Кислотные дожди как глобальная экологическая проблема

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

КАФЕДРА БЖД И ООС 
 
 
 

Реферат

 по дисциплине «Безопасность жизнедеятельности»

на тему:  

Кислотные дожди как глобальная экологическая  проблема 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  

Выполнил:	студент группы 3.5А Пудовкина Н.С.
Проверил:	ассистент кафедры БЖД и ООС Нурутдинов  А.А.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  Уфа – 2012

Содержание

 

Введение 2

1. Понятие кислотных дождей, история термина 4

2. Экологические и экономические последствия 7

Заключение 10

Библиографический список 11 

 

     

Введение

 

     Под популярным названием «кислотные дожди» кроется сложный комплекс воздействий  техногенных загрязнений воздуха  на человека и природную среду, главные  последствия которых - рост аллергических заболеваний дыхательных органов, потери урожайности сельскохозяйственных растений, усыхание лесов, безрыбные озера.

     Актуальность  темы кислотных дождей непосредственно связана с все более ухудшающейся экологической ситуацией, как в нашей стране, так и непосредственно во всем мире.

     Подчеркивая данное обстоятельство, необходимо отметить, что несколько лет назад выражения  «кислотные осадки» и «кислотные дожди» были известны лишь исключительно  ученым, посвященным в определенных, специализированных областях экологии и химии атмосферы. За последние  несколько лет эти выражения  стали повседневными, вызывающими  беспокойство словами во многих странах во всем мире [1].

     Кислотные осадки являются проблемой, которая  в случае ее бесконтрольного развития, может вызвать в результате существенные экономические и социальные издержки.

 

     

1. Понятие кислотных дождей, история термина

 

     Кислотный дождь — все виды метеорологических осадков — дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами (обычно — оксидами серы, оксидами азота).

     Водородный показатель, pH — мера активности (в очень разбавленных растворах она эквивалентна концентрации) ионов водорода в растворе, и количественно выражающая его кислотность.

     Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским учёным Робертом Смитом в книге «Воздух и дождь: начало химической климатологии». Его внимание привлек викторианский смог в Манчестере. И хотя ученые 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. 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.

     Кислотные дожди являются одной из важнейших  экологических проблем, с которой  связывают деградацию природной  среды. Они образуются при промышленных выбросах в атмосферу диоксида серы и оксидов азота, которые соединяются с атмосферной влагой и образуют серную и азотную кислоты. В результате дождь и снег оказываются подкисленными (число рН ниже 5,6).

     Схема образования кислотных дождей представлена на рисунке 1.

     Рисунок 1. Схема образования кислотных  дождей

     Опасность представляют, как правило, не сами кислотные осадки, а протекающие  под их влиянием процессы:

     1. Закисление почв и уменьшение их плодородия. Изменение кислотности почвы приводит к деградации почвы, нерастворимые химические соединения становятся растворимыми (горные породы, тяжелые металлы, радионуклиды и т. д.) — в результате страдает микрофлора почвы, биомасса планеты, нарушаются процессы круговорота веществ в глобальных масштабах.

     2. Закисление водоемов, гибель их фауны и флоры. Ярким примером негативного воздействия кислотных осадков на природные экосистемы является закисление озер. Особенно интенсивно оно происходит в Канаде, Швеции, Норвегии и на юге Финляндии. Объясняется это тем, что значительная часть выбросов серы в таких промышленно развитых странах, как США, ФРГ и Великобритания, выпадает именно на их территории.

     Наиболее  уязвимы озера, так как коренные породы, слагающие их ложе, обычно представлены гранито-гнейсами и гранитами, не способными нейтрализовать кислотные осадки, в отличие, например, от известняков, которые создают щелочную среду и препятствуют закислению. Сильно закислены и многие озера на севере США.

     3. Повреждение и гибель лесных  формаций. Пятьдесят миллионов гектаров  леса в 25 европейских странах  страдают от действия сложной  смеси загрязняющих веществ, включающей  кислотные дожди, озон, токсичные  металлы и др. Так, например, гибнут  хвойные горные леса в Баварии. Отмечены случаи поражения хвойных и лиственных лесов в Карелии, Сибири и в других районах нашей страны.

     Воздействие кислотных дождей снижает устойчивость лесов к засухам, болезням, природным  загрязнениям, что приводит к еще  более выраженной их деградации как  природных экосистем.

     4. Уничтожение и гибель многих  видов животных.

     5. Ускорение коррозии мостов, плотин, зданий, металлических конструкций,  трубопроводов.

