Влияние кислотных осадков на биосферу Земли

агрессивные кислотные вещества, за¬грязняющие воздух. Многие также придерживаются мнения, что при совместном воздействии вредных веществ влияние каждого из них еще больше усиливается (синергизм).

Прямое разрушение растительности кислотными атмос¬ферными веществами происходит и в Венгрии, хотя и в меньших масштабах, чем в Средней Европе. Действие дву¬окиси серы в Венгрии имеет широкий диапазон, начиная с трудно контролируемого снижения урожайности и кончая ги¬белью растительности.

Здесь, как и в других районах мира, более всего чув¬ствительны к прямому загрязнению хвойные деревья, так как хвоя подвержена воздействию загрязняющих веществ на протяжении нескольких лет в отличие от деревьев, сбрасыва¬ющих листву. Самые чувствительные породы — это ель, лист¬венница и пихта. Однако многие деревья, сбрасывающие лис¬тву, также с трудом переносят прямые воздействия вредных веществ (например, бук, граб).

Необходимо подчеркнуть, что упомянутая здесь непосред¬ственная гибель растений и косвенные воздействия на них не могут быть отделены друг от друга, так как обычно эти про¬цессы происходят одновременно, и в зависимости от обстоя¬тельств доминирует какой-либо из них. В любом случае, есте¬ственно, вредные воздействия дополняют и усиливают друг друга.

Следует упомянуть, что наряду с так называемыми небио¬тическими воздействиями гибели леса содействуют и биотиче¬ские факторы. К ним относятся, например, некоторые грибы и насекомые (гриб Ceratocystis, лист Ожорка). Иногда вред¬ное влияние приписывают только биотическим факторам, иногда, наоборот, только небиотическим. Наиболее вероят¬ным кажется мнение, согласно которому небиотические фак¬торы, т.е. факторы окружающей среды, ослабляют растения, которые в меньшей степени могут сопротивляться биотиче¬скими воздействиям, и, таким образом, эти воздействия про¬являются совместно.

Прямые воздействия на человека.

Естественно, атмосфер¬ные кислотные микроэлементы не щадят и человека. Однако здесь речь идет уже не только о кислотных дождях, но и о том вреде, который приносят кислотные вещества (двуокись серы, двуокись азота, кислотные аэрозольные частицы) при дыхании.

Уже давно установлено, что существует тесная зависи¬мость между уровнем смертности и степенью загрязнения района. При концентрации около 1 мг/м3 возрастает число смертельных случа¬ев, в первую очередь среди людей старшего поколения и лиц, страдающих заболеваниями дыхательных путей. Статистиче¬ские данные показали, что такое серьезное заболевание, как ложный круп, требующее моментального вмешательства вра¬ча и распространенное среди детей, возникает по этой же причине. То же самое можно сказать и о ранней смертности новорожденных в Европе и Северной Америке, которая еже¬годно исчисляется несколькими десятками тысяч.

Кроме оксидов серы и азота опасны для здоровья челове¬ка также аэрозольные частицы кислотного характера, содер¬жащие сульфаты или серную кислоту. Степень их опасности зависит от размеров. Так, пыль и более крупные аэрозольные частицы задерживаются в верхних дыхательных путях, а мелкие (менее 1 мкм) капли серной кислоты или частицы сульфатов могут проникать в самые дальние участки легких.

Физиологические исследования показали, что степень вредного воздействия прямо пропорциональна концентрации загрязняющих веществ. Однако существует пороговое значе¬ние, ниже которого даже у самых чувствительных людей не обнаруживаются какие-либо отклонения от нормы. Напри¬мер, для двуокиси серы среднесуточная пороговая концентра¬ция для здоровых людей составляет приблизительно 400 мкг/м3.

В настоящее время норма для состава воз¬духа на незащищенных территориях почти соответствует это¬му значению.

На защищенных территориях нормативы, естественно, строже. В то же время ожидается, что в недалеком будущем установят еще более низкие нормативные значения. Однако опасная концентрация может оказаться еще ниже, если раз¬личные кислотные загрязняющие вещества будут усиливать воздействие друг друга, т.е. проявится уже упомянутый сине-ргизм. Также установлена зависимость между за¬грязнением двуокисью серы и различными заболеваниями дыхательных путей (грипп, ангина, бронхит и т.д.). На от¬дельных загрязненных территориях число заболева¬ний было в несколько раз больше, чем на контрольных тер¬риториях.

Помимо первичного прямого воздействия, на человека косвенно влияет и закисление окружающей среды. В предыдущих главах мы видели, что косвенные воздействия в первую очередь оказывают ядовитые металлы (алюминий, тяжелые металлы). Эти металлы легко могут попасть в пище¬вую цепочку, в конце которой стоит человек. Проведенные в Венгрии обследования показали, что содержание цинка в свинине и говядине, а также в мясных продуктах довольно часто превышает допустимый уровень(10%). Кадмий также встречается в говядине в концентрациях, превышающих до¬пустимые. Медь и ртуть в безопасных концентрациях обнару¬жены главным образом в мясе птицы.

