Saurer Regen

Das allgemeine Konzept des "sauren Regens":

Der Begriff „saurer Regen“ wurde erstmals 1872 von dem englischen Entdecker Angus Smith eingeführt, der auf den Smog in Manchester aufmerksam gemacht wurde. Und obwohl die damaligen Wissenschaftler die Theorie der Existenz von saurem Regen zurückwiesen, ist es heute eine offensichtliche Tatsache, dass saurer Regen eine der Ursachen für den Tod von lebenden Organismen, Wäldern, Feldfrüchten und anderen Arten von Vegetation ist. Darüber hinaus zerstört saurer Regen Gebäude und architektonische Denkmäler, macht Metallkonstruktionen unbrauchbar, verringert die Bodenfruchtbarkeit und kann dazu führen, dass giftige Metalle in Grundwasserleiter gelangen.

Der Begriff „saurer Regen“ bezieht sich auf alle Arten von meteorologischen Niederschlägen – Regen, Schnee, Hagel, Nebel, Schneeregen –, deren pH-Wert unter dem durchschnittlichen pH-Wert von Regenwasser liegt, der ungefähr bei 5,6 liegt. „Sauberer“ Regen ist in der Regel immer leicht sauer, weil Kohlendioxid (CO 2 ) in der Luft mit Regenwasser chemisch zu schwacher Kohlensäure reagiert. Theoretisch sollte ein solcher "sauberer", leicht saurer Regen einen pH-Wert von 5,6 haben, was dem Gleichgewicht zwischen CO 2 des Wassers und CO 2 der Atmosphäre entspricht. Aufgrund des ständigen Vorhandenseins verschiedener Substanzen in der Atmosphäre ist Regen jedoch nie vollständig "rein", und sein pH-Wert variiert zwischen 4,9 und 6,5, mit einem Durchschnittswert von etwa 5,0 für die gemäßigte Waldzone. Neben CO 2 gelangen natürlich auch verschiedene Schwefel- und Stickstoffverbindungen in die Erdatmosphäre, die Niederschlag sauer reagieren lassen. So kann es auch aus natürlichen Gründen zu „saurem Regen“ kommen. Neben dem natürlichen Eintrag verschiedener Oxide mit saurer Reaktion in die Erdatmosphäre gibt es jedoch auch anthropogene Quellen, deren Emission um ein Vielfaches höher ist als die natürliche. Die Verschmutzung der Atmosphäre mit einer großen Menge an Schwefel und Stickoxiden kann den Säuregehalt des Niederschlags auf pH = 4,0 erhöhen, was über den von den meisten lebenden Organismen tolerierten Werten liegt.

Ursachen für sauren Regen:

Die Hauptursache für sauren Regen ist das Vorhandensein von Schwefeldioxid SO 2 und Stickstoffdioxid NO 2 in der Erdatmosphäre, die sich infolge chemischer Reaktionen in der Atmosphäre in Schwefel- bzw. Salpetersäure verwandeln, deren Niederschlag auf der Erdoberfläche wirkt sich auf Lebewesen und das Ökotop im Allgemeinen aus.

Arten von Schwefelverbindungen:

Zu den wichtigsten in der Erdatmosphäre vorkommenden Schwefelverbindungen gehören:

1. Schwefeldioxid - SO 2

2. Kohlenoxysulfid - COS

3. Schwefelkohlenstoff - CS 2

4. Schwefelwasserstoff - H 2 S

5. Dimethylsulfid - (CH 3) 2 S

6. Sulfationen - SO 4 2-

Quellen von Schwefelverbindungen:

Natürliche Quellen von Schwefelemissionen in die Atmosphäre:

ICH. Biologische Freisetzung. Herkömmliche Modelle des Schwefelkreislaufs zeigten fast ausnahmslos, dass etwa 50 % des Schwefels aufgrund seiner biologischen Umwandlungen in Boden- und Wasserökosystemen in der Atmosphäre vorkommen. Es wird angenommen, dass sich in diesen natürlichen Ökosystemen durch laufende mikrobiologische Prozesse Schwefel in Form von Schwefelwasserstoff (H 2 S) verflüchtigt. Zahlreiche wissenschaftliche Daten weisen darauf hin, dass Mikroorganismen Schwefelwasserstoff hauptsächlich auf zwei Arten produzieren:

1. Rückgewinnung von Sulfaten.

2. Zersetzung organischer Stoffe.

Desulfovibri sowie verwandte Bakterien, Sulfatreduzierer, bewohnen Sümpfe, Sümpfe und schlecht entwässerte Böden in Hülle und Fülle. Diese Mikroorganismen verwenden Sulfate als endgültigen Elektronenakzeptor. Auch eine extrem große und vielfältige Gruppe von Mikroorganismen, darunter Aerobier, Thermophile, Psychrophile, Bakterien, Aktinomyceten und Pilze, zersetzt schwefelhaltige organische Verbindungen und setzt Schwefelwasserstoff frei. Auch die Meeresoberfläche und ihre tiefen Schichten können erhebliche Mengen an Schwefelwasserstoff enthalten. Derzeit sind die Quellen der Bildung von Dimethylsulfid nicht vollständig bekannt, es wird jedoch angenommen, dass Meeresalgen an ihrem Auftreten beteiligt sind. Die biologischen Schwefelemissionen überschreiten nicht 30-40 Millionen Tonnen pro Jahr, was ungefähr 1/3 der gesamten freigesetzten Schwefelmenge entspricht.

II. Vulkanische Aktivität. Bei einem Vulkanausbruch gelangen Schwefelwasserstoff, Sulfate und elementarer Schwefel zusammen mit einer großen Menge Schwefeldioxid in die Erdatmosphäre. Diese Verbindungen treten hauptsächlich in die untere Schicht - die Troposphäre - ein, und bei separaten großen Eruptionen wird in höheren Schichten - in der Stratosphäre - eine Zunahme der Konzentration von Schwefelverbindungen beobachtet. Durch den Ausbruch von Vulkanen gelangen jährlich durchschnittlich etwa 2 Millionen Tonnen schwefelhaltige Verbindungen in die Atmosphäre. Für die Troposphäre ist diese Schwefelmenge im Vergleich zur biologischen Freisetzung vernachlässigbar, während für die Stratosphäre Vulkanausbrüche die wichtigsten Schwefelquellen sind.

III. Die Oberfläche der Ozeane. Nach der Verdunstung von Wassertröpfchen, die von der Meeresoberfläche in die Atmosphäre gelangen, bleibt Meersalz zurück, das neben Natrium- und Chlorionen Schwefelverbindungen - Sulfate - enthält.

Zusammen mit Meersalzpartikeln gelangen jährlich 50 bis 200 Millionen Tonnen Schwefel in die Erdatmosphäre, was viel mehr ist als die natürliche Emission von Schwefel in die Atmosphäre. Gleichzeitig fallen Salzpartikel aufgrund ihrer Größe schnell aus der Atmosphäre und somit gelangt nur ein unbedeutender Teil des Schwefels in die oberen Schichten und wird über Land gesprüht. Allerdings ist zu berücksichtigen, dass Sulfate marinen Ursprungs keine Schwefelsäure bilden können und daher unter dem Gesichtspunkt der Bildung von saurem Regen nicht von Bedeutung sind. Ihr Einfluss betrifft nur die Regulierung der Wolkenbildung und des Niederschlags.

Anthropogene Quellen der Schwefelemission in die Atmosphäre:

Arten von Stickstoffverbindungen:

Die Zusammensetzung der Atmosphäre umfasst eine Reihe stickstoffhaltiger Verbindungen, von denen Distickstoffoxid (N 2 O) am häufigsten vorkommt. Dieses Gas in den unteren Luftschichten ist neutral und nimmt nicht an der Bildung von saurem Regen teil. Ebenfalls in der Zusammensetzung der Erdatmosphäre sind saure Stickoxide wie: Stickstoffmonoxid NO und Stickstoffdioxid NO 2. Darüber hinaus enthält die Zusammensetzung der Atmosphäre die einzige alkalische Stickstoffverbindung - Ammoniak.

Die wichtigsten Stickstoffverbindungen in der Erdatmosphäre sind:

1. Lachgas - NO 2

2. Stickoxid - NEIN

3. Lachgasanhydrid - N 2 O 3

4. Stickstoffdioxid - NO 2

5. Stickoxid - N 2 O 5

Quellen von Stickstoffverbindungen:

Natürliche Emissionsquellen von Stickstoffverbindungen in die Atmosphäre:

ICH. Bodenemission von Stickoxiden. Bei der Tätigkeit von im Boden lebenden denitrifizierenden Bakterien werden Stickoxide aus Nitraten freigesetzt. Nach Angaben von 1990 entstehen auf diese Weise jährlich weltweit etwa 8 Millionen Tonnen Stickoxide (bezogen auf Stickstoff).

II. Gewitter. Bei elektrischen Entladungen in der Atmosphäre verbinden sich molekularer Stickstoff und Luftsauerstoff aufgrund der sehr hohen Temperatur und des Übergangs in den Plasmazustand zu Stickoxiden. Die dabei entstehende Stickoxidmenge beträgt etwa 8 Millionen Tonnen.

III. Biomasse verbrennen. Diese Art von Quelle kann sowohl künstlichen als auch natürlichen Ursprungs sein. Die größte Menge an Biomasse wird durch das Abbrennen des Waldes (um Produktionsfläche zu gewinnen) und Brände in der Savanne verbrannt. Bei der Verbrennung von Biomasse gelangen jährlich 12 Millionen Tonnen Stickoxide (in Bezug auf Stickstoff) in die Luft.

IV. Andere Quellen. Andere Quellen natürlicher Emissionen von Stickoxiden sind weniger bedeutend und schwer abzuschätzen. Dazu gehören: die Oxidation von Ammoniak in der Atmosphäre, die Zersetzung von in der Stratosphäre befindlichem Lachgas, wodurch ein Gemisch der gebildeten Oxide NO und NO 2 in die Troposphäre gelangt, und schließlich photolytische und biologische Prozesse in der Ozeane. Diese Quellen produzieren gemeinsam im Laufe des Jahres 2 bis 12 Millionen Tonnen Stickoxide (bezogen auf Stickstoff).

Anthropogene Emissionsquellen von Stickstoffverbindungen in die Atmosphäre:

Unter den anthropogenen Quellen der Stickoxidbildung steht die Verbrennung fossiler Brennstoffe (Kohle, Öl, Gas etc.) an erster Stelle. Während der Verbrennung verbinden sich infolge des Auftretens hoher Temperaturen Stickstoff und Sauerstoff in der Luft. In diesem Fall ist die Menge an erzeugtem Stickoxid NO proportional zur Verbrennungstemperatur. Außerdem entstehen Stickoxide durch die Verbrennung von im Kraftstoff enthaltenen stickstoffhaltigen Stoffen. Durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe setzt die Menschheit jährlich etwa 12 Millionen Tonnen in das Luftbecken der Erde frei. Stickoxide. Etwas weniger Stickoxide, etwa 8 Millionen Tonnen. pro Jahr stammt aus der Verbrennung von Kraftstoff (Benzin, Dieselkraftstoff etc.) in Verbrennungsmotoren, die Industrie emittiert weltweit etwa 1 Million Tonnen. Stickstoff jährlich. Somit sind mindestens 37 % der fast 56 Mt. Die jährlichen Emissionen von Stickstoffmonoxid stammen aus anthropogenen Quellen. Dieser Prozentsatz wird jedoch viel höher sein, wenn Verbrennungsprodukte aus Biomasse hinzugefügt werden.

Atmosphärisches Ammoniak:

Ammoniak, das in wässriger Lösung alkalisch ist, spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung von saurem Regen, da es atmosphärische saure Verbindungen neutralisieren kann:

NH 3 + H 2 SO 4 \u003d NH 4 HSO 4

NH 3 + NH 4 HSO 4 = (NH 4) 2 SO 4

NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3

Dadurch wird Säureniederschlag neutralisiert und es entstehen Sulfate und Ammoniumnitrat.

Der Boden ist die wichtigste Quelle für atmosphärisches Ammoniak. Organische Stoffe im Boden werden von bestimmten Bakterien abgebaut, und eines der Endprodukte dieses Prozesses ist Ammoniak. Die Wissenschaftler konnten feststellen, dass die Aktivität des Bakteriums, die letztlich zur Bildung von Ammoniak führt, vor allem von Temperatur und Feuchtigkeit des Bodens abhängt. In hohen geografischen Breiten (Nordamerika und Nordeuropa), insbesondere während der Wintermonate, kann die Ammoniakfreisetzung im Boden vernachlässigbar sein. Gleichzeitig weisen diese Gebiete die höchsten Schwefeldioxid- und Stickoxidemissionen auf, wodurch die Säuren in der Atmosphäre nicht neutralisiert werden und somit die Gefahr von saurem Regen steigt. Beim Abbau von Tierurin werden große Mengen Ammoniak freigesetzt. Diese Ammoniakquelle ist so bedeutend, dass sie in Europa die Fähigkeit des Bodens übersteigt, Ammoniak freizusetzen.

Chemische Umwandlungen von Schwefelverbindungen:

Schwefel ist in der Regel nicht vollständig oxidiert in Emissionen enthalten (die Oxidationsstufe des Schwefels in seinem Dioxid ist 4, d. h. ein Schwefelatom ist an zwei Sauerstoffatome gebunden). Befinden sich Schwefelverbindungen ausreichend lange in der Luft, werden sie unter Einwirkung von in der Luft enthaltenen Oxidationsmitteln zu Schwefelsäure oder Sulfaten. Bei der Oxidation von Schwefeldioxidgas (SO 2) mit Sauerstoff (O 2) erhöht Schwefel seinen Oxidationszustand und geht in Schwefeltrioxid (SO 3) über, das wiederum eine sehr hygroskopische Substanz ist und mit atmosphärischem Wasser wechselwirkt. wird sehr schnell zu H 2 SO4. Aus diesem Grund wird Schwefeltrioxid unter normalen atmosphärischen Bedingungen nicht in großen Mengen in der Luft gefunden. Als Ergebnis der Reaktion entstehen Schwefelsäuremoleküle, die schnell in der Luft oder auf der Oberfläche von Aerosolpartikeln kondensieren.

Neben Schwefeldioxid gibt es auch erhebliche Mengen anderer natürlich vorkommender Schwefelverbindungen in der Atmosphäre, die schließlich zu Schwefelsäure (oder Sulfaten) oxidieren.

Chemische Umwandlungen von Stickstoffverbindungen:

Stickoxid NO ist die am häufigsten emittierte Stickstoffverbindung, die mit Luftsauerstoff zu Stickstoffdioxid reagiert. Letzteres wird durch die Reaktion mit dem Hydroxylradikal zu Salpetersäure NO 2 + OH = HNO 3. Auf diese Weise gewonnene Salpetersäure kann im Gegensatz zu Schwefelsäure lange Zeit im gasförmigen Zustand verbleiben, da sie nicht gut kondensiert. Dies liegt daran, dass Salpetersäure flüchtiger ist als Schwefelsäure. Salpetersäuredämpfe können von Wolken- oder Niederschlagströpfchen oder Aerosolpartikeln absorbiert werden.

Saure Sedimentation (saurer Regen)

Der letzte Schritt im Schadstoffkreislauf ist die Sedimentation, die auf zwei Arten erfolgen kann:

1. Auswaschung von Sedimenten oder Nasssedimentation

2. Niederschlag oder trockene Sedimentation

Die Kombination dieser beiden Prozesse wird als saure Sedimentation bezeichnet.

Auswirkungen von saurem Regen auf die Umwelt

Die Folge der sauren Sedimentation ist, dass saure atmosphärische Spurenelemente, Schwefel- und Stickstoffverbindungen auf die Erdoberfläche fallen, was zu starken Veränderungen des Säuregehalts von Gewässern und Böden führt. Zunächst wirkt sich die Zunahme des Säuregehalts auf den Zustand von Süßwasserreservoirs und Wäldern aus. Saurer Regen hat unterschiedliche Wirkungen. Zunächst tragen Niederschläge mit hohem Stickstoffgehalt zunächst zum Wachstum der Bäume im Wald bei, da die Bäume mit Nährstoffen versorgt werden. Durch ihren ständigen Verbrauch ist der Wald jedoch mit ihnen übersättigt, was zu einer Versauerung der Böden führt. Infolge von Änderungen des Säuregehalts des Bodens ändert sich die Löslichkeit von Schwer- und Giftmetallen in ihnen, die in den Körper von Tieren und Menschen gelangen können, indem sie entlang der trophischen Kette übertragen werden, in der sie sich ansammeln. Unter Einwirkung von Säure verändert sich die biochemische Struktur des Bodens, was zum Absterben von Bodenlebewesen und einigen Pflanzen führt.

Unter dem Einfluss von saurem Regen werden anorganische Verbindungen aus Pflanzen ausgewaschen, die alle wichtigen Mikro- und Makroelemente enthalten. So werden beispielsweise Kalium, Calcium, Magnesium und Mangan meist in den größten Mengen ausgewaschen. Verschiedene organische Verbindungen wie Zucker, Aminosäuren, organische Säuren, Hormone, Vitamine, Pektin und phenolische Substanzen usw. werden ebenfalls der Auswaschung aus Pflanzen unterzogen. Als Folge dieser Prozesse steigt der Verlust an für Pflanzen notwendigen biogenen Elementen, was zu deren Schädigung führt.

Wasserstoffionen, die mit saurem Regen in den Boden gelangen, können im Boden durch Kationen ersetzt werden, was entweder zur Auswaschung von Calcium, Magnesium und Kalium oder zu deren Sedimentation in dehydrierter Form führt. Die Mobilität giftiger Schwermetalle wie Mangan, Kupfer und Cadmium nimmt zu. Die Löslichkeit von Schwermetallen ist stark vom pH-Wert abhängig. Gelöst und dadurch leicht von Pflanzen aufnehmbar sind Schwermetalle giftig für Pflanzen und können zu deren Absterben führen. Eines der gefährlichsten Elemente für im Boden lebende Organismen ist Aluminium, das in einer stark sauren Umgebung gelöst wird. Viele Böden, wie die in den nördlichen gemäßigten und borealen Waldzonen, absorbieren höhere Konzentrationen von Aluminium als die von Alkalikationen. Obwohl viele Pflanzenarten diesem Verhältnis standhalten können, verändert sich das Aluminium-Kalzium-Verhältnis im Bodenwasser bei starken Regenfällen so stark, dass das Wurzelwachstum geschwächt und Bäume gefährdet werden.

Veränderungen in der Bodenzusammensetzung können die Zusammensetzung von Bodenmikroorganismen verändern, ihre Aktivität beeinflussen und dadurch Abbau- und Mineralisierungsprozesse sowie Stickstofffixierung und innere Versauerung beeinflussen.

Trotz saurer Niederschläge hat der Boden die Fähigkeit, den Säuregehalt der Umgebung auszugleichen, d.h. Bis zu einem gewissen Grad kann es dem Anstieg des Säuregehalts widerstehen. Der Bodenwiderstand bestimmt normalerweise das Vorhandensein von Kalk- und Sandsteinfelsen (zu denen Calciumcarbonat CaCO 3 gehört), die infolge von Hydrolyse alkalisch reagieren.

Versauerung von Süßwasser.

Die Versauerung von Süßwasser ist der Verlust ihrer Neutralisationsfähigkeit. Die Versauerung wird normalerweise durch starke Säuren wie Schwefel- und Salpetersäure verursacht. Über einen längeren Zeitraum spielen Sulfate eine wichtigere Rolle, aber bei episodischen Ereignissen (Schneeschmelze) wirken Sulfate und Nitrate zusammen.

Der Prozess der Versauerung von Gewässern lässt sich in 3 Phasen einteilen:

1. Verlust von Bicarbonat-Ionen, d.h. Abnahme der Neutralisationsfähigkeit bei konstantem pH-Wert.

2. Abnahme des pH-Werts mit Abnahme der Menge an Bicarbonat-Ionen. Der pH-Wert fällt dann unter 5,5. Die empfindlichsten Arten lebender Organismen beginnen bereits bei pH = 6,5 zu sterben.

Der Tod von Lebewesen kann neben der Einwirkung eines hochgiftigen Aluminiumions auch dadurch verursacht werden, dass unter dem Einfluss eines Wasserstoffions Cadmium, Zink, Blei, Mangan und andere giftige Schwermetalle freigesetzt werden. Die Menge an Pflanzennährstoffen beginnt abzunehmen. Das Aluminiumion bildet mit dem Orthophosphation unlösliches Aluminiumphosphat, das als Bodensatz ausfällt: Al 3+ + PO 4 3- ª AlPO 4. In der Regel geht eine Abnahme des pH-Wertes von Wasser mit einer Abnahme der Populationen und dem Absterben von Fischen, Amphibien, Phyto- und Zooplankton sowie vielen verschiedenen anderen Organismen einher.

Die Versauerung von Seen und Flüssen hat das größte Ausmaß in Schweden, Norwegen, den USA, Kanada, Dänemark, Belgien, Holland, Deutschland, Schottland, Jugoslawien und in einer Reihe europäischer Länder erreicht. Eine Studie von 5.000 Seen in Südnorwegen ergab, dass 1.750 von ihnen Fischbestände verloren hatten und 900 weitere Seen ernsthaft gefährdet waren. In Süd- und Mittelschweden kommt es in 2500 Seen zu einem Fischverlust, in weiteren 6500 Seen, in denen bereits Anzeichen einer Versauerung festgestellt wurden, wird dasselbe erwartet. Fast 18.000 Seen haben einen Wasser-pH-Wert von weniger als 5,5, was sich sehr nachteilig auf die Fischpopulationen auswirkt.

Direkte Auswirkungen saurer Niederschläge auf die Umwelt

1. Pflanzentod. Das direkte Absterben von Pflanzen wird am häufigsten in der Nähe der direkten Emissionsquelle sowie in einem Umkreis von mehreren zehn Kilometern von dieser Quelle beobachtet. Der Hauptgrund ist die hohe Konzentration von Schwefeldioxid. Diese Verbindung wird auf der Oberfläche der Pflanze, hauptsächlich auf ihren Blättern, adsorbiert und dringt in den Körper der Pflanze ein und nimmt an verschiedenen Redoxreaktionen teil. Unter ihrem Einfluss kommt es zur Oxidation ungesättigter Fettsäuren von Membranen, wodurch ihre Durchlässigkeit verändert wird, was weitere lebenswichtige Prozesse wie Atmung und Photosynthese beeinflusst. Zunächst kommt es zum Tod von Flechten, die nur in einem sehr sauberen Zustand der Umwelt existieren können. Flechten sind empfindliche Indikatoren für verschiedene Arten von Luftverschmutzung. Jüngste Forschungen der University of Nottingham haben gezeigt, dass polsterbildende Arten der Gattung Cladonia als empfindliche Indikatoren für sauren Regen dienen können.

2. direkte Auswirkungen auf den Menschen. Saure Aerosolpartikel sind von besonderer Gefahr für die menschliche Gesundheit. Der Grad ihrer Gefährlichkeit hängt in erster Linie von ihrer Größe ab. Große Aerosolpartikel verweilen in den oberen Atemwegen, während kleine (weniger als 1 Mikron) Tröpfchen, die aus einer Mischung von Schwefel- und Salpetersäure bestehen, in die entferntesten Teile der Lunge eindringen und dort erhebliche Schäden anrichten können. Außerdem können Metalle wie Aluminium (und andere Schwermetalle) in die Nahrungskette gelangen, an deren Spitze ein Mensch steht, was zu seiner Vergiftung führen kann.

3. Korrosion von Metallen, Gebäuden und Denkmälern. Die Ursache für Korrosion ist eine Erhöhung der Konzentration von Wasserstoffionen auf der Oberfläche von Metallen, von der ihre Oxidation weitgehend abhängt. In Vorstädten beträgt der Korrosionsgrad von Metallstrukturen mehrere Mikrometer pro Jahr, während er in verschmutzten Stadtgebieten 100 Mikrometer erreichen kann. Im Jahr. Saurer Regen kann nicht nur Metalle, sondern auch Gebäude, Denkmäler und andere Bauwerke beschädigen. Denkmäler aus Kalkstein und Sandstein werden sehr schnell zerstört, wenn sie saurem Regen ausgesetzt sind. Das in Sand- und Kalksteinen enthaltene CaCO 3 verwandelt sich in Calciumsulfat und wird leicht durch Regenwasser ausgewaschen.

Derzeit ist der Hauptbrennstoff in Estland fossiler Ölschiefer, der einen ziemlich hohen Schwefelgehalt hat. Durch die thermische Nutzung werden jedoch auch basische Oxide in die Atmosphäre abgegeben, die die sauren Bestandteile neutralisieren. Daher verursacht das Verbrennen von Schiefer keinen sauren Regen. Im Gegensatz dazu fallen in Nordostestland alkalische Niederschläge, deren pH-Wert 9 oder mehr Einheiten erreichen kann.

Wege zur Lösung von Problemen

Um das Problem des sauren Regens zu lösen, müssen die Emissionen von Schwefeldioxid und Stickoxiden in die Atmosphäre reduziert werden. Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden, unter anderem durch die Reduzierung der Energie, die Menschen durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erhalten, und durch die Erhöhung der Anzahl der Kraftwerke Alternative Energiequellen(Energie von Sonnenlicht, Wind, Gezeitenenergie). Weitere Möglichkeiten zur Verringerung der Schadstoffemissionen in die Atmosphäre sind:

1. Reduzierung des Schwefelgehalts in verschiedenen Kraftstoffarten. Die akzeptabelste Lösung wäre, nur solche Kraftstoffe zu verwenden, die minimale Mengen an Schwefelverbindungen enthalten. Es gibt jedoch nur sehr wenige solcher Kraftstoffe. Nur 20 % aller weltweiten Ölreserven haben einen Schwefelgehalt von weniger als 0,5 %. Und in Zukunft wird leider der Schwefelgehalt der verwendeten Kraftstoffe steigen, da immer mehr Öl mit niedrigem Schwefelgehalt gefördert wird. Dasselbe gilt für fossile Kohlen. Die Entfernung von Schwefel aus der Kraftstoffzusammensetzung erwies sich finanziell als ein sehr teurer Prozess, außerdem ist es möglich, nicht mehr als 50 % der Schwefelverbindungen aus der Kraftstoffzusammensetzung zu entfernen, was eine unzureichende Menge ist.

2. Die Verwendung von hohen Rohren. Diese Methode verringert nicht die Auswirkungen auf die Umwelt, erhöht jedoch die Effizienz der Vermischung von Schadstoffen in höheren Schichten der Atmosphäre, was zu sauren Niederschlägen in weiter entfernten Gebieten von der Verschmutzungsquelle führt. Diese Methode verringert die Auswirkungen der Umweltverschmutzung auf lokale Ökosysteme, erhöht jedoch das Risiko von saurem Regen in abgelegeneren Regionen. Außerdem ist diese Methode sehr unmoralisch, da das Land, in dem diese Emissionen entstehen, einen Teil der Folgen auf andere Länder abwälzt.

3. Technologische Veränderungen. Die Menge an Stickoxiden NO, die bei der Verbrennung entsteht, hängt von der Verbrennungstemperatur ab. Im Laufe der durchgeführten Versuche konnte festgestellt werden, dass je niedriger die Verbrennungstemperatur ist, desto weniger Stickoxide auftreten, außerdem hängt die NO-Menge von der Verweildauer des Brennstoffs in der Verbrennungszone mit Luftüberschuss ab. Somit können durch entsprechende Technologieänderungen Emissionen reduziert werden. Verringerungen der Schwefeldioxidemissionen können durch Entschwefelung von Endgasen erreicht werden. Das gebräuchlichste Verfahren ist das Nassverfahren, bei dem die Endgase durch Kalksteinlösung geblasen werden, was zur Bildung von Calciumsulfit und -sulfat führt. Auf diese Weise kann die größte Menge an Schwefel aus den Endgasen entfernt werden.

4. Kalkung. Um die Versauerung von Seen und Böden zu verringern, werden ihnen alkalische Substanzen (CaCO 3) zugesetzt. Dieser Vorgang ist in den skandinavischen Ländern weit verbreitet, wo Kalk von Hubschraubern auf den Boden oder in ein Einzugsgebiet gesprüht wird. Die skandinavischen Länder sind am stärksten von saurem Regen betroffen, da die meisten skandinavischen Seen ein granit- oder kalksteinarmes Bett haben. Solche Seen haben eine viel geringere Fähigkeit, Säuren zu neutralisieren als Seen in kalkreichen Gebieten. Neben den Vorteilen hat das Kalken aber auch eine Reihe von Nachteilen:

· Im fließenden und sich schnell mischenden Wasser von Seen ist die Neutralisation nicht effektiv genug;

· Es liegt eine grobe Verletzung des chemischen und biologischen Gleichgewichts von Wasser und Boden vor;

Es ist nicht möglich, alle schädlichen Auswirkungen der Versauerung zu beseitigen;

· Schwermetalle können nicht durch Kalken entfernt werden. Diese Metalle verwandeln sich während des Säureabfalls in schwerlösliche Verbindungen und fallen aus, lösen sich aber bei einer neuen Säureportion wieder auf und stellen somit ein ständiges Gefährdungspotential für Seen dar.

Es ist anzumerken, dass noch kein Verfahren entwickelt wurde, mit dem bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe die Emissionen von Schwefeldioxid und Stickstoff minimiert und in einigen Fällen vollständig verhindert werden können.

Saurer Niederschlag (Regen) ist einer der Begriffe, die im Zuge der Industrialisierung entstanden sind.

Luftverschmutzung und saurer Regen

Bis heute gibt es eine rasante Entwicklung der Industrie: der Verbrauch der Ressourcen des Planeten, die Verbrennung von Kraftstoff sowie die Entwicklung umweltschädlicher Technologien. Dies wiederum führt zu Wasser und Land. Eine solche Manifestation ist Säurefällung.

Das Konzept des sauren Regens wurde erstmals 1872 erwähnt, wurde aber erst in der zweiten Hälfte des letzten Jahrhunderts relevant. Derzeit sind saure Niederschläge ein ernstes Problem für viele Länder der Welt (praktisch alle europäischen Länder und die USA). Ökologen haben eine Regenkarte entwickelt, die Gebiete mit hohem Risiko gefährlicher Regenfälle übersichtlich darstellt.

Regenwasser zeichnet sich durch einen gewissen Säuregehalt aus. Unter normalen Bedingungen sollte dieser Index einem neutralen pH-Wert entsprechen (von 5,6 - 5,7 und viel höher). Eine leichte Säure ist die Folge, die jedoch so gering ist, dass sie lebenden Organismen nicht schaden kann. Es stellt sich heraus, dass die Ursachen für saure Niederschläge mit menschlichen Aktivitäten zusammenhängen, natürliche Faktoren können dies nicht erklären.

Auftreten von Säureniederschlägen

Säurerückstände entstehen durch Emissionen großer Mengen an Stickoxiden und

Die Quellen einer solchen Verschmutzung sind thermische Kraftwerke, metallurgische Produktion und Autos. Die Reinigungstechnologie hat einen sehr niedrigen Entwicklungsstand, der es nicht erlaubt, Stickstoff- und Schwefelverbindungen herauszufiltern, die aus der Verbrennung von Torf, Kohle und anderen Arten von Rohstoffen stammen, die in der Industrie verwendet werden. In der Atmosphäre verbinden sich Oxide durch Reaktionen unter Einwirkung von Sonnenlicht mit Wasser. Danach fallen sie als Regen, sie werden "saurer Niederschlag" genannt.

Auswirkungen von saurem Regen

Wissenschaftler sagen, dass saure Niederschläge für Pflanzen, Menschen und Tiere sehr gefährlich sind. Nachfolgend die wichtigsten Gefahren:

Solche Regenfälle erhöhen den Säuregehalt aller Gewässer erheblich, unabhängig davon, ob es sich um einen Fluss, einen Teich oder einen Stausee handelt. Infolgedessen wird das Aussterben der natürlichen Fauna und Flora beobachtet. Das Ökosystem der Gewässer verändert sich, sie verstopfen, vernässen und verschlammen sich. Nach solchen Veränderungen ist das Wasser für den menschlichen Gebrauch ungeeignet. Es erhöht die Menge an Schwermetallsalzen und verschiedenen toxischen Gemischen, die unter normalen Bedingungen von der Mikroflora des Reservoirs aufgenommen werden.

Diese Regenfälle sind eine Folge des Pflanzensterbens und der Waldzerstörung. Nadelbäume bekommen am meisten. Tatsache ist, dass ihre Blätter sehr langsam aktualisiert werden und dies ihnen nicht die Möglichkeit gibt, sich nach saurem Regen von selbst zu erholen. Auch junge Wälder unterliegen diesem Prozess und ihre Qualität nimmt rapide ab. Übermäßige Sedimentmasse führt zur Zerstörung von Wäldern.

In Europa und den USA ist saurer Regen die häufigste Ursache für schlechte Ernten und das Absterben von Feldfrüchten. Der Grund für die Schäden liegt nicht nur in der ständigen Regeneinwirkung, sondern auch in Verletzungen der Bodenmineralisierung.

Baudenkmäler, verschiedene Gebäude und Bauwerke leiden ebenfalls unter saurem Regen. Infolge dieses Phänomens wird der Korrosionsprozess erheblich beschleunigt, die Mechanismen versagen.

In manchen Fällen kann saurer Regen Menschen und Tieren irreparable Schäden zufügen. Wenn sie sich in Risikogebieten aufhalten, beginnen sie sich Sorgen über Erkrankungen der oberen Atemwege zu machen. Wenn dies so weitergeht, fallen bald Nitrat und schwarze Säure in zu hoher Konzentration aus. In diesem Fall ist die Bedrohung für Menschenleben erheblich erhöht.

Kampf gegen sauren Regen

Natürlich kann man nicht gegen die Natur vorgehen – es ist unrealistisch, sich mit dem Niederschlag selbst auseinanderzusetzen. Auf Felder und andere große Flächen fallende saure Niederschläge verursachen irreparable Schäden, und es gibt keine vernünftige Lösung für dieses Problem. Es ist eine ganz andere Sache, wenn es notwendig ist, nicht ihre Folgen, sondern die Ursachen ihres Auftretens zu beseitigen. Um die Bildung von saurem Regen zu vermeiden, müssen Sie eine Reihe von Regeln ständig einhalten: umweltfreundlicher und sicherer Straßentransport, spezielle Reinigungstechnologien, neue Produktionstechnologien, alternative Energiequellen und so weiter.

Die Menschheit hat aufgehört, wir alle nutzen die unbegrenzten Ressourcen unseres Planeten, verschmutzen ihn und wollen die Folgen nicht akzeptieren. Aber es ist menschliche Aktivität, die die Erde in einen solchen Zustand gebracht hat. Das ist sehr gefährlich, denn wenn wir uns nicht um unseren Planeten kümmern, werden die Folgen katastrophal sein.

Saurer Regen macht den Menschen aus gutem Grund Angst: Während der Säuregehalt gewöhnlicher Niederschläge bei 5,6 liegt, führt ein Absinken dieses Wertes um nur ein Zehntel zum Absterben vieler nützlicher Bakterien. Und wenn er auf 4,5 sinkt, ist der Tod von Amphibien, Insekten und Fischen garantiert, und auf den Blättern von Pflanzen erscheinen Brandflecken.

Ein Spaziergang in einem solchen Regen bringt dem menschlichen Körper auch keine Vorteile. Gleichzeitig ist es schon in den ersten Stunden nach dem Säureniederschlag extrem schädlich, sich ins Freie zu begeben: Das Einatmen giftiger Gase in der Atmosphäre kann durchaus Asthma, schwere Lungen- und Herzerkrankungen verursachen.

Saurer Regen bezieht sich auf alle Arten von meteorologischen Niederschlägen, bei denen eine stark saure Reaktion beobachtet wird, die durch eine Abnahme des Säuregehalts aufgrund von Luftverschmutzung mit Chlorwasserstoffoxiden von Schwefel, Stickstoff und anderen säurebildenden Verbindungen verursacht wird. Laut Wissenschaftlern, die sich mit saurem Regen befassen, spiegelt dieser Ausdruck das Phänomen nicht vollständig wider, da in diesem Fall der Begriff "saurer Niederschlag" besser geeignet ist, da giftige Substanzen sowohl in Form von Regen als auch in Form von Hagel, Schnee, Nebel und ausfallen sogar Staub und Gas in der Trockenzeit.

Es ist erwähnenswert, dass der pH-Wert, der ein Indikator für den Säuregehalt wässriger Lösungen ist, zwischen 0 und 14 liegen kann. Während der Säuregehalt neutraler Flüssigkeiten sieben beträgt, ist eine saure Umgebung durch Indikatoren gekennzeichnet, die unter diesem Wert liegen, eine alkalische Umgebung dagegen höher. In Bezug auf Niederschlag hat normaler Niederschlag einen pH-Wert von 5,6 oder etwas höher, je nach Region, in der es regnet.

In jedem Regenwasser ist ein geringer Säuregehalt zu finden, was durch das Vorhandensein von Kohlendioxid in der Luft erklärt wird, das nach Wechselwirkung mit Regentropfen eine schwache Kohlensäure bildet. Wenn der pH-Wert um eins sinkt, bedeutet dies eine Verzehnfachung der Säurekonzentration, sodass Regenfälle unter 5,3 als sauer gelten (in Europa betrug der maximal gemessene Säuregehalt des Niederschlags pH 2,3, in China 2,25, in der Region Moskau 2,15).

Der Säuregehalt von gewöhnlichem Regen beträgt 5,6 oder etwas mehr. Dieser Säuregehalt ist gering und schadet daher pflanzlichen und tierischen Organismen nicht. Es besteht kein Zweifel, dass infolge aktiver menschlicher Aktivitäten saure Niederschläge auf die Erdoberfläche zu fallen begannen.

Niederschlag

In Bezug auf die Quellen und Ursachen der Bildung von saurem Regen erwähnen Experten zunächst die Aktivitäten von Industrieunternehmen, die große Mengen an Schwefel und Stickoxiden in die Atmosphäre abgeben (die metallurgische Produktion ist besonders schädlich). Auch die Abgase zahlreicher Autos und Wärmekraftwerke haben ihren Einfluss.

Leider erlauben Reinigungstechnologien derzeit nicht das Herausfiltern schädlicher saurer Verbindungen, die bei der Verbrennung von Gas, Torf, Kohle, Öl und anderen relevanten Rohstoffen entstehen.

Daher ist der Mechanismus für das Auftreten von saurem Regen wie folgt: Chlorwasserstoff, Schwefel und Stickoxide beginnen, sobald sie in der Luft sind, mit Tropfen und Sonneneinstrahlung zu interagieren und bilden verschiedene saure Verbindungen (Salpetersäure, schwefelige, schwefelige und salpetrige Säure). .

Danach verschwinden schädliche Verbindungen nirgendwo und kehren in Form von Niederschlag auf die Erde zurück. Wenn sie sich in einem Gebiet befinden, in dem die Atmosphäre mit Feuchtigkeit gesättigt ist, verbinden sie sich mit Wassertropfen in den Wolken, woraufhin die gelöste Säure in Form von Regen, Hagel, Schnee und Nebel ausfällt und nicht nur der Vegetation erheblichen Schaden zufügt , sondern auch für die Fauna: Sie werden dem Boden als Nährstoffe entzogen, ebenso wie giftige Metalle wie Aluminium, Blei etc.

Wenn saurer Regen in Süßwasserquellen oder Stauseen gelangt, steigt die Löslichkeit von Aluminium im Wasser dramatisch an, was zu Krankheiten und Tod von Fischen, einer langsameren Entwicklung von Algen und Phytoplankton führt und das Wasser für den Verzehr völlig ungeeignet wird.

Bei absolut trockener Luft können Säureverbindungen in Form von Staub oder Smog auf die Erdoberfläche fallen. Auf der Erdoberfläche angekommen, lauern sie einige Zeit und gehen, nachdem sie auf Schauer gewartet haben, mit dem Wasserstrom in den Boden.

Der Tod der lebenden Welt

Nachdem saurer Regen gefallen ist, ändert sich die Zusammensetzung des Bodens erheblich, was zum Absterben von Bäumen, Vegetation und Feldfrüchten führt und die Bodenfruchtbarkeit verringert. Einmal im Boden dringt giftiges Wasser in Stauseen ein, wodurch Wasser verschmutzt und oxidiert wird, was zum Tod fast aller Lebewesen führt (Amphibien, Fische und Bakterien sterben bei pH 4,5 und viele Vertreter der Tier- und Pflanzenwelt Welt verschwinden auch bei niedrigerem Säuregehalt).

Im zeitigen Frühjahr während der Schneeschmelze verschärft sich das Problem stark: Zu dieser Zeit werden alle im Winter angesammelten Schadstoffe freigesetzt und dringen in den Boden und die Gewässer ein, Fischbrut und Insektenlarven sind am anfälligsten.

Es ist erwähnenswert, dass saurer Regen, bevor er in den Boden fällt, die Reinheit der Luft verringert, verschiedene Strukturen, Denkmäler negativ beeinflusst, Gebäude- und Verkleidungsmaterialien (Kalkstein, Marmor), Rohrleitungen zerstört, Farben auflöst, Autos verdirbt und Metallkorrosion verursacht Oberflächen.

Die Auswirkungen von saurem Regen wirken sich äußerst negativ auf die belebte und unbelebte Natur, die Menschen und die von ihnen geschaffenen Objekte aus. Gleichzeitig können giftige Niederschläge so schwerwiegende Umweltprobleme verursachen wie:

• Der Tod der Flora und Fauna von Gewässern als Folge von Veränderungen im Ökosystem. Für den Menschen werden Stauseen als Wasserquellen auch völlig ungeeignet aufgrund der erhöhten Menge an Salzen von Schwermetallen und verschiedenen toxischen Verbindungen, die normalerweise von der Mikroflora des Stausees aufgenommen werden.
• Der Tod von Bäumen (insbesondere Nadelbäumen) aufgrund von Schäden an Blättern und Wurzeln, wodurch sie gegen Frost und verschiedene Krankheiten wehrlos werden.
• Durch verschiedene chemische Reaktionen verliert der Boden teilweise Spurenelemente und wird weniger nahrhaft, was das Wachstum und die Entwicklung der Vegetation verlangsamt (gleichzeitig gelangen viele giftige Substanzen durch die Wurzeln in den Baum).
• Menschen, die in Gebieten leben, in denen saurer Regen üblich ist, haben oft ernsthafte Probleme mit ihren oberen Atemwegen.
• Saurer Regen, erodierender Zement und negative Auswirkungen auf Verkleidungs- und Baumaterialien beschädigen Baudenkmäler, Gebäude und andere Strukturen ernsthaft und machen sie weniger haltbar.

Wie verhindert man schädliche Niederschläge?

Die Regionen mit den meisten sauren Niederschlägen sind derzeit Asien (vor allem China, dessen Industrieunternehmen Kohle verbrennen) und die Vereinigten Staaten von Amerika. Da der Niederschlag in der Regel in einiger Entfernung von der Wolkenbildung fällt, sind auch Kanada und Japan gefährdet.

Darüber hinaus wird das Problem des sauren Regens mit dem aktiven Wachstum der Industrie immer intensiver, und daher werden sich in naher Zukunft die katastrophalen Folgen solcher Niederschläge definitiv bemerkbar machen, wenn die Wissenschaftler kein Schema zur Verhinderung von Gift entwickeln Niederschlag davor.

Wenn man über den Kampf gegen sauren Regen spricht, muss man bedenken, dass es zunächst notwendig ist, die Quellen zu bekämpfen, die die Bildung von saurem Regen verursacht haben, da es unmöglich ist, den Niederschlag selbst zu bekämpfen. Um die negativen Auswirkungen giftiger Niederschläge zu verhindern, untersuchen Umweltschützer und Wissenschaftler die Ursachen und Folgen des sauren Regens, arbeiten an der Entwicklung von Technologien zur Erzeugung und Reinigung atmosphärischer Emissionen, der Schaffung umweltfreundlicher Energiequellen und umweltfreundlicher Fahrzeuge , etc.

Solange die Regierungen verschiedener Länder nicht vereint die Lösung dieses Problems in Angriff nehmen und beginnen, nach Auswegen aus der nahenden ökologischen Katastrophe zu suchen, wird das Problem nicht gelöst sein.

Angesichts der Tatsache, dass saurer Regen, wie andere Niederschlagsarten, ein riesiges Gebiet bedecken kann, könnte saurer Regen in naher Zukunft auf dem ganzen Planeten alltäglich werden. Gleichzeitig hören saure Verbindungen, die zusätzliche chemische Reaktionen eingegangen sind, nicht auf, sich umzuwandeln, wodurch sich bald Schwefelsäure auf die Köpfe unvorsichtiger Passanten ergießen kann.

Saurer Regen ist ein ernsthaftes Umweltproblem, dessen Ursache als universelle Umweltverschmutzung bezeichnet werden kann. Häufige saure Regenfälle bereiten nicht nur Wissenschaftlern, sondern auch normalen Menschen Sorgen, da solche Niederschläge negative Auswirkungen auf die Gesundheit haben.

Saurer Regen ist durch einen niedrigen pH-Wert gekennzeichnet. Gewöhnlicher Niederschlag hat ein Niveau dieses Indikators von 5,6. Es ist zu beachten, dass selbst bei kleinen Abweichungen von der Norm schwerwiegende Folgen für lebende Organismen auftreten können.

Bei erheblichen Verschiebungen kann ein reduzierter Säuregehalt zum Tod von Fischen sowie vielen Insekten und sogar Amphibien führen. Darüber hinaus wird in Gebieten, in denen saure Niederschläge auftreten, manchmal das Vorhandensein von Säureverbrennungen auf dem Laub von Bäumen bemerkt, und einige Pflanzen sterben sogar ab. Die negativen Auswirkungen nach saurem Regen sind für viele Menschen zu spüren. Nach einem solchen Regenguss kann es zu einer Ansammlung giftiger Gase in der Atmosphäre kommen, und es ist äußerst unerwünscht, eine solche Gas-Luft-Masse einzuatmen. Die Folgen lassen nicht lange auf sich warten, selbst bei einem kurzen Spaziergang bei solchen Niederschlägen können Herz-Kreislauf-Erkrankungen, bronchopulmonale Erkrankungen und Asthma auftreten.

Kann saurer Regen allein eine Bedrohung darstellen?

Das Problem des sauren Regens ist in den letzten Jahrzehnten globaler geworden, daher täten alle Bewohner der Erde gut daran, über ihre Rolle – positiv oder negativ – bei diesem Naturphänomen nachzudenken. Sie sollten wissen, dass die meisten Schadstoffe, die in die Luft gelangen, ein Produkt des menschlichen Lebens sind und praktisch nirgendwo verschwinden. Die meisten von ihnen verbleiben in der Atmosphäre und werden eines Tages zusammen mit dem Niederschlag auf die Erde zurückkehren. Und die Auswirkungen des sauren Regens selbst sind so schwerwiegend, dass es in einigen Fällen mehr als hundert Jahre dauern kann, bis die Folgen beseitigt sind.

Um sich mit den möglichen Folgen des sauren Regens vertraut zu machen, ist es wünschenswert zu verstehen, was das Konzept selbst beinhaltet. Die meisten Wissenschaftler sind sich einig, dass eine solche Formulierung als zu eng angesehen werden kann, um das volle Potenzial eines globalen Problems zu erfassen. Man sollte nicht ausschließlich Regen untersuchen, man sollte auch auf sauren Hagel, Nebel und Schneefall achten, die ebenfalls zu den Trägern von Schadstoffen und Verbindungen gehören, weil ihre Entstehung prozessual meist identisch ist. Es sollte nicht vergessen werden, dass bei stabil trockenem Wetter giftige Gase oder Staubwolken oder beides auftreten können. Aber auch diese Formationen gehören zu den sauren Niederschlägen.

Ursachen für sauren Regen

Die Ursachen des sauren Regens sind im Großen und Ganzen direkt vom Faktor Mensch abhängig. Die ständige Belastung der Atmosphäre durch säurebildende Verbindungen (wie Schwefeloxid, Chlorwasserstoff, Stickstoff etc.) führt zu einem Ungleichgewicht. Die wichtigsten Produzenten solcher Stoffe sind natürlich große Industrieunternehmen, zum Beispiel Hüttenwerke, Ölraffinerien, Wärmekraftwerke, die Kohle oder Heizöl verbrennen. Trotz Filtern und Reinigungssystemen hat die moderne Technologie noch nicht das Niveau erreicht, das es ermöglichen würde, nicht nur negative Auswirkungen, sondern auch Industrieabfälle selbst vollständig zu eliminieren.

Darüber hinaus gab es eine Zunahme des sauren Regens im Zusammenhang mit der Zunahme von Fahrzeugen auf dem Planeten. Eine große Menge an Abgasen trägt, obwohl in kleinen Dosen, immer noch zum Auftreten schädlicher Säureverbindungen bei. Und wenn Sie die Gesamtzahl der Fahrzeuge neu berechnen, dann hat der Verschmutzungsgrad, könnte man sagen, ein kritisches Niveau erreicht. Neben all dem tragen auch viele Haushaltsartikel bei, zum Beispiel Aerosole, Putz-/Reinigungsmittel etc.

Eine weitere Ursache für sauren Regen, abgesehen vom menschlichen Faktor, können einige natürliche Prozesse sein. Insbesondere vulkanische Aktivität kann zu ihrem Auftreten führen, bei der eine große Menge Schwefel ausgestoßen wird. Außerdem ist es an der Bildung gasförmiger Verbindungen bei der Zersetzung einzelner organischer Stoffe beteiligt, was wiederum zu einer Luftverschmutzung führt.

Mechanismus der Bildung von saurem Regen

Alle Schadstoffe, die in die Atmosphäre freigesetzt wurden, beginnen mit Elementen der Sonnenenergie, Kohlendioxid oder Wasser zu reagieren, was zur Bildung saurer Verbindungen führt. Zusammen mit der Verdunstung von Feuchtigkeit steigen sie in die Atmosphäre auf, woraufhin sich Wolken bilden. So kommt es zur Bildung von saurem Regen, der Bildung von Schneeflocken oder Hagelkörnern, die alles, was sie aufgenommen haben, zusammen mit anderen Chemikalien auf die Erde zurückgeben.

In einigen Regionen der Erde wurden einige Abweichungen von der Norm innerhalb von 2-3 Einheiten festgestellt. Bei einem akzeptablen Säuregehalt von pH 5,6 gab es in der Region Moskau und in China Fälle von Niederschlägen mit einem pH-Wert von 2,15. Es ist nicht möglich, den genauen Ort des sauren Regens vorherzusagen, da es möglich ist, dass die gebildeten Wolken vom Wind über weite Strecken vom Ort der Verschmutzung weggeweht werden.

Zusammensetzung des sauren Regens

Die Hauptbestandteile des sauren Regens sind Schwefelsäure und schweflige Säure sowie das Vorhandensein von Ozon, das bei Gewittern entsteht. Es gibt auch stickstoffhaltige Niederschlagsarten, bei denen Salpeter- und salpetrige Säuren als Hauptarten vorhanden sind. Selten können Chlor und Methan die Ursache für sauren Regen sein. Und natürlich können andere Schadstoffe mit Niederschlägen ausfallen, je nachdem, was in bestimmten Regionen in der Zusammensetzung von Haushalts- und Industrieabfällen in die Atmosphäre emittiert wurde.

Warum ist saurer Regen gefährlich?

Saurer Regen und seine Folgen sind Gegenstand ständiger Beobachtungen, die von Wissenschaftlern aus allen Ländern durchgeführt werden. Ihre Prognosen sind jedoch äußerst enttäuschend. Niederschlag, bei dem der pH-Wert abgesenkt wird, gefährdet nicht nur den Menschen, sondern auch Flora und Fauna.

Wenn er auf den Boden trifft, schädigt saurer Regen Pflanzen, indem er ihnen die Nährstoffe entzieht, die sie für Wachstum und Entwicklung benötigen. Unter anderem werden giftige Metalle an die Oberfläche gezogen. Bei einer hohen Säurekonzentration können Bäume durch Niederschläge absterben, der Boden wird für den weiteren Anbau unbrauchbar und es wird Jahrzehnte dauern, ihn wiederherzustellen.

Die gleiche Situation ist mit Stauseen. Die Zusammensetzung des sauren Regens führt zu einem Ungleichgewicht in der natürlichen Umwelt, woraufhin das Problem der Flussverschmutzung entsteht. Dies wiederum führt zum Fischsterben und verlangsamt auch das Algenwachstum. Dadurch können ganze Gewässer, Seen und Flüsse für lange Zeit nicht mehr existieren.

Saurer Regen, der an Luftmassen vorbeizieht, hinterlässt vor dem Auftreffen auf den Boden Partikel giftiger Substanzen in der Atmosphäre. Dies gilt als äußerst ungünstig, da es die Gesundheit von Mensch und Tier beeinträchtigt und auch Gebäude erheblich beschädigt. So beginnen sich die meisten Farben und Lacke und Verkleidungsmaterialien sowie Metallstrukturen aufzulösen, sobald Tropfen des unseligen Regens darauf fallen.

Globale Umweltprobleme des sauren Regens

Zu den globalen Umweltproblemen, die durch saure Niederschläge verursacht werden, gehören:

• Veränderungen im Ökosystem von Gewässern, die zum Tod von Flora und Fauna führten. Es wird unmöglich sein, solche Quellen zum Trinken zu verwenden, da Schwermetalle die Norm um ein Vielfaches überschreiten;
• Schäden an Wurzeln und Blättern führen zur Zerstörung des Schutzes vor Kälte und Krankheiten. Dies gilt insbesondere für Nadelbäume bei starkem Frost;
• Bodenkontamination mit Toxinen. Die Pflanzenwelt, die sich auf den kontaminierten Bodenflächen befindet, wird sicherlich geschwächt oder stirbt ab. Schädliche Elemente werden mit nützlichen Substanzen einhergehen, die immer weniger werden.

Schaden von saurem Regen für Menschen

Der Tod von Haustieren, kommerziellen Fischarten, Ernten – all dies wird die Lebensqualität und die Wirtschaft eines jeden Staates bis zu einem gewissen Grad beeinträchtigen.

Fisch oder Tierfleisch können gesundheitsgefährdend sein, wenn sie genau dort verzehrt werden, wo es zu einer Säurevergiftung gekommen ist. Solches Fleisch kann einen kritischen Gehalt an toxischen Verbindungen oder Schwermetallionen enthalten. Wenn es in den menschlichen Körper gelangt, kann es zu schweren Vergiftungen, schweren Leber- oder Nierenerkrankungen, Blockaden von Nervenkanälen und zur Bildung von Blutgerinnseln führen. Einige der Auswirkungen einer Säurevergiftung können Generationen dauern, bis sie auftreten.

Möglichkeiten, mit saurem Niederschlag umzugehen

Heute führen die Vereinigten Staaten, China und natürlich Russland die Hauptrisikogruppe für saure Niederschläge an. Tatsächlich sind in diesen Staaten die kohleverarbeitende und metallurgische Industrie hoch entwickelt, und dementsprechend gibt es eine große Anzahl solcher Unternehmen. Allerdings gelten sowohl Kanada als auch Japan als gefährlich, in deren Richtung saure Niederschläge durch den Wind getrieben werden können. Wenn keine vorbeugenden Maßnahmen ergriffen werden, kann die Liste solcher Staaten einigen Studien zufolge möglicherweise mit viel mehr Kandidaten aufgefüllt werden, und dies muss nicht lange warten.

Die Bekämpfung des sauren Regens auf lokaler Ebene ist fast nutzlos. Damit sich die Situation zum Besseren ändert, müssen umfassende Maßnahmen ergriffen werden. Und sie sind nur durch das gleichzeitige und koordinierte Handeln vieler Länder möglich. Die akademische Wissenschaft versucht, neue Reinigungssysteme zu finden, um die Emissionen von Schadstoffen in die Atmosphäre zu minimieren, aber der prozentuale Anteil von saurem Niederschlag nimmt nur zu.

Wenn Sie Fragen haben, hinterlassen Sie diese in den Kommentaren unter dem Artikel. Wir oder unsere Besucher beantworten sie gerne.

Scharfe Phrasen im modernen, insbesondere urbanen Leben sind alltäglich geworden. Sommerbewohner beschweren sich oft darüber, dass nach solch unangenehmen Niederschlägen die Pflanzen zu welken beginnen und in den Pfützen ein weißlicher oder gelblicher Belag erscheint.

Was ist das

Die Wissenschaft hat eine eindeutige Antwort auf die Frage, was saurer Regen ist. Diese sind alle bekannt, deren Wasser unter dem Normalwert liegt. Als Norm gilt ein pH-Wert von 7. Zeigt die Studie eine Unterschätzung dieses Wertes bei Niederschlägen, gelten sie als sauer. Im Kontext eines immer stärker werdenden Industriebooms ist der Säuregehalt von Regen, Schnee, Nebel und Hagel hundertmal höher als normal.

Ursachen

Immer wieder fällt saurer Regen. Die Gründe liegen in giftigen Emissionen von Industrieanlagen, Autoabgasen und in viel geringerem Maße im Zerfall natürlicher Elemente. Die Atmosphäre ist voll von Schwefel- und Stickoxiden, Chlorwasserstoff und anderen Verbindungen, die Säuren bilden. Die Folge ist saurer Regen.

Es gibt Niederschlag und Alkaligehalt. Sie enthalten Calcium- oder Ammoniak-Ionen. Auch das Konzept des „sauren Regens“ passt zu ihnen. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass solche Niederschläge beim Eindringen in ein Reservoir oder einen Boden die Veränderung des Wasser-Basen-Gleichgewichts beeinflussen.

Was verursacht sauren Niederschlag

Natürlich bringt die Oxidation der umgebenden Natur nichts Gutes mit sich. Saurer Regen ist äußerst schädlich. Die Gründe für das Absterben der Vegetation nach dem Fall solcher Niederschläge liegen darin, dass viele nützliche Elemente durch Säuren aus der Erde ausgelaugt werden, außerdem wird auch eine Verschmutzung durch gefährliche Metalle beobachtet: Aluminium, Blei und andere. Verschmutzte Sedimente verursachen Mutationen und Fischsterben in Gewässern, unsachgemäße Entwicklung der Vegetation in Flüssen und Seen. Sie wirken sich auch nachteilig auf die normale Umgebung aus: Sie tragen erheblich zur Zerstörung natürlicher Verkleidungsmaterialien bei und verursachen eine beschleunigte Korrosion von Metallstrukturen.

Nachdem wir uns mit den allgemeinen Eigenschaften dieses atmosphärischen Phänomens vertraut gemacht haben, können wir schlussfolgern, dass das Problem des sauren Regens aus ökologischer Sicht eines der dringendsten ist.

Wissenschaftliche Forschung

Es ist wichtig, näher auf das Schema der chemischen Verschmutzung der Natur einzugehen. Saurer Regen ist die Ursache vieler Umweltstörungen. Eine solche Eigenschaft des Niederschlags trat in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts auf, als der britische Chemiker R. Smith den Gehalt gefährlicher Substanzen in Dämpfen und Rauch identifizierte, die das chemische Bild des Niederschlags stark verändern. Darüber hinaus ist saurer Regen ein Phänomen, das sich unabhängig von der Verschmutzungsquelle über weite Gebiete ausbreitet. Der Wissenschaftler bemerkte auch die Zerstörung, die die kontaminierten Sedimente mit sich brachten: Pflanzenkrankheiten, Farbverlust im Gewebe, beschleunigte Ausbreitung von Rost und andere.

Experten sind präziser in ihrer Definition dessen, was saurer Regen ist. In Wirklichkeit sind es Schnee, Nebel, Wolken und Hagel. Trockener Niederschlag mit einem Mangel an Luftfeuchtigkeit fällt in Form von Staub und Gas.

auf die Natur

Seen sterben, die Zahl der Fischschwärme geht zurück, Wälder verschwinden – all das sind schreckliche Folgen der Oxidation der Natur. Böden in Wäldern sind bei weitem nicht so empfindlich gegenüber Versauerung wie Gewässer, aber Pflanzen empfinden alle Änderungen des Säuregehalts sehr negativ. Wie ein Aerosol umhüllt schädlicher Niederschlag Blätter und Nadeln, imprägniert Stämme und dringt in den Boden ein. Die Vegetation erleidet chemische Verbrennungen, wird allmählich schwächer und verliert ihre Überlebensfähigkeit. Böden verlieren ihre Fruchtbarkeit und sättigen wachsende Pflanzen mit giftigen Verbindungen.

biologische Ressourcen

Bei einer Untersuchung von Seen in Deutschland wurde festgestellt, dass in Stauseen, in denen der Wasserindex erheblich von der Norm abwich, die Fische verschwanden. Nur in einigen Seen wurden einzelne Exemplare gefangen.

Historisches Erbe

Auch scheinbar unverwundbare menschliche Schöpfungen leiden unter saurem Regen. Die antike Akropolis in Griechenland ist auf der ganzen Welt für die Umrisse ihrer mächtigen Marmorstatuen bekannt. Die Jahrhunderte schonen die natürlichen Materialien nicht: Das edle Gestein wird durch Wind und Regen zerstört, die Bildung von saurem Regen aktiviert diesen Prozess zusätzlich. Bei der Restaurierung historischer Meisterwerke haben moderne Meister keine Maßnahmen ergriffen, um Metallverbindungen vor Rost zu schützen. Das Ergebnis ist, dass saurer Regen durch Oxidation des Eisens große Risse in den Statuen verursacht, Marmorrisse aufgrund des Rostdrucks.

Kulturdenkmäler

Die Vereinten Nationen haben Studien zu den Auswirkungen von saurem Regen auf Kulturerbestätten initiiert. Dabei wurden die negativen Folgen der Regeneinwirkung auf die schönsten Buntglasfenster der Städte Westeuropas bewiesen. Tausende farbige Gläser drohen in Vergessenheit zu geraten. Bis ins 20. Jahrhundert erfreuten sie die Menschen mit ihrer Stärke und Originalität, aber in den letzten Jahrzehnten, überschattet von sauren Regenfällen, drohen die prächtigen Glasmalereien zu zerstören. Mit Schwefel gesättigter Staub zerstört antike Leder- und Papiergegenstände. Uralte Produkte verlieren unter dem Einfluss ihre Fähigkeit, atmosphärischen Phänomenen zu widerstehen, werden spröde und können bald zu Staub zerfallen.

Ökologische Katastrophe

Saurer Regen ist ein ernstes Problem für das Überleben der Menschheit. Leider erfordern die Realitäten des modernen Lebens eine immer stärkere Ausweitung der industriellen Produktion, die die Menge der giftigen erhöht.Die Bevölkerung des Planeten nimmt zu, der Lebensstandard steigt, es gibt immer mehr Autos, der Energieverbrauch geht durch das Dach. Gleichzeitig belasten allein die thermischen Kraftwerke der Russischen Föderation jährlich Millionen Tonnen schwefelhaltiger Anhydride die Umwelt.

Saurer Regen und Ozonlöcher

Ozonlöcher sind nicht weniger häufig und geben Anlass zu ernsterer Besorgnis. Zur Erklärung des Wesens dieses Phänomens muss gesagt werden, dass es sich nicht um einen echten Bruch der atmosphärischen Hülle handelt, sondern um eine Verletzung der Dicke der Ozonschicht, die sich etwa 8 bis 15 km von der Erde entfernt befindet und sich bis in die Stratosphäre erstreckt bis zu 50km. Die Ansammlung von Ozon absorbiert weitgehend die schädliche UV-Strahlung der Sonne und schützt den Planeten vor der stärksten Strahlung. Aus diesem Grund sind Ozonlöcher und saurer Regen Bedrohungen für das normale Leben auf dem Planeten und erfordern höchste Aufmerksamkeit.

Die Unversehrtheit der Ozonschicht

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurden Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) in die Liste der menschlichen Erfindungen aufgenommen. Ihr Merkmal war außergewöhnliche Stabilität, kein Geruch, Unbrennbarkeit, keine toxische Wirkung. FCKW wurden allmählich überall in die Produktion verschiedener Kühlgeräte (von Autos bis zu medizinischen Komplexen), Feuerlöschern und Haushaltsaerosolen eingeführt.

Erst gegen Ende der zweiten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts schlugen die Chemiker Sherwood Roland und Mario Molina vor, dass diese Wunderstoffe, auch Freone genannt, die Ozonschicht stark beeinflussen. Gleichzeitig können FCKW jahrzehntelang in der Luft „schweben“. Sie steigen allmählich vom Boden auf und erreichen die Stratosphäre, wo ultraviolette Strahlung Freonverbindungen zerstört und Chloratome freisetzt. Als Ergebnis dieses Prozesses wird Ozon viel schneller in Sauerstoff umgewandelt als unter normalen natürlichen Bedingungen.

Das Schreckliche ist, dass nur wenige Chloratome benötigt werden, um Hunderttausende von Ozonmolekülen zu modifizieren. Darüber hinaus gelten Fluorchlorkohlenwasserstoffe als Treibhausgase, die zur globalen Erwärmung beitragen. Fairerweise muss hinzugefügt werden, dass die Natur selbst auch zur Zerstörung der Ozonschicht beiträgt. So enthalten vulkanische Gase bis zu hundert Verbindungen, einschließlich Kohlenstoffe. Natürliche Freone tragen zur aktiven Ausdünnung der Ozonschicht über den Polen unseres Planeten bei.

Was kann getan werden?

Herauszufinden, was die Gefahr von saurem Regen ist, ist nicht mehr relevant. Jetzt sollten in jedem Bundesland, in jedem Industriebetrieb zunächst Maßnahmen zur Sicherstellung der Reinheit der Umgebungsluft auf der Tagesordnung stehen.

In Russland gehen Riesenwerke wie RUSAL in den letzten Jahren sehr verantwortungsbewusst mit diesem Thema um. Sie scheuen keine Kosten, um moderne, zuverlässige Filter und Reinigungsanlagen zu installieren, die verhindern, dass Oxide und Schwermetalle in die Atmosphäre gelangen.

Zunehmend werden alternative Methoden der Energiegewinnung eingesetzt, die keine gefährlichen Folgen nach sich ziehen. Wind- und Sonnenenergie (z. B. im Alltag und für Autos) ist keine Fantasie mehr, sondern eine erfolgreiche Praxis, die hilft, die Menge an schädlichen Emissionen zu reduzieren.

Die Ausweitung von Waldplantagen, die Säuberung von Flüssen und Seen, die fachgerechte Entsorgung von Müll – all das sind wirksame Methoden im Kampf gegen die Umweltverschmutzung.