Happevihm

"Happevihmade" üldkontseptsioon:

Mõiste "happevihm" võttis esmakordselt kasutusele 1872. aastal inglise maadeavastaja Angus Smith, kelle tähelepanu tõmbas Manchesteri sudu. Ja kuigi tolleaegsed teadlased lükkasid happevihmade olemasolu teooria tagasi, on tänapäeval ilmne tõsiasi, et happevihmad on üks elusorganismide, metsade, põllukultuuride ja muud tüüpi taimestiku surma põhjustest. Lisaks hävitavad happevihmad hooneid ja arhitektuurimälestisi, muudavad metallkonstruktsioonid kasutuskõlbmatuks, vähendavad mulla viljakust ja võivad põhjustada mürgiste metallide imbumist põhjaveekihtidesse.

Mõiste "happevihm" viitab igat tüüpi meteoroloogilistele sademetele – vihm, lumi, rahe, udu, lörts – mille pH on väiksem kui vihmavee keskmine pH väärtus, mis on ligikaudu võrdne 5,6-ga. "Puhas" vihm on tavaliselt alati kergelt happeline, sest õhus leiduv süsihappegaas (CO 2 ) reageerib keemiliselt vihmaveega, moodustades nõrga süsihappe. Teoreetiliselt peaks sellisel "puhtal" kergelt happelisel vihmal olema pH = 5,6, mis vastab vee CO 2 ja atmosfääri CO 2 vahelisele tasakaalule. Erinevate ainete pideva esinemise tõttu atmosfääris ei ole vihm aga kunagi täiesti "puhas" ja selle pH on vahemikus 4,9 kuni 6,5, parasvöötme metsavööndi keskmine väärtus on umbes 5,0. Lisaks CO 2 -le satuvad Maa atmosfääri looduslikult ka erinevad väävli- ja lämmastikuühendid, mis annavad sademetele happelise reaktsiooni. Seega võib "happevihmad" tekkida ka looduslikel põhjustel. Kuid lisaks happelise reaktsiooniga erinevate oksiidide loomulikule sattumisele Maa atmosfääri on olemas ka inimtekkelised allikad, mille emissioon on kordades suurem kui looduslik. Atmosfääri saastamine suure hulga väävli ja lämmastikoksiididega võib tõsta sademete happesust pH = 4,0-ni, mis ületab enamiku elusorganismide talutavaid väärtusi.

Happevihmade põhjused:

Happevihmade peamiseks põhjuseks on vääveldioksiidi SO 2 ja lämmastikdioksiidi NO 2 esinemine Maa atmosfääris, mis atmosfääris toimuvate keemiliste reaktsioonide tulemusena muutuvad vastavalt väävel- ja lämmastikhappeks, mille sadestamisel. Maa pinnal mõjutab elusorganisme ja ökotoopi üldiselt.

Väävliühendite tüübid:

Kõige olulisemad Maa atmosfääris leiduvad väävliühendid on järgmised:

1. Vääveldioksiid – SO 2

2. Süsinikoksüsulfiid – COS

3. Süsinikdisulfiid – CS 2

4. Vesiniksulfiid – H 2 S

5. Dimetüülsulfiid – (CH 3) 2 S

6. Sulfaadiioon – SO 4 2-

Väävliühendite allikad:

Looduslikud väävli atmosfääriheite allikad:

ma Bioloogiline vabanemine. Peaaegu eranditult näitasid traditsioonilised väävliringe mudelid, et umbes 50% väävlist ilmub atmosfääri tänu selle bioloogilistele muutustele pinnase ja vee ökosüsteemides. Eeldatakse, et käimasolevate mikrobioloogiliste protsesside tulemusena lendub nendes looduslikes ökosüsteemides väävel vesiniksulfiidi (H 2 S) kujul. Paljud teaduslikud andmed näitavad, et mikroorganismid toodavad vesiniksulfiidi peamiselt kahel viisil:

1. sulfaatide taastamine.

2. orgaanilise aine lagunemine.

Desulfovibrio samuti nendega seotud baktereid, sulfaatide redutseerijaid, asustavad ohtralt sood, sood ja halvasti kuivendatud pinnased. Need mikroorganismid kasutavad lõpliku elektroniaktseptorina sulfaate. Samuti lagundab väävlit sisaldavaid orgaanilisi ühendeid ja eraldab vesiniksulfiidi äärmiselt suur ja mitmekesine rühm mikroorganisme, sealhulgas aeroobid, termofiilid, psührofiilid, bakterid, aktinomütseedid ja seened. Ka mere pind ja selle sügavad kihid võivad sisaldada märkimisväärses koguses vesiniksulfiidi. Praegu ei ole dimetüülsulfiidi tekke allikad täielikult teada, kuid oletatakse, et nende esinemisega on seotud merevetikad. Bioloogilised väävliheitmed ei ületa 30-40 miljonit tonni aastas, mis moodustab ligikaudu 1/3 eralduva väävli koguhulgast.

II. Vulkaaniline tegevus. Kui vulkaan purskab, satub Maa atmosfääri koos suure koguse vääveldioksiidiga vesiniksulfiid, sulfaadid ja elementaarne väävel. Need ühendid sisenevad peamiselt alumisse kihti - troposfääri ja eraldi, suurte pursete korral täheldatakse väävliühendite kontsentratsiooni suurenemist kõrgemates kihtides - stratosfääris. Vulkaanide purskega satub atmosfääri aastas keskmiselt umbes 2 miljonit tonni väävlit sisaldavaid ühendeid. Troposfääri jaoks on see väävlikogus bioloogilise vabanemisega võrreldes tähtsusetu, samas kui stratosfääris on vulkaanipursked kõige olulisemad väävliallikad.

III. Ookeanide pind. Pärast ookeanide pinnalt atmosfääri sisenevate veepiiskade aurustumist jääb alles meresool, mis sisaldab koos naatriumi- ja klooriioonidega väävliühendeid - sulfaate.

Koos meresoola osakestega satub Maa atmosfääri aastas 50–200 miljonit tonni väävlit, mis on palju rohkem kui väävli eraldumine atmosfääri loomulikul teel. Samas langevad soolaosakesed oma suurte mõõtmete tõttu kiiresti atmosfäärist välja ja seega satub vaid tühine osa väävlist ülemistesse kihtidesse ja pihustatakse üle maa. Arvestada tuleks aga asjaoluga, et merelise päritoluga sulfaadid ei saa moodustada väävelhapet, mistõttu ei ole need happevihmade tekke seisukohalt olulised. Nende mõju mõjutab ainult pilvede tekke ja sademete reguleerimist.

Antropogeensed väävli atmosfääriheitmise allikad:

Lämmastikuühendite tüübid:

Atmosfääri koostis sisaldab mitmeid lämmastikku sisaldavaid ühendeid, millest kõige levinum on dilämmastikoksiid (N 2 O). See gaas õhu alumistes kihtides on neutraalne ega osale happevihmade tekkes. Maa atmosfääri koostises on ka happelisi lämmastikoksiide, nagu: lämmastikoksiid NO ja lämmastikdioksiid NO 2. Lisaks sisaldab atmosfääri koostis ainsat aluselist lämmastikuühendit - ammoniaaki.

Kõige olulisemad Maa atmosfääris leiduvad lämmastikuühendid on:

1. Dilämmastikoksiid – NO 2

2. Lämmastikoksiid – EI

3. Dilämmastik anhüdriid - N 2 O 3

4. Lämmastikdioksiid – NO 2

5. Lämmastikoksiid – N 2 O 5

Lämmastikuühendite allikad:

Lämmastikuühendite atmosfääri paiskamise looduslikud allikad:

ma Lämmastikoksiidide emissioon pinnasesse. Pinnas elavate denitrifitseerivate bakterite tegevuse käigus eralduvad nitraatidest lämmastikoksiidid. 1990. aasta andmetel tekib sel viisil igal aastal üle maailma umbes 8 miljonit tonni lämmastikoksiide (lämmastiku osas).

II. Äikesetormid. Elektrilahenduste käigus atmosfääris väga kõrge temperatuuri ja plasma olekusse ülemineku tõttu ühinevad õhus leiduv molekulaarne lämmastik ja hapnik lämmastikoksiidideks. Sel viisil tekkiva lämmastikoksiidi kogus on umbes 8 miljonit tonni.

III. Biomassi põletamine. Seda tüüpi allikad võivad olla nii tehisliku kui ka loodusliku päritoluga. Suurim kogus biomassi põletatakse metsa põletamise (tootmispinna saamiseks) ja savanni tulekahjude tulemusena. Biomassi põletamisel satub aasta jooksul õhku 12 miljonit tonni lämmastikoksiide (lämmastiku osas).

IV. Muud allikad. Muud lämmastikoksiidide looduslike heitkoguste allikad on vähem olulised ja neid on raske hinnata. Nende hulka kuuluvad: ammoniaagi oksüdeerumine atmosfääris, dilämmastikoksiidi lagunemine stratosfääris, mille tulemusena moodustunud oksiidide NO ja NO 2 segu satub troposfääri, ning lõpuks fotolüütilised ja bioloogilised protsessid ookeanides. . Need allikad toodavad aasta jooksul ühiselt 2–12 miljonit tonni lämmastikoksiide (lämmastiku osas).

Antropogeensed lämmastikuühendite atmosfääri paiskamise allikad:

Antropogeensetest lämmastikoksiidi moodustumise allikatest on esikohal fossiilsete kütuste (kivisüsi, nafta, gaas jne) põletamine. Põlemisel, kõrge temperatuuri mõjul, ühinevad õhus olev lämmastik ja hapnik. Sel juhul on tekkiva lämmastikoksiidi NO kogus võrdeline põlemistemperatuuriga. Lisaks tekivad lämmastikoksiidid kütuses sisalduvate lämmastikku sisaldavate ainete põlemisel. Fossiilkütuste põletamisel paiskab inimkond aastas Maa õhubasseini umbes 12 miljonit tonni. lämmastikoksiidid. Lämmastikoksiide veidi vähem, umbes 8 miljonit tonni. aastas tuleb kütuse (bensiin, diislikütus jne) põlemisel sisepõlemismootorites.Tööstus üle maailma paiskab õhku umbes 1 miljon tonni. lämmastikku igal aastal. Seega vähemalt 37% ligi 56 Mt. aasta lämmastikoksiidi heitkogused tekivad inimtekkeliste allikate kaudu. See protsent on aga palju suurem, kui sellele lisada biomassi põlemisprodukte.

Atmosfääri ammoniaak:

Ammoniaak, mis on vesilahuses aluseline, mängib olulist rolli happevihmade reguleerimisel, kuna see võib neutraliseerida atmosfääri happelisi ühendeid:

NH3 + H2SO4 \u003d NH4HS04

NH3 + NH4HS04 = (NH4)2SO4

NH 3 + HNO 3 \u003d NH 4 NO 3

Seega neutraliseeritakse happeline sadestumine ning tekivad sulfaadid ja ammooniumnitraat.

Muld on kõige olulisem atmosfääri ammoniaagi allikas. Mulla orgaaniline aine laguneb teatud bakterite toimel ja selle protsessi üheks lõppsaaduseks on ammoniaak. Teadlased suutsid kindlaks teha, et bakteri aktiivsus, mis lõpuks viib ammoniaagi tekkeni, sõltub eelkõige mulla temperatuurist ja niiskusest. Kõrgetel geograafilistel laiuskraadidel (Põhja-Ameerika ja Põhja-Euroopa), eriti talvekuudel, võib mulla ammoniaagi eraldumine olla tühine. Samas on neis piirkondades kõrgeim vääveldioksiidi ja lämmastikoksiidi emissioon, mille tulemusena ei neutraliseerita atmosfääri happed ja seega suureneb happevihmade oht. Lemmiklooma uriini lagunemisel eraldub suur hulk ammoniaaki. See ammoniaagiallikas on nii märkimisväärne, et Euroopas ületab see mulla võime ammoniaaki eraldada.

Väävliühendite keemilised muundumised:

Väävel sisaldub emissioonides reeglina mitte täielikult oksüdeerunud kujul (väävli oksüdatsiooniaste selle dioksiidis on 4, s.t. kahe hapnikuaatomiga on seotud üks väävliaatom). Kui väävliühendid on õhus piisavalt kaua, muutuvad need õhus sisalduvate oksüdeerivate ainete toimel väävelhappeks või sulfaatideks. Gaasi vääveldioksiidi (SO 2) oksüdeerimisel hapnikuga (O 2) suurendab väävel oma oksüdatsiooniastet ja läheb üle vääveltrioksiidiks (SO 3), mis omakorda, olles väga hügroskoopne aine ja interakteerudes atmosfääriveega, muutub väga kiiresti H2SO4-ks. Just sel põhjusel ei leidu normaalsetes atmosfääritingimustes õhus suurtes kogustes vääveltrioksiidi. Reaktsiooni tulemusena tekivad väävelhappe molekulid, mis õhus või aerosooliosakeste pinnal kiiresti kondenseeruvad.

Lisaks vääveldioksiidile on atmosfääris märkimisväärses koguses ka teisi looduslikult esinevaid väävliühendeid, mis lõpuks oksüdeeruvad väävelhappeks (või sulfaatideks).

Lämmastikuühendite keemilised muundumised:

Lämmastikoksiid NO on kõige levinum eralduv lämmastikuühend, mis reageerib õhuhapnikuga, moodustades lämmastikdioksiidi. Viimane muutub hüdroksüülradikaaliga reageerimise tulemusena lämmastikhappeks NO 2 + OH = HNO 3. Sel viisil saadud lämmastikhape võib erinevalt väävelhappest püsida gaasilises olekus pikka aega, kuna see ei kondenseeru hästi. See on tingitud asjaolust, et lämmastikhape on lenduvam kui väävelhape. Lämmastikhappe aurud võivad absorbeerida pilve või sademete tilgad või aerosooliosakesed.

Happeline settimine (happevihm)

Saasteainete tsükli viimane etapp on settimine, mis võib toimuda kahel viisil:

1. setetest väljapesemine või märg settimine

2. sadestumine või kuiv settimine

Nende kahe protsessi kombinatsiooni nimetatakse happeliseks settimiseks.

Happevihmade mõju keskkonnale

Happelise settimise tulemuseks on happeliste atmosfääri mikroelementide, väävli- ja lämmastikuühendite langemine Maa pinnale, mis toob kaasa tugevad muutused veekogude ja pinnase happesuses. Esiteks mõjutab happesuse suurenemine mageveehoidlate ja metsade seisundit. Happevihmadel on erinev mõju. Esialgu aitavad kõrge lämmastikusisaldusega sademed alguses kaasa puude kasvule metsas, kuna puud on toitainetega varustatud. Kuid nende pideva tarbimise tulemusena on mets neist üleküllastunud, mis toob kaasa mulla hapestumise. Mulla happesuse muutumise tulemusena muutub neis raskete ja toksiliste metallide lahustuvus, mis võivad sattuda loomade ja inimeste kehasse kandudes mööda troofilist ahelat, milles toimub nende akumuleerumine. Happesuse mõjul muutub mulla biokeemiline struktuur, mis viib mullaelustiku ja osade taimede hukkumiseni.

Happevihmade mõjul pestakse taimedest välja anorgaanilised ühendid, mis sisaldavad kõiki peamisi mikro- ja makroelemente. Nii pestakse välja näiteks kaaliumi, kaltsiumi, magneesiumi ja mangaani tavaliselt suurimates kogustes. Taimedest leostuvad ka mitmesugused orgaanilised ühendid, nagu suhkrud, aminohapped, orgaanilised happed, hormoonid, vitamiinid, pektiin ja fenoolsed ained jne. Nende protsesside tulemusena suureneb taimedele vajalike biogeensete elementide kadu, mis toob kaasa nende kahjustumise.

Happevihmadega pinnasesse sattuvad vesinikuioonid võivad asenduda pinnases olevate katioonidega, mille tulemuseks on kas kaltsiumi, magneesiumi ja kaaliumi leostumine või settimine veetustatud kujul. Mürgiste raskmetallide, nagu mangaan, vask ja kaadmium, liikuvus suureneb. Raskmetallide lahustuvus sõltub tugevalt pH-st. Lahustuvad ja seetõttu taimedesse kergesti omastatavad raskmetallid on taimedele mürgised ja võivad põhjustada nende surma. Üks ohtlikumaid elemente pinnases elavatele elusorganismidele on tugevalt happelises keskkonnas lahustunud alumiinium. Paljudes muldades, näiteks põhjapoolsetes parasvöötme ja boreaalsetes metsavööndites, täheldatakse alumiiniumi suuremate kontsentratsioonide imendumist võrreldes leeliseliste katioonide kontsentratsioonidega. Kuigi paljud taimeliigid suudavad sellele suhtele vastu pidada, muutub happevihmade märkimisväärsel hulgal alumiiniumi-kaltsiumi suhe mullavees nii palju, et juurte kasv nõrgeneb ja puud on ohus.

Mulla koostise muutused võivad muuta mulla mikroorganismide koostist, mõjutada nende tegevust ning seeläbi mõjutada lagunemis- ja mineraliseerumisprotsesse, samuti lämmastiku sidumist ja sisemist hapestumist.

Vaatamata happelistele sademetele on mullal võime ühtlustada keskkonna happesust, s.t. teatud määral suudab see happesuse suurenemisele vastu seista. Pinnase vastupidavus määrab tavaliselt lubja- ja liivakivikivimite olemasolu (sealhulgas kaltsiumkarbonaat CaCO 3), millel on hüdrolüüsi tulemusena leeliseline reaktsioon.

Magevee hapestamine.

Magevee hapestumine on nende neutraliseerimisvõime kaotus. Tavaliselt põhjustavad hapestumist tugevad happed nagu väävel- ja lämmastikhape. Pika aja jooksul mängivad sulfaadid olulisemat rolli, kuid episoodiliste sündmuste (lumesulamise) ajal toimivad sulfaadid ja nitraadid koos.

Veekogude hapestamise protsessi võib jagada kolme faasi:

1. Bikarbonaadiioonide kadu, s.o. neutraliseerimisvõime vähenemine püsiva pH väärtuse juures.

2. pH langus koos vesinikkarbonaadi ioonide hulga vähenemisega. Seejärel langeb pH väärtus alla 5,5. Tundlikumad elusorganismide liigid hakkavad surema juba pH = 6,5 juures.

Elusolendite surma võib lisaks ülitoksilise alumiiniumiooni toimele põhjustada ka kaadmiumi, tsingi, plii, mangaani ja teiste mürgiste raskmetallide eraldumine vesinikiooni mõjul. Taimede toitainete hulk hakkab vähenema. Alumiiniumioon moodustab koos ortofosfaadi iooniga lahustumatu alumiiniumfosfaadi, mis sadestub põhjasette kujul: Al 3+ + PO 4 3- ª AlPO 4. Vee pH langus käib reeglina paralleelselt populatsioonide vähenemise ning kalade, kahepaiksete, füto- ja zooplanktoni, aga ka paljude erinevate teiste organismide hukkumisega.

Järvede ja jõgede hapestumine on suurima ulatusega Rootsis, Norras, USA-s, Kanadas, Taanis, Belgias, Hollandis, Saksamaal, Šotimaal, Jugoslaavias ja mitmes Euroopa riigis. Lõuna-Norras 5000 järve kohta tehtud uuring näitas, et 1750 neist olid kaotanud kalapopulatsiooni ja 900 muud järve olid tõsises ohus. Lõuna- ja Kesk-Rootsis on kalakadu 2500 järves, sama on oodata veel 6500 järves, kus on juba leitud hapestumise märke. Ligi 18 000 järve vee pH on alla 5,5, mis mõjub kalapopulatsioonidele väga halvasti.

Happesademete otsene mõju keskkonnale

1. Taime surm. Taimede otsest hukkumist täheldatakse kõige enam otsese heiteallika läheduses, aga ka sellest allikast mitmekümne kilomeetri raadiuses. Peamine põhjus on vääveldioksiidi kõrge kontsentratsioon. See ühend adsorbeerub taime pinnale, peamiselt selle lehtedele, ning tungides taime kehasse, osaleb erinevates redoksreaktsioonides. Nende mõjul toimub membraanide küllastumata rasvhapete oksüdatsioon, muutes seeläbi nende läbilaskvust, mis mõjutab veelgi selliseid elutähtsaid protsesse nagu hingamine ja fotosüntees. Esiteks toimub samblike surm, mis saab eksisteerida ainult väga puhtas keskkonnas. Samblikud on erinevat tüüpi õhusaaste tundlikud indikaatorid. Nottinghami ülikooli hiljutised uuringud on näidanud, et perekonna Cladonia liigid, mis moodustavad patja, võivad olla happevihmade tundlikud indikaatorid.

2. otsene mõju inimestele. Happelised aerosooliosakesed on inimeste tervisele eriti ohtlikud. Nende ohtlikkuse määr sõltub eelkõige nende suurusest. Suured aerosooliosakesed püsivad ülemistes hingamisteedes, samas kui väikesed (alla 1 mikroni) väävel- ja lämmastikhappe segust koosnevad tilgad võivad tungida kopsude kõige kaugematesse osadesse ja tekitada seal olulisi kahjustusi. Lisaks võivad metallid nagu alumiinium (ja muud raskmetallid) sattuda toiduahelasse, mille tipus inimene seisab, mis võib viia tema mürgistuseni.

3. Metallide, hoonete ja monumentide korrosioon. Korrosiooni põhjuseks on vesinikioonide kontsentratsiooni suurenemine metallide pinnal, millest sõltub suuresti nende oksüdatsioon. Äärelinnapiirkondades on metallkonstruktsioonide korrosiooniaste mitu mikromeetrit aastas, saastatud linnapiirkondades võib see ulatuda 100 mikronini. aastal. Happevihmad võivad kahjustada mitte ainult metalle, vaid ka hooneid, mälestusmärke ja muid ehitisi. Pae- ja liivakivist ehitatud monumendid hävivad happevihmade mõjul väga kiiresti. Liivakivides ja lubjakivides sisalduv CaCO 3, mis muutub kaltsiumsulfaadiks, uhub vihmaveega kergesti välja.

Praegu on Eestis põhikütuseks fossiilne põlevkivi, mis on üsna kõrge väävlisisaldusega. Kuid selle termilise kasutamise tõttu eraldub atmosfääri ka aluselisi oksiide, mis neutraliseerivad happelisi komponente. Seetõttu ei põhjusta põlevkivi põletamine happevihmasid. Vastupidi, Kirde-Eestis sajab leeliselisi sademeid, mille pH võib ulatuda 9 ja enama ühikuni.

Probleemide lahendamise viisid

Happevihmade probleemi lahendamiseks on vaja vähendada vääveldioksiidi ja lämmastikoksiidi heitkoguseid atmosfääri. Seda on võimalik saavutada mitmel viisil, sealhulgas vähendades inimestele fossiilkütuste põletamisel saadavat energiat ja suurendades elektrijaamade arvu, mis kasutavad alternatiivsed energiaallikad(päikesevalguse, tuule, loodete energia). Muud võimalused atmosfääri saasteainete heitkoguste vähendamiseks on järgmised:

1. Väävlisisalduse vähendamine erinevat tüüpi kütustes. Kõige vastuvõetavam lahendus oleks kasutada ainult neid kütuseid, mis sisaldavad minimaalses koguses väävliühendeid. Selliseid kütuseid on aga väga vähe. Vaid 20% kõigist maailma naftavarudest on väävlisisaldusega alla 0,5%. Ja tulevikus paraku suureneb kasutatavate kütuste väävlisisaldus, kuna madala väävlisisaldusega õli toodetakse kiirendatud kiirusega. Sama lugu on fossiilsete kivisöega. Väävli eemaldamine kütuse koostisest osutus rahaliselt väga kulukaks protsessiks, pealegi on võimalik kütuse koostisest eemaldada kuni 50% väävliühendeid, mis on ebapiisav kogus.

2. Kõrgete torude kasutamine. See meetod ei vähenda mõju keskkonnale, vaid suurendab saasteainete segunemise efektiivsust kõrgemates atmosfääri kihtides, mis toob kaasa happeliste sademete tekke saasteallikast kaugemates piirkondades. See meetod vähendab reostuse mõju kohalikele ökosüsteemidele, kuid suurendab happevihmade ohtu kaugemates piirkondades. Lisaks on see meetod väga ebamoraalne, kuna riik, kus need heitmed tekivad, kannab osa tagajärgedest üle teistele riikidele.

3. Tehnoloogilised muutused. Põlemisel tekkivate lämmastikoksiidide NO hulk sõltub põlemistemperatuurist. Läbiviidud katsete käigus suudeti tuvastada, et mida madalam on põlemistemperatuur, seda vähem tekib lämmastikoksiidi, lisaks oleneb NO kogus kütuse poolt liigõhuga põlemistsoonis viibimise ajast. Seega võivad asjakohased muudatused tehnoloogias vähendada heitkoguseid. Vääveldioksiidi heitkoguseid saab vähendada lõppgaaside väävlitustamise teel. Levinuim meetod on märgprotsess, kus lõplikud gaasid juhitakse läbi lubjakivi lahuse, mille tulemusena moodustub kaltsiumsulfit ja sulfaat. Sel viisil saab lõppgaasidest eemaldada suurima koguse väävlit.

4. Lupjamine. Järvede ja muldade hapestumise vähendamiseks lisatakse neile leeliselisi aineid (CaCO 3). See toiming on väga levinud Skandinaavia riikides, kus lubi pihustatakse helikopteritest pinnasesse või valgalasse. Skandinaavia riigid on happevihmadest enim mõjutatud, kuna enamikus Skandinaavia järvedes on graniidi- või lubjakivivaene säng. Sellistel järvedel on palju väiksem võime happeid neutraliseerida kui järvedel, mis asuvad lubjakivirikastes piirkondades. Kuid lisaks eelistele on lupjamisel ka mitmeid puudusi:

· Järvede voolavas ja kiiresti segunevas vees ei ole neutraliseerimine piisavalt tõhus;

· Vee ja pinnase keemilise ja bioloogilise tasakaalu jäme rikkumine;

Kõiki hapestumise kahjulikke mõjusid ei ole võimalik kõrvaldada;

· Raskmetalle ei saa eemaldada lupjamisega. Happesuse vähenemise ajal muutuvad need metallid vähelahustuvateks ühenditeks ja sadestuvad, kuid uue happeportsjoni lisamisel lahustuvad need uuesti, kujutades seega endast pidevat potentsiaalset ohtu järvedele.

Tuleb märkida, et veel ei ole välja töötatud meetodit, mis fossiilkütuste põletamisel võimaldaks vääveldioksiidi ja lämmastiku emissiooni minimeerida ning mõnel juhul ka täielikult ära hoida.

Happelised sademed (vihm) on üks terminitest, mis tekkisid industrialiseerimise tulemusena.

Õhusaaste ja happevihmad

Praeguseks on tööstuse kiire areng: planeedi ressursside kulutamine, kütuse põletamine, aga ka keskkonnaalaste vigade tehnoloogiate areng. See omakorda toob kaasa vee ja maa. Üks selline ilming on happesade.

Happevihmade mõistet mainiti esmakordselt 1872. aastal, kuid see muutus aktuaalseks alles eelmise sajandi teisel poolel. Hetkel on happelised sademed tõsiseks probleemiks paljudele maailma riikidele (praktiliselt kõikidele Euroopa riikidele ja USA-le). Ökoloogid on välja töötanud vihmakaardi, millel on selgelt kujutatud piirkonnad, kus on kõrge ohtlike sademete oht.

Vihmavett iseloomustab teatud happesuse tase. Normaalsetes tingimustes peaks see indeks vastama neutraalsele pH tasemele (5,6–5,7 ja palju kõrgem). Tulemuseks on kerge happesus, mis on aga nii madal, et ei suuda elusorganisme kahjustada. Selgub, et happeliste sademete põhjused on seotud inimtegevusega, looduslikud tegurid seda seletada ei suuda.

Happesademete tekkimine

Happejääk tekib suurte lämmastikoksiidide heitkoguste ja

Sellise saasteallikad on soojuselektrijaamad, metallurgia tootmine ja autod. Puhastustehnoloogia on väga madala arengutasemega, mis ei võimalda turba, kivisöe ja muude tööstuses kasutatavate tooraineliikide põletamisel tekkivaid lämmastiku- ja väävliühendeid välja filtreerida. Atmosfääri sattudes ühinevad oksiidid päikesevalguse toimel toimuvate reaktsioonide tulemusena veega. Pärast seda langevad nad vihmana, neid nimetatakse "happelisteks sademeteks".

Happevihmade mõju

Teadlaste sõnul on happelised sademed taimedele, inimestele ja loomadele väga ohtlikud. Allpool on toodud kõige olulisemad ohud:

Sellised vihmad tõstavad oluliselt kõigi veekogude happesust, olgu selleks siis jõgi, tiik või veehoidla. Selle tulemusena täheldatakse loodusliku fauna ja taimestiku väljasuremist. Veekogude ökosüsteem muutub, need ummistuvad, vettivad ja muda suureneb. Pärast selliseid muudatusi on vesi inimtarbimiseks kõlbmatu. See suurendab normaalsetes tingimustes reservuaari mikrofloorasse omastatavate raskmetallide soolade ja erinevate toksiliste segude hulka.

Need vihmad on taimede väljasuremise ja metsade lagunemise tagajärg. Kõige rohkem saavad okaspuud. Fakt on see, et nende lehti uuendatakse väga aeglaselt ja see ei anna neile võimalust pärast happevihmasid iseseisvalt taastuda. Sellele protsessile alluvad ka noored metsad ja nende kvaliteet langeb kiiresti. Liigne setete mass toob kaasa metsade hävimise.

Euroopas ja USA-s on happevihmad kõige suurem halva saagi ja põllusaagi hukkumise põhjus. Kahjude põhjuseks ei ole mitte ainult pidev vihmamõju, vaid ka mulla mineraliseerumise rikkumine.

Happevihmade käes kannatavad ka arhitektuurimälestised, erinevad hooned ja rajatised. Selle nähtuse tagajärjel kiireneb korrosiooniprotsess oluliselt, mehhanismid ebaõnnestuvad.

Mõnel juhul võivad happevihmad inimestele ja loomadele korvamatut kahju tekitada. Kui nad on kõrge riskiga piirkondades, hakkavad nad muretsema ülemiste hingamisteede haiguste pärast. Kui see jätkub, langevad peagi välja liiga kõrge kontsentratsiooniga nitraat ja musthape. Sel juhul suureneb oht inimeste elule märkimisväärselt.

Võitlus happevihmadega

Loomulikult ei saa looduse vastu minna – sademete endaga tegelemine on ebareaalne. Põldudele ja muudele suurtele aladele kukkudes põhjustavad happelised sademed korvamatut kahju ning sellele probleemile pole mõistlikku lahendust. Hoopis teine ​​asi on see, kui on vaja kõrvaldada mitte nende tagajärjed, vaid nende väljanägemise põhjused. Happevihmade tekke vältimiseks tuleb pidevalt järgida mitmeid reegleid: keskkonnasõbralik ja ohutu maanteetransport, spetsiaalsed puhastustehnoloogiad, uued tootmistehnoloogiad, alternatiivsed energiaallikad jne.

Inimkond on lakanud.Me kõik kasutame oma planeedi piiramatuid ressursse, saastame seda ega taha leppida tagajärgedega. Kuid just inimtegevus on Maa sellisesse seisu viinud. See on väga ohtlik, sest kui me oma planeedi eest hoolitsema ei hakka, muutuvad tagajärjed katastroofilisteks.

Happevihmad hirmutavad inimesi mõjuval põhjusel: kui tavaliste sademete happesus on 5,6, siis selle taseme langus vaid kümnendiku võrra toob kaasa paljude kasulike bakterite surma. Ja kui see langeb 4,5-ni, on kahepaiksete, putukate ja kalade surm garanteeritud ning taimede lehtedele tekivad põletusjäljed.

Jalutuskäik sellises vihmas ei too ka inimkehale kasu. Samas on isegi õues käimine esimestel tundidel pärast happesademeid äärmiselt kahjulik: atmosfääri mürgiste gaaside sissehingamine võib põhjustada astmat, tõsiseid kopsu- ja südamehaigusi.

Happevihmade all mõeldakse igat liiki meteoroloogilisi sademeid, mille käigus täheldatakse tugevalt happelist reaktsiooni, mis on põhjustatud happesuse vähenemisest õhusaaste tõttu väävli, lämmastiku ja muude hapet moodustavate ühenditega vesinikkloriidoksiididega. Happevihmasid uurivate teadlaste sõnul ei kajasta see väljend nähtust täielikult, kuna sel juhul on sobivam termin "happesademed", kuna mürgised ained langevad välja nii vihma kui rahe, lume, udu ja udu kujul. isegi tolm ja gaas kuival hooajal.

Tasub teada, et pH, mis on vesilahuste happesuse indikaator, võib olla vahemikus 0 kuni 14. Kui neutraalsete vedelike happesuse tase on seitse, siis happelist keskkonda iseloomustavad sellest väärtusest madalamad näitajad, aluselist keskkonda kõrgemale. Sademete osas on tavaliste sademete pH 5,6 või veidi kõrgem, olenevalt piirkonnast, kus sajab.

Igas vihmavees on väike happesuse tase, mis on seletatav süsinikdioksiidi olemasoluga õhus, mis pärast vihmapiiskadega suhtlemist moodustab nõrga süsihappe. Kui pH langeb ühe võrra, tähendab see happe kontsentratsiooni kümnekordset tõusu, mistõttu alla 5,3 vihma loetakse happeliseks (Euroopas oli sademete maksimaalne registreeritud happesus pH 2,3, Hiinas 2,25, Moskva oblastis 2,15).

Mis puutub tavavihma happesusesse, siis see on 5,6 või veidi kõrgem. See happesus on madal ja seetõttu ei kahjusta taime- ja loomaorganisme. Pole kahtlust, et aktiivse inimtegevuse tagajärjel hakkas maapinnale langema happelisi sademeid.

Sademed

Rääkides happevihmade tekkeallikatest ja põhjustest mainivad eksperdid ennekõike tööstusettevõtete tegevust, mis paiskavad atmosfääri suures koguses väävlit ja lämmastikoksiide (eriti kahjulik on metallurgia tootmine). Oma mõju avaldavad ka arvukate autode heitgaasid, soojuselektrijaamad.

Kahjuks ei võimalda puhastustehnoloogiad hetkel välja filtreerida kahjulikke happelisi ühendeid, mis tekivad gaasi, turba, kivisöe, nafta ja muude asjakohaste toorainete põlemisel.

Seetõttu on happevihmade tekkemehhanism järgmine: vesinikkloriid, väävel ja lämmastikoksiidid hakkavad õhus olles interakteeruma tilkade ja päikesekiirgusega, moodustades erinevaid happelisi ühendeid (lämmastik-, väävel-, väävel- ja lämmastikhape) .

Pärast seda ei kao kahjulikud ühendid kuhugi ja naasevad sademete kujul maapinnale. Kui nad satuvad piirkonda, kus atmosfäär on niiskusega küllastunud, ühinevad nad pilvedes veepiiskadega, mille järel lahustunud hape langeb vihma, rahe, lume, udu kujul välja, põhjustades märkimisväärset kahju mitte ainult taimestikule. , aga ka faunale: neid ammutatakse mullast toitainetena, aga ka mürgiste metallidena nagu alumiinium, plii jne.

Kui happevihmad satuvad mageveeallikatesse või -reservuaaridesse, suureneb alumiiniumi lahustuvus vees järsult, mis toob kaasa kalade haigestumise ja hukkumise, vetikate ja fütoplanktoni arengu aeglustumise ning vesi muutub tarbimiseks täiesti kõlbmatuks.

Kui õhk on absoluutselt kuiv, võivad happelised ühendid tolmu või sudu kujul maapinnale langeda. Maapinnale jõudnud, varitsevad nad mõnda aega ja hoovihma oodates lähevad veevooluga maasse.

Elava maailma surm

Pärast happevihmade sadu muutub oluliselt mulla koostis, mis põhjustab puude, taimestiku ja põllukultuuride hukkumist ning vähendab mulla viljakust. Maapinnale sattudes tungib mürgine vesi reservuaaridesse, mille tagajärjel vesi saastub ja oksüdeerub, mis põhjustab peaaegu kõigi elusolendite surma (kahepaiksed, kalad ja bakterid surevad pH 4,5 juures ning paljud looma ja taime esindajad maailm kaob isegi madalama happesuse korral).

Probleem süveneb oluliselt varakevadel lumesulamisperioodil: sel ajal eralduvad kõik talve jooksul kogunenud saasteained, mis tungivad maapinnale ja veekogudesse ning kõige haavatavamad on kalamaimud ja putukate vastsed.

Tasub teada, et enne maasse langemist alandab happevihm õhu puhtust, mõjutab negatiivselt erinevaid ehitisi, monumente, hävitab ehitus- ja kattematerjale (lubjakivi, marmor), torustikke, lahustab värve, rikub autosid, põhjustades metalli korrosiooni. pinnad.

Happevihmade mõju avaldab äärmiselt negatiivset mõju nii elus- kui ka eluta loodusele, inimestele ja nende loodud objektidele. Samal ajal võivad toksilised sademed põhjustada selliseid tõsiseid keskkonnaprobleeme nagu:

• Veekogude taimestiku ja loomastiku hukkumine ökosüsteemi muutuste tagajärjel. Inimestele muutuvad reservuaarid veeallikana täiesti kõlbmatuks ka raskmetallide soolade ja erinevate toksiliste ühendite suurenenud hulga tõttu, mida reservuaari mikrofloora normaalselt omastab.
• Puude (eriti okaspuude) surm lehtede, juurte kahjustamise tõttu, mille tõttu nad muutuvad külma ja erinevate haiguste vastu kaitsetuks.
• Erinevate keemiliste reaktsioonide tulemusena kaotab pinnas osaliselt mikroelemente ja muutub vähem toitainerikkaks, mis pidurdab taimestiku kasvu ja arengut (samal ajal satub juurte kaudu puusse palju mürgiseid aineid).
• Inimestel, kes elavad piirkondades, kus happevihmad on levinud, on sageli tõsiseid probleeme ülemiste hingamisteedega.
• Happevihmad, erodeerivad tsementi ning mõjutavad negatiivselt katte- ja ehitusmaterjale, kahjustavad tõsiselt arhitektuurimälestisi, hooneid ja muid ehitisi, muutes need vähem vastupidavaks.

Kuidas vältida kahjulikke sademeid?

Praegu registreeritakse enim happelisi sademeid Aasias (peamiselt Hiinas, mille tööstusettevõtted põletavad kivisütt) ja Ameerika Ühendriigid. Arvestades, et vihmasadu kipub langema pilvede tekkekohast teatud kaugusel, on ohus ka Kanada ja Jaapan.

Veelgi enam, tööstuse aktiivse kasvuga muutub happevihmade probleem üha teravamaks ja seetõttu annavad selliste sademete katastroofilised tagajärjed lähitulevikus kindlasti tunda, kui teadlased ei tööta välja mürgiste ainete ennetamise skeemi. sademed enne seda.

Rääkides võitlusest happevihmade vastu, tuleb meeles pidada, et ennekõike on vaja võidelda happevihmade tekke põhjustanud allikatega, kuna sademete endaga pole võimalik võidelda. Mürgiste sademete negatiivsete mõjude ärahoidmiseks uurivad keskkonnakaitsjad ja teadlased happevihmade põhjuseid ja tagajärgi, tegelevad atmosfääriheitmete tootmise ja puhastamise tehnoloogiate väljatöötamisega, keskkonnasõbralike energiatootmisallikate loomisega, keskkonnasõbralike sõidukitega. , jne.

Kuni erinevate riikide valitsused ei ole ühinenud selle probleemi lahendamisega ja ei hakka otsima väljapääsu lähenevast ökokatastroofist, probleem ei lahene.

Arvestades, et happevihmad, nagu ka muud tüüpi sademed, võivad katta tohutu ala, võivad happevihmad lähitulevikus muutuda tavaliseks nähtuseks kogu planeedil. Samal ajal ei lakka täiendavatesse keemilistesse reaktsioonidesse sattunud happelised ühendid muundumist, mille tagajärjel võib väävelhapet peagi hooletutele möödujatele pähe valguda.

Happevihmad on tõsine keskkonnaprobleem ja selle põhjust võib nimetada universaalseks keskkonnareostuseks. Sagedased happevihmad tekitavad muret mitte ainult teadlastele, vaid ka tavalistele inimestele, kuna seda tüüpi sademed avaldavad tervisele negatiivset mõju.

Happevihmadele on iseloomulik madal pH. Tavaliste sademete see näitaja on 5,6. Tuleb märkida, et isegi väikeste kõrvalekallete korral normist võivad tagajärjed elusorganismidele olla tõsised.

Märkimisväärsete nihete korral võib happesuse vähenemine põhjustada kalade, aga ka paljude putukate ja isegi kahepaiksete surma. Lisaks on happevihmade esinemiskohtades mõnikord märgata puude lehestiku happepõletust ja mõned taimed isegi surevad. Negatiivset mõju pärast happevihmade sadamist võivad tunda paljud inimesed. Sellise vihmasaju järel võib atmosfääri koguneda mürgiseid gaase ning sellise gaasi-õhumassi sissehingamine on äärmiselt ebasoovitav. Tagajärjed ei lase end kaua oodata, isegi lühikese jalutuskäigu korral selliste sademete ajal võivad tekkida südame-veresoonkonna, bronhopulmonaarsed haigused ja astma.

Kas happevihmad võivad üksi ohustada?

Happevihmade probleem on viimastel aastakümnetel muutunud globaalsemaks, nii et kõigil Maa elanikel oleks hea mõelda, milline on nende positiivne või negatiivne roll selles loodusnähtuses. Peaksite teadma, et suurem osa õhku sattuvatest kahjulikest ainetest on inimelu produkt ega kao praktiliselt kuhugi. Enamik neist jääb atmosfääri ja naasevad ühel päeval koos sademetega maa peale. Ja happevihmade mõju on nii tõsine, et mõnel juhul võib tagajärgede likvideerimiseks kuluda rohkem kui sada aastat.

Happevihmade võimalike tagajärgedega tutvumiseks on soovitav mõista, mida see kontseptsioon endas kannab. Enamik teadlasi usub üksmeelselt, et sellist sõnastust võib pidada liiga kitsaks, et haarata globaalse probleemi kogu potentsiaal. Uurida ei tohiks eranditult sademeid, tähelepanu tuleks pöörata ka happelisele rahele, udule ja lumesajule, mis kuuluvad samuti kahjulike ainete ja ühendite kandjate hulka, sest nende teke on protsessilt enamasti identne. Ei tasu unustada, et stabiilse kuiva ilmaga võivad tekkida mürgised gaasid või tolmupilved või mõlemad. Kuid need moodustised kuuluvad ka happesademete hulka.

Happevihmade põhjused

Happevihmade põhjused on suures osas otseselt sõltuvad inimfaktorist. Atmosfääri pidev saastamine hapet moodustavate ühendite (nagu vääveloksiid, vesinikkloriid, lämmastik jne) kasutamisega põhjustab tasakaaluhäireid. Olulisemad selliste ainete tootjad on loomulikult suured tööstusettevõtted, näiteks metallurgia-, naftarafineerimistehased, kivisütt või kütteõli põletavad soojuselektrijaamad. Vaatamata filtritele ja puhastussüsteemidele ei ole kaasaegne tehnoloogia veel jõudnud tasemele, mis võimaldaks täielikult kõrvaldada mitte ainult negatiivsed mõjud, vaid ka tööstusjäätmed ise.

Lisaks on sagenenud happevihmad, mis on seotud sõidukite arvu kasvuga planeedil. Suur hulk heitgaase, kuigi väikestes annustes, aitab siiski kaasa kahjulike happeliste ühendite ilmnemisele. Ja kui sõidukite koguarv ümber arvutada, siis võib öelda, et saasteaste on jõudnud kriitilise piirini. Lisaks kõigele eelnevale aitavad kaasa ka paljud majapidamistarbed, näiteks aerosoolid, puhastus-/pesuvahendid jne.

Teiseks happevihmade põhjuseks peale inimteguri võivad olla mõned looduslikud protsessid. Eelkõige võib nende esinemist põhjustada vulkaaniline tegevus, mille käigus paiskub välja suur kogus väävlit. Lisaks osaleb see üksikute orgaaniliste ainete lagunemise protsessis gaasiliste ühendite moodustumisel, mis omakorda põhjustab ka õhusaastet.

Happevihmade tekkemehhanism

Kõik atmosfääri sattunud kahjulikud ained hakkavad reageerima päikeseenergia elementidega, süsihappegaasi või veega, mille tulemusena tekivad happelised ühendid. Koos niiskuse aurustumisega tõusevad nad atmosfääri, misjärel tekivad pilved. Seega tekivad happevihmad, tekivad lumehelbed või rahekivid, mis koos muude kemikaalidega tagastavad maapinnale kõik, mida nad on neelanud.

