Воздействие кислотных дождей на экосистемы и людей

Последствия кислотных дождей показаны на рис. 26.

Рис. 26. Воздействие кислотных дождей на биосферу и человека

В гидросфере жизнь богаче и разнообразней в нейтральной и слабощелочной среде. Водоемы с очень кислыми водами необитаемы, как необитаемы и водоемы с pH>11. Отсюда ясен основной результат кислотных дождей – снижение продуктивности водоемов. Побочные эффекты связаны с ионами тяжелых металлов (Cd, Pb и др.).

Опасен гидрооксид алюминия. Взаимодействуя с кислотой, он образует растворимое соединение

Al(OH)₃ +3H⁺ = Al³⁺ + 3H₂O.

Концентрация алюминия 0,2 мкг/л смертельна для рыб. Для продуцентов алюминий вреден по другой причине. Фосфаты, соединяясь с алюминием

Al³⁺ + PO₄^3– → AlPO₄,

выпадают в осадок и становятся недоступными для фитопланктона и водорослей.

Гидрокарбонат-ион HCO₃^–, образующийся при диссоциации угольной кислоты, нейтрализует кислоты и основания, а потому карбонатные воды отличаются высокими буферными свойствами. Однако большинство пресных водоемов северных районов отличает слабокислая реакция (7>pH>4), а потому их чувствительность к кислотным дождям повышена. Степень опасности зависит и от горных пород, слагающих ложе водоемов. В Канаде, Скандинавии и на Северо-Западе России подстилающими породами являются граниты, как следствие, воды имеют слабокислую реакцию и чувствительны к кислотным дождям.

По данным Госкомэкологии в России многие реки и озера относится к загрязненным. При таком положении кислотные осадки мало меняют характеристики вод.

Почвенные организмы менее чувствительны к понижению pH, но и они угнетаются возрастающей кислотностью, особенно восприимчивы азотфиксирующие бактерии и грибы.

Для растений подкисление почв ведет к нарушению корневой системы, а прямое воздействие кислотных осадков на листья – к разрушению хлорофилла. Больше всего страдают хвойные и дубовые леса. В то же время повышение содержания азота может на первой стадии стимулировать растения, однако, по мере увеличения подкисления происходит угнетение растительности.

Наибольший урон кислотные дожди нанесли лесам Центральной Европы. Так в Германии поражено около 35% лесов.

Строительные материалы под воздействием кислотных осадков разрушаются быстрее, т.к. вещества, содержащие карбонат кальция (известняк, мрамор и др.), реагируют с кислотой:

CaC0₃ + H₂SO₄ = Ca²⁺ + SO₄^2– +CO₂ +H₂O или CaC0₃ + H₂NO₃ = Ca²⁺ + NO₃^– +CO₂ +H₂O.

Под действием кислотных дождей выщелачиваются не только карбонаты, но и силикаты. При pH=3‑4,5 ионы алюминия вымываются из кристаллической решетки плевого шпата – основы бетона и других строительных материалов:

3KAlSi₃O₈ + 12H₂O + 2H⁺ = Al₃Si₃O₁₀(OH)₂ + 6H₄ SiO₄ + K⁺,

3KAlSi₃O₁₀(OH)₂ + 18H₂O + 2H⁺ = Al₃Si₃(H₂O)₃ + 6H₄ SiO₄ + K⁺.

Железо особенно подвержено действию кислотных дождей. Вначале на поверхности изделий возникает корка гигроскопичного сульфата железа, который окисляется и превращается в ржавчину

FeSO₄ + H₂O + O₂ → Fe(OH)SO₄.