoje Šiaurės Amerikos rytų dalyje yra 4,0–4,2. Tai 30–40 kartų daugiau nei įprastų kritulių rūgštingumas, kuris šiose vietose iškrito prieš kelis dešimtmečius. Labiausiai rūgštinančių medžiagų išskiriančios valstijos yra Kalifornija, Indiana, Ohajas ir Teksasas.

Apie 75% rūgščių kritulių Kanadoje atneša vėjai iš JAV, o tik 15% rūgščių kritulių šiaurės rytų valstijose susidaro dėl pačios Kanados išmetamų teršalų. Toks didelis teigiamas rūgščių transportavimo balansas tarp JAV ir Kanados lėmė abiejų šalių santykių paaštrėjimą. Kanados mokslininkai ir pareigūnai bei daugelis JAV mokslininkų kritikavo JAV vyriausybę už tai, kad ji nėra pakankamai skubi sumažinti pramonės įmonių ir elektrinių emisijas bent 50%. Ontarijo aplinkos departamentas apskaičiavo, kad rūgštūs krituliai kelia grėsmę 48 000 Kanados ežerų ir jų sportinės žvejybos (1,1 mlrd. USD per metus) ir turizmo (10 mlrd. USD per metus) pramonei. Kanadiečiai taip pat susirūpinę, kad rūgštėjimas kenkia miškininkystei ir susijusioms pramonės šakoms, kuriose dirba 1 iš 10 šalies gyventojų ir kasmet gaunama 14 mlrd. Nacionalinė mokslų akademija apskaičiavo, kad rūgščių kritulių daroma žala Jungtinėse Valstijose jau siekia mažiausiai 6 milijardus per metus ir išaugs, jei nebus imtasi skubių veiksmų.

Šių teršalų mažinimo išlaidos svyruos nuo 1,2 mlrd. USD iki 20 mlrd. USD, priklausomai nuo apdorojimo laipsnio ir technologijos, kuri bus naudojama.