Mõnes Maa piirkonnas täheldati mõningaid kõrvalekaldeid normist 2-3 ühiku piires. Niisiis, kui vastuvõetav happesuse tase oli pH 5,6, esines Moskva piirkonnas ja Hiinas sademeid pH tasemega 2,15. Happevihmade täpset asukohta ei ole võimalik ennustada, kuna on võimalik, et tekkinud pilved võivad tuulega reostuse toimumiskohast pikkade vahemaade taha ära lennata.

Happevihmade koostis

Happevihmade põhikomponendid on väävel- ja väävelhape, samuti äikese ajal tekkiva osooni olemasolu. Samuti on sademete lämmastikutüüpe, milles on põhiliselt lämmastik- ja lämmastikhape. Harva võivad happevihmade põhjuseks olla kloor ja metaan. Ja loomulikult võib sademetega välja pudeneda ka muid kahjulikke aineid, lähtudes sellest, mis oli konkreetsetes piirkondades atmosfääri paisatud olme- ja tööstusjäätmete koostises.

Miks on happevihmad ohtlikud?

Happevihmad koos nende tagajärgedega on pidevate vaatluste objektiks, mida viivad läbi kõigi riikide teadlased. Nende prognoosid valmistavad aga äärmiselt pettumust. Sademed, mille puhul pH tase langeb, kujutab endast ohtu mitte ainult inimestele, vaid ka taimestikule ja loomastikule.

Maapinnale sattudes kahjustavad happevihmad taimi, jättes neilt ilma kasvamiseks ja arenemiseks vajalikest toitainetest. Muuhulgas tõmmatakse pinnale mürgiseid metalle. Suure hapete kontsentratsiooni korral võivad puud sademete tõttu hukkuda, pinnas muutub edasiseks põllukultuuride kasvatamiseks kasutuskõlbmatuks ja selle taastamiseks kulub aastakümneid.

Sama olukord on reservuaaridega. Happevihmade koostis toob kaasa looduskeskkonna tasakaalustamatuse, misjärel tekib jõgede reostuse probleem. See omakorda toob kaasa kalade hukkumise ja pidurdab ka vetikate kasvu. Järelikult võivad terved veekogud, järved ja jõed pikaks ajaks lakata olemast.

Enne maapinnale jõudmist jätab õhumassidest mööda minev happevihm atmosfääri mürgiste ainete osakesi. Seda peetakse äärmiselt ebasoodsaks, kuna see mõjutab negatiivselt inimeste ja loomade tervist ning kahjustab oluliselt ka hooneid. Nii et enamik värve ja lakke ning kattematerjale ja metallkonstruktsioone hakkab lahustuma kohe, kui neile langevad õnnetu vihmapiisad.

Happevihmade ülemaailmsed keskkonnaprobleemid

Happesademete põhjustatud globaalsete keskkonnaprobleemide hulgas on järgmised:

• Muutused veekogude ökosüsteemis, mis viisid taimestiku ja loomastiku hukkumiseni. Selliseid allikaid on joomiseks võimatu kasutada, sest raskmetallid ületavad normi mitu korda;
• Juurte ja lehtede kahjustamine põhjustab külma ja haiguste eest kaitsmise hävimise. See kehtib eriti okaspuude kohta tugevate külmade korral;
• Pinnase saastumine toksiinidega. Mulla saastunud aladel asuv taimemaailm nõrgeneb või sureb kindlasti. Kahjulikud elemendid tulevad koos kasulike ainetega, mida jääb järjest vähemaks.

Happevihmade kahjustus inimestele

Koduloomade, kaubanduslike kalaliikide, põllukultuuride surm – kõik see mõjutab ühel või teisel määral elukvaliteeti ja iga riigi majandust.

Kala või loomaliha võib olla tervisele ohtlik, kui seda süüa just nendes kohtades, kus on toimunud happemürgitus. Selline liha võib sisaldada kriitilist toksilisi ühendeid või raskmetalliioone. Kui see satub inimkehadesse, võib see põhjustada tõsist mürgistust, tõsist maksa- või neeruhaigust, närvikanalite ummistumist ja verehüüvete teket. Mõne happemürgistuse mõju ilmnemiseks võib kuluda põlvkondi.

Happesademetega toimetulemise viisid

Tänapäeval on happeliste sademete peamise riskirühma eesotsas USA, Hiina ja loomulikult Venemaa. Tegelikult on nendes osariikides söetöötlemis- ja metallurgiatööstus kõrgelt arenenud ning seetõttu on selliseid ettevõtteid palju. Ohtlikuks peetakse aga nii Kanadat kui Jaapanit, mille suunas võib tuul happesademeid juhtida. Mõnede uuringute kohaselt võib ennetavate meetmete võtmata jätmise korral selliste osariikide nimekiri täieneda palju rohkemate kandidaatidega ja see ei pea kaua ootama.

Happevihmadega võitlemine kohalikul tasandil on peaaegu kasutu. Selleks, et olukord paremaks muutuks, tuleb kasutusele võtta kõikehõlmavad meetmed. Ja need on võimalikud ainult paljude riikide samaaegsel ja kooskõlastatud tegevusel. Akadeemiline teadus püüab leida uusi puhastussüsteeme kahjulike ainete atmosfääri paiskamise vähendamiseks, kuid happeliste sademete osakaal ainult kasvab.

Kui teil on küsimusi - jätke need artikli all olevatesse kommentaaridesse. Meie või meie külastajad vastavad neile hea meelega.

Happefraasid tänapäevases, eriti linnaelus on muutunud igapäevaseks. Suvised elanikud kurdavad sageli, et pärast selliseid ebameeldivaid sademeid hakkavad taimed närbuma ja lompidesse ilmub valkjas või kollakas kate.

Mis see on

Teadusel on kindel vastus küsimusele, mis on happevihmad. Need kõik on teada, kelle vesi on alla normi. Normiks peetakse pH väärtust 7. Kui uuring näitab sademete arvu alahinnangut, loetakse need happeliseks. Üha suureneva tööstusbuumi tingimustes on vihma, lume, udu ja rahe happesus tavapärasest sadu kordi kõrgem.

Põhjused

Happevihma sajab ikka ja jälle. Põhjused peituvad tööstusrajatiste mürgistes heitmetes, autode heitgaasides ja palju vähemal määral - looduslike elementide lagunemises. Atmosfäär on täidetud väävli- ja lämmastikoksiidide, vesinikkloriidi ja muude happeid moodustavate ühenditega. Tulemuseks on happevihmad.

On sademeid ja leelisesisaldust. Need sisaldavad kaltsiumi või ammoniaagi ioone. Neile sobib ka mõiste "happevihmad". Seda seletatakse asjaoluga, et reservuaari või pinnasesse sattudes mõjutavad sellised sademed vee-aluse tasakaalu muutust.

Mis põhjustab happesademeid

Ümbritseva looduse oksüdeerumine muidugi midagi head endaga kaasa ei too. Happevihmad on äärmiselt kahjulikud. Taimestiku hukkumise põhjused pärast selliste sademete langemist seisnevad selles, et hapetega leostuvad maapinnast paljud kasulikud elemendid, lisaks täheldatakse ka ohtlike metallide reostust: alumiinium, plii ja teised. Reostunud setted põhjustavad veekogudes kalade mutatsioone ja hukkumist, jõgedes ja järvedes taimestiku ebaõiget arengut. Neil on ka kahjulik mõju tavakeskkonnale: need aitavad oluliselt kaasa looduslike kattematerjalide hävimisele ja kiirendavad metallkonstruktsioonide korrosiooni.

Olles tutvunud selle atmosfäärinähtuse üldiste omadustega, võime järeldada, et happevihmade probleem on ökoloogia seisukohalt üks pakilisemaid.

Teaduslikud uuringud

Oluline on põhjalikumalt peatuda looduse keemilise reostuse skeemil. Happevihmad on paljude keskkonnahäirete põhjuseks. Selline sademete tunnus ilmnes 19. sajandi teisel poolel, kui Briti keemik R. Smith tegi kindlaks ohtlike ainete sisalduse aurudes ja suitsus, mis muudavad oluliselt sademete keemilist pilti. Lisaks on happevihmad nähtus, mis levib suurtele aladele, sõltumata saasteallikast. Teadlane märkis ka hävingut, mida saastunud setted kaasa tõid: taimehaigused, kudede värvuse kadu, rooste kiirenenud levik ja muud.

Eksperdid on happevihmade määratluses täpsemad. Tõepoolest, tegelikult on lumi, udu, pilved ja rahe. Kuivad sademed ilma niiskuse puudumisega langevad tolmu ja gaasi kujul.

looduse kohta

Järved surevad, kalaparvede arv väheneb, metsad kaovad – kõik need on looduse oksüdeerumise kohutavad tagajärjed. Metsade mullad pole hapestumise suhtes kaugeltki nii tundlikud kui veekogud, kuid taimed tajuvad kõiki happesuse muutusi väga negatiivselt. Nagu aerosool, ümbritseb kahjulik sade lehestiku ja okkad, immutab tüvesid ja tungib pinnasesse. Taimestik saab keemilisi põletusi, nõrgenedes järk-järgult ja kaotades ellujäämisvõime. Mullad kaotavad oma viljakuse ja küllastavad kasvavaid põllukultuure mürgiste ühenditega.

bioloogilisi ressursse

Kui Saksamaal järvede kohta uuringut läbi viidi, selgus, et veehoidlates, kus veeindeks erines oluliselt normist, kadusid kalad. Vaid mõnest järvest püüti üksikuid isendeid.

Ajalooline pärand

Happevihmade käes kannatab ka pealtnäha haavamatu inimlooming. Kreekas asuv iidne Akropolis on kogu maailmas tuntud oma võimsate marmorkujude piirjoonte poolest. Ajad ei säästa looduslikke materjale: vääriskivimit hävitavad tuuled ja vihmad, happevihmade teke aktiveerib seda protsessi veelgi. Ajaloolisi meistriteoseid taastades ei võtnud kaasaegsed meistrid meetmeid metalliliidete kaitsmiseks rooste eest. Tulemuseks on see, et happevihmad tekitavad rauda oksüdeerides kujudesse suuri pragusid, rooste survest tingitud marmori lõhenemist.

kultuurimälestised

ÜRO on algatanud uuringuid happevihmade mõju kohta kultuuripärandi objektidele. Nende käigus tõestati vihmade toime negatiivseid tagajärgi Lääne-Euroopa linnade kaunimatele vitraažidele. Tuhandetel värvilistel klaasidel on oht unustusehõlma vajuda. Kuni 20. sajandini rõõmustasid need inimesi jõu ja omanäolisusega, kuid happevihmade varju jäänud viimased aastakümned ähvardavad hävitada uhked vitraažmaalid. Väävliga küllastunud tolm hävitab antiiksed nahast ja paberist esemed. Mõju all olevad iidsed tooted kaotavad oma võimet vastu seista atmosfäärinähtustele, muutuvad rabedaks ja võivad peagi tolmuks pudeneda.

Ökoloogiline katastroof

Happevihmad on tõsine probleem inimkonna ellujäämisel. Kahjuks eeldab tänapäeva elu tegelikkus üha suuremat tööstustoodangu laienemist, mis suurendab mürgiste hulka.Planeedi rahvaarv kasvab, elatustase tõuseb, autosid tuleb aina juurde, energiatarbimine käib läbi. katus. Samal ajal saastavad ainuüksi Vene Föderatsiooni koostootmisjaamad keskkonda igal aastal miljonite tonnide väävlit sisaldava anhüdriidiga.

Happevihm ja osooniaugud

Osooniaugud pole vähem levinud ja põhjustavad tõsisemat muret. Selle nähtuse olemust selgitades tuleb öelda, et tegemist ei ole atmosfääri kesta reaalse purunemisega, vaid Maast ligikaudu 8-15 km kaugusel paikneva ja stratosfääri ulatuva osoonikihi paksuse rikkumisega. kuni 50 km. Osooni kogunemine neelab suures osas kahjulikku päikese ultraviolettkiirgust, kaitstes planeeti tugevaima kiirguse eest. Seetõttu on osooniaugud ja happevihmad ohuks planeedi normaalsele elule ja nõuavad kõige suuremat tähelepanu.

Osoonikihi terviklikkus

20. sajandi algus lisas klorofluorosüsivesinikud (CFC) inimeste leiutiste loetellu. Nende eripäraks oli erakordne stabiilsus, haisu puudumine, põlematus, toksilisuse puudumine. CFC-sid hakati järk-järgult kasutusele võtma kõikjal erinevate jahutusseadmete (autodest meditsiinikompleksideni), tulekustutite ja majapidamises kasutatavate aerosoolide tootmises.

Alles kahekümnenda sajandi teise poole lõpuks väitsid keemikud Sherwood Roland ja Mario Molina, et need imeained, mida muidu nimetatakse freoonideks, mõjutavad tugevalt osoonikihti. Samal ajal võivad freoonid õhus hõljuda aastakümneid. Järk-järgult maapinnast tõustes jõuavad nad stratosfääri, kus ultraviolettkiirgus hävitab freooniühendeid, vabastades klooriaatomeid. Selle protsessi tulemusena muutub osoon hapnikuks palju kiiremini kui tavalistes looduslikes tingimustes.

Kohutav on see, et sadade tuhandete osoonimolekulide muutmiseks on vaja vaid mõnda klooriaatomit. Lisaks peetakse klorofluorosüsivesinikke globaalset soojenemist soodustavateks kasvuhoonegaasideks. Ausalt öeldes olgu lisatud, et ka loodus ise aitab kaasa osoonikihi hävimisele. Seega sisaldavad vulkaanilised gaasid kuni sadat ühendit, sealhulgas süsinikku. Looduslikud freoonid aitavad kaasa osoonikihi aktiivsele hõrenemisele meie planeedi pooluste kohal.

Mida saaks teha?

Happevihmade ohu väljaselgitamine pole enam asjakohane. Nüüd peaks igas osariigis, igas tööstusettevõttes päevakorral olema eelkõige meetmed ümbritseva õhu puhtuse tagamiseks.

Venemaal on hiiglaslikud tehased, näiteks RUSAL, hakanud sellele küsimusele viimastel aastatel väga vastutustundlikult lähenema. Nad ei säästa kulusid kaasaegsete usaldusväärsete filtrite ja puhastusseadmete paigaldamiseks, mis takistavad oksiidide ja raskmetallide sattumist atmosfääri.

Üha enam kasutatakse energia saamiseks alternatiivseid meetodeid, mis ei too kaasa ohtlikke tagajärgi. Tuule- ja päikeseenergia (näiteks igapäevaelus ja autodele) pole enam fantaasia, vaid edukas praktika, mis aitab vähendada kahjulike heitmete hulka.

Metsaistanduste laiendamine, jõgede ja järvede puhastamine, prügi nõuetekohane töötlemine – kõik need on tõhusad meetodid võitluses keskkonnareostusega.