У1.4. Проблема кислых осадков

Доля 802 в образовании кислых осадков составляет около 70%. 20-30% кислых осадков связано с другими выбросами. Появлению кислых осадков способствует также СОг Из-за ее постоянного присутствия в атмосфере нормальной является рН осадков равная 5,6.

Кислотные осадки - не новое явление. Впервые они зарегистрированы еще в 1907-1908 годах в Англии. К настоящему времени

180

отмечены случаи выпадения осадков с рН 2,2-2,3. Такие значения близки к кислотности лимонного сока или бытового уксуса. '

Наиболее распространены кислые осадки в северном полушарии. Здесь значительны выбросы кислых веществ и благоприятны условия для их мокрого осаждения в виде дождей, снега, туманов.

Длительные периоды с отрицательными температурами усугубляют продолжительность действия кислых осадков. Дело в том, что последние в значительной мере нейтрализуются аммиаком. Зимой же его выделение из почв, органики, минеральных удобрений и других источников незначительны вследствие прекращения действия микроорганизмов-аммионификаторов.

Кислые осадки особенно типичны для Скандинавских стран, а также Англии, ФРГ, Бельгии, Дании, Польши, Канады, северных районов США. Не единичны случаи конфликтных ситуаций из-за их трансграничных переносов. Так, отдельные районы Норвегии, Финляндии, Исландии, Дании, по имеющимся данным, на 80-90% загрязняются со стороны ФРГ и Люксембурга. Для Швеции доля осадков извне близка к 70%. В России очаги образования кислых осадков приходятся на Кольский полуостров, Норильск, Челябинск, Красноярск и другие районы. В наши дни в Санкт-Петербурге рН дождя колеблется от 4,8 до 3,7, в Красноярске - от 4,9 до 3,8, в Казани - от 4,8 до 3,3. В городах до 70-90% загрязнений в атмосферу, в том чисЛе и для образования кислых осадков, поставляет автотранспорт. ^

Отрицательное влияние кислых осадков разнообразно. Они действуют на почвы, водные экосистемы, растения, памятники архитектуры, строения и другие объекты.

Действие кислых осадков на почвы. На почвы кислые осадки оказывают наиболее ощутимое отрицательное воздействие в северных и тропических районах. В первом случае это связано с тем, что подкисляются и без того кислые (подзолистые и их разновидности) почвы. Эти почвы, как правило, не содержат природных соединений, нейтрализующих кислотность (карбонат кальция, доломит и др.).

Тропические почвы хотя и имеют нейтральную и щелочную реакцию, но также не содержат веществ-нейтрализаторов кислотности в силу интенсивного и постоянного промывания дождями.

Попадая в почву, кислые осадки увеличивают подвижность и вымывание катионов, снижают активность редуцентов, азотофик-саторов и других организмов почвенной среды. При рН равной 5 и

181

ниже в почвах резко увеличивается растворимость минералов, из них высвобождается алюминий, который в свободной форме ядовит. Кислые осадки также повышают подвижность тяжелых металлов (кадмия, свинца, ртути). В ряде мест кислые осадки и продукты их действия (алюминий, тяжелые металлы, нитраты и др.) проникают в грунтовые воды, а затем в водоемы и водопроводную сеть, где также способствуют высвобождению из труб алюминия и других вредных веществ. Результатом этого является ухудшение качества питьевой воды.

Действие кислых осадков на водные экосистемы. Попадая в водные источники, кислые осадки повышают кислотность и жесткость воды. Многие гидробионты очень чувствительны к изменению этих показателей. При рН водной среды ниже 6 обычно сильно подавляется деятельность ферментов, гормонов и других биологически активных веществ, от которых зависит рост и развитие организмов. При этом взрослые организмы менее зависимы от рН среды. Отрицательное действие рН проявляется в основном на яйцеклетках и молоди. В данном случае гибель чаще наступает не от прямого действия загрязнителей на организмы, а через невозможность из размножения.

В настоящее время на Земле насчитываются тысячи озер, в значительной мере лишившихся своих обитателей.

Действие кислых осадков и атмосферных загрязнений на леса. Колоссальный вред кислые осадки или компоненты, их образующие, оказывают на леса. Механизм влияния в данном случае, пожалуй, наиболее многообразен. Кислые осадки способствуют выщелачиванию из растений биогенов (особенно кальция, магния и калия), Сахаров, белков, аминокислот. Они повреждают защитные ткани, увеличивают вероятность проникновения через них патогенных бактерий и грибов, способствуют появлению вспышек численности насекомых. Конечный результат таких воздействий - снижение фитоценозами продуктивности, а нередко и их массовая гибель.

182

Появляется все больше данных об отрицательном влиянии кислых осадков на растения через почву. Это влияние иаиболее ощутимо в результате увеличения подвижности алюминия и тяжелых металлов. Свободный алюминий повреждает молодые корни, создает очаги для проникновения в них инфекций, а также вызывает преждевременное старение деревьев (болезнь Альцгеймера).

Наиболее сильно повреждаются хвойные леса. Это в первую очередь связано с большой продолжительностью жизни их хвои (4-6 лет), что способствует накоплению в ней токсикантов.

Первым признаком поражения хвойных лесов газами и кислыми осадками является сокращение сроков жизни хвои и уменьшение ее размера. Наиболее сильно повреждаются леса в трудных условиях (на бедных почвах, в гористых местностях, в зоне туманов и т.п.). Кроме хвойных, высокой поражаемостью отличается также бук, граб и другие твердолиственные виды.

Очень высокой чувствительностью к загрязнению атмосферы характеризуются многие виды лишайников. Они обычно первыми исчезают из экосистем и являются индикаторами неблагоприятного состояния среды.

Большие площади пораженных и погибших от загрязнения атмосферы почв лесов имеются в ФРГ, Швеции, Финляндии, Австрии, Польше, Канаде, на севере США и в других регионах. В ФРГ массовое поражение лесов зарегистрировано в начале 80-х годов. В хвойных лесах, особенно пихтовых, повреждения отмечались у 80-90% деревьев, а в среднем у 10% всех видов древесных растений. В России повреждено около 1,5-2 млн. га лесов. Основные очаги поражения расположены в районе Норильска, Мончегорска, Братска.

В последнее время много внимания уделяется поражению лесов в результате совместного действия традиционных загрязнителей (80,, И02) и озона. Последний является в основном продуктом фотохимического смога. Показано, что в его присутствии интенсивно разрушается хлорофилл как в результате прямого влияния, так и через ускорение расходования витамина С, который является важным агентом защиты хлорофилла от окисления.

Загрязнения, типичные для густонаселенных территорий (городов), и влияние загрязнений на здоровье человека, а также пути и методы снижения отрицательных последствий загрязнения атмосферы для различных звеньев биосферы рассматриваются в разд. IX, XI, XII учебника.

183

Вопросы и задания

1. Перечислите основные свойства атмосферы, загрязняющие ее вещества и их источники.

2. В чем заключается сущность и механизмы проявления «парникового эффекта»? Какие газы относятся к «парниковым»?

3. Какие факты приводятся для подтверждения наличия «парникового эффекта»? Какие факторы действуют в направлении, противоположном «парниковому эффекту»?

4. Назовите основные источники поступления парниковых газов в атмосферу. Какие цепные реакции сопутствуют или могут сопутствовать «парниковому эффекту»?

5. Какие проблемы связаны с озоном в приземных слоях атмосферы и в озоновом слое? Что является причинами и следствиями изменений в содержании озона?

6. Какие атмосферные осадки относят к категории кислых? Какие вещества и виды деятельности человека обусловливают основной «кислотный эффект» осадков?

7. В чем проявляется действие кислых осадков на воды, почву, растительный покров? В каких районах и условиях кислые осадки наиболее вероятны и где наиболее вероятен их отрицательный эффект?