Как можно исправить кислотные дожди

Кислотные дожди – это одно из последствий загрязнения воздуха. Газы, образующиеся при сжигании топлива, вступают в реакцию с кислородом и водяным паром, превращаясь в кислоты, которые падают на поверхность земли в виде дождя. Происходит подкисление земли и грунтовых вод, из-за чего оказывается разрушительное воздействие на экосистемы.  Такое явление представляет серьезную опасность для живых существ на планете.

Причины возникновения кислотных дождей

Причины кислотных дождей – извержения вулканов, землетрясения, природные пожары, молнии и некоторые другие процессы на уровне микроорганизмом. Из-за них в атмосферу выделяется диоксид серы и оксид азота. Но именно деятельность человека является причиной большинства выбросов диоксида серы, а именно:

1. Сжигание топлива в
   промышленности и на электростанциях; 
2. Выхлопные газы
   транспортных средств – образуют половину выбросов оксида азота;
3. Интенсивное животноводство – производит аммиак из
   разложения органического вещества.

Выпадение кислотных дождей связано с тем, что загрязнения из этих трех источников может переносится на большие расстояния от места их возникновения. При контакте с атмосферой происходит окисление, из-за чего образуются серная и азотная кислоты. Они растворяются в каплях воды в облаках и выпадают на поверхность земли в виде кислотных дождей, снега или тумана.

Отрицательные последствия кислотных дождей

Кислотность дождя изменяется в сочетании с серной и азотной кислотой. Поэтому, когда он падает на землю или воду, он меняет свои химические характеристики и ставит под угрозу баланс экосистем. Такое явление определяется, как подкисление окружающей среды. Приводит к серьезным последствиям.

Влияние кислотных дождей на окружающую среду негативное. Ему подвержены следующие системы:

1. Океаны и моря с их
   флорой и фауной;
2. Внутренние воды,
   пресноводные источники с их обитателями;
3. Зеленые насаждения,
   делая их сильно уязвимыми;
4. На культурные и
   исторические памятники;
5. На человека – прямо или
   посредственно губя его здоровье.   

Океаны теряют биоразнообразие и продуктивность. Неестественное
изменение кислотности морских вод наносит вред фитопланктону, источнику пищи
для различных организмов и животных, который может изменить пищевую цепь и
привести к вымиранию различных морских видов;

Внутренние воды также подкисляются
очень быстрыми темпами, что вызывает особую обеспокоенность, поскольку, хотя
только 1% воды планеты является пресной, в ней живет 40% рыб. Это
подкисление увеличивает концентрацию ионов металлов – в основном ионов алюминия
– что может привести к гибели многих рыб,
земноводных и водных растений в подкисленных озерах. Кроме
того, тяжелые металлы транспортируются в
подземные воды, которые становятся непригодными для потребления.

В лесах изменившийся уровень
кислотности почвы и концентрации металлов, таких как алюминий, не позволяют
растительности должным образом поглощать воду и питательные вещества, в которых
она нуждается. Наносится вред корням, замедляется
рост растений, они становятся более слабыми и более уязвимыми для
болезней и вредителей.

Кислотный дождь также влияет на художественное,
историческое и культурное наследие. Помимо коррозии металлических элементов зданий и инфраструктуры, ухудшается
внешний вид памятников. Наибольший ущерб наносится известняковым конструкциям, изготовленных из мрамора, которые постепенно растворяются под действием кислот и
воды.

Пути решения проблемы кислотных дождей

Основной упор необходимо сосредоточить на источниках образования кислотных дождей, на которые человек в силах повлиять.  Речь идет о следующих мерах:

1. Очистка выхлопных и дымовых труб;
2. Восстановление поврежденных сред;
3. Массовое внедрение альтернативных источников энергии.

Большая часть электроэнергии, обеспечивающей современные
потребности населения планеты, поступает от сжигания ископаемых видов топлива,
таких как нефть, природный газ и уголь, которые генерируют оксиды азота (NO_х)
и диоксид серы (SO₂) в качестве основных источников кислотных
дождей. Сжигание угля в основном обеспечивает выбросы SO₂, а
выбросы NO_х в основном происходят от другого ископаемого топлива.

Промывка и использование угля с низким содержанием серы, оснащение производств устройствами, известными как «скрубберы», могут обеспечить техническое решение для выбросов SO₂. Десульфуризация или очистка дымовых газов позволяет удалить 95% SO₂ из газов, покидающих дымовые трубы. Электростанции также могут перейти на использование топлива, которое выделяет гораздо меньше SO₂, такого как природный газ, вместо сжигания угля. Эти методы относятся к стратегиям сокращения выбросов.

Аналогичным образом, выбросы NO_х при сжигании автомобильного топлива снижаются за счет использования каталитических нейтрализаторов. Каталитические нейтрализаторы установлены на выхлопной трубе, чтобы уменьшить выбросы NO_х. Улучшение качества бензина, который сгорает, также позволяет уменьшить выбросы газов NO_х.

Восстановление поврежденных
сред

Процесс, называемый известкованием, в котором используется известняк
или известь, является практикой, позволяет восстановить ущерб, нанесенный
кислотными дождями озерам, рекам и ручьям. Добавление извести в поверхностные
воды уравновешивает кислотность. 

Этот процесс широко используется, например, в Швеции, для поддержания
оптимального уровня кислотности воды. Несмотря на то, что это
дорогостоящий метод, его необходимо применять неоднократно. Кроме того, он
предлагает только краткосрочное решение, но помогает восстановить водные формы
жизни, защищает их от гибели.

Альтернативные источники
энергии

Помимо ископаемого топлива, существует широкий
спектр альтернативных источников энергии, которые могут генерировать
электроэнергию. К ним относятся следующие виды энергии:

• ветра;
• от геотермальных источников;
• солнечная;
• атомная;
• гидроэнергетика.

Использование этих источников энергии может предложить эффективные
альтернативы электроэнергии вместо использования ископаемого
топлива. Топливные элементы, природный газ и аккумуляторы также могут
заменить использование ископаемого топлива в качестве более чистых источников. 

Несмотря на то, что все указанные источники имеют экологические
и экономические издержки, а также выгоды, они не устойчивые. Поэтому
традиционные виды остаются актуальными.

Поэтому четвертый путь решения проблемы кислотных дождей – индивидуальные, государственные и международные действия. Миллионы людей прямо и косвенно способствуют выбросам SO₂ и NO_х. Для смягчения этой проблемы требуется повышение их осведомленности об энергосбережении и способах сокращения выбросов.

В их силах выключать света или электроприборы, когда они не используются, отдавать предпочтение в пользу общественного транспорта, а также оснащать домохозяйства энергоэффективными электрическими приборами. Тем, кто нуждается в личном автомобиле, необходимо переключаться на использование гибридных транспортных средств или машин с низким уровнем выбросов NO_х.

Кисло́тный дождь – все виды метеорологических осадков – дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, – при которых наблюдается понижение pH (водородного показателя) дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами, обычно оксидами серы и оксидами азота.

История термина

Впервые термин «кислотный дождь» был введён в 1872 году английским учёным Робертом Смитом в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии». Его внимание привлек смог в Манчестере. И хотя учёные того времени отвергли теорию о существовании кислотных дождей, сегодня уже никто не сомневается, что кислотные дожди являются одной из причин гибели лесов, урожаев и растительности. Кроме того, кислотные дожди разрушают здания и памятники культуры, трубопроводы, приводят в негодность автомобили, понижают плодородие почвы и могут приводить к просачиванию токсичных металлов в водоносные слои почвы.

Вода обычного дождя тоже представляет собой слабокислый раствор. Это происходит вследствие того, что природные вещества атмосферы, такие как углекислый газ, вступают в реакцию с дождевой водой. При этом образуется слабая угольная кислота, тогда как в идеале pH дождевой воды равняется 5–6,5–7. В реальной жизни показатель кислотности дождевой воды в одной местности может отличаться от показателя кислотности дождевой воды в другой местности. Это, прежде всего, зависит от состава газов, содержащихся в атмосфере той или иной местности, таких как оксид серы и оксиды азота.

Химические реакции

В 1883 году шведский учёный Сванте Август Аррениус¹ ввёл в обращение два термина – кислота и основание. Он назвал кислотами вещества, которые при растворении в воде образуют свободные положительно заряженные ионы водорода. Основаниями он назвал вещества, которые при растворении в воде образуют свободные отрицательно заряженные гидроксид-анионы. Водородный показатель является взятым с обратным знаком десятичным логарифмом активности ионов водорода в растворе и его используют в качестве показателя кислотности воды (рис. 1).

Рисунок 1 – Водородный показатель (шкала)

Даже нормальная дождевая вода имеет слабокислую реакцию из-за наличия в воздухе диоксида углерода. А кислотный дождь образуется в результате реакции между водой и такими загрязняющими веществами, как оксиды серы (SO₂ и SO₃) и различными оксидами азота. Эти вещества выбрасываются в атмосферу автомобильным транспортом, в результате деятельности металлургических предприятий, тепловых электростанций. Соединения серы, сульфиды, самородная сера и другие содержатся: в углях и в руде (особенно много сульфидов в бурых углях, при сжигании или обжиге которых образуются летучие соединения – оксид серы (IV) (сернистый ангидрид), оксид серы (VI) (серный ангидрид), сероводород – (образуется в малых количествах при недостаточном обжиге или неполном сгорании, при низкой температуре). Различные соединения азота содержатся в углях, и особенно в торфе (так как азот, как и сера, входит в состав биологических структур, из которых образовались эти полезные ископаемые). При сжигании таких ископаемых образуются оксиды азота (например, оксид азота, вступая в реакцию с водой атмосферы, под воздействием солнечного излучения, или так называемых «фотохимических реакций»), которые превращаются в растворы кислот — серной, сернистой, азотистой и азотной. Затем, вместе со снегом или дождем, они выпадают на землю.

Экологические и экономические последствия

Последствия выпадения кислотных дождей наблюдаются в США, Германии, Чехии, Словакии, Нидерландах, Швейцарии, Австралии, России, республиках бывшей Югославии и ещё во многих странах земного шара. Кислотный дождь оказывает отрицательное воздействие на водоёмы – озера, реки, заливы, пруды – повышая их кислотность до такого уровня, что в них погибает флора и фауна.

Выделяют три стадии воздействия кислотных дождей на водоёмы.

Первая стадия – начальная. С увеличением кислотности воды (показатели рН ˂ 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоёма пищи, уменьшается количество кислорода в воде, начинают бурно развиваться водоросли (буро-зелёные). Первая стадия эутрофикации (заболачивания) водоёма. При кислотности рН=6 погибают пресноводные креветки.

Вторая стадия – кислотность повышается до рН=5.5, 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 водоёма и питается веществами, образующимися при разложении бактериями органических веществ.

Третья стадия – кислотность достигает рН=4.5, погибает вся рыба, большинство лягушек и насекомых. Первая и вторая стадии обратимы при прекращении воздействия кислотных дождей на водоём.

По мере накопления органических веществ на дне водоёмов из них начинают выщелачиваться токсичные металлы. Повышенная кислотность воды способствует более высокой растворимости таких опасных металлов, как кадмий, ртуть и свинец из донных отложений и почв. Эти токсичные металлы представляют опасность для здоровья человека. Люди, пьющие воду с высоким содержанием свинца или принимающие в пищу рыбу с высоким содержанием ртути, могут приобрести серьёзные заболевания.

Кислотный дождь наносит вред не только водной флоре и фауне. Он также уничтожает растительность на суше. Учёные считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца ещё не изучен, «сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон и тяжёлые металлы, в совокупности приводит к деградации лесов». Экономические потери от кислотных дождей в США, по оценкам одного исследования, составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов, и убытки достигли 1.750 миллиардов долларов от потери лесов; 8.300 миллиардов долларов от потери урожаев (только в бассейне реки Огайо) и только в штате Миннесота 40 миллионов долларов на медицинские расходы. Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов, – это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу.

Способы борьбы

Учёные всего мира заняты поиском путей решения проблемы кислотных дождей. Один из главных методов борьбы – установка на каждом предприятии дорогостоящих очистных сооружений, фильтры которых будут препятствовать выбросам тяжёлых металлов и опасных оксидов. Такие установки не только снизят вероятность выпадения кислотного дождя, но и сделают воздух чище.

Ещё один путь решения проблемы – уменьшение количества транспортных средств в крупных городах с целью снижения выбросов выхлопных газов. Помимо этого следует восстанавливать, а не вырубать леса, очищать загрязнённые водоёмы, перерабатывать, а не сжигать мусор.

Поиск альтернативных источников добычи энергии, экологически безопасный автотранспорт, новые технологии производства и технологии очистки выбросов в атмосферу – неполный список того, чем обязано озаботиться человечество, чтоб последствия не приобрели катастрофический характер.

Вывод

Бороться с самими осадками практически невозможно. Выпадая на огромных территориях, кислотные дожди наносят значительный ущерб, и конструктивного решения этой проблемы нет.

Другое дело, что вслучаес кислотными дождями критически необходимо бороться не с последствиями, а с причинами такого явления. Поэтому всё человечество должно задуматься о том, как много вредных веществ мы выбрасываем в атмосферу и задуматься над получением и использованием всё больше альтернативных источников энергии, менее вредных, чем современные.

Список использованных источников

1. Кислотные дожди – что это такое? Как они образуются? [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://biosfera.wiki/np/kislotnye-dozhdi.html

2. Кислотные дожди это…[Электронный ресурс]. Режим доступа: http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/967818

3. Кислотный дождь // Википедия [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B4%D0%BE%D0%B6%D0%B4%D1%8C

4. Кучер М.И. Экология: учеб. пособие / под ред. проф. Е.Э. Френкеля. – Вольск: ВВИМО, 2015. – 265 с.

1 Сва́нте А́вгуст Арре́ниус (швед. Svante August Arrhenius; 19 февраля 1859, имение Вик, недалеко от Уппсалы – 2 октября 1927, Стокгольм) – шведский физико-химик, автор теории электролитической диссоциации, лауреат Нобелевской премии по химии (1903).

Одна из глобальных экологических проблем, характерная для многих стран — это кислотные дожди. Само название говорит нам о имеющейся в них кислотности, которая разрушает окружающую среду. Причем появиться кислотные осадки могут как в результате деятельности человека, так и по естественным природным причинам. Каким же образом они формируются, какие влекут за собой последствия — разбираемся вместе с экспертами.

Что такое кислотный дождь

Любая жидкость имеет определенный уровень кислотности — pH. К примеру, в питьевой воде водородный показатель pH должен быть 6,5-8,5 мг/л, а в воде плавательного бассейна — 6,0-9,0 мг/л. Когда значение выходит за пределы этих цифр, у человека могут появиться проблемы со здоровьем.

Обычные атмосферные осадки имеют показатель 5,6, но когда они смешиваются с кислотообразующими веществами, то это значение уменьшается и появляется кислотный дождь (1). На первый взгляд не совсем понятно, чем такие осадки отличаются от обычных и могут ли нанести вред человеку и окружающей среде. Чтобы выяснить природу их появления и значимость в мире, заглянем в научные факты.

Полезная информация о кислотных дождях

Имеют сложный химический состав	Двуокись серы и оксид азота попадают в атмосферу и разносятся ветрами. В дальнейшем происходит реакция этих двух веществ с молекулами воды, кислородом и другими химическими веществами. Полученная смесь образует серную и азотную кислоту и вместе с большим количеством воды выпадает в виде дождя, снега, града на землю (2).
Две формы кислотных дождей	1. Влажные отложения — это и есть осадки, которые мы видим в разное время года. 2. Сухие отложения не имеют влаги и оседают в виде кислых частиц и газов на любых поверхностях: водоемах, зданиях, растениях. Когда падает дождь, то он соединяется с этими частицами, и по земле течет уже кислая вода, разрушающая все живое (2).
Глобальные негативные изменения из-за ядовитых осадков происходят в водной среде	Кислотный дождь попадает в водоемы, это приводит к поражению организмов водных обитателей и к их гибели. Страдают и сухопутные животные, и птицы, которые пьют такую воду. Происходит закисление почвы, и из нее выделяются вредные вещества, которые впитывают растения. Человек, который пьет такую воду или употребляет в пищу зараженную рыбу или растение, может получить серьезные заболевания (2).
Но есть и позитивная сторона	Выбросы метана — одна из причин к глобального потепления. Если причина их появления природная, то на помощь придут кислотные осадки. В них содержится сера, способная уменьшать естественное производство метана. Она ограничивает активность микробов, которые вырабатывают этот парниковый газ (2).

Причины образования кислотных дождей в России и мире

Ежегодно во всем мире происходят выбросы вредных отходов в атмосферу. Они, в свою очередь, запускают механизм развития кислотных осадков. Откуда берется эта ядовитая смесь в воздухе — рассмотрим ниже.

1. Автомобильные газы

Люди стремятся к постоянному повышению качества жизни, и личный транспорт занимает в их списке потребностей не последнее место. Поэтому количество автомобилей на дорогах становится больше, а значит, увеличивается и объем выхлопов в городах. Автомобильные газы смешиваются с парами в воздухе, образуя кислотный дождь. Выхлопные газы — глобальна проблема, например, выбросы от транспортных средств — одна из основных причин загрязнения воздуха в Индии (3).

2. Выбросы в результате сельскохозяйственной деятельности

Чрезмерное использование удобрений и пестицидов приводит к образованию в атмосфере аммиака и химически активных соединений азота, а впоследствии — к возникновению кислотных осадков (3).

3. Сжигание органического топлива

Крупные промышленные предприятия сжигают уголь и мазут, в результате чего формируются токсичные соединения, выпадающие в виде кислотных осадков. Такая деятельность характерна для металлургических, плавильных заводов, нефтеперерабатывающих комбинатов, ТЭЦ, а также для организаций, где производят цемент, химические продукты, фармацевтические препараты (4).

Потребление ископаемого топлива в большом количестве отрицательно повлияло на атмосферу США и Великобритании (5, 6).

Промышленные печи и котлы предприятий Канады также сбрасывают вредные пары и отравляют расположенные рядом города. Сложный период наблюдался в Норвегии до 1970 года из-за выбросов двуокиси серы и оксида азота — из-за этой деятельности пришли кислотные дожди и нанесли серьезный ущерб экосистеме страны (7).

Однако сильнее всего пострадали природа и жители Китая. Уголь здесь — основной источник энергии, необходимый для жизни и развития страны. Но вместе с тем он загрязняет воздух (8).

Не обошли стороной кислотный дожди и Россию: при сжигании угля, горючего сланца и мазута пострадали многие регионы. Один из самых серьезных источников загрязнения в РФ — теплоэлектростанции. Так как трубы ТЭЦ имеют высоту 400 метров, то выбросы рассеиваются на огромные территории (9).

4. Природные явления

Кислотный дождь может образоваться не только из-за воздействия человека на окружающую среду, но и по естественным причинам — вследствие процессов, происходящих в природе. К примеру, такие осадки встречаются после вулканической активности, во время которой выделяется большое количество серы. В каплях или снежинках также возможно наличие серной кислоты и озона, образуемых во время грозы (4).

Возможные последствия проблемы кислотных дождей в России и мире

Кислотные дожди не проходят бесследно ни для живых организмов, ни для объектов, созданных человеком. Поскольку такие осадки состоят из ядовитых соединений, то их обилие наносит урон, иногда не подлежащий восстановлению.

1. Вред для здоровья человека

Из-за выбросов страдает нервная система, снижаются умственные способности. Человек реагирует на происходящие в жизни события медленно и заторможено. Вредные вещества накапливаются в организме и в дальнейшем могут привести к образованию злокачественных образований. Снижается иммунитет, в результате мы чаще простываем, обостряются хронические заболевания сердца. У некоторых людей развивается бронхит и астма (10).

2. Отрицательное влияние на природу

В первую очередь, ухудшается состояние рек и озер. Сокращается количество рыб в водоемах, уменьшается их разновидность. В некоторых кислых озерах рыба полностью исчезает. Животные, которые чувствительны к условиям окружающей среды, могут не выжить при употреблении загрязненной воды, или после пребывания в ней. Кислотные дожди вымывают из почвы алюминий, минералы, а значит деревьям для роста и развития негде брать питательные вещества, и они погибают (10).

3. Порча неживых объектов

Частицы кислотного дождя попадают на поверхность статуй, памятников, зданий, и других искусственных сооружений и повреждают ее. Они способны разъедать металл, ухудшать внешний вид краски и камня (10).

Кислотные осадки вызывают коррозию металла, что сказывается на железнодорожной отрасли и авиационной промышленности, так как для восстановления транспорта приходится тратить значительные средства (7).

Пути решения проблемы кислотных дождей в России и мире

Во многих странах кислотные дожди считают серьезной угрозой для человечества, поэтому принимаются серьезные меры для того, чтобы уменьшить вероятность зарождения ядовитых осадков.

На мировом уровне

Отравляющие пары разносятся ветрами на несколько тысяч километров и могут пересекать границы стран. В связи с этим в 1979 году была подписана Женевская конвенция о трансграничном загрязнении воздуха на большие расстояния (11). Страны Европейского континента договорились вместе бороться с загрязнением воздуха и использовать эффективные способы сокращения выбросов в атмосферу:

• ограничить выбросы оксида азота и летучих органических соединений,
• сократить выбросы серы, кадмия, свинца и ртути,
• постепенно отказаться от этилированного бензина,
• сократить выбросы диоксинов, фуранов, полициклических ароматических углеводородов и гексахлорбензола,
• установить при сжигании медицинских и бытовых отходов предельные значения,
• встречаться раз в год и обсуждать достижения и планы на будущее (11).

Канада и США решили трансграничную проблему, подписав в 1991 году Канадско-американское соглашение о качестве воздуха. Оба государства договорились снижать количество выбросов и совместно участвовать в научных и технических разработках, направленных на улучшение экологической ситуации (12).

Почти 100 городов со всей планеты объединились для битвы с климатическим кризисом. Это движение зарегистрировано декларацией объединения C40 и предлагает следующие методы для решения проблемы загрязнения атмосферного воздуха:

• сократить вредные выбросы вдвое,
• внедрять инновации, позволяющие уменьшить агрессивное воздействие на природу и человека,
• помогать частному бизнесу решать проблемы загрязнения атмосферы,
• стремиться к высоким положительным результатам и вдохновлять на это другие города и страны (13).

Для борьбы с загрязнением окружающей среды в 2019 году была введена важная дата: 7 сентября — Международный день чистого воздуха для голубого неба (14).

Всемирная организация здравоохранения также на страже экологического порядка. В 2021 году ВОЗ озвучила новые глобальные рекомендации по качеству воздуха: в них перечислено допустимое количество вредных веществ в атмосфере (15).

На государственном уровне

Страны стремятся решать проблему загрязнения воздуха не только на мировом уровне, но и на своей территории.

В США в 1970 году был издан и в 1990 году окончательно отредактирован «Закон о чистом воздухе». С помощью него установили ограничения на загрязнение атмосферы. В результате за период с 1990 года по 2017 год количество выбросов диоксида серы удалось сократить на 88%, а диоксида азота — на 50% (16).

С 2000 года Китай ввел штрафы за загрязнение воздуха выхлопами. С 2007 года контроль за количеством выбросов двуокиси серы помог сократить их на 75% (17).

В России борьба с кислотными осадками началась в 1990 году. В стране ужесточили природоохранное законодательство, сформировали нормы выбросов вредных паров и повысили штрафы за неисполнение правил. Эти меры не смогли полностью решить проблему, поэтому позже провели ряд дополнительных мероприятий: 

• установили фильтры, циклоны и катализаторы на выхлопных и дымовых трубах,
• перешли на двухстадийное сжигание топлива,
• стали использовать в зоне горения воду или водяного пара,
• запустили химические способы очистки уходящих газов (18).

В России реализуется федеральный проект «Чистый воздух» по снижению выбросов в атмосферу. В 12 городах участниках будут решаться такие задачи:

• модернизация оборудования на промышленных предприятиях,
• уменьшение объемов выхлопов от транспорта,
• перевод жилых домов с угольного и дровяного отопления на электрическое и газовое,
• замена общественного транспорта более экологичными моделями (19).

Германия одним из первых государств сообщила об отказе от угля для производства электроэнергии. Руководствуясь «Законом о возобновляемых источниках энергии» от 2000 года, в этой стране дополнительно используют альтернативные источники энергии и к 2030 году планируют вырабатывать за счет них 80% электричества. Среди основных способов — ветровая и солнечная энергетика (20).

В Колумбии город Богота выступает лидером по снижению загрязнения воздуха. Здесь уже электрифицируют сеть общественного транспорта и планируют также поступить с системой метро. Мэр города отмечает важность замены автомобиля велосипедом (21).

Государства решают проблему кислотных дождей не только с помощью уменьшения объемов выбросов в атмосферу. Они проводят реабилитацию в местах, пострадавших от последствий кислотных дождей.

Норвегия и Швеция использовали для восстановления озер и рек порошкообразный известняк. Эти страны добавляли в водоемы известняковую муку, в результате чего состояние воды становилось нейтральным. В Великобритании известкование в 2003 году позволило не просто очистить реку, но и вернуть лосося в родные места. В США рекультивацию земель производили, используя кальциевые гранулы. Их разбрасывали по водоразделу вертолетом в течение нескольких дней. После обработки деревья возобновили свои силы и стали лучше переносить природные катаклизмы (1).

На уровне производств и бизнеса

Отдельные компании и корпорации не желают оставаться в стороне и предпринимают шаги к исцелению атмосферы.

Danone: в балансе с природой

За счет повышения эффективности собственных производственных процессов и на стороне партнеров Danone многократно усиливает вклад в борьбу с изменением климата. В компании постепенно переходят на возобновляемые источники энергии (солнечные батареи, биогаз), внедряют более экономичное оборудование, в приоритете — максимальное сокращение отходов, переработка и использование вторсырья. 

Программа DanPrint позволяет контролировать совокупные выбросы парниковых газов во всей цепочке производства — от этапа заготовки сырья до стадии утилизации отходов. С помощью корпоративного инструмента Milk tool компания может оценивать действия поставщиков по снижению воздействия на природу.

Все это дает ощутимый результат. Потребление воды на заводах Danone сократилось на треть, а выбросы углекислого газа — на 7,3%, при этом на 8% увеличилась энергоэффективность предприятий. Ежегодно более половины отходов компании, в т. ч. косвенных, — возвращаются в экономический цикл. Благодаря постоянной работе с 2015 по 2021 год интенсивность углеродного следа Danone снизилась на 26%.

Можно помогать природе не только на масштабном уровне. Есть методы, которые по силам любой даже маленькой организации.

• Разрешить сотрудникам работать удаленно, чтобы сократить количество автомобилей на дорогах.
• Поощрять подчиненных, если они используют безопасные для окружающей среды виды транспорта: велосипед, самокат, ходьба.
• Установить воздушные фильтры в офисах.
• Правильно утилизировать мусор и хранить продукты питания.
• Выделять сотрудникам время на участие в волонтерских экологических программах по борьбе с загрязнением воздуха (22).

На бытовом уровне

Человек — часть большой системы: мира, государства, организации, семьи. Если каждый из нас будет стремиться к заботе об окружающей среде, то совместными усилиями мы избавимся от кислотных дождей и принесем пользу всему живому на Земле. Существует несколько способов, как люди могут улучшить качество воздуха. 

• Поддерживать чистый воздух в собственном доме и следить за исправной работой вентиляции.
• Использовать бытовые очистители воздуха в квартире.
• Выбирать альтернативные способы передвижения, например, когда это возможно, заменить транспорт на велосипед.
• Покупать для уборки дома безопасные натуральные чистящие средства, которые не выделяют в атмосферу токсичные вещества.
• Высаживать растения — они снижают уровень загрязняющих веществ, во дворах и рядом с дорогами.
• Выбирать электричество, а не газ. Например, лучше использовать электрическую газонокосилку, так как газовая или бензиновая выделяют оксид азота и углекислый газ. 
• Отапливать помещение с помощью электрических источников, а не дровяного камина. При сжигании древесины выделяется множество загрязняющих веществ, в том числе оксид азота.
• Объединяться в сообщества и вместе делать окружающий мир чище.

Отзывы экспертов о проблеме кислотных дождей в 2023 году

Наталья Марьенко, эколог-аудитор, управляющая компании «ЭкоТренд» в Санкт-Петербурге:

— Бороться непосредственно с кислотными осадками довольно трудно. Куда важнее обращать внимание на причины их образования и снижать количество выбросов от основных источников, которые являются причиной возникновения кислотных дождей. Чаще всего речь идет о крупных предприятиях, которые занимаются, например, обработкой нефтепродуктов, сжиганием угля или, например, работают в сфере металлургии. Спрос на продукцию, которую поставляют такие производства, растет, а значит, расчет и количество выбросов в атмосферу, которые впоследствии превращаются в кислотные осадки. Однако вместе с тем появляются и новые технологии, которые либо позволяют снизить сами выбросы, либо эффективно улавливать основные загрязняющие вещества. Поэтому спрогнозировать развитие этой проблемы в будущем довольно сложно.

Вадим Петров, статс-секретарь Экологической палаты России, Председатель Общественного совета при Федеральной службе по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) в Москве:

— Деятельность человека — причина большинства выбросов диоксида серы. Антропогенных выбросов в воздух попадает в виде 60-65% производных серы, 37-50% азотсодержащих соединений и 100% летучих органических соединений. Главные источники: 

• энергетические предприятия, выхлопные газы транспортных средств — образуют половину выбросов оксида азота; 
• интенсивное животноводство — производится аммиак из разложения органического вещества; 
• использование аэрозолей;
• загрязнение атмосферы фреонами, бытовыми и промышленными растворителями;
• бензозаправки. 

Загрязнения переносятся на большие расстояния от места их возникновения. При контакте с атмосферой происходит окисление, из-за чего образуются серная и азотная кислоты. Они растворяются в каплях воды в облаках и выпадают на поверхность земли в виде кислотных дождей, снега или тумана.

Популярные вопросы и ответы

Кислотные осадки способны не только загрязнять воздух, но и вызывать другие отрицательные изменения в природе. Вместе с экспертами отвечаем на распространенные вопросы о кислотных осадках.

Источники

1. Водородный показатель //Испытательный центр МГУ. 2019. URL: https://www.msulab.ru/knowledge/water/vodorodnyy-pokazatel/
2. What Acid Rain Is and Ways to Restore the Damage It Causes //Interesting Engineering. 2020. URL: https://interestingengineering.com/science/what-acid-rain-is-and-ways-to-restore-the-damage-it-causes
3. Global Trends of Acidity in Rainfall and Its Impact on Plants and Soil // National Library of Medicine. 2022. URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9672585/ 
4. Экологические проблемы образования кислотных осадков как следствие антропогенной деятельности // International Journal of Humanities and Natural Sciences, vol. 5-1 (68). 2022. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/ekologicheskie-problemy-obrazovaniya-kislotnyh-osadkov-kak-sledstvie-antropogennoy-deyatelnosti/viewer
5. Acid rain, causes, effects and control strategies // International Journal of All Research Writings. 2020. URL: https://scholar.google.com/scholar_lookup?journal=Int+J+All+Res+Writings&title=Acid+rain,+causes,+effects+and+control +strategies&author=GM+Ahmadi&volume=1&publication_year=2020&pages=219-225
6. Comprehensive transcriptome profiling of tea leaves (Camellia sinensis) in response to simulated acid rain // ScientiaHorticulturae. 2020. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304423820303198
7. Mechanisms and Effects of Acid Rain on Environment // Journal of Earth Science & Climatic Change. 2014. URL: https://www.omicsonline.org/open-access/mechanisms-and-effects-of-acid-rain-on-environment-2157-7617.1000204.php?aid=27025
8. Is air pollution causing landslides in China? // Earth and Planetary Science Letters. 2018. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X17306131?via=ihub#!
9. Кислотные дожди // Всероссийский Экологический портал. 2022. URL: https://ecoportal.su/public/zagryazn/view/1888.html
10. Effects of Acid Rain // U.S. Environmental Protection Agency. URL: https://www.epa.gov/acidrain/effects-acid-rain
11. Geneva Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution // EUR-Lex. URL: https://eur-lex.europa.eu/EN/legal-content/summary/geneva-convention-on-long-range-transboundary-air-pollution.html
12. Stop Acid Rain Campaign // Government of Canada. 2021. URL: https://www.canada.ca/en/environment-climate-change/campaigns/50-years-environmental-action/history-photos/acid-rain.html
13. About C40 // C40 Cities Climate Leadership Group. URL: https://www.c40.org/about-c40/
14. International Day of Clean Air for blue skies, 7 September // United Nations. URL: https://www.un.org/en/observances/clean-air-day
15. New WHO Global Air Quality Guidelines aim to save millions of lives from air pollution // World Health Organization. 2021. URL:  https://www.who.int/news/item/22-09-2021-new-who-global-air-quality-guidelines-aim-to-save-millions-of-lives-from-air-pollution
16. What is acid rain? // National Geographic. 2019. URL:  https://www.nationalgeographic.com/environment/article/acid-rain
17. India Is Overtaking China as the World’s Largest Emitter of Anthropogenic Sulfur Dioxide // Li, C., McLinden, C., Fioletov, V. et al.Sci Rep 7, 14304. 2017. URL: https://www.nature.com/articles/s41598-017-14639-8
18. «Кислота» с неба // Газета «Энергетика и промышленность России» / № 20 (112). 2008. URL: https://www.eprussia.ru/epr/112/8772.htm
19. Правительство увеличило число городов-участников федерального проекта «Чистый воздух» // Министерство природных ресурсов и экологии РФ. 2022. URL: https://www.mnr.gov.ru/press/news/pravitelstvo_uvelichilo_chislo _gorodov_uchastnikov_federalnogo_proekta_chistyy_vozdukh_/
20. Проект поколений «Энергетический поворот» // Факты о Германии. URL: https://www.tatsachen-ueber-deutschland.de/ru/klimat-i-energiya/proekt-pokoleniy-energeticheskiy-povorot
21. Five cities tackling air pollution //UN Environment Programme. 2022. URL: https://www.unep.org/news-and-stories/story/five-cities-tackling-air-pollution
22. Here are 5 ways companies can clean up the air // GreenBiz. 2020. URL: https://www.greenbiz.com/article/here-are-5-ways-companies-can-clean-airTop 5 ways that businesses and individuals can improve air quality this Earth Day // Clarity. 2021. https://www.clarity.io/blog/top-5-ways-that-businesses-and-individuals-can-improve-air-quality-this-earth-day

Кислотные дожди – это глобальная экологическая проблема человечества. Они негативно сказываются на окружающей среде и на здоровье человека. Только своевременное решение проблемы поможет снизить их пагубное воздействие.

Что такое кислотный дождь

Кислотный дождь – это любой вид осадков, будь-то снег, град, туман, которые содержат некое количество кислоты. Они снижают водородный показатель, или как его ещё называют ph, в жидкости.

Нормой ph для дождевой воды является 5,6. Если этот показатель ниже, то осадки называют кислотными. Снизить уровень ph может:

• оксид серы;
• азот;
• хлористый водород;
• летучие органические соединения.

Основной компонент современных кислотных дождей – оксид серы. Из него образуется серный ангидрид. Он поднимается с земли в атмосферу, вступает в реакцию с молекулами воды и образует сернистую кислоту. После она вместе с атмосферными осадками выпадает на землю.

Причина возникновения кислотных дождей

Существует два механизма регулярного образования кислотных дождей:

• Естественные. Они образуются вследствие природных воздействий.
• Антропогенные. На их появление влияет деятельность человека.

Чтобы понять,  откуда берутся в природе кислотные дожди, нужно более подробно рассмотреть механизм их образования.

На образование кислотных осадков может повлиять деятельность различных микроорганизмов. Их жизнедеятельность разрушает некоторые органические вещества, образуя соединения серы, которая попадает в атмосферу.

Также выброс серы происходит благодаря вулканической деятельности. Вместе с ней в атмосферу попадают сульфаты, сернистый водород.

Оксид азота образуется в результате распада азотсодержащих соединений, грозовых разрядов, горения биологической массы.

Что касается человеческой деятельности, то тут все просто. Добывая себе полезные ископаемые, выращивая и удобряя различные растения для пропитания, человек постепенно разрушает планету. На образование кислотных дождей может повлиять даже, казалось бы, такие незначительные действия как использование аэрозолей, содержащих хлор, применение бытовых и промышленных растворителей. При выращивании злаковых культур происходит выделение метана, а атмосфера наполняется фреонами, по причине его утечки из неисправных холодильников.

Загрязнение атмосферы вызывает выпадение опасных кислотных дождей. Вред окружающей среде наносят промышленные предприятия, тепловые электростанции и транспорт.

Если ближайшее время не будет решена проблема загрязнения окружающей среды, возможны серьезные экономические проблемы. Токсические осадки приведут к гибели животных и растений.

Чем опасны кислотные дожди

Впервые о токсичных дождях заговорили в конце 19 века. Уже в это время люди задумались о загрязнении окружающей среды. Ученые заметили, что пар и дым, которые выбрасывают в атмосферу предприятия, негативно сказываются на атмосферных осадках.

Вред от кислотных дождей:

– коррозия металла;

– разрушение строительных материалов;

– гибели растительности.

Глобальные проблемы

Вещества, входящие в состав ядовитых кислотных дождей, окисляют водные ресурсы. Особенно чувствительны к ним реки и озера. Некоторые виды рыб гибнут из-за повышенной кислотности воды. Другие же умирают от голода, так как погибает их основной корм.

Также негативные последствия выпадения кислотных дождей можно заметить и на растительности. Например, деревья, которые растут в высокогорных районах попросту погружаются в загрязненные облака. Это разрушает их листву, приводит к ослаблению самого растения.

Вред и пагубное воздействие кислотных дождей заметно и на зданиях, транспорте. Под их воздействием происходит разрушение металла, бетона, фасадного покрытия. Ядовитые осадки наносят вред памятникам мировой архитектуры.

Влияние на человека

Если человек попадет под осадки с пониженным ph или искупается в реке, вреда на себе не ощутит. Опасные соединения находятся в воздухе, которым он постоянно дышит. Сульфаты попадая в лёгкие провоцируют развитие бронхита или астмы. Также негативные соединения попадают в организм человека вместе с питьевой водой и продуктами питания.

Регулярное употребление продуктов, которые произрастали на территории, где постоянно выпадают зараженные осадки, приводит к накоплению в организме алюминия, ртути, свинца. Эти вещества пагубно сказываются на здоровье человека, приводят к серьезным патологиям сердца, почек, печени. Также они могут привести к интоксикации и генетической мутации. Так влияние кислотных дождей оказывается и на человека, и на окружающую среду.

Может заинтересовать: Глобальные экологические проблемы современного мира

Экономические последствия

Попадая в землю,  кислоты уничтожают питательные вещества необходимые растениям. Также они поднимают на поверхность почвы опасные для человека металлы. Такая земля становится непригодной для выращивания овощей и фруктов. Чтобы восстановить грунт, требуется несколько лет и кропотливый труд многих специалистов.

Загрязнения вода и растительность приводит к гибели скота, промысловых видов рыбы. Это негативно сказывается на экономической ситуации по всему миру.

Так как происходит порча фасадов зданий, транспорта, архитектурных памятников требуется материальные средства для их восстановления.

Как бороться с кислотными дождями

Кислотные дожди наносят непоправимый вред, и чтобы найти пути решения, человечеству следует объединить свои усилия. Необходимо установить дорогостоящие фильтры на предприятиях или уменьшить их деятельность. Это снизит выброс вредных веществ в атмосферу и воду. Также уже несколько лет рассматривается вариант создания безопасных для экологии производств.

Сокращение вредных выбросов

Ежегодно звучит призыв к сокращению токсичных выбросов с предприятий. Они являются основными источниками вредных веществ. Владельцев предприятий побуждают установить мощные очистные сооружения. Ученые пытаются создать систему очистки, которая сделает промышленные предприятия более безопасными.

Переход на альтернативные источники энергии

Внести свой вклад в сокращение выброса вредных веществ в атмосферу может каждый. Для этого человеку нужно уменьшить употребление электроэнергии. Достаточно лишь выключать свет, когда уходите из комнаты, пользоваться кондиционером в случаях особой надобности.

Чтобы снизить количество выбрасываемой серы в атмосферу, было принято решение на электростанциях использовать уголь, который предварительно промывают водой. Также используются солнечные и ветряные электростанции.

Использование экологичных автомобилей

Сильно загрязняют атмосферу выбросы, которые производит транспорт. Полностью отказаться от него не получится. Решить эту проблему можно с помощью электромобилей и гибридов.

Новые автомобили могут использовать более чистый вид топлива – природный газ. Свыше 20 лет их оборудуют каталитическим нейтрализатором. Он снижает уровень окислов азота, который образуется в процессе работы автомобиля.

Другие действенные методы

Чтобы сократить количество токсичных дождей, нужен комплексный подход. Помимо массового внедрения альтернативных источников энергии, следует регулярно чистить выхлопные и дымовые трубы, восстанавливать поврежденную среду. В последнем случае добавляется известь в озера, реки, ручьи. Это помогает уравновесить их кислотность.