     6. Ущерб памятникам мировой культуры.

     7. Большие экономические потери.

     8. Вред здоровью людей [2].

 

     

2. Экологические и экономические последствия

 

     Первым  экономически ощутимым следствием кислотных  выпадений была утрата рыбных ресурсов и сотни озер в Скандинавии и на Британских островах стали безрыбными. Исследование донных отложений показало снижение рН примерно на единицу в первой половине XIX в. после длительного периода относительной устойчивости. Среди факторов, воздействующих на популяции рыб в связи с подкислением, называют нехватку кальция, осаждение алюминия на жабрах и, главным образом, нарушение репродуктивных процессов. Чувствительны к подкислению также амфибии, ракообразные, хирономиды, личинки поденок и веснянок, сокращение биомассы которых существенно сказывается на численности околоводных птиц.

     Почвенное подкисление считают одной из основных причин усыхания лесов умеренной  зоны северного полушария. В yrpoжающих масштабах деградация лесов проявилась в начале 70-х годов. Больше всего пострадали елово-пихтовые и дубовые леса. В европейских странах отмирание порядка 25% тканей отмечена у 15% деревьев старше 60 лет. Старые леса при этом терпят больший ущерб, чем молодые. Эффекты подкисления можно подразделить на химические и биологические. Первые заключаются главным образом в изменении катионного обмена растения, в результате которого деревья страдают от недостатка магния (особенно на естественно бедных магнием почвах) и избытка алюминия, в котором видят главную причину пожелтения хвои) Вторые весьма многообразны и большей частью носят косвенный характер: загрязнения выступают в роли пусковых механизмов биологических и биохимических процессов, ослабляющий растение, делающих его менее устойчивым к вредителям и климатическим воздействиям. В частности, кислая среда подавляет рост корней. В то же время повышенное содержание азота и свободных нуклеиновых кислот стимулирует развитие лесных вредителей. Косвенные воздействия выражаются в пролонгации летнего роста и соответственно повышенной  чувствительности к первым заморозкам. К ним можно отнести также изменение генофонда в результате естественного отбора на устойчивость к кислотным загрязнениям.

     Для лесов, однако, загрязнение почвы  оказывается долгодействующим фактором, проявляющимся через много лет после сокращения выбросов (почва при этом становится источником кислотных газов). Ущерб от кислотных дождей для европейских лесов оценивается в 118 млн. куб. м древесины в год (из них около 35 млн. куб. м на европейской территории России).

     В 70-е гг. XX в., чтобы уменьшить загрязнение  воздуха, на предприятиях-загрязнителях  стали возводить высокие дымовые  трубы. Это значительно улучшило качество воздуха непосредственно  в конкретном районе, но вызвало  перенос загрязнений на дальние  расстояния, в частности через  национальные границы. Воздушные потоки переносят загрязняющие вещества из одних слоев атмосферы в другие, и кислотные осадки выпадают за сотни  и тысячи километров от места выброса  соответствующих газов.

     Последствия выпадения кислотных дождей наблюдаются  в США, Германии, Чехии, Словакии, Нидерландах, Швейцарии, Австралии, республиках  бывшей Югославии и ещё во многих странах земного шара. Кислотный  дождь оказывает отрицательное  воздействие на водоемы — озера, реки, заливы, пруды — повышая  их кислотность до такого уровня, что  в них погибает флора и фауна. Выделяют три стадии воздействия  кислотных дождей на водоемы. Первая стадия — начальная. С увеличением  кислотности воды (показатели рН меньше 7) водяные растения начинают погибать, лишая других животных водоема пищи, уменьшается количество кислорода в воде, начинают бурно развиваться водоросли (буро-зеленые). Первая стадия эутрофикации (заболачивания) водоема. 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 водоема 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 водоем. По мере накопления органических веществ на дне водоемов 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. Ученые считают, что хотя до сегодняшнего дня механизм до конца ещё не изучен, сложная смесь загрязняющих веществ, включающая кислотные осадки, озон, и тяжелые металлы в совокупности приводят к деградации лесов. Экономические потери от кислотных дождей в США, по оценкам одного исследования, составляют ежегодно на восточном побережье 13 миллионов долларов и к концу века убытки достигнут 1.750 миллиардов долларов от потери лесов; 8.300 миллиардов долларов от потери урожаев (только в бассейне реки Огайо) и только в штате Минессота 40 миллионов долларов на медицинские расходы. Единственный способ изменить ситуацию к лучшему, по мнению многих специалистов, — это уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу).