4.3.3. Кислотные осадки, их последствия и меры их

предотвращения

Кислотные осадки – выпадение осадков в виде дождя и снега с повышенной степенью кислотности в результате антропогенного хими­ческого загрязнения атмосферы. Негативное влияние кислых осадков разнообразно. Они дей­ствуют на почвы, водные экосистемы, растения, нарушают памятники архитектуры и другие объекты. Подкисление водоемов и почвы вызывает снижение плодородия почв и ухудшение условий жизни в водоемах.

Основными газами в атмосфере, вызывающими кислотные дожди, являются окислы серы, азота, углерода. В присутствии паров воды сернистый ангидрид в атмосферных осадках превращается в раствор серной кислоты. Таким же образом из двуоки­си углерода и окислов азота образуются угольная, азотная и азотистая кислоты. К ним примешиваются органические кислоты и некоторые другие соеди­нения, что в сумме и дает раствор с кислой реакцией (кислые или кис­лотные осадки). Доля SO₂ в образовании кислых осадков, по оценкам экспертов, составляет более 50 %.

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

Познакомимся вкратце с действием кислых осадков на почвы. На почвы кислые осадки ока­зывают наиболее ощутимое негативное воздействие в северных и тропических районах. В первом случае это связано с тем, что подкис­ляются и без того кислые (подзолистые и их разновидности) почвы. Эти почвы, как правило, не содержат природных соединений, нейтра­лизующих кислотность (карбонат кальция, доломит и др.). Тропические почвы, хотя и имеют нейтральную и щелочную реакцию, но также не содержат веществ-нейтрализаторов кислотности в силу интенсивного и постоянного промывания дождями.

Попадая в почву, кислые осадки увеличивают подвижность и вы­мывание катионов, снижают активность редуцентов и других организмов в почвенной среде. При величине рН, равной 5, и ниже в почвах резко увеличивается растворимость минералов, из них высво­бождается алюминий, который в свободной форме ядовит. Кислые осадки также повышают подвижность тяжелых металлов (кадмия, свин­ца, ртути). В ряде мест кислые осадки и продукты их действия (алюми­ний, тяжелые металлы, нитраты и др.) проникают в грунтовые воды, а затем в водоемы и водопроводную сеть, где также способствуют выс­вобождению из труб алюминия и других вредных веществ. Результатом этого является ухудшение качества питьевой воды.

Рассмотрим действие кислых осадков на водные экосистемы. Попадая в вод­ные источники, кислые осадки повышают кислотность и жесткость воды. Многие гидробионты очень чувствительны к изменению этих показате­лей. При значениях рН водной среды ниже 6 обычно сильно подавляется деятель­ность ферментов, гормонов и других биологически активных веществ, от которых зависит рост и развитие организмов. При этом взрослые организмы менее зависимы от кислотности среды.

В настоящее время на Земле насчитываются тысячи озер, в зна­чительной мере лишившихся своих обитателей. Около 20% рек и озер Швеции, Норвегии и Канады (а это несколько десятков тысяч) потеряли более половины обитающих в них организмов. Так, в Швеции в 14 тыс. озер уничтожены наиболее чувствительные виды, а 2200 озер практически безжизненны.

Колоссальный вред кислые осадки наносят растительности и особенно лесам. Механизм влияния кислотных осадков на растительность наиболее многообразен. Кислые осадки способствуют выведению растений биогеных элементов (особенно кальция, магния и калия), сахаров, белков, амино­кислот. Они повреждают защитные ткани, увеличивают вероятность про­никновения через них патогенных бактерий и грибов, способствуют по­явлению вспышек численности насекомых. Конечный результат таких воздействий – снижение продуктивности фитоценозов.

Под лесом понимается участок суши площадью не менее 0,5 га с деревьями высотой не менее 5 м, крона которых занимает более 10% площади. Почвенное подкисление считается одной из основных причин усыхания лесов умеренной зоны Северного полушария. Непосредственное воздействие кислотных осадков приводит к нарушению процессов фотосинтеза за счет разрушения хлорофилла. Загрязнения выступают в роли пусковых механизмов биологических и биохимических процессов, ослабляющих растение и нарушающих его рост, повышающих чувствительность к климатическим изменениям. С повышением кислотности почвы снижается активность микроорганизмов, которые перерабатывают лесную подстилку, улучшают структуру почвы и переводят органические соединения в биологически усваиваемые формы.

Признаками поражения хвойных лесов кислыми осадками являются сокращение сроков жизни хвои и уменьшение ее размера. Наиболее сильно повреждаются леса на бедных почвах, в гористых местностях, в зоне туманов и т.п. Большие площади пораженных и погибших лесов имеются в ФРГ, Швеции, Финляндии, Австрии, Польше, Канаде, на севере США и в других регионах. В ФРГ массовое поражение лесов зарегистрировано в начале 80-х гг. В хвойных лесах, особенно пихтовых, повреждения отмечались у 80-90% деревьев, а в среднем у 10% всех видов древесных растений. В России поврежде­но около 1,5-2 млн. га лесов. Основные очаги поражения расположены в районе Норильска, Мончегорска, Братска.