Вопрос 57. Причины образования и выпадения кислотных осадков. Какие газы вызывают образование кислотных осадков. Последствия.

Причины образования кислотных осадков.

Основная причина образования и выпадения кислотных осадков (зачастую неточно называемых «кислотными дождями») — наличие в атмосфере оксидов серы и азота, хлористого водорода и иных кислотообразующих соединений. Считается, что преимущественно снижение величины pH вызвано выбросом в атмосферу серосодержащих загрязнений (-2/3) и соединений, содержащих азот (-1/3). Присутствие в воздухе заметного количества, например, аммиака или ионов кальция (Са2+) приводит к выпадению не кислых, а щелочных осадков. Однако их также принято называть кислотными, ибо они имеют «нестандартную» кислотность и при попадании на почву или в водоем соответственно меняют кислотность последних.

Дождевая вода, образующаяся при конденсации водяного пара, теоретически должна иметь нейтральную реакцию, однако в действительности даже самый чистый дождь не имеет значение рН = 7. Ведь в атмосфере всегда присутствует углекислый газ (постоянный компонент воздуха), который при взаимодействии с атмосферной водой образует угольную кислоту.

Поэтому дождевая вода имеет слабокислую реакцию (рН = 5,6). Кислотным же называется дождь, рН которого < 5,6. Термин «кислотный дождь» впервые ввел английский химик Роберт Ангус Смит в 1882 г. в своей книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии». А. Смиту удалось выявить зависимость между уровнем загрязнения воздуха над Манчестером и кислотностью осадков.

Образование кислотного дождя обусловлено выбросами в атмосферу кислотных оксидов, преимущественно SO₂и NO₂, естественные и техногенные источники. К основным антропогенным источникам этих газов относятся тепловые электростанции, промышленные котельные, автотранспорт, технологические агрегаты металлургической, химической и других отраслей промышленности.

Поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется кислородом воздуха в серный ангидрид. Происходит эта необычная для природы реакция в присутствии пылеобразных частиц оксидов металлов, выступающих в роли катализаторов, или под действием солнечного света.

Образующийся серный ангидрид растворяется в капельках влаги с образованием серной кислоты, выпадающей далее с атмосферными осадками на Землю в виде кислотного дождя.

Так образуется в атмосфере серная кислота, являющаяся первой причиной выпадения кислотных осадков.

Вторая причина образования кислотных осадков связана с азотной кислотой, образующейся в атмосфере из оксидов азота.

Последствия кислотных дождей

Ученые отмечают, что последствия кислотных дождей очень многомерны, и опасны как для людей и животных, так и растений. В числе главных специалисты называют следующие эффекты:

1. Кислотные дожди заметно повышают кислотность озер, прудов, водохранилищ, в результате чего там постепенно вымирает их естественная флора и фауна. В результате изменения экосистемы водоемов, происходит их заболачивание, засорение, повышенная илистость.  Кроме того, в результате таких процессов вода становится непригодной для использования человеком. В ней повышается содержание солей тяжелых металлов и различных токсичных соединений, которые в нормальной ситуации поглощаются микрофлорой водоема.

2. Кислотные дожди приводят к деградации лесов, вымиранию растений. Особенно страдают хвойные деревья, так как медленное обновление листвы не дает им возможности самостоятельно устранять последствия кислотных дождей. Очень подвержены таким осадкам и молодые леса, качество которых стремительно падает. При постоянном воздействии воды с повышенной кислотностью, деревья погибают.

3. В США и Европе кислотные дожди – одна из распространенных причин плохих урожаев, вымирания сельскохозяйственных культур на огромных площадях. При этом причина такого ущерба кроется как в прямом воздействии, которое оказывают кислотные дожди на растения, так и в нарушениях минерализации почвы.

4. Кислотные дожди наносят непоправимый ущерб памятникам архитектуры, здания, сооружениям. Действие таких осадков вызывает ускоренную коррозию металлов, выход из строя механизмов.

5. При текущей кислотности, которую имеют кислотные дожди, в некоторых случаях они могут наносить прямой вред человеку и животных. Прежде всего, люди в зонах повышенной опасности страдают от заболеваний верхних дыхательных путей. Впрочем, не так далек тот день, когда насыщенность вредных веществ в атмосфере достигнет уровня, при котором в виде осадков будет выпадать серная и нитратная кислота достаточно высокой концентрации. В такой ситуации угроза здоровью человека окажется уже значительно более высокой.