Воронезька ІНСТИТУТ ВИСОКИХ ТЕХНОЛОГІЙ

Факультет заочно-дистанційного навчання

Контрольна робота № 1

З дисципліни: «Екологія»

Тема: «Причини виникнення та екологічні наслідки кислотних дощів»

Виконав студент:

Перевірив викладач:

Воронеж 2003 г.

Зміст .

ВСТУП. 3
1. Визначення теми дослідження. 4
2. Виділення блоків моделі. 5
2.1. Надходження в атмосферу сполук сірки. 6

2.1.1 Види з'єднань сірки. 6

2.1.2 Джерела сполук сірки. 7
2.2 Надходження в атмосферу сполук азоту. 8

2.2.1 Види сполук азоту. 8

2.2.2 Джерела сполук азоту. 9
2.3 Хімічні перетворення сполук сірки та азоту в атмосфері. 10

2.3.1 Хімічні перетворення сполук сірки: 10

2.3.2 Хімічні перетворення сполук азоту: 11
2.4 Кислотна седиментації (кислотні дощі). 11

2.4.1 Вимивання кислотних речовин з атмосфери. 11

2.4.2 Сухі опади. 12
2.5 Вплив кислотних опадів на природу і людину. 12

2.5.1 Непрямі впливу. 13

2.5.2 Безпосередні (прямі) впливу. 15

2.5.3 Прямі впливу на людину. 16
2.6 Заходи щодо зниження негативного впливу кислотних дощів. 17
3. Опис взаємозв'язків між блоками системи. 20
ВИСНОВОК. 21
Список використаної літератури. 22

Введення.

Людина завжди використовував навколишнє середовище в основному як джерелоресурсів, однак протягом дуже тривалого часу її діяльність ненадавала помітного впливу на біосферу. Лише наприкінці минулого століттязміни біосфери під впливом господарської діяльності звернули на себеувагу вчених. У першій половині нинішнього століття ці зміни наростали ів даний час лавиною обрушилися на людську цивілізацію. Прагнучидо поліпшення умов свого життя, людина постійно нарощує темпиматеріального виробництва, не замислюючись про наслідки. При такомупідході більша частина взятих від природи ресурсів повертається їй у виглядівідходів, часто отруйних або непридатних для утилізації. Це створює загрозута існування біосфери, і самої людини.

Серед вельми серйозних проблем екологічного плану найбільшузанепокоєння викликає наростаюче забруднення повітряного басейну Землідомішками, що мають антропогенне природу. Атмосферне повітря єосновним середовищем діяльності біосфери, в тому числі людини. У періодпромисловій і науково-технічної революції збільшився обсяг емісії ватмосферу газів і аерозолів антропогенного походження. Заорієнтовними даними щорічно в атмосферу надходять сотні мільйонів тонноксидів сірки, азоту, галогенопроізводних та інших сполук. Основнимиджерелами атмосферних забруднень є енергетичні установки, вяких використовується мінеральне паливо, підприємства чорної та кольоровоїметалургії, хімічної і нафтохімічної промисловості, авіаційний іавтомобільний транспорт.

1. Визначення теми дослідження.

Терміном "кислотні дощі" називають усі види метеорологічних опадів
- Дощ, сніг, град, туман, дощ зі снігом, - рН яких менше, ніжсереднє значення рН дощової води (середній рН для дощової води дорівнює
5.6). , Що виділяються в процесі людської діяльності двоокис сірки (SO2)і оксиди азоту (NОx) трансформуються в атмосфері землі в кислотоутворюючихчастинки. Ці частинки вступають в реакцію з водою атмосфери, перетворюючи її врозчини кислот, які і знижують рН дощової води. Вперше термін
«Кислотний дощ» був введений в 1872 році англійським дослідником Ангус
Смітом. Його увагу привернув вікторіанський зміг в Манчестері. І хочавчені того часу відкинули теорію про існування кислотних дощів,сьогодні вже ніхто не сумнівається, що кислотні дощі є однією зпричин загибелі життя у водоймах, лісів, врожаїв, і рослинності. Крімтого кислотні дощі руйнують будівлі і пам'ятники культури, трубопроводи,приводять у непридатність автомобілі, знижують родючість грунтів і можутьприводити до просочування токсичних металів у водоносні шари грунту.

Вода звичайного дощу теж являє собою слабокислий розчин. Цевідбувається внаслідок того, що природні речовини атмосфери, такі якдвоокис вуглецю (СО2), вступають в реакцію з дощовою водою. При цьомуутворюється слабка вугільна кислота (CO2 + H2O -> H2CO3). Тоді як в ідеалірН дощової води дорівнює 5.6-5.7, у реальному житті показник кислотності
(рН) дощової води в одній місцевості може відрізнятися від показникакислотності дощової води в іншій місцевості. Це, перш за все, залежить відскладу газів, що містяться в атмосфері тієї чи іншої місцевості, таких якоксид сірки і оксиди азоту.

Кислотний дощ утворюється в результаті реакції між водою і такимизабруднюючими речовинами, як оксид сірки (SO2) і різними оксидами азоту
(NOх). Ці речовини викидаються в атмосферу автомобільним транспортом, врезультаті діяльності металургійних підприємств і електростанцій, атакож при спалюванні вугілля і деревини. Вступаючи в реакцію з водою атмосфери,вони перетворюються в розчини кислот - сірчаної, сірчаної, азотної іазотної. Потім, разом зі снігом чи дощем, вони випадають на землю.

Наслідки випадання кислотних дощів спостерігаються в США, Німеччині,
Чехії, Словаччині, Нідерландах, Швейцарії, Австралії, республіках колишньої
Югославії і ще в багатьох країнах земної кулі.

Кислотні дощі чинить негативний вплив на водойми --озера, річки, затоки, ставки - підвищуючи їх кислотність до такого рівня, що вних гине флора і фауна. Водяні рослини найкраще ростуть у воді ззначеннями рН між 7 та 9.2. Зі збільшенням кислотності (показники рНвидаляються вліво від точки відліку 7) водяні рослини починають гинути,позбавляючи інших тварин водойми їжі. При кислотності рН 6 гинутьпрісноводні креветки. Коли кислотність підвищується до рН 5.5, гинутьдонні бактерії, які розкладають органічні речовини і листя, іорганічне сміття починає накопичуватися на дні. Потім гине планктон --крихітне тварина, яка складає основу харчового ланцюга водойми тахарчується речовинами, що утворюються при розкладі бактеріями органічнихречовин. Коли кислотність досягає рН 4.5, гине вся риба, більшістьжаб і комах.

Кислотні дощі завдає шкоди не тільки водної флори і фауни. Він такожзнищує рослинність на суші. Вчені вважають, що хоча до сьогоднішньогодня механізм до кінця ще не вивчений, складна суміш забруднюючих речовин,що включає кислотні опади, озон, і важкі метали в сукупностіпризводять до деградації лісів.

2. Виділення блоків моделі.

Імітаційна модель виникнення кислотних дощів в атмосферіописує різні джерела викидів сполук сірки та азоту в атмосферу,хімічні реакції, в результаті яких в атмосфері утворюються сірчана іазотна кислоти і вплив кислотних опадів на природні екосистеми ілюдини. Також розглядається ряд заходів щодо зниження освітикислотних дощів в атмосфері.

На вході моделі розглядаються різні джерела надходженняоксидів сірки та азоту. Ці джерела можуть мати як природне так іантропогенне походження. Внесок антропогенних джерел в освітукислотних дощів у багато разів перевищує внесок природних джерел. Томунеобхідне застосування заходів зі зниження саме антропогенних викидів оксидівсірки та азоту в атмосферу.

На виході моделі розглядаються негативні явища, які виникаютьв природних екосистемах при впливі на них кислотних опадів.

На основі вивчення процесу виникнення кислотних дощів в атмосферібули виділені наступні блоки моделі (рис.1).

Природні джерела

Природні джерела сполук сірки. NOx

Атмосфера

Антропогенні джерела сполук сірки.

Антропогенні джерела

NOx

Рис.1 Блок - схема моделі виникнення кислотних дощів в атмосфері.

2.1. Надходження в атмосферу сполук сірки.

2.1.1 Види з'єднань сірки.

До найважливіших сполук сірки, що знаходиться в атмосфері, відносятьсядвоокис сірки (оксид сірки (IV)), оксісульфід (Сіроокий вуглецю),сірковуглець, сірководень і Діметилсульфід. Останні чотири з'єднаннявнаслідок сильного окислювального дії атмосфери легко перетворюються надвоокис сірки або в сірчану кислоту (сульфати). Під впливом діяльностілюдину більш за все змінюється вміст двоокису сірки.

У сильно забруднених районах рівень двоокису сірки може в 1000 інавіть у десятки тисяч разів перевищити природну межу значень на суші ів океані. Концентрація інших сполук сірки, зазвичай утворюються зприродних джерел, більш-менш однакова поблизу поверхніземлі. Серед сполук сірки, що знаходяться в твердому і рідкому стані,приймаються до уваги тільки сірчана кислота і сульфати (сульфат ігідросульфату амонію), а також морська сіль.

2.1.2 Джерела сполук сірки.

З'єднання сірки, як ми вже згадувалося, частково потрапляють в атмосферуприродним шляхом, а частково антропогенним. Поверхня суші, як іповерхню океанів і морів, грає роль природного джерела. Зазвичайдіяльність людини обмежується сушею, тому ми можемо враховуватизабруднення сіркою тільки на цій території.

Існують три основних джерела природного емісії сірки.

1. Процеси руйнування біосфери. За допомогою анаеробних (діючих безучасті кисню) мікроорганізмів відбуваються різні процеси руйнуванняорганічних речовин. Завдяки цьому міститься в них, сірка утворюєгазоподібні з'єднання. Разом з тим певні анаеробні бактеріївитягають із сульфатів, розчинених у природних водах, кисень, ввнаслідок чого утворюються сірчані газоподібні з'єднання.

Із вказаних речовин спочатку в атмосфері був виявлений сірководень, апотім з розвитком вимірювальних приладів і способів відбору проб повітрявдалося виділити ряд органічних газоподібних сполук сірки. Найбільшважливими джерелами цих газів є болота, зони припливів і відливів уберегової лінії морів, гирла річок і деякі грунту, що містять великукількість органічних речовин.

Поверхня моря також може містити значні кількостісірководню. У його виникненні беруть участь морські водорості.
Можна припустити, що виділення сірки біологічним шляхом не перевищує 30 -
40 млн т на рік, що становить близько 1/3 всього виділяється кількості сірки.

2. Вулканічна діяльність. При виверження вулкану в атмосферупоряд з великою кількістю двоокису сірки потрапляють сірководень, сульфати іелементарна сірка. Ці сполуки надходять головним чином у нижній шар --тропосферу, а при окремих, великої сили виверженнях спостерігаєтьсязбільшення концентрації сполук сірки і в більш високих шарах - встратосфері. З виверженням вулканів в атмосферу щорічно в середньому потрапляєблизько 2 млн. т. сірковмісних сполук. Для тропосфери це кількістьмало в порівнянні з біологічними виділеннями, для стратосфери жвиверження вулканів є найважливішим джерелом появи сірки.

В результаті діяльності людини в атмосферу потрапляють значнікількості з'єднань сірки, головним чином у вигляді її двоокису. Середджерел цих сполук на першому місці стоїть вугілля, спалюється в будівляхі на електростанціях, який дає 70% антропогенних викидів. Змістсірки (кілька відсотків) у вугіллі досить велике (особливо в буромвугіллі). У процесі горіння сірка перетворюється на сірчистий газ, а частка сіркизалишається в золі в твердому стані.

Вміст сірки в неочищеної нафти також досить велика узалежно від місця походження (0, 1-2%). При згорянні нафтовихпродуктів сірчистого газу утворюється значно менше, ніж при згоряннівугілля.

Джерелами утворення двоокису сірки можуть бути також окремігалузі промисловості, головним чином металургійна, а такожпідприємства з виробництва сірчаної кислоти та переробки нафти. Натранспорті забруднення сполуками сірки щодо незначно, там впершу чергу необхідно рахуватися з оксидами азоту.

Таким чином, щорічно в результаті діяльності людини в атмосферупотрапляє 60-70 млн т. сірки у вигляді двоокису сірки. Порівняння природних іантропогенних викидів сполук сірки показує, що людина забруднюєатмосферу газоподібними з'єднаннями сірки в 3-4 рази більше, ніж цевідбувається в природі. До того ж ці сполуки концентруються в районах зрозвиненою промисловістю, де антропогенні викиди в кілька разівперевищують природні, тобто головним чином у Європі та Північній Америці.

Приблизно половина викидів, пов'язаних з діяльністю людини (30-40млн т), припадає на Європу.

2.2 Надходження в атмосферу сполук азоту.

2.2.1 Види сполук азоту.

До складу атмосфери входить ряд азотвмісних мікровеществ , але вкислотної седиментації беруть участь тільки два з них: окис та двоокис азоту,які в результаті що протікають в атмосфері реакцій утворюють азотистихкислоту.

Окисел азоту під дією окислювачів (наприклад, озону) або різнихвільних радикалів перетворюється на двоокис азоту:

(окис азоту + радикал пероксиду водню = двоокис азоту + радикалгідроксилу);

(окис азоту + озон = двоокис азоту + молекулярний кисень).

Отже, можна припустити, що окисом азоту можна знехтувати внаслідокзазначених окислювальних процесів. Однак це не зовсім так, щопояснюється двома причинами. Перша полягає в тому, що викид оксидівазоту в значній мірі відбувається у формі окису азоту, і потрібночас, щоб повністю перетворилася в. З іншого боку, вбезпосередній близькості від джерел забруднення кількість окису азотуперевищує кількість двоокису азоту. Це співвідношення збільшується всторону двоокису азоту в міру наближення до територій, що безпосередньоне схильним до забруднення. Наприклад, в безумовно чистому повітрі надповерхнею океану частина окису азоту становить лише кілька відсотківвід двоокису азоту. Співвідношення цих газів, втім, може змінюватисявнаслідок Фотоліз двоокису азоту:

(двоокис азоту + квант світла = окис азоту + атом кисню),

кислотну середу в атмосфері створює також азотна кислота,утворюється з оксидів азоту. Якщо що знаходиться в повітрі азотна кислотанейтралізується, то утворюється азотнокисла сіль, яка зазвичайприсутня в атмосфері у вигляді аерозолів. Це відноситься також до солейамонію, що утворюються в результаті взаємодії аміаку з якою -або кислотою.

2.2.2 Джерела сполук азоту.

Ці джерела можуть бути як природними, так і антропогенними.
Розглянемо найбільш важливі природні джерела.

Грунтова емісія оксидів азоту. У процесі діяльності живуть вгрунті денітрифицируюють бактерій з нітратів вивільняються оксиди азоту.
Згідно з сучасними даними щорічно у всьому світі утворюється 8 млн токсидів азоту.

Грозові розряди. Під час електричних розрядів в атмосфері черездуже високої температури і переходу в полум'яне стан молекулярніазот і кисень в повітрі з'єднуються в оксиди азоту. У стані плазмиатоми і молекули іонізуються і легко вступають у хімічну реакцію. Загальнакількість утворилися таким способом оксидів азоту складає 8 млн т нарік.

Горіння біомаси. Це джерело може бути як природним, так іштучним. Найбільша кількість біомаси згорає в результатівипалювання лісу (з метою отримання виробничих площ) та пожеж всавані. При горінні біомаси в повітря надходить 12 млн т оксидів азоту врік.

Інші джерела природних викидів оксидів азоту менш значніі практично не піддаються оцінці. До них відносяться: окислення аміаку ватмосфері, розкладання знаходиться в стратосфері закису азоту, внаслідокчого відбувається зворотне попадання утворилися оксидів втропосферу і, нарешті, фотолітіческіе і біологічні процеси в океанах.
Ці природні джерела спільно виробляють на рік 2-12 млн т оксидівазоту.

Серед антропогенних джерел утворення оксидів азоту на першумісці стоїть горіння викопного палива (вугілля, нафта, газ і т. д.). Підчас горіння в результаті виникнення високої температури перебувають уповітрі азот і кисень з'єднуються. Кількість утвореного оксидуазоту NO пропорційно температурі горіння. Крім того, оксиди азотуутворюються в результаті горіння, що є в топливе азотвмісних речовин.
Горячи паливо, людина щорічно викидає в повітря 12 млн т оксидівазоту .. Значним джерелом оксидів азоту також є транспорт.

Загалом кількості природних і штучних викидівприблизно однакові, проте останні, так само як і викиди сполуксірки, зосереджені на обмежених територіях Землі.

Необхідно згадати, однак, що кількість викидів оксидів азоту зроку в рік зростає на відміну від емісії двоокису сірки, тому з'єднанняазоту відіграють величезну роль в утворенні кислотних опадів.

2.3 Хімічні перетворення сполук сірки та азоту в атмосфері.

Потрапляють в повітря забруднюючі речовини значною міроюпіддаються фізичних і хімічних впливів в атмосфері. Ці процесийдуть паралельно їх поширенню. Дуже часто забруднюючі речовини,зазнавши часткове або повне хімічне перетворення, випадають в осад,змінивши таким чином своє агрегатний стан.

Розглянемо докладніше хімічні реакції і фазові зміни,що відбуваються з атмосферними кислотними мікроелементами (речовинами).

2.3.1 Хімічні перетворення сполук сірки:

Сірка входить до складу в не повністю окисленої формі (ступінь окисленняїї дорівнює 4). Якщо з'єднання сірки знаходяться в повітрі протягом доситьтривалого часу, то під дією що містяться в повітрі окислювачіввони перетворюються в сірчану кислоту або сульфати.

Розглянемо в першу чергу найбільш значне з точки зорукислотних дощів речовину (двоокис сірки. Реакції двоокису сірки можутьпротікати як в гомогенної середовищі, так і в гомогенної.

Однією з гомогенних реакцій є взаємодія молекули двоокисусірки з фотоном у видимій області спектру, щодо близької доультрафіолетової області:

.

В результаті цього процесу виникають так звані активованемолекули, які мають у своєму розпорядженні надлишкової енергією в порівнянні з основнимстаном. Зірочка означає активований стан. Активованімолекули двоокису сірки на відміну від «нормальних» молекул можуть вступати вхімічну взаємодію з що знаходяться в повітрі в досить великихкількостях молекулярною киснем:

(активована молекула двоокису + молекулярний кисень вільний радикал)

(вільний радикал + молекулярний кисень триоксид сірки + озон)

що утворилася триоксид сірки, взаємодіючи з атмосферним водою,дуже швидко перетворюється в сірчану кислоту, тому при звичайнихатмосферних умовах тріокісь сірки не міститься в повітрі в значнихкількостях. У гомогенної середовищі двоокис сірки може вступити довзаємодія з атомарним киснем, також з утворенням триокису сірки:

(двоокис сірки + атомарний кисень тріокісь сірки)

Ця реакція протікає в тих середовищах, де є відносно високийвміст двоокису азоту, яка також під дією світла виділяєатомарний кисень.

В останні роки було встановлено, що описані вище механізмиперетворення двоокису сірки в атмосфері не мають переважаючого значення, такяк реакції протікають головним чином за участю вільних радикалів.
Вільні радикали, що виникають при фотохімічних процесах, містятьнепарний електрон, завдяки чому вони володіють підвищеноюреакційноздатні. Одна з таких реакцій протікає в такий спосіб:

(двоокис сірки + радикал гідроксилу вільний радикал)

(вільний радикал + радикал гідроксилу сірчана кислота)

У результаті реакції утворюються молекули сірчаної кислоти, які вповітрі або на поверхні аерозольних часток швидко конденсуються.

Перетворення двоокису сірки може здійснюватися і в гетерогенноїсередовищі. Під гетерогенним перетворенням ми розуміємо хімічну реакцію,яка відбувається не в газовій фазі, а в краплях або на поверхні частинок,знаходяться в атмосфері.

Крім двоокису сірки в атмосфері можна виявити значнекількість інших природних сполук сірки, які в кінцевому рахункуокислюються до сірчаної кислоти. У їх перетворення важливу роль відіграютьутворилися фотохімічним шляхом вільні радикали і атоми. Кінцевіпродукти відіграють певну роль у антропогенного кислотної седиментації.

2.3.2 Хімічні перетворення сполук азоту:

Найбільш поширеним з'єднанням азоту, що входять до складувикидів, є окис азоту, який при взаємодії зкиснем повітря утворює двоокис азоту. Останній в результаті реакціїз радикалом гідроксиду перетворюється на азотну кислоту:

(двоокис азоту + радикал гідроксилу азотна кислота).

Отримана таким чином азотна кислота може довгий час залишатисяв газоподібному стані, тому що вона погано конденсується. Іншимисловами, азотна кислота має більшу леткість, ніж сірчана. Париазотної кислоти можуть бути поглинені крапельками хмар, опадів абочастинками аерозолю.

2.4 Кислотна седиментації (кислотні дощі).

Заключним етапом у перебігу забруднюючих речовин єседиментації, яка може відбуватися двома шляхами. Перший шлях (вимивання опадів або вологе седиментації. Другий шлях (випадання опадівабо суха седиментації. Сукупність цих процесів є кислотноїседиментацією.

2.4.1 Вимивання кислотних речовин з атмосфери.

Вимивання відбувається під час утворення хмар і опадів. Одним зумов утворення хмар є перенасиченість. Це означає, щоповітря містить більше водяної пари, чим він може прийняти при заданійтемпературі, зберігаючи рівновагу. При зниженні температури здатністьповітря накопичувати воду у вигляді пари зменшується. Тоді починаєтьсяконденсація водяної пари, яка відбувається до тих пір, поки неприпиниться перенасиченість. Однак при звичайних атмосферних умовахводяна пара здатний конденсуватися тільки при відносній вологості
400-500 (. Відносна вологість в атмосфері лише в окремих випадках можеперевищити 100,5 (. При такій перенасиченості крапельки хмар можутьвиникати тільки на частинках аерозолю (так званих конденсаційнихядрах. Цими ядрами часто є добре розчинні у воді з'єднаннясірки та азоту.

Після початку утворення крапель елементи хмари продовжують поглинатиаерозольні частинки і молекули газу. Тому воду хмари або його кристалиможна розглядати як розчин атмосферних елементів.

Елементи хмари не можуть безмежно збільшуватися. Що виникає піддією гравітації седиментації, яка зростає із збільшенням розмірукрапель, рано чи пізно призводить до випадання крапель хмар з висотидекількох сотень або тисяч метрів. Під час випадання ці краплі промиваютьшар атмосфери між хмарами і поверхнею землі. У цей час поглинаютьсянові молекули газу і нові аерозольні частинки захоплюються падаючоїкраплею. Таким чином, що досягає поверхні землі вода всупереч загальномудумку жодним чином не є дистильованою водою. Більш того, підбагатьох випадках розчинені у воді опадів речовини можуть служити важливим ііноді навіть єдиним джерелом відновлення запасів цих речовин врізних сферах.

2.4.2 Сухі опади.

Хоча ця форма седиментації істотно відрізняється від вологогоседиментації, кінцевий результат їх дійсно ідентичний (попаданнякислотних атмосферних мікроелементів, з'єднань сірки та азоту наповерхню Землі. Відомо досить багато різноманітних кислотнихмікроелементів, однак зміст більшості з них настільки мало, що їхроль у кислотної седиментації можна не брати до уваги.

Ці кислотні речовини можуть випадати на поверхню двома способами.
Один з них - Турбулентність дифузія, під дією якої в осадвипадають речовини, що знаходяться в газоподібному стані. Турбулентнийдифузійне рух в першу чергу виникає через те, що рухструмливого повітря над грунтом та іншої поверхнею є нерівномірнимвнаслідок тертя. Зазвичай у вертикальному напрямку від поверхнівідчувається збільшення швидкості вітру і горизонтальне рух повітрявикликає турбулентність. Таким шляхом компоненти повітря досягають Землі, інайбільш активні кислотні речовини легко взаємодіють з поверхнею.

2.5 Вплив кислотних опадів на природу і людину.

Кислотні опади роблять шкідливий вплив не лише на окреміпредмет або живі істоти, а й на їх сукупність. У природі і внавколишньому середовищу утворилися спільноти рослин і тварин, міжякими, як і між живими й неживим організмами, існує постійнаобмін речовин. Ці спільноти, які можна також називати екологічноїсистемою, зазвичай складаються з чотирьох груп: неживі об'єкти, живіорганізми, споживачі і руйнівники.

Вплив кислотності в першу чергу позначається на стані пріснихвод і лісів. Зазвичай впливу на спільноти бувають непрямими, тобтонебезпеку представляють не самі кислотні опади, а що протікають під їхвпливом процеси (наприклад, вивільнення алюмінію). У певнихоб'єктах (грунт, вода, мул і т.д.) залежно від кислотності можутьзрости концентрації важких металів, тому що в результаті зміни рНзмінюється їх розчинність. За питну воду та продукти рослинного походження, наприклад,через рибу в організм людини також можуть потрапити токсичні метали. Якщопід дією кислотності змінюються будову грунту, її біологія і хімія,то це може призвести до загибелі рослин (наприклад, окремих дерев).
Зазвичай ці непрямі дії не є місцевими і можуть впливати навідстані декількох сотень кілометрів від джерела забруднення.

2.5.1 Непрямі впливу.

Впливу на ліси і ріллі. Кислотні опади впливають абонепрямим шляхом; через грунт і кореневу систему, або безпосередньо
(головним чином на листя). Підкислення грунту в залежності від багатьохчинниками. На відміну від вод грунт має здатність до вирівнюваннякислотності середовища, тобто до певної міри вона чинить опір посиленнюкислотності. Які потрапили у грунт кислоти нейтралізуються, що веде дозбереженню істотного закислення. Однак поряд з природнимипроцесами на грунти в лісах і на ріллі впливають антропогенні фактори.

Хімічна стабільність, здатність до вирівнювання, схильність грунтів дозакислению мінливі і залежать від якості підгрунтя порід,генетичного типу грунту, способу її обробки (обробітку), а також віднаявності поблизу значного джерела забруднень. Крім того,здатність грунту чинити опір впливу кислотності залежить від хімічнихі фізичних властивостей підстилаючих шарів.

Непрямі впливу проявляються по-різному. Наприклад, опади,що містять сполуки азоту, деякий час сприяють зростанню дерев,тому що забезпечують грунт поживними речовинами. Проте в результатіпостійного споживання азоту ліс їм перенасичується. Тоді збільшуєтьсявимивання нітрату, що веде до закислению грунту.

Під час випадання опадів вода, що стікає з листя, містить більшесірки, калію, магнію, кальцію і менше нітрату і аміаку, ніж вода опадів,що призводить до збільшення кислотності грунту. В результаті цього зростаютьвтрати необхідних для рослин кальцію, магнію, калію, що веде допошкодження дерев.

Вступники в грунт іони водню можуть замінятись що знаходяться вгрунті катіонами, в результаті чого відбуваються або вилуговування кальцію,магнію і калію, або їх седиментації в збезводненої формі. Далі зростаєтакож мобільність токсичних важких металів (марганець, мідь, кадмій та ін)в грунтах з низькими значеннями рН.

Розчинність важких металів також сильно залежить від рН.
Розчинені і внаслідок цього легко поглинаються рослинами важкіметали є отрутами для рослин і можуть призвести до їх загибелі. Широковідомо, що алюміній, розчинений у сільнокіслой середовищі, отруйний длящо живуть у грунті організмів. У багатьох грунтах, наприклад, в північнихпомірних і бореальних лісових зонах, спостерігається поглинання більш високихконцентрацій алюмінію в порівнянні з концентраціями лужних катіонів. Хочабагато видів рослин в змозі витримати це співвідношення, однак привипаданні значних кількостей кислотних опадів ставленняалюминий/кальцій у грунтових водах настільки зростає, що послаблюєтьсяріст коренів і створюється небезпека для існування дерев.

що відбуваються в складі грунту зміни можуть перетворити складмікроорганізмів у грунті, впливати на їх активність і тим самимвплинути на процеси розкладу та мінералізації, а також на зв'язуванняазоту і внутрішнє закислення.

Так, наприклад, загибель лісів в Середній і Західній Європі відбуласяголовним чином під впливом непрямих впливів. Майже повністю загинулилісу на площі в кілька сотень тисяч гектарів.

Подальшу занепокоєння викликає те, що в результаті загибелі найбільшчутливих до закислению істот (мікроорганізми грунту, гриби, дуби) вструктурі матеріального та енергетичного балансу живих спільнот можутьвідбутися несприятливі зміни, і в остаточному підсумку сама людина такожпостраждає через що відбуваються при цьому незворотних процесів.

закислення прісних вод. Власне кажучи, закислення прісних вод --це втрата ними здатності до нейтралізації. Закислення викликають сильнікислоти, головним чином сірчана і азотна. Протягом тривалогоперіоду більш важливу роль грають сульфати, але під час епізодичнихявищ (наприклад, танення снігу) сульфати і нітрати діють спільно. Назначних територіях при підвищенні певних значень кислотностіопадів поверхневі води виявляються кислими. Якщо грунт втрачаєздатність нейтралізувати кислоти, то значення рН може знизитися на 1, 5,а в крайніх випадках - навіть на 2 або на 3. Частково закислення відбуваєтьсябезпосередньо під дією опадів, але в більшій мірі - за рахунок речовин,змиває з території водного басейну.

Процес закислення поверхневих вод складається з трьох фаз.

1. Спад іонів гідрокарбонату, тобто зменшення здатності донейтралізації при незмінних значенні рН.

2. Зменшення рН при зменшенні кількості іонів гідрокарбонату.
Значення рН тоді падає нижче 5, 5. Найбільш чутливі види живихорганізмів починають гинути вже при рН = 6, 5.

3. При рН = 4, 5 кислотність розчину стабілізується. У цих умовахкислотність розчину регулюється реакцією гідролізу сполук алюмінію. Утакому середовищі здатні жити лише небагато видів комах, рослинний ітваринний планктон, а також білі водорості.

Багато видів тварин і рослин починають гинути вже при заченіях рН <
6. При рН <5 не забезпечуються умови для нормального життя.

Загибель живих істот крім дії дуже отруйна іона алюмініюможе бути викликана і іншими причинами. Під впливом іона водню,наприклад, виділяються кадмій, цинк, свинець, марганець, а також іншіотруйні важкі метали. Кількість рослинних поживних речовин,наприклад, фосфору, починає зменшуватися, тому що в розчині іон алюмініюутворює з іоном ортофосфату нерозчинний фосфат алюмінію:

,який осідає у формі донного осаду. Загибель водних живих спільнотможе призводити до закислению і виділення важких металів, а також допорушення екологічної рівноваги. Зменшення рН води йде паралельно зскороченням популяцій або загибель риб, земноводних, фіто-і зоопланктону, атакож безлічі інших живих організмів. Можна помітити характернівідмінності (у флорі та фауні) озер, вода яких має близькупоживних речовин та іонів, але різну кислотність. До певнихмеж ссавці, в тому числі і людина, захищені від шкідливого впливукислотності, проте в організмах водних тварин накопичуються отруйніважкі метали, які можуть потрапити в харчовий ланцюжок.

2.5.2 Безпосередні (прямі) впливу.

Загибель рослин.

Безпосередня загибель рослин найбільшою мірою відчувається поблизувід викидів забруднень, в радіусі кількох десятків кілометрів від їхджерела. Головною причиною є висока концентрація двоокису сірки.
Це з'єднання адсорбується на поверхні рослини, в основному на йоголисті, і надає на нього шкідливий вплив. Двоокис сірки, проникаючи ворганізм рослини, бере участь у різних окислювальних процесах.
Ці процеси протікають з участіем вільних радикалів, утворених здвоокису сірки в результаті хімічних реакцій. Вони окислюють ненасиченіжирні кислоти мембран, тим самим змінюючи їх проникність, що внадалі негативно впливає на багато процесів (дихання, фотосинтез іін.)

Безпосередні дії на рослини можуть приймати різніформи: 1) генетичні зміни; 2) видові зміни; 3) заподіяння прямоїшкоди рослинності. Природно, в залежності від виду і чутливостірозмірів навантаження масштаб впливу може сягати від надолужуваних
(оборотного) збитку до повної загибелі рослини.

В першу чергу гинуть найбільш чутливі види, наприклад,окремі лишайники, які можуть зберегтися тільки в самій чистому середовищі,тому їх вважають "індикаторами" чистого повітря. Зазвичай всильнозагрязненная місцях утворюється "лишайним пустеля". У сучасномумісті вона існує вже при середній концентрації двоокису сірки 100мкг/м ". У внутрішніх його районах лишайник взагалі відсутня, а наоколицях його можна зустріти дуже рідко. Втім, існують також видилишайник, добре переносять навантаження двоокису сірки, тому окремічинять опір види іноді займають місце загиблих видів лишайника.

Однак кислотні атмосферні з'єднання, природно, можуть такожнадавати пряме шкідливий вплив і на рослини більш високого класу.
Безпосередній шкоду, принесений двоокисом сірки, залежить від багатьохфакторів - місцевого клімату, види дерев, стану грунту, способівобробки лісу, рН вологих опадів і ін Небезпечний рівень атмосферноїдвоокису сірки виявився набагато нижчим, ніж вважалося раніше, так якпевні фізіологічні і біохімічні зміни можуть відбуватисябез будь-яких ознак загибелі. Однак ця небезпечна межа стає щенижче при дії двоокису азоту, озону, кислотного дощу і т.д.

Роль двоокису сірки в загибелі лісів, таким чином, можна вважатидоведеною. Також доведено шкідливий вплив вологих кислотних опадів назростання дерев. Однак ці опади у першу чергу впливають опосередковано - черезгрунт і кореневу систему. Найбільшою мірою безпосередня загибельрослин спостерігається в районах з сильнозагрязненная повітрям, наприклад, в
Середній Європі. Масштаби загибелі рослин і підвищені концентрації двоокисусірки в Європі поширені приблизно однаково. Важко вирішити, хто жнесе безпосередню відповідальність за загибель лісу - двоокис сірки абооксиди азоту. Здається досить вірогідним, що шкідливий впливнадають спільно всі агресивні кислотні речовини, що забруднюютьповітря. Багато хто також дотримуються думки, що при спільному впливішкідливих речовин вплив кожного з них ще більше посилюється (синергізм).

Найбільше чутливі до прямого забруднення хвойні дерева, такяк хвоя піддається впливу забруднюючих речовин на протязідекількох років на відміну від дерев, що скидають листя. Найкращічутливі породи - це ялина, модрина і ялиця. Про