Асідіфікація

Асідіфікація – це природний процес, викликаний антропогенною діяльністю і приводить до підвищення кислотної реакції атмосфери, гідросфери та педосфери. Ще в середині XIX в. звернули увагу на кислотні опади, які випадали в околицях м. Манчестера (Англія). Англійський вчений Р. А. Сміт виміряв кислотність атмосферних опадів і, виявивши високу концентрацію, назвав їх кислотними дощами. Близько 50 років тому звернули увагу на збільшення кислотності внутрішніх вод, зокрема озер Скандинавії. Згодом відзначили погіршення стану грунтів і встановили вплив зростання кислотності на біологічні компоненти ландшафтів. З плином часу підвищення кислотності грунтових вод, поверхневих водойм і атмосферних опадів переросло в глобальну проблему. 

У природних нормальних умовах атмосферні опади зазвичай володіють нейтральною або слабокислою реакцією, тобто лужно-кислотний показник рН дорівнює або менше 7. Прийнято вважати, що кислотні опади – це опади, у яких рН менше 5.

Кислотні опади бувають двох типів: сухі, що випадають недалеко від джерела їх надходження, і вологі, що поширюються на великі відстані. Основними компонентами кислотних опадів є аерозолі оксидів сірки та азоту, а також аміак, які спільно або роздільно при взаємодії з атмосферним або грунтовою вологою утворюють крапельки сірчаної, азотної і деяких інших кислот.
Кислотні опади мають як природне, так і антропогенне походження. Основними джерелами природних кислотних опадів є виверження вулканів, лісові пожежі, дефляція грунтів та ін, а антропогенних кислотних опадів – процеси спалювання мінерального палива, головним чином кам’яного і бурого вугілля в теплових електростанціях і котельнях, в металургії, нафтохімічної промисловості, на транспорті та ін. Внаслідок того що світова спільнота продовжує використовувати в якості основного джерела теплової енергії мінеральні корисні копалини, відбувається неухильне погіршення стану атмосфери.

В даний час антропогенне емісія кислотних сполук вдвічі перевищує їх сумарні природні викиди, а в північній півкулі це співвідношення досягає 9:1. У 2000 р. антропогенна емісія діоксиду сірки в атмосферу втричі перевищувала природні викиди (відповідно 75 і 25 млн. т. на рік). Емісія азоту тільки внаслідок спалювання горючих корисних копалин вдвічі перевищила природні викиди.
У результаті широкого використання викопного палива в атмосферу крім вуглекислого газу потрапляють речовини, що утворюють антропогенні кислотні опади. Тільки над територіями Північної Америки та Європи, де мешкає всього 14% населення планети, викидається близько 70% загальносвітового обсягу речовин, що утворюють антропогенні кислотні опади. Основні області поширення кислотних опадів – промислові райони Північної Америки, Західної та Східної Європи, Японія, Корея, Китай. Але цими регіонами зона поширення кислотних викидів не обмежується. Повільно, але неухильно починає наростати і частка країн, що розвиваються, особливо розташованих в Азії.

Іншим джерелом кислотних сполук є сільське господарство. В даний час природна фіксація сполук азоту в процесі побудови рослинної маси вже не в змозі забезпечити потреби землеробства в азотному біогенних елементів – найважливішому хімічному елементі для життєдіяльності організмів. Доводиться збільшувати використання азотних добрив і розширювати площі під посівами бобових і рисових культур, які мають здатність фіксувати азот в грунтовому шарі.
У результаті різко зрослої кількості внесених азотних добрив та існуючої ерозії грунтів частина азотних сполук виноситься, безпосередньо потрапляючи в атмосферу, або втягується в круговорот водними потоками.

Високий середньорічний викид в атмосферу сульфатних часток. Особливо великі викиди сірки дає промисловість США. На території Росії фонове забруднення оксидами сірки та азоту відзначається повсюдно.

Вклад Росії в глобальну емісію сірки становить 15-20%, а оксидів азоту 10-15%. Досить чітко виділяються території з підвищеним рівнем кислотності опадів: захід і центр європейської частини Росії, Урал, Кольський півострів, Кузбас. Усередині цих територій є значні площі, де випадає щорічно від 3 до 5 т сірки і 1-2 т азоту на кожен квадратний кілометр.
Антропогенне асідіфікація призводить до значних змін стану грунтового покриву, змінює рН поверхневих і грунтових вод, погіршує стан лісів і рослинного покриву в цілому. Вода з різним ступенем кислотності несприятливо впливає на інженерні споруди, а атмосферна волога впливає на радіаційний баланс Землі. Оксиди азоту та сірки, потрапляючи в надмірній кількості в рослини і накопичуючись в їх клітинах, потім негативно впливають на здоров’я людини.
При оцінці реального впливу кислотних опадів на ландшафти та їх компоненти необхідно порівнювати величини опадів з буферної здатністю грунтів і грунтоутворюючих порід. В цілому в областях недостатнього зволоження кислотні опади нейтралізуються і особливо серйозної проблеми не становлять. Навпаки, в зонах надлишкового та рясного зволоження вплив кислотних опадів на грунти, ліси, водні об’єкти виявляється найбільш сильним і несприятливим.

Лісові грунти Європи тривалий час відрізнялися високою потенційною здатністю протистояти асідіфікаціі. Проте в результаті високої насиченості промисловими об’єктами з початку промислової революції вони поступово втрачали буферну здатність і виявилися схильними до подальшої асідіфікаціі. Це виразилося в значної деградації лісового покриву. Особливо показовий такий результат в деяких країнах Центральної і Західної Європи.

Кислотні опади відіграють вирішальну роль у процесах вивітрювання алюмосилікатного вихідного матеріалу. Вони збільшують рухливість в ландшафті високотоксичного для живих істот алюмінію.
Перший час здавалося, що високі та надвисокі труби теплових електростанцій, промислових підприємств і котельних сприяють зниженню концентрації забруднюючих речовин поблизу джерела викидів. Проте висота труб не вирішує проблеми, особливо при великій щільності джерел забруднення, і до того ж чим вище труба, тим сильніше рознос кислотних опадів на великі відстані. Отже, проблема з локальної перетворюється на регіональну.

Зважаючи на те що кислотні опади переносяться на значні відстані, виникла необхідність у міжнародному співробітництві. Ще в 1979 р. була укладена європейська Конвенція, в якій взяли участь США і Канада, з транскордонного переносу забруднень повітря. Згодом до неї додався ряд угод щодо скорочення емісії оксидів сірки та азоту.

Головним анропогенним джерелом кислотних опадів є теплова енергетика, тому основний шлях зниження емісії оксидів сірки та азоту полягає в тому, щоб змінити технологічні прийоми, використовувати мінеральне паливо більш високої якості і з низьким вмістом оксидів сірки та азоту, видозмінити технологію спалювання, здійснити перехід на якісно інший вид палива (мазут, нізкосерний газ), повсюдно встановити на трубах вловлюють фільтри.

ПОДІЛИТИСЯ: