Реферат по курсу "эколого-географическое картографирование"



Pdf көрінісі
Дата02.11.2019
өлшемі141.95 Kb.

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: 

https://www.researchgate.net/publication/328737245

Mapping and monitoring rainfall and acid rains

Research

 · December 2003

DOI: 10.13140/RG.2.2.30728.26882

CITATIONS

0

READS


15

1 author:

Some of the authors of this publication are also working on these related projects:

2010, Southampton, UK: Calibration and Validation of Earth Observation Data

 

View project



2011, Netherlands, Enschede: MSc Thesis 'Seagrass mapping & monitoring along the coasts of Crete, Greece'

 

View project



Polina Lemenkova

Ocean University of China



476

 

PUBLICATIONS



   

34

 

CITATIONS



   

SEE PROFILE

All content following this page was uploaded by 

Polina Lemenkova

 on 05 November 2018.

The user has requested enhancement of the downloaded file.



МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРЯ КАРТОГРАФИИ И ГЕОИНФОРМАТИКИ

РЕФЕРАТ ПО КУРСУ 

“ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ”

“КАРТОГРАФИРОВАНИЕ И МОНИТОРИНГ АТМОСФЕРНЫХ ОСАДКОВ.

КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ.”

ВЫПОЛНИЛА:

СТУДЕНТКА 507 ГРУППЫ

ЛЕМЕНКОВА П.

МОСКВА – 2003


Глава 1. Возникновение кислотных дождей . Влияние их на экосистемы.

Термином  "кислотные   дожди"  называют   все   виды   метеорологических   осадков   -

дождь, снег, град, туман, дождь со снегом, - рН которых меньше, чем среднее значение рН

дождевой воды (средний рН для дождевой воды равняется 5.6). Выделяющиеся в процессе

человеческой деятельности двуокись серы (SO

2

) и окислы азота (NОО



x

) трансформируются в

атмосфере земли  в кислотообразующие  частицы.  (1) Эти  частицы  вступают  в реакцию  с

водой атмосферы, превращая ее в растворы кислот, которые и понижают рН дождевой воды.

Впервые термин «кислотный дождь» был введен в 1872 году английским исследователем

Ангусом Смитом. Его внимание привлек викторианский смог в Манчестере. (2)

Впервые   кислотные   дожди   были   отмечены   в   Западной   Европе,   в   частности

Скандинавии, и Северной Америке в 1950-х гг. Сейчас эта проблема существует во всем

индустриальном мире и приобрела особое значение  в связи с возросшими техногенными

выбросами оксидов серы и азота (5). За несколько десятилетий размах этого бедствия стал

настолько широк, а отрицательные последствия столь велики, что в 1982 г. в Стокгольме

состоялась   специальная   международная   конференция   по   кислотным   дождям,   в   которой

приняли участие представители 20 стран и ряда международных организаций. До сих пор

острота   этой   проблемы   сохраняется,   она   постоянно   в   центре   внимания   национальных

правительств и международных природоохранных организаций.

Небольшие   количества   окислов   серы   и   азота   в   атмосфере   имеют   естественное

происхождение. Без влияния человеческой деятельности показатель рН в дождевой воде в

Европе должен быть между 5 и 6 (с незначительными отклонениями в сторону меньших или

больших   значений   в   зависимости   от   района).   В   настоящее   время   в   пределах   больших

регионов показатель рН значительно ниже – между 4 и 4,5, а в отдельных случаях были

зарегистрированы   даже   значения   около   3.   Понижение   показателя   рН   на   одну   единицу

означает десятикратное увеличение количества кислоты (числа водородных ионов).

Окислы серы и азота могут сохраняться в воздухе в течение одного или нескольких дней, но

со временем они возвращаются на поверхность земли. Эти соединения либо вымываются

дождем (мокрое осаждение), либо осаждаются на растениях и влажных поверхностях (сухое

осаждение). За время нахождения в атмосфере окислы серы и азота переносятся на сотни, а

иногда   тысячи   километров   от   места   их   выброса   в   атмосферу.   В   течение   этого   времени

происходит   химическое   преобразование   газообразных   окислов   в   кислоты   (серную   и

азотную), которые переносятся далее в виде мелких частиц или капель воды.

1.1. Воздействие кислотных дождей на речные и морские экосистемы.

Первыми   жертвами   кислотных   дождей   становятся   озера   и   реки.   Сотни   озер   в

Скандинавии, на северо-востоке США и на юго-востоке Канады, в Шотландии превратились

в кислотные водоемы. Кислотные дожди привели к резкому снижению продуктивности 2500

озер   Швеции.   В   Норвегии   примерно   половина   поверхностных   вод   имеет   повышенную

кислотность, из 5000 озер в 1750 исчезла рыба. В провинции Онтарио (Канада) пострадало

20% озер, а в провинции Квебек – до 60% озер. Наибольший урон кислотные дожди нанесли

лесам Центральной Европы, в частности 35% лесов Германии (на площади более 2,5 млн га)

повреждены ими. Ущерб от кислотных дождей для европейских лесов оценивается в 118 млн

м

3

 древесины в год (из них около 35 млн м



3

 на европейской территории России). В меньшей

степени   от   кислотных   дождей   страдают   сельскохозяйственные   растения,   поскольку

подкисление почв здесь можно контролировать агрохимикатами.(2) 

Качество воды большинства водных объектов в реках и озерах России в течение всех

последних   лет   наблюдений   и   контроля   со   стороны   Госкомэкологии   не   отвечает



нормативным требованиям из-за сильного загрязнения промышленными сточными водами.

Все   основные   реки   России   и   их   крупные   притоки   оцениваются   как   «загрязненные»   или

«сильно   загрязненные».   При   таком   положении   кислотные   осадки   мало   изменяют

качественные характеристики воды. (3)

Чувствительными видами рыб в шведских водах являются плотва (Rutilus  rutilus), гальян

речной (Phoxinus phoxinus) и лососи (Salmo salar). Им наносится ущерб, когда рН опускается

ниже   6.   Щука   (Esox   lucius)   и   окунь   (Perca   fluviatilis)   выдерживают   больше   –   они

выдерживают   рН   ближе   к   5.   До   достижения   плотвой   стадии,   угрожающей   полным

уничтожением,   ее   нормальная   способность   к   размножению   настолько   нарушается,   что

прекращается появление новых поколений плотвы.Развитие икринок и рост молоди – это

наиболее чувствительные периоды в жизни рыбы. В конце концов, в озере остается только

старая плотва, которая нагуливает себе вес. Но с ее вымиранием произойдет и вымирание

вида.

Когда показатель рН опускается ниже 6, то имеет место заметное уменьшение видов



водорослей.   Это   относится   как   к   свободно   перемещающемуся   фитопланктону,   так   и

организмам,   прикрепленным   к   веткам,   камням   или   донной   растительности.   В   наиболее

окисленных озерах число видов фитопланктона обычно колеблется в пределах от 5 до 10, что

следует сравнить с неокисленными озерами, где соответствующее число видов составляет

30-80. Отдельные виды водорослей, например, нитчатые зеленые водоросли могут, однако,

массово размножаться в среде с экстремальными условиями.

Иногда   рыба   вымирает   в   озерах,   которые   все   еще   имеют   вполне   приемлимый

показатель   рН.   Эта   гибель   рыбы   также   является   следствием   окисления   и   вызывается

отравлением   алюминием.   Как   указывалось,   при   понижении   показателя   рН   повышается

растворимость   алюминия.   Металл   наиболее   ядовит   при   рН   чуть   выше   5.   При   этом   он

осаждается в виде гидроокиси алюминия на жабрах рыб. Яд поражает жабры рыбы, рыбе

труднее   получать   кислород   в   кровь   и   она   теряет   важные   соли,   которые   регулируют

концентрацию соли в теле. Низкое содержание соли приводит к разрушению определенных

протеинов.   Так   называемая   каменная   икра,   состоящая   из   белых   и   стерильных   икринок,

является признаком нарушения обмена веществ у рыбы.

В богатой гумусом и имеющей коричневую окраску воде выживаемость рыбы выше,

чем в озерах со светлой водой. Дело в том, что гумусовые вещества связывают алюминий и

тем самым обезвреживают его ядовитое действие.Для того чтобы привести к отравлению

рыбы   алюминием,   вовсе   не   требуется,   чтобы   окисление   озера   или   реки   зашло   слишком

далеко. Один кислотный толчок с временным и быстрым ухудшением качества воды может

оказаться   достаточным   для   того,   чтобы   резкое   повышение   в   течение   нескольких   дней

содержания алюминия нанесло серьезный ущерб рыбе. При этом не помогает, если водоем в

обычном случае хорошо забуферирован или по крайней мере не сильно окислен.

Во всей Швеции имеются озера, где плотва либо резко уменьшилась в количестве,

либо   полностью   вымерла.   Самое   серьезное   положение   наблюдается   в   западной   части

Геталанда, где плотве нанесен ущерб более чем в 2000 озер. По сообщениям из Бергслагена

там также нанесен ущерб плотве в тысячах озер. Даже окунь, который переносит окисление

лучше плотвы, испытал на себе его последствия во многих частях страны. Здесь речь идет

приблизительно   о   1500   озерах,   в   которых   рыбному   стаду   нанесен   более   или   менеее

серьезный ущерб.

2.1. Воздействие кислотных дождей на наземные экосистемы.

Воздействие кислотных дождей на наземные экосистемы не так четко проявляется.

Одной   из   основных   причин   этого   является   то,   что   почвы   по   сравнению   с   водными


экосистемами   больше   забуфферены.   Кислотные   добавки   могут   здесь   хорошо

нейтрализоваться. Кроме того, многие растения произрастают в обычном режиме на почвах с

рН 3,8-5,5 и приспособлены к химическому составу почвенных растворов. Большая часть

дождей, выпадающих на лесные массивы являются в основном перехваченными листвой,

которые на своей поверхности производят химические изменения их состава. Известно,что

любая почва содержит алюминий,который в ней в нерастворимой форме. Соединяясь же с

кислотным   осадкам   алюминий   высвобождается   из   сложных   почвенных   соединений   и

вымывается водными потоками.

Леса   также   подвергаются   воздействию   кислотных   дождей.   В   середине   70-х   годов

стали   замечать,что   заросли   норвежской   ели   начали   желтеть   и   осыпаться.   Впоследствии,

бедствие разгулялось по всей Европе. В Голландии и Великобритании к 1986 г. около трети

деревьев оказались “полностью или умеренно обнаженными” . В ФРГ то же самое случилось

с   20%,   в   Чехословакии   и   Швейцарии   примерно   с   16%   деревьев.Исследователи

определили,что   кислые   дожди   вымывают   из   почв   питательные   вещества,   высвобождают

алюминий, который попадает в корни деревьев. Из почвы вымываются кальций и магний.

Диоксид серы прямо повреждает зелень – блокирует устьица на листьях и иголках, мешая

фотосинтезу.   Для   некоторых   деревьев   ядом   служит   озон,   порождаемый   выхлопом

автомобилей; особенно он вреден, когда соединяется с диоксидом серы. Уродливо быстро

начинают расти ветвт, зато корни усыхают. И вообще многие процессы жизнедеятельности

леса нарушаются.



Глава 2. Причины формирования кислотных дождей 

Процесс   окисления   начался   несколько   миллионов   лет   тому   назад.   Животный   и

растительный  мир того  времени  в последующие тысячи  и тысячи  лет  стал основой  того

материала, который называется теперь ископаемым топливом – уголь, нефть, природный газ.

Вот   уже   около   200   лет   человек   сжигает   во   все   увеличивающихся   количествах   это

органическое   топливо   и   одновременно   загрязняет   атмосферу   двуокисью   углерода,

двуокисью серы, окислами азота, тяжелыми металлами и другими веществами.

Из   промышленных   и   густонаселенных   районов   Европы,   в   атмосферу   ежегодно

выбрасывается около 30 млн. тонн серы (соответственно около 60 млн. тонн двуокиси серы).

50% этих выбросов образуется при сжигании нефти, более 40% - при сжигании угля и менее

10% образуется в процессе промышленной переработки, например, при обжиге сернистой

руды.В  Северной  Америке   выбрасываются  в атмосферу около  16 млн.  тонн  серы  в год,

причем большая часть приходится на США. Общий антропогенный (вызванный человеком)

выброс серы в атмосферу в настоящее время по расчетам составляет во всем мире 75 – 100

млн. тонн в год.

2.1 Источники поступления диоксида серы.

Природными   источниками   поступления   диоксида   серы   в   атмосферу   являются

главным   образом   вулканы   и   лесные   пожары.   Естественная   фоновая   концентрация   SО

2

  в


атмосфере достаточно стабильна, включена в биохимический круговорот и для экологически

благополучных   территорий   России   равна   0,39   мкг/м

3

  (Арктика)   –   1,28   мкг/м



3

  (средние

широты). (3) Эти концентрации значительно ниже принятого в мировой практике предельно

допустимого значения (ПДК) по SО

2

, равного 15 мкг/м



(2).


Большая   часть   серы   покидает   дымовые   трубы   в   виде   газообразной   двуокиси

серы(SO


2

).   Постепенно   двуокись   серы   поглощается   водной   поверхностью,   почвой   или

растительностью (сухое осаждение). Некоторая часть двуокиси серы успевает окислиться в


атмосфере кислородом воздуха. При этом образуется серная кислота (H

2

SO



4

). Она не может

существовать   в   газообразном   виде,   а   либо   находится   на   маленьких   частицах,   либо

рпстворяется   во   влаге   облаков   и   в   дождевых   каплях.   Серная   кислота   достигае   земной

поверхности   с   атмосферными   осадками   (мокрое   осаждение).   Кислота   в   дождевой   воде

частично   нейтрализуется   другими   химическими   соединениями,   например,   аммиаком,

наличие которого в основном связано с процессами в земледелии и животноводстве.

Общее количество диоксида серы антропогенного происхождения в атмосфере сейчас

значительно превышает ее естественное поступление и составляет в год около 100 млн т (для

сравнения: природные выбросы SO

2

 в год равны примерно 20 млн т). Из них на долю США



приходится 20%, на долю России – менее 10% (2). Диоксид серы образуется при сжигании

богатого   серой   горючего,   такого,   как   уголь   и   мазут,  на  электростанциях  (~40%

антропогенного   поступления   в   атмосферу),   в  металлургических   производствах,   при



переработке   содержащих   серу   руд,   при   различных  химических   технологических

процессах  и   работе   ряда   предприятий   машиностроительной   отрасли   промышленности

(~50%).


 При сжигании каждого миллиона тонн угля выделяется около 25 тыс. т серы в

виде ее диоксида ; в 4–5 раз меньше окисленной серы дает сжигание мазута.

В   России   выбросы   диоксида   серы   составляют   более   30%   всех   вредных

промышленных выбросов (3). На предприятиях энергетической отрасли промышленности,

черной и цветной металлургии доля выбросов диоксида серы составляет примерно 40 и 50%

соответственно   (3).   Меньше   доля   выбросов   SO

2

  предприятиями   нефтедобывающей,



нефтеперерабатывающей,   угольной   и   газовой   отраслей   промышленности   (3)   –   около   8%

собственных выбросов загрязняющих веществ и около 5% суммарных выбросов и оксида

серы предприятиями России, хотя предприятия этих отраслей дают примерно пятую часть

всех техногенных выбросов загрязнений (3).

2.2. Источники поступления сернистого газа.

Выбросы  сернистого   газа  в   атмосферу   производят   в   основном   высокоразвитые

промышленные   страны,   и   это   становится   проблемой   в   первую   очередь   для   них   и   их

ближайших   соседей.   Данные   мониторинга   воздушной   атмосферы   свидетельствуют   об

увеличении в последние годы доли выбросов азотных соединений в закисление атмосферных

осадков. (4)

Содержанию оксидов азота в атмосфере стали уделять внимание лишь после обнаружения

озоновых   дыр   в   связи   с   открытием   азотного   цикла   разрушения   озона.     Природные

поступления   в   атмосферу   оксидов   азота   связаны   главным   образом   с  электрическими

разрядами, при которых образуется NОО, впоследcтвии – NОО

2

. Значительная часть оксидов



азота   природного   происхождения   перерабатывается   в   почве   микроорганизмами,   т.   е.

включена в биохимический круговорот. Для экологически благополучных районов России

естественная фоновая концентрация оксидов азота равна 0,08 мкг/м

3

 (Арктика) – 1,23 мкг/м



3

(средние   широты),   что   существенно   ниже   ПДК,   равного   40   мкг/м

3  

(3).   Оксиды   азота



техногенного   происхождения   образуются   при   сгорании   топлива,   особенно   если

температура превышает 1000°С. 

2.3. Источники поступления оксидов азота.

Азот тоже поступает из дымовых труб, а также выхлопных труб автомобилей, и тоже

в газообразной форме как окись или двуокись азота (NОO или NОO

2

, часто представляемых в



общем  виде NОO

x

).  Так  же как  и  двуокись  серы,  окислы   азота   могут   прямо  поглощаться



почвой, но и они могут сначала окислиться и превратиться в кислоту. Это превращение дает

азотную кислоту (HNОO

3

).


Техногенные мировые выбросы оксидов азота в атмосферу составляют в год около 70

млн т (природные выбросы оксидов азота, по некоторым оценкам, равны в год 700 млн т),

примерно 30% их приходится на долю США, 25% – на долю стран Западной Европы и лишь

несколько процентов – на долю России (5). Суммарные антропогенные выбросы оксидов

азота в атмосферу больше. Дополнительный источник таких выбросов – сельское хозяйство,

интенсивно   использующее   химические   удобрения,   в   первую   очередь   содержащие

соединения   азота.   Вклад   этой   отрасли   мирового   хозяйства   в   загрязнение   атмосферы

оксидами   азота   учесть   трудно,   по   некоторым   данным,   поступление   оксидов   азота   в

атмосферу с сельскохозяйственных полей сопоставимо с промышленными выбросами.

В России около 25% выбросов оксидов азота дает сжигание топлива на предприятиях

электро-   и   теплоэнергетики,   столько   же   –   на   предприятиях   металлургической,

машиностроительной и не связанной с процессами горения топлива химической отраслей

промышленности (например, получение азотной кислоты и взрывчатых веществ). Главный

источник   техногенных   оксидов   азота   в   атмосфере   –  автотранспорт   и   другие   виды



моторного транспорта (около 40%). (3) 

Газообразные  серные и  азотные соединения  сухого осаждения  могут  находиться  в

атмосфере сутки и больше, перед тем как попасть на поверхность земли. Это время может

быть еще большим, если соединения окислятся и превратятся в кислоты. В таком случае

вещества могут находиться в атмосфере в течение нескольких суток. А это означает, что

значительное количество вызывающих окисление загрязнителей воздуха переносится ветром

на   сотни   и   даже   тысячи   километров   от   источника   загрязнения.   А   из-за   изменений

направления ветра загрязнители воздуха переносятся от источника загрязнения в различные

стороны. В северной Европе ветры дуют в основном с юго-запада на северо-восток, а это

значит, что и загрязнители переносятся, вероятнее всего, в северо-восточном направлении.

Двуокись   серы   и   окислы   азота   оказывают   пряиое   и   косвенное   воздействие   на

организмы   и   материалы.   То   что   называют   эффектами   окисления,   является   результатом

косвенного воздействия. Несколько примеров:

На организмы в воде оказывают влияние увеличение концентрации ионов водорода и 



попадание в круговорот выщелачиваемых из почвы ядовитых тяжелых металлов. 

Ионы водорода, вносящие химические и биологические изменения в почву, 



оказывают влияние на растения. 

Высокое содержание металлов в питьевой воде (поверхностные и грунтовые воды) и 



рыбе под влиянием ионов водорода оказывает воздействие на человека. 

      К прямому воздействию относят прежде всего влияние на здоровье человека, на 

растительность и коррозионное действие, вызываемое высокой концентрацией двуокиси 

серы. Степень прямого воздействия определяется концентрацией загрязнителей в воздухе и 

быстро уменьшается по мере удаления от места выброса загрязнителей в атмосферу. тАким 

образом прямое воздействие загрязнителей имеет в основном местный характер и 

ограничивается несколькими десятками километров.

2.4. Соотношение  выбросов отдельных элементов. Современное состояние в России.

Но  при   наметившейся   в   1990-е   гг.   в   России   тенденции   снижения   выбросов

загрязняющих веществ промышленными предприятиями (3) доля диоксида серы и оксидов

азота в этих выбросах увеличивается. Суммарные выбросы всех загрязнителей в воздушную

среду в 1997 г. по сравнению с 1993 г. сократились  примерно  на 30%, диоксида серы –

примерно на 20%, оксидов азота – на 30%. Однако лишь 20% этих сокращений обусловлены

природоохранными   мероприятиями   и   усилением   экологического   контроля.   Основная

причина – спад производства, который за эти годы составил более 50%. Расхождение между


относительными показателями спада производства и сокращения выбросов свидетельствует

о   росте   отрицательного   техногенного   воздействия   на   окружающую   среду   в   расчете   на

единицу   произведенного   продукта.   Спад   производства   был   неравномерен   в   различных

отраслях   хозяйства   –  наименьшим  он   оказался   в   самых   экологически   напряженных

секторах   (энергетика,   металлургия  и   др.)   и  наибольшим  –   в   отраслях,   оказывающих

относительно   слабое   воздействие   на   окружающую   среду   (машиностроение,   оборонная



отрасль промышленности и др.), при этом выбросы автотранспорта возросли, причем в

крупных городах – очень значительно.

Как следует из ежегодных государственных докладов Госкомэкологии «О состоянии

окружающей   природной   среды   в   Российской   Федерации»   (3),   данных   мониторинга

Росгидромета,   во   многих   регионах   даже   сократившийся   поток   загрязнений   все   равно

превосходит   способность   экосистем   ассимилировать   вещества,   т.   е.   является   для   них

заведомо чрезмерным.

Глава 3. Экологическая ситуация  в мире. Оценка влияния отдельных стран на

возникновение и перенос кислотных дождей.

Специфическая   особенность   кислотных   дождей   –   их   трансграничный   характер,

обусловленный   переносом   кислотообразующих   выбросов   воздушными   течениями   на

большие   расстояния   –   сотни   и   даже   тысячи   километров.   Этому   в   немалой   степени

способствует принятая некогда «политика высоких труб» как эффективное средство против

загрязнения приземного воздуха. Почти все страны одновременно являются «экспортерами»

своих   и   «импортерами»   чужих   выбросов.   (6)   Наибольший   вклад   в   трансграничное

подкисление   природной   среды   России   соединениями   серы   вносят  Украина,   Польша,



Германия. В свою очередь, из России больше всего окисленной серы направляется в страны

Скандинавии. Соотношения здесь такие: с Украиной – 1:17, с Польшей – 1:32, с Норвегией

–   7:1.   Экспортируется   «мокрая»   часть   выбросов   (аэрозоли),   сухая   часть   загрязнений

выпадает   в   непосредственной   близости   от   источника   выброса   или   на   незначительном

удалении от него. (2)

Обмен   кислотообразующими   и   другими   загрязняющими   атмосферу   выбросами

характерен   для   всех   стран   Западной   Европы   и   Северной   Америки.   Великобритания,

Германия, Франция больше направляют окисленной серы к соседям, чем получают от них.

Норвегия, Швеция, Финляндия больше получают окисленной серы от своих соседей, чем

выпускают   через   собственные   границы   (до   70%   кислотных   дождей   в   этих   странах   –

результат   «экспорта»   из   Великобритании   и   Германии).   (2)  Трансграничный   перенос

кислотных осадков – одна из причин конфликтных взаимоотношений США и Канады.

Например,   выпадение   элементов   сильно   подкисляющих   среду   на   территории

Финляндии в 1,5 раза выше, чем в Карелии. Причиной такого положения может быть то, что

Финская территория в большей степени подвержена воздушному загрязнению со стороны

Восточной   Европы   по   сравнению   с   Карелией.   В   связи   с   этим   процессы   ацидификации

поверхностных   вод   в   Финляндии   проходят   в   значительно   большей   мере,   чем   в

Карелии.Количество   выпадающего   общего   азота   с   осадками   на   территории   Карелии

составляет 700 кг/км

2

, общего фосфора 1,4 т/км



2

 . В Финляндии выпадающего минерального

азота выше, а органического азота меньше, чем в Карелии.

Глава 4. Мониторинг кислотных дождей.

4.1. Медоты борьбы с кислотными дождями.

Международными   соглашениями   установлены   критические   нормы   выбросов

диоксида серы и оксидов азота, ниже которых их воздействие на наиболее чувствительные



компоненты  экосистем не обнаруживается, а также ряд рекомендаций  по осуществлению

снижения   этих  выбросов.  Основными  методами   снижения   загрязнения   атмосферы,  в  том

числе   кислотообразующими   