Happevihmad maailmas. Mis on happevihm. Miks tekivad happevihmad?

Happevihmad on tõsine keskkonnaprobleem ja selle põhjust võib nimetada universaalseks keskkonnareostuseks. Sagedased happevihmad teevad muret mitte ainult teadlastele, vaid ka tavalised inimesed kuna seda tüüpi sademetel on tervisele negatiivne mõju.

Happevihmadele on iseloomulik madal pH. Tavaliste sademete tase on selle näitaja 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. Negatiivne mõju peale happevihmade sadamist tunnevad seda ka paljud. 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 viimastel aastakümnetel muutus globaalsemaks, nii et kõigil Maa elanikel oleks hea mõelda oma positiivsele või negatiivsele rollile selles loodusnähtus. 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.

Täpsema ülevaate saamiseks aadressil võimalikud tagajärjed happevihmade korral on soovitav mõista, mida kontseptsioon ise kannab. Enamik teadlasi arvab üksmeelselt, et sellist sõnastust võib kogu potentsiaali ärakasutamiseks pidada liiga kitsaks globaalne probleem. 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 suures plaanis sõltuvad otseselt 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-, naftatöötlemistehased, kivisütt või kütteõli põletavad soojuselektrijaamad. Sõltumata filtritest ja puhastussüsteemidest, moodne tehnoloogia ei ole veel jõudnud tasemele, mis võimaldaks täielikult kõrvaldada mitte ainult negatiivsed mõjud, vaid ka tööstusjäätmed.

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 arvestada koguarv Sõiduk, siis võib öelda, et saasteaste on jõudnud kriitilise piirini. Lisaks kõigele eelnevale aitavad kaasa ka paljud majapidamistarbed, näiteks aerosoolid, puhastus-/pesuvahendid jne.

Lisaks inimtegurile võib happevihmade põhjuseks olla ka mõni muu põhjus looduslikud protsessid. Eelkõige võib nende esinemist põhjustada vulkaaniline aktiivsus, 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 maale kõik, mida nad on neelanud.

Mõnes Maa piirkonnas täheldati mõningaid kõrvalekaldeid normist 2-3 ühiku piires. Niisiis, vastuvõetava happesuse tasemega pH 5,6 oli Moskva piirkonnas ja Hiinas sademete juhtumeid pH tasemega 2,15. Võimatu ennustada täpne asukoht happevihmade tekkimine, kuna on tõenäoline, et tekkinud pilved võib tuul reostuse toimumiskohast pikkade vahemaade taha ära puhuda.

Happevihmade koostis

Happevihmade põhikomponentideks 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 kukkuda ka teisi 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. Kõrge 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 viib tasakaalust välja looduskeskkond, misjärel tekib jõgede reostuse probleem. See omakorda viib kalade hukkumiseni ja aeglustab ka vetikate kasvu. Järelikult võivad terved veekogud, järved ja jõed kaua aega olemast lakkama.

Enne maapinnale jõudmist happevihm, möödumine õhumassid, jätavad atmosfääri mürgiste ainete osakesed. Seda peetakse äärmiselt ebasoodsaks, kuna see mõjutab negatiivselt inimeste ja loomade tervist ning kahjustab oluliselt ka hooneid. Nii et enamik värve, lakke ja kattematerjale, metallkonstruktsioonid hakkab lahustuma niipea, kui neile langevad õnnetu vihmapiisad.

Happevihmade globaalsed keskkonnaprobleemid

Globaalsete hulgas keskkonnaprobleemid happesademetest põhjustatud võib olla:

• 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. Eriti puudutab see okaspuud tugevate külmade korral;
• Pinnase saastumine toksiinidega. Taimne maailm, mis asub mulla nakatunud aladel, nõrgeneb või sureb kindlasti. Kahjulikud elemendid tulevad koos kasulike ainetega, mida jääb järjest vähemaks.

Happevihmade kahjustus inimestele

lemmiklooma surm, kaubanduslikud liigid kala, põllukultuurid – 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. Sellises lihas võib olla kriitiline sisaldus mürgiseid ühendeid või ioone raskemetallid. Kui see satub inimkehadesse, võib see põhjustada tõsist mürgistust, rasked haigused maks või neerud, närvikanalite ummistus, verehüüvete teke. Mõne happemürgistuse mõju ilmnemiseks võib kuluda mitu põlvkonda.

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 sellest tulenevalt on suur hulk selliseid ettevõtteid. Ohtlikuks peetakse aga nii Kanadat kui Jaapanit, mille suunas võib tuul happesademeid juhtida. Mõnede uuringute kohaselt võib ennetavate meetmete võtmata jätmise korral selliste osariikide nimekirja täiendada palju rohkemate kandidaatidega ja see ei pea kaua ootama.

Happevihmadega võitlemine kohalikul tasandil on peaaegu kasutu. Et olukord muutuks parem pool tuleb võtta kõikehõlmavaid meetmeid. Ja need on võimalikud ainult paljude riikide samaaegsel ja kooskõlastatud tegevusel. Akadeemiline teadus püüab leida uusi puhastussüsteeme kahjulike ainete atmosfääri paiskamise minimeerimiseks, kuid happeliste sademete osakaal ainult kasvab.

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

Happevihm – progressi hind

Teadlased on juba ammu häirekella löönud: keskkonnareostus on saavutanud uskumatud mõõtmed. Vedeljäätmete juhtimine veekogudesse, heitgaasid ja lenduvad keemilised ained atmosfääri, tuumajäänuste matmine maa alla – kõik see on viinud inimkonna ökoloogilise katastroofi äärele.

Oleme juba näinud planeedi ökosüsteemi muutuste algust: aeg-ajalt kajastavad nad uudistes teatud piirkonna ebatüüpilist kohta. ilmastikunähtused, "Roheline rahu" lööb häirekella seoses tervete loomaliikide massilise väljasuremisega, tööstuslinnade kohal regulaarselt langevad happevihmad on muutunud tavapäraseks nähtuseks, pigem mustriks. Inimene seisab silmitsi mitmetähendusliku olukorraga: elatustaseme tõusuga kaasneb keskkonnaseisundi halvenemine, mis mõjutab tervislikku seisundit. Seda probleemi on kogu maailmas juba ammu tunnustatud. Inimkond peaks mõtlema: kas tehnoloogiline areng on sellega kaasnevaid tagajärgi väärt? Selle probleemi paremaks mõistmiseks kaaluge ühte kaasaegse tööstuse "saavutust" - happevihma, millest meie ajal räägitakse isegi koolis. Kas nad on tõesti nii ohtlikud?

Happevihmad: põhjused ja tagajärjed

Happeline võib olla mitte ainult vihm, vaid ka lumi, kaste ja isegi udu. Pealtnäha

tavaline sademete hulk, kuid nende happeväärtused on tavalisest palju kõrgemad, mistõttu nad negatiivne mõju peal keskkond. Happevihmade tekkemehhanism on järgmine: suurtes annustes vääveloksiidi ja naatriumi sisaldavad heitgaasid ja muud tööstusjäätmed satuvad atmosfääri, kus nad seonduvad veepiiskadega, moodustades nõrgalt kontsentreeritud happelahuse, mis kujul sademed langeb maapinnale, põhjustades loodusele korvamatut kahju. Happevihmad mürgitavad vett, mida loomad joovad; veekogudesse kukkudes hävitavad nad aeglaselt kohalikku taimestikku ja loomastikku, tapavad põllukultuure, valgudes üle põldude, kukkudes pinnasesse, mürgitades seda. Sellised sademed põhjustavad olulisi kahjustusi isegi insenertehnilistele ehitistele, korrodeerides hoonete kiviseinu ja õõnestades raudbetoonist kandekonstruktsioone. happevihm- mitte ainult suurte linnade ja tööstuse saatus

tsoonides võivad mürgipilved kanduda õhumassidega tuhandete kilomeetrite kaugusele ning langeda üle metsade ja järvede.

Kuidas happevihmadega toime tulla?

Happevihmade tagajärjed on kahjulikud mitte ainult keskkonnale, vaid ka majandusele ja kõik teavad seda. Miks siis ei võeta otsustavaid meetmeid olukorra parandamiseks? Atmosfääri heidete vähendamiseks on vaja mitme miljardi dollariseid investeeringuid: vaja on moderniseerida tootmistehnoloogiat, autode heitgaaside puhul üle minna rohkematele. kaasaegsed vaated kütust. Tulemus on käegakatsutav alles siis, kui kõik on selle probleemi lahendamisega kaasatud. ülemaailmne kogukond. Paraku ei pööra paljude riikide valitsused heaolu ja SKT kasvu püüdes piisavalt tähelepanu keskkonnakaitse probleemile.

Happevihmade põhjused

Happevihmade peamine põhjus— tööstuslikust väävli- ja lämmastikoksiidide, vesinikkloriidi ja muude hapet moodustavate ühendite esinemine atmosfääris. Selle tulemusena hapestub vihm ja lumi. Happevihmade teke ja selle mõju keskkonnale on näidatud joonisel fig. 1 ja 2.

Märkimisväärsete koguste, näiteks ammoniaagi või kaltsiumiioonide olemasolu õhus põhjustab mitte happelise, vaid aluselise sadenemise. Kuid neid nimetatakse ka happelisteks, kuna pinnasesse või reservuaari sattudes muudavad nad oma happesust.

Sademete maksimaalne registreeritud happesus aastal Lääne-Euroopa- pH = 2,3, Hiinas - pH = 2,25. Autor õppejuhend 1990. aastal Moskva oblastis asuva Venemaa Teaduste Akadeemia Ökoloogiakeskuse katsebaasis registreeriti vihma pH = 2,15.

Looduskeskkonna hapestumine avaldab riigile negatiivset mõju. Sel juhul leostuvad pinnasest välja mitte ainult toitained, vaid ka mürgised metallid, nagu plii, alumiinium jne.

Hapendatud vees alumiiniumi lahustuvus suureneb. Järvedes põhjustab see kalade haigusi ja hukkumist, fütoplanktoni ja vetikate arengu aeglustumist. Happevihm hävitab pinnakattematerjalid (marmor, lubjakivi jne), vähendab oluliselt raudbetoonkonstruktsioonide kasutusiga.

Sellel viisil, keskkonna oksüdatsioon on üks olulisemaid keskkonnaprobleeme, millega tuleb lähitulevikus tegeleda.

Riis. 1. Happevihmade teke ja selle mõju keskkonnale

Riis. 2. Vihmavee ja mõnede ainete ligikaudne happesus pH ühikutes

Happevihmade probleem

Tööstuse, transpordi, uute energiaallikate areng toob kaasa asjaolu, et tööstusheidete hulk kasvab pidevalt. See on peamiselt tingitud fossiilkütuste kasutamisest soojuselektrijaamades, tööstusettevõtted, autode mootorites ja elamute küttesüsteemides.

Fossiilkütuste põletamise tulemusena satuvad Maa atmosfääri lämmastiku, väävli, kloori ja muude elementide ühendid. Nende hulgas on ülekaalus väävli - S0 2 ja lämmastiku - NO x (N 2 0, N0 2) oksiidid. Veeosakestega ühinedes moodustavad väävel ja lämmastikoksiidid erineva kontsentratsiooniga väävel- (H 2 SO 4) ja lämmastikhapped (HNO 3).

1883. aastal võttis Rootsi teadlane S. Arrhenius kasutusele kaks mõistet – "hape" ja "alus". Ta nimetas happeid aineteks, mis vees lahustumisel moodustavad vabu positiivselt laetud vesinikioone (H +), ja alusteks – aineteks, mis vees lahustumisel moodustavad vabu negatiivselt laetud hüdroksiidiioone (OH -).

Vesilahuste pH (vee happesuse indikaator või vesinikioonide kontsentratsiooni astme indikaator) võib olla vahemikus 0 kuni 14. Neutraalsete lahuste pH on 7,0, happelist keskkonda iseloomustavad pH väärtused alla 7,0, leeliseline - üle 7,0 (joonis 3).

Keskkonnas, mille pH on 6,0, kalaliigid nagu lõhe, forell, särg ja magevee krevetid. pH 5,5 juures surevad häbemebakterid, mis lagunevad orgaaniline aine ja jätab ja orgaaniline prügi hakkab põhja kogunema. Siis sureb plankton – pisikesed üherakulised vetikad ja algloomad, mis moodustavad aluse toiduahel veehoidla. Kui happesus jõuab pH-ni 4,5, surevad kõik kalad, enamik konni ja putukaid, vaid vähesed mageveeselgrootute liigid jäävad ellu.

Riis. 3. Happesuse skaala (pH)

On kindlaks tehtud, et fossiilse kivisöe põletamisega kaasnev tehnogeensete heitkoguste osakaal moodustab neist ligikaudu 60-70%. kokku, naftasaaduste osakaalule - 20-30%, ülejäänud osas tootmisprotsessid-10%. 40% NO x heitkogustest moodustavad sõidukite heitgaasid.

Happevihmade tagajärjed

Iseloomustab tugevalt happeline reaktsioon (tavaliselt pH<5,6), получили название кислотных (кислых) дождей. Впервые этот термин был введен британским химиком Р.Э. Смитом в 1872 г. Занимаясь вопросами загрязнения г. Манчестера, Смит доказал, что дым и пары содержат вещества, вызывающие серьезные изменения в химическом составе дождя, и что эти изменения можно заметить не только вблизи источника их выделения, но и на большом расстоянии от него. Он также обнаружил некоторые вредные happevihmade mõju: kangaste värvimuutus, metallpindade korrosioon, ehitusmaterjalide hävimine ja taimestiku hukkumine.

Eksperdid väidavad, et termin "happevihm" ei ole piisavalt täpne. Seda tüüpi saasteainete jaoks sobib paremini mõiste "happesadestamine". Tõepoolest, saasteained võivad kuival perioodil langeda mitte ainult vihma, vaid ka lume, pilvede, udu (“märjad sademed”), gaasi ja tolmu (“kuivad sademed”) kujul.

Kuigi häirekella kõlas enam kui sajand tagasi, on tööstusriigid happevihmade ohtusid pikka aega ignoreerinud. Aga 60ndatel. 20. sajandil Ökoloogid on teatanud kalavarude vähenemisest ja isegi selle täielikust kadumisest mõnes Skandinaavia järves. 1972. aastal tõstatasid happevihmade probleemi esmakordselt Rootsi keskkonnateadlased ÜRO keskkonnakonverentsil. Sellest ajast alates on keskkonna globaalse hapestumise ohust saanud üks teravamaid inimkonda tabanud probleeme.

Rootsis on 1985. aasta seisuga happevihmad tõsiselt mõjutanud kalandust 2500 järves. 1750. aastal kadusid Lõuna-Norra 5000 järvest kalad täielikult. Baieri (Saksamaa) veehoidlate uuring näitas, et viimastel aastatel on kalade arv järsult vähenenud ja mõnel juhul ka täielikult kadunud. Sügisel 17 järve uurides selgus, et vee pH jäi vahemikku 4,4–7,0. Järvedes, kus pH oli 4,4; 5.1 ja 5.8 ei tabatud ainsatki kala ning ülejäänud järvedest leiti vaid üksikuid järve- ja vikerforelli ning söre isendeid.

Koos järvede hukkumisega toimub metsade lagunemine. Kuigi metsamullad on hapestumisele vähem vastuvõtlikud kui veekogud, reageerib neil kasvav taimestik happesuse suurenemisele äärmiselt negatiivselt. Aerosoolidena tekkiv happesade katab puude okkad ja lehestiku, tungib võra sisse, voolab mööda tüve alla ja koguneb pinnasesse. Otsene kahju väljendub taimede keemilises põletuses, kasvu vähenemises, alusmetsa taimestiku koostise muutumises.

Happevihmad kahjustavad hooneid, torustikke, lõhuvad autosid, vähendavad mulla viljakust ja võivad lubada mürgistel metallidel imbuda põhjaveekihtidesse.

Paljud maailma kultuurimälestised puutuvad kokku happeliste sademete hävitava mõjuga. Nii puutusid Vana-Kreeka maailmakuulsa arhitektuurimälestise Akropolise marmorkujud 25 sajandi jooksul pidevalt kokku tuuleerosiooni ja vihmaga. Viimasel ajal on happevihmade toime seda protsessi kiirendanud. Lisaks kaasneb sellega mälestistele tahmakoorikute sadestumine tööstusettevõtete poolt eralduva vääveldioksiidi kujul. Üksikute arhitektuurielementide ühendamiseks kasutasid iidsed kreeklased väikeseid vardaid ja klambreid, mis olid valmistatud õhukese pliikihiga kaetud rauast. Seega olid need rooste eest kaitstud. Restaureerimistöödel (1896-1933) kasutati terasest detaile ilma ettevaatusabinõudeta ning raua oksüdeerumise tõttu happelahuse toimel tekivad marmorkonstruktsioonidesse ulatuslikud praod. Rooste põhjustab mahu suurenemist ja marmor praguneb.

Ühe ÜRO komisjoni algatatud uuringute tulemused näitavad, et happelised sademed mõjuvad halvasti ka mõne Lääne-Euroopa linna iidsetele vitraažidele, mis võivad need täielikult hävitada. Ohus on üle 100 000 vitraažnäidise. Iidsed vitraažaknad olid heas korras kuni 20. sajandi alguseni. Viimase 30 aasta jooksul on aga hävimisprotsess kiirenenud ning vajalike restaureerimistööde tegemata jätmisel võivad vitraažaknad mõne aastakümne pärast surra. Eriti ohustatud on 8.-17. sajandil valmistatud värviline klaas. See on tingitud tootmistehnoloogia iseärasustest.

Sudu

Õhusaaste

Keskkonnareostuse tagajärjel tekivad paljud lokaalsed ja globaalsed keskkonnaprobleemid, mis on kaasaegsele keskkonnakriisile iseloomulikud jooned. Tuntuimad neist on seotud õhusaastega. Järgnev on teave mõne sellise nähtuse kohta.

Välisõhu saastatus- see on igasugune muutus selle olekus ja omadustes, millel on negatiivne mõju inimeste ja loomade tervisele, taimede ja ökosüsteemide seisundile. Atmosfäärisaaste võib olla looduslik (looduslik) või inimtekkeline (tehnogeenne).

looduslik reostusõhku põhjustab vulkaaniline tegevus, kivimite murenemine, tuuleerosioon, metsa- ja stepitulekahjude suits.

Antropogeenne reostus mis on seotud erinevate saasteainete eraldumisega inimtegevuse käigus. Oma ulatuse poolest ületab see oluliselt looduslikku saastatust.

Eristama kohalik, piirkondlik ja globaalne õhusaaste. Kohaliku reostuse näide on KRAZiga külgnev Krasnojarski piirkond; piirkondlik - Norilski naabruses asuv Putorana platoo; globaalne - suurenenud CO 2 sisaldus kogu maakera kaasaegses atmosfääris.

Peamised saasteained (saasteained) on vääveldioksiid (SO 2), süsinikoksiidid (CO) ja tahked osakesed. Need moodustavad umbes 98% kahjulike ainete koguhulgast. Lisaks peamistele saasteainetele on linnade ja suurlinnade atmosfääris täheldatud umbes 70 liiki kahjulikke aineid, mille hulgas on enam levinud formaldehüüdid, vesinikfluoriid, ammoniaak, fenool, benseen, süsinikdisulfiid jne. Kuid paljudes linnades ületab peamiste saasteainete – vääveldioksiidi ja vingugaasi – kontsentratsioon enamasti lubatud piirnorme.

Peamine allikatestõhusaaste on soojus- ja tuumaelektrijaamad, katlajaamad, mustmetallurgia, keemiatootmine, sõidukite heitgaasid, gaasi ja nafta töötlemine, jäätmete põletamine.

Eristatakse järgmisi põhilisi õhusaaste liike: sudu, happelised sademed, kasvuhoonegaaside kogunemine ja osooniekraani rikkumine.

Sudu– (laias tähenduses) igasugune palja silmaga nähtav õhusaaste.

Kõige esimene ametlikult registreeritud tõsiste tagajärgedega õhusaaste juhtudest oli sudu Donora linnas (USA) 1948. aastal. 36 tunni jooksul registreeriti kaks tosinat surma, sadade elanike enesetunne oli väga halb. Neli aastat hiljem, 1952. aasta detsembris, leidis Londonis aset veelgi traagilisem juhtum. Viie päevaga suri õhku kogunenud saaste tõttu üle 4000 inimese. Kuigi järgnevatel aastatel täheldati Londonis ja teistes linnades korduvalt tõsist sudu, õnneks selliseid katastroofilisi tagajärgi enam ei olnud.

Moodustamise tingimused: õhu tolmu- ja gaasisaaste koos ebasoodsate ilmastikutingimustega (suurenenud õhuniiskus, suurenenud päikese aktiivsus), mille tulemuseks on sünergiline (vastastikku tugevdav) efekt. Suurenenud sudu lisatingimuseks on tuulevaikne ilm ja temperatuuri inversioon. Viimane väljendub maapinna kohal oleva külma õhu kattumises ülalpool oleva sooja õhu kihiga. See juhtub siis, kui külm õhk "lekib" (kiilub) sooja õhu alla. Selle tulemusena on õhu liikumine ülespoole blokeeritud ja saasteained ei kandu ülespoole, vaid kogunevad Maa kohale. Temperatuuri inversiooni nähtus võib parandada reljeefi omadusi. Seega takistavad saasteala ümbritsevad mäed saasteainete horisontaalset väljavoolu.

Sudu on kolme tüüpi:

· märg sudu (Londoni tüüp) - gaasiliste saasteainete (peamiselt SO 2), tolmuosakeste ja udupiiskade kombinatsioon. Vääveloksiidide, tolmu ja süsinikmonooksiidi kontsentratsioon jõuab inimesele ohtliku tasemeni. Nii suri 1952. aastal Londonis sudu niiskuse tõttu üle 4000 inimese.

· jää sudu (Alaska tüüp) - tolmu- ja gaasireostuse ning külmunud udupiiskade kombinatsioon.

· fotokeemiline sudu (Los Angelese tüüp) - sekundaarne õhusaaste, mis on tingitud saasteainete, peamiselt lämmastikoksiidide ja lenduvate süsivesinike lagunemisest ja keemilisest koostoimest päikesevalguse toimel. Fotokeemilise sudu ajal tekkiva sekundaarse atmosfäärisaaste tagajärjeks on fotokeemiliste oksüdeerijate (agressiivsed ja kahjulikud ühendid O 3 (osoon), CO (süsinikmonooksiid), peroksüülnitraadid (PAN) jne teke. Seda tüüpi sudu tekkis 1970. aastal ainult Tokyos. mürgitati 10 tuhat inimest ja 1971. aastal 28 tuhat inimest.

Tingimused fotokeemilise sudu tekkeks. Kütuse põlemine automootoris toimub kõrgel temperatuuril, algab atmosfääriõhu osaks oleva hapniku ja lämmastiku vastastikmõju. Hapnikumolekulide dissotsiatsiooni käigus moodustunud aatomihapnik suudab lõhestada suhteliselt inertse lämmastiku molekuli, käivitades ahelreaktsiooni:

O 2 + valguskvant ® O* + O* (hapnikuradikaalid)

O* + N 2 ® NO + N*

N* + O 2 ® NO + O*

Selle tulemusena ilmub heitgaasidesse lämmastikmonooksiid, mis pärast atmosfääri sattumist oksüdeerub õhuhapniku toimel, muutudes lämmastikdioksiidiks. Pruun lämmastikdioksiid on fotokeemiliselt aktiivne. Kui see neelab valgust, dissotsieerub:

Seega ilmub õhku reaktiivne hapnikuaatom, mis võib reageerida osooni moodustumisega:

O* + O2® O3.

Osooni olemasolu on fotokeemilise sudu kõige iseloomulikum tunnus. See ei moodustu kütuse põlemisel, vaid on sekundaarne saasteaine. Tugevamate oksüdeerivate omadustega osoon avaldab kahjulikku mõju inimeste tervisele ja hävitab paljusid materjale, eelkõige kummi.

To sudu negatiivsed mõjud kehtib:

§ Inimeste seisundi halvenemine (peavalud, lämbumine, iiveldus, allergilised nähtused nahal, silmadel, ülemiste hingamisteede limaskestadel); võib suurendada suremust;

§ sudu põhjustab taimestiku kuivamist, saagikuse vähenemist;

§ põhjustab hoonete, metallkonstruktsioonide, kummitoodete jms enneaegset kulumist. Näiteks Los Angelese sudu kahjustab rohkem kummi, Londoni sudu aga rauda ja betooni.

Nüüd on Venemaa suurte linnade autotranspordi keskkonnaprobleemid muutunud tõsiseks probleemiks. Seega ulatuvad autode heitgaasid Moskvas ja Peterburis sadadesse tuhandetesse tonnidesse aastas. Mootortransport tõusis kõigi teiste õhusaasteallikate seas enesekindlalt esikohale. Seetõttu muutub sudu Moskvas, Peterburis ja teistes suurtes linnades sagedaseks külaliseks, eriti vaikse ilmaga.

Sest sudu vältimine on hädavajalik :

§ täiustada autode mootoreid;

§ puhastab tõhusalt heitgaase;

§ Automootorites tekkiva vingugaasi kogust saab vähendada, põletades seda vähemohtlikuks süsihappegaasiks. Õhu osakaalu suurendamine põlevas segus aitab vähendada mitte ainult CO, vaid ka põlemata süsivesinike emissiooni. Kõige tõhusamad olid katalüüsmuundurid, milles süsinikoksiid ja põlemata süsivesinikud oksüdeeritakse süsinikdioksiidiks ja veeks ning lämmastikoksiidid molekulaarseks lämmastikuks. Kahjuks ei saa katalüüsmuundureid kasutada, kui sõidukit tankitakse pliisisaldusega bensiiniga. Selline bensiin sisaldab pliiühendeid, mis mürgitavad katalüsaatori pöördumatult. Kahjuks kasutatakse pliibensiini meie riigis endiselt laialdaselt;

§ Vääveldioksiidi emissiooni vähendamiseks eemaldatakse õlist eelnevalt väävliühendid, lisaks puhastatakse suitsugaasid. Väävliühendite sattumist atmosfääri saab vähendada ka tahkete kütuste põletamisega keevkihis. Soojuselektrijaamade tahkete osakeste heitkoguseid vähendatakse elektrostaatiliste filtrite või vaakumõhufiltrite abil.

happevihm- see on igasugune sade (vihm, udu, lumi), mille happesus on alla normaalse õhu lisandite tõttu hapestumise tõttu. Happesadestamine hõlmab ka kuivade happeliste osakeste sadestumist atmosfäärist (muidu happeladestused).

Mõiste "happevihm" võttis 1872. aastal kasutusele inglise insener Robert Smith oma monograafias Air and Rain: The Beginning of Chemical Climatology. Saasteainete puudumisel õhus on vihmavee reaktsioon kergelt happeline (pH = 5,6), kuna õhus sisalduv süsihappegaas lahustub selles kergesti nõrga süsihappe moodustumisega. Seetõttu tuleks sademeid, mille pH on £ 5,5, täpsemalt nimetada happeliseks.

Happesadestamise keemiline analüüs näitab väävel- (H 2 SO 4) ja lämmastikhappe (HNO 3) olemasolu. Väävli ja lämmastiku olemasolu nendes valemites näitab, et probleem on seotud nende elementide atmosfääri paiskamisega. Kütuse põletamisel satub õhku vääveldioksiid, õhulämmastik reageerib ka õhuhapnikuga ja tekivad lämmastikoksiidid. Seetõttu on happeliste sademete tekkimise tingimused vääveldioksiidi (SO 2) ja lämmastikoksiidide (NO 2 jne) massi sattumine atmosfääri, mis vees lahustumise tõttu hapestavad sademeid:

SO 3 + H 2 O ® H 2 SO 4,

NO 2 + H 2 O ® HNO 3.

Sademete happesus on tavaliselt tingitud väävelhappe sisaldusest 2/3 ja lämmastikhappe sisaldusest 1/3.

Joonis 2. Happesademete moodustumise mehhanism

Sademete happesus sõltub nii hapete hulgast (atmosfääri saastatuse tase väävli ja lämmastikoksiididega) kui ka sademete kujul maapinnale siseneva vee hulgast. Sademete pH langeb (see tähendab, et happesus suureneb) järgmises järjestuses: tugevad vihmad ® tibu ® udu. Olulise happesuse korral võib esineda happekaste, mis tekib taimede ja muude objektide pinnal happeladestustest (kuivad happesademed), kui langeb väike kogus tilkuvat vett (kaste).

Happelised sademed illustreerivad läviefekti. Enamik muldasid, järvi ja jõgesid sisaldavad leeliselisi kemikaale, mis võivad reageerida mõne happega, et neid neutraliseerida. Regulaarne pikaajaline kokkupuude hapetega kahandab aga enamikku neist happeid aeglustavatest ainetest. Siis nagu äkki algab puude ja kalade massiline hukkumine järvedes ja jõgedes. Kui see juhtub, on liiga hilja võtta meetmeid tõsiste kahjude vältimiseks. Viivitus on 10-20 aastat.

Allikad väävli ja lämmastikoksiidide heitkogused atmosfääri: soojuselektrijaamad (töötavad madala kvaliteediga kivisöel ja kütteõlil); tööstuslikud katlad; maanteetranspordi heitgaasid jne. Tekkivad nõrgad väävel- ja lämmastikhappe lahused atmosfääris võivad mõnikord mitme päeva pärast sadade kilomeetrite kaugusel heiteallikast sadade kujul välja kukkuda (joonis 2).

Üldiselt võib sademete happesus, eriti tööstusettevõtete koondumiskohtades, ületada normaalväärtust 10-1000 korda.

Dünaamika. Happevihmad registreeriti esmakordselt Lääne-Euroopas, eriti Skandinaavias ja Põhja-Ameerikas 1950. aastatel. Nüüd on see probleem kogu tööstusmaailmas ja on omandanud erilise tähtsuse seoses väävli ja lämmastikoksiidide suurenenud tehnogeensete heitkogustega.

Peamiselt vihmana Lääne-Euroopas ja Põhja-Ameerikas ligi 10 miljoni km 2 suurusel alal sajavate sademete happesus on keskmiselt 5-4,5 ja siinsete udude pH on sageli 3-2,5. .

Venemaal täheldatakse oksüdeeritud väävli ja lämmastikoksiidide sademete kõrgeimat taset (kuni 750 kg / km 2 aastas) suurtel aladel (mitu tuhat km2) riigi tihedalt asustatud ja tööstuspiirkondades - loodeosas. , Kesk-, Kesk-Tšernozem , Uural ja muud piirkonnad; kohalikes piirkondades (pindalaga kuni 1 tuhat km2) - metallurgiaettevõtete, suurte osariigi elektrijaamade, aga ka suurte linnade ja tööstuskeskuste (Moskva, Peterburi, Omsk, Norilsk, Krasnojarsk, Irkutsk jne), mis on küllastunud elektrijaamadest ja autotranspordist. Sademete minimaalsed pH väärtused nendes kohtades ulatuvad 3,1-3,4. Selles suhtes on kõige soodsam piirkond Sakha Vabariik (Jakuutia).

Happevihmade eripäraks on selle piiriülene olemus, mis tuleneb hapet moodustavate heitmete ülekandmisest õhuvoolude kaudu pikkadele vahemaadele – sadade ja isegi tuhandete kilomeetrite kaugusele. Seda soodustab suuresti kunagine "kõrgete torude poliitika" kui tõhus vahend maapealse õhusaaste vastu võitlemisel.

Peaaegu kõik riigid on samaaegselt nii enda "eksportijad" kui ka välisheite "importijad". Suurima panuse Venemaa looduskeskkonna piiriülesesse hapestumisse väävliühenditega annavad Ukraina, Poola ja Saksamaa.

Umbes 75% Kanada happesadudest toovad tuuled USA-st ja ainult 15% kirdeosariikide happesadudest on tingitud Kanada enda sisestest emissioonidest. See suur positiivne saldo happevihmade transpordis USA ja Kanada vahel on pingestanud suhteid kahe riigi vahel.

Kanada teadlased ja ametnikud ning paljud USA teadlased on kritiseerinud USA valitsust selle eest, et see ei tegutse piisavalt kiiresti, et vähendada tööstustehaste ja elektrijaamade kahjulikke heitmeid vähemalt 50%. Ontario keskkonnaministeeriumi hinnangul ohustavad happevihmad 48 000 Kanada järve ja nende sportliku kalapüügi (1,1 miljardit dollarit aastas) ja turismi (10 miljardit dollarit aastas) tööstust. Kanadalased on mures ka selle pärast, et happevihmad kahjustavad metsandust ja sellega seotud tööstusharusid, mis annavad riigis tööd ühele kümnest inimesest ja toovad aastas sisse 14 miljardit dollarit.

Happeliste sademete tagajärjed vähenevad negatiivseks mõjuks ökosüsteemi komponentidele:

1. Happeline sadestumine viib metsade lagunemine taimekudede otsestest põletustest, muldadest toitainete leostumisest ning taimede vastupanuvõime vähenemisest kahjuritele ja haigustele. Alumiiniumi ja raskmetallide leostumine pinnasest sissetulevate hapetega ning nende edasine sattumine taimedesse või veekogudesse põhjustab organismide mürgistust. Metsad kuivavad, suurtel aladel tekib kuiv latv. Hape suurendab alumiiniumi liikuvust pinnases, mis on toksiline väikestele juurtele, ning see põhjustab lehestiku ja okaste pärssimist, okste haprust. Eriti mõjutatud on okaspuud, kuna okkad vahetuvad harvemini kui lehed ning seetõttu koguneb sama aja jooksul rohkem kahjulikke aineid. Okaspuud muutuvad kollaseks, nende võrad hõrenevad, väikesed juured on kahjustatud. Kuid isegi lehtpuudel muutub lehtede värvus, lehestik langeb enneaegselt, osa võrast sureb ja koor on kahjustatud. Puudub okas- ja lehtmetsade looduslik uuenemine. 1970. aastate keskel hakati märkama, et hariliku kuuse tihnikud hakkasid kollaseks muutuma ja varisema, 50 miljonit hektarit metsi 25 Euroopa riigis kannatab kompleksse saasteainete segu, sealhulgas happevihmade toimel. Näited:

§ Hollandis ja Suurbritannias oli 1986. aastaks umbes kolmandik puudest "täiesti või mõõdukalt paljad". Saksamaal juhtus sama asi 20%, Tšehhoslovakkias ja Šveitsis umbes 16% puudega.

§ Saksamaal sai kannatada 30% ja kohati 50% metsadest. Ja kõik see juhtub linnadest ja tööstuskeskustest kaugel. Selgus, et kõigi nende hädade põhjuseks on happevihmad.

§ Lisaks on soojuselektrijaamade ja soojuselektrijaamade õhusaaste põhjustanud, nagu teadlased usuvad, uudse nähtuseni, mis kahjustab teatud tüüpi okaspuuliike, aga ka kasvukiiruse kiiret ja samaaegset langust vähemalt kuus liiki okaspuid.

3. Skandinaaviat on eriti mõjutanud happevihmad. 70ndatel aastatel jõed ja järved kalad hakkasid Skandinaavia maades kaduma, lumi mägedes muutus halliks, puude lehestik kattis maad enne tähtaega. Üsna pea märgati samu nähtusi USA-s, Kanadas, Lääne-Euroopas. PH-indeks on erinevates veekogudes erinev, kuid häirimatus looduskeskkonnas on nende muutuste ulatus rangelt piiratud. Looduslikud veed ja mullad on puhvervõimega, suudavad neutraliseerida teatud osa happest ja säästa keskkonda. Siiski on ilmne, et looduse puhverdusvõime pole piiramatu. Mõju intensiivsus sõltub ökosüsteemi puhvermahust. Puhvri võimalused on aga piiratud, happeliste sademetega ökosüsteemi pideval varustamisel kulub see keemiliselt ära ja saabub hetk, mil juba kerge happe lisamine viib ökosüsteemi biotoobi pH languseni. . Veeökosüsteemide pH langusega väheneb paljunemisvõime, täheldatakse (peamiselt primitiivsemate) organismide surma; pikaajalised toiduahelad on häiritud mitte ainult vees, vaid ka veelähedastes maismaaökosüsteemides. Parandatud:

§ Lõhe ja forelli vähenenud paljunemisvõime pH juures< 5,5.

§ Paljude fütoplanktoni liikide surm ja produktiivsuse vähenemine pH taseme korral<6 – 8.

§ Lämmastikuringe katkemine järvedes pH väärtuse kõikumisel 5,4-5,7.

§ Puujuurte kahjustused ja paljude kalaliikide hukkumine alumiiniumi-, plii-, elavhõbeda- ja kaadmiumiioonide eraldumise tõttu pinnasest ja põhjasetetest.

4. Kanada keskkonnakaitsjatel õnnestus kindlaks teha, et populatsioon elab korallriffidel kariibi mere piirkond kala on viimase 10-15 aasta jooksul vähenenud 32–72%. Sellest teatas Science NOW. Ökoloogid nimetavad mitut võimalikku põhjust korallide arvukuse vähenemisel. Nende hulgas on vee happesuse suurenemine, mis on tingitud CO 2 taseme tõusust atmosfääris ja ookeanide temperatuuri tõusust.

5. Happevihm ei tapa mitte ainult metsloomi, vaid ka hävitada arhitektuurimälestisi . Vastupidav kõva marmor, kaltsiumoksiidide (CaO ja CO 2) segu, reageerib väävelhappe lahusega ja muutub kipsiks (CaSO 4). Temperatuurimuutused, vihmahoogud ja tuul hävitavad selle pehme materjali. Aastatuhandeid seisnud Kreeka ja Rooma ajaloomälestised hävivad viimastel aastatel otse meie silme all. Sama saatus ähvardab Taj Mahali - Moghali perioodi India arhitektuuri meistriteost, Londonis Towerit ja Westminsteri kloostrit. Rooma Pauluse katedraalis on Portlandi lubjakivi kiht 2,5 cm kulunud.Hollandis sulavad Jaani katedraali kujud nagu kommid. Amsterdamis Dami väljakul asuvas kuningalossis on mustad hoiused ära söönud. Rohkem kui 100 tuhat kõige väärtuslikumat vitraažakent, mis kaunistavad Telgi, Conterbury, Kölni, Erfurti, Praha, Berni ja teiste Euroopa linnade katedraale, võib järgmise 15-20 aasta jooksul täielikult kaduda.

6. Suure hulga linnaelanike haiguslugude uurimine näitab selgelt, et kõrgeima õhusaastetasemega linnapiirkondades on kõige rohkem hingamisteede haigusi ja madalaim eluiga. Mõju inimestele ja toodetele:

naha ja limaskestade allergilised reaktsioonid inimestel;

· hoonete, rajatiste, arhitektuurimälestiste (valmistatud marmorist) kiirendatud korrosioonist tingitud enneaegne kulumine;

Põllumajandusmaa tootlikkus väheneb järsult.

Meetmed happesademete hävitava mõju vähendamiseks. Loodust on vaja säästa hapestumise eest. Selleks on vaja drastiliselt vähendada väävli ja lämmastikoksiidide heitkoguseid atmosfääri, kuid ennekõike vääveldioksiidi, kuna just väävelhape ja selle soolad määravad vihmade happesuse, mis langevad suurele kaugusele. tööstusliku vabastamise koht 70–80%.

Happevihmadest mõjutatud veekogudele võib anda uue elu väikeses koguses fosfaatväetisi; need aitavad planktonil omastada nitraate, mis viib vee happesuse vähenemiseni. Fosfaati on odavam kasutada kui lupja ja fosfaadil on veekeemiale väiksem mõju.

Üks happeladestumise kontrollimeetmetest on seire. Sademete keemilise koostise ja happesuse vaatlusi Venemaal teostavad 131 jaamas, mis võtavad keemiliseks analüüsiks üldproove, ja 108 jaamas, kus mõõdetakse kiiresti ainult pH väärtust.

Lumikatte saastetõrjesüsteem Venemaa territooriumil toimub 625 punktis, mille pindala on 15 miljonit km2. Võetakse proovid sulfaadioonide, ammooniumnitraadi ja raskmetallide olemasolu tuvastamiseks ning määratakse pH väärtus.

Happevihm – igat liiki meteoroloogilised sademed – vihm, lumi, rahe, udu, lörts – mille puhul sademete pH langeb õhusaaste tõttu happeliste oksiidide, tavaliselt vääveloksiidide ja lämmastikoksiididega.

Happevihm on üks terminitest, mille industrialiseerimine on inimkonnale toonud.

Esmakordselt 1872. aastal mainitud mõiste sai tõeliselt aktuaalseks alles 20. sajandi teisel poolel.

Igal vihmaveel on teatud happesus. Kuid tavalisel juhul vastab see indikaator neutraalsele pH tasemele - 5,6-5,7 või veidi kõrgemale.

Atmosfäärivee happesuse suurendamise eeldused tekivad siis, kui tööstusettevõtted eraldavad suures koguses vääveloksiide ja lämmastikoksiide. Kõige tüüpilisemad sellise saasteallikad on sõidukite heitgaasid, metallurgia tootmine ja soojuselektrijaamad (CHP). Kahjuks ei võimalda puhastustehnoloogiate praegune arengutase välja filtreerida söe, turba ja muude tööstuses kasutatavate toorainete põletamisel tekkivaid lämmastiku- ja väävliühendeid.

Happevihmade tagajärjed

1 Happevihmad tõstavad oluliselt järvede, tiikide, veehoidlate happelisust, mille tulemusena nende looduslik taimestik ja loomastik järk-järgult välja surevad. Veekogude ökosüsteemi muutuste tulemusena soostunud, ummistuvad, suureneb muda. Lisaks muutub vesi selliste protsesside tulemusena inimtarbimiseks kõlbmatuks. See suurendab raskmetallide soolade ja erinevate toksiliste ühendite sisaldust, mis tavaolukorras imenduvad reservuaari mikrofloorasse.

2 Happevihmad põhjustavad metsade lagunemist, taimede väljasuremist. Eriti mõjutatud on okaspuud, kuna lehestiku aeglane uuenemine ei anna neile võimalust happevihmade mõju iseseisvalt likvideerida. Noored metsad on samuti väga vastuvõtlikud sellistele sademetele, mille kvaliteet langeb kiiresti. Pidevalt kõrge happesusega veega kokkupuutel puud surevad.

3 USA-s ja Euroopas on happevihmad üks levinumaid kehva saagi põhjuseid, mis tapavad suurtel aladel saaki. Samas on sellise kahju põhjuseks nii happevihmade otsene mõju taimedele kui ka mulla mineraliseerumise rikkumine.

4 Happevihmad põhjustavad arhitektuurimälestistele, hoonetele, rajatistele korvamatut kahju. Selliste sademete toime põhjustab metallide kiirendatud korrosiooni, mehhanismide rikkeid.

5 Praeguse happesuse juures, mis happevihmadel on, võib see mõnel juhul inimestele ja loomadele otsest kahju tekitada. Esiteks kannatavad kõrge riskiga piirkondade inimesed ülemiste hingamisteede haiguste all. Siiski pole enam kaugel päev, mil atmosfääri kahjulike ainete küllastumine saavutab taseme, mille juures sademete kujul sademete kujul välja satub piisavalt kõrge kontsentratsiooniga väävel- ja nitraathapet. Sellises olukorras on oht inimeste tervisele palju suurem.

Sademetega on peaaegu võimatu toime tulla. Suurtel aladel välja langenud happevihmad põhjustavad märkimisväärset kahju ja sellele probleemile pole konstruktiivset lahendust.

Teine asi on see, et happevihmade puhul on kriitiliselt vaja tegeleda mitte tagajärgede, vaid sellise nähtuse põhjustega. Alternatiivsete energiatootmisallikate otsimine, keskkonnasõbralikud sõidukid, uued tootmistehnoloogiad ja tehnoloogiad heitgaaside atmosfääri puhastamiseks on puudulik loetelu sellest, mille eest inimkond peab hoolitsema, et tagajärjed ei muutuks katastroofiliseks.