Кислотный дождь может также причинять вред метал¬лам, различным зданиям и памятникам. В первую оче¬редь подвержены опасности памятники, построенные из пес¬чаника и известняка, а также расположенные под открытым небом скульптуры. В Италии, Греции и других странах сохранявшиеся на протяжении сотен и тысяч лет памятники старины и различ¬ные предметы за последние десятилетия сильно разрушились в результате действия выброшенных в атмосферу загрязняющих веществ.

Способы защиты от кислотных дождей.

Кислотные дожди могут оказывать как прямое, так и косвенное воздействие на живую и неживую природу. Из этого следует, что меры по частичному восполнению ущерба или предотвращению дальнейшего разрушения окружающей среды могут быть раз¬личными.

Наиболее эффективным способом защиты следует считать значительное сокращение выбросов двуокиси серы и окиси азота. Этого можно достичь несколькими методами, в том числе путем сокращения использования энергии и создания электростанций, не использующих минеральное топливо. Другие возможности уменьшения выброса загрязнений в ат¬мосферу — удаление серы из топлива с помощью фильтров, регулирование процессов горения и другие технологические решения.

Снижение содержания серы в различных видах топлива. Лучше всего было бы использовать топливо с низким содер¬жанием серы. Однако таких видов топлива очень мало. По приближенным оценкам из известных в настоящее время ми¬ровых запасов нефти только 20% имеют содержание серы ме¬нее 0, 5%. Среднее содержание серы в используе¬мой нефти увеличивается, так как нефть с низким со¬держанием серы добывается ускоренными темпами.

Так же обстоит дело и с углями. Угли с низким содержа¬нием серы находятся практически только в Канаде и Австралии, но это только небольшая часть имеющихся залежей уг¬ля. Содержание серы в углях колеблется от 0, 5 до 1, 0%.

Таким образом, энергоносители с низким содержанием се¬ры у нас имеются в ограниченном количестве. Если мы не хотим, чтобы содержавшаяся в нефти и угле сера попала в окружающую среду, необходимо принимать меры для ее уда¬ления.

Во время переработки (дистилляции) нефти остаток (ма¬зут) содержит большое количество серы. Удаление серы из мазута — процесс очень сложный, а в результате удается ос¬вободиться всего от 1/3 или 2/3 серы. К тому же процесс очистки мазута от серы требует от производителя больших капиталь¬ных вложений.

Сера в угле находится частично в неорганической, а час¬тично в органической форме. Во время очистки, когда удаля¬ют несгораемые части, удаляется также часть пирита. Однако таким способом даже при самых благоприятных условиях можно освободиться только от 50% общего содержания серы в угле. С помощью химических реакций могут быть удалены как органические, так и неорганические серосодержащие сое¬динения. Но в связи с тем, что процесс идет при высоких температурах и давлениях, этот способ оказался гораздо до¬роже предыдущего.

Очистка угля и нефти от серы, таким образом, представ¬ляет собой достаточно сложный и малораспространенный про¬цесс, причем затраты на него весьма высоки. Кроме того, да¬же после очистки энергоносителей в них остается приблизи¬тельно половина первичного содержания серы. Поэтому очи¬стка от серы является не самым лучшим решением проблемы кислотных дождей.

Применение высоких труб. Это один из наиболее спорных способов. Сущность его заключается в следующем. Перемеши¬вание загрязняющих веществ в значительной степени зави¬сит от высоты дымовых труб. Если мы используем низкие трубы (здесь в первую очередь необходимо вспомнить трубы электростанции), то выбрасываемые соединения серы и азота перемешиваются в меньшей степени и быстрее выпадают в осадок, чем при наличии высоких труб. Поэтому в ближай¬шем окружении (от нескольких километров до нескольких десятков километров) концентрация оксидов серы и азота бу¬дет высокой и, естественно, эти соединения будут причинять больше вреда. Если труба высокая, то непосредственные воз¬действия уменьшаются, но возрастает эффективность переме¬шивания, что означает большую опасность для отдаленных районов (кислотные дожди) и для всей атмосферы в целом (изменение серы в газах, образующихся во время горения топлива химического состава атмосферы, изменение кли¬мата). Таким образом, строительство высоких труб, несмотря на распространенное мнение, не решает проблемы загрязне¬ния воздуха, зато в значительной степени увеличивает "экс¬порт" кислотных веществ и опасность выпадения кислотных дождей в отдаленных местах. Следовательно, увеличение высоты трубы сопровождается тем, что непосредственные воз¬действия загрязнений (гибель растений, коррозия зданий и т.п.) уменьшаются, однако косвенные воздействия (влияние на экологию удаленных районов) увеличиваются. Строитель¬ство высоких труб в известной степени безнравственно, по¬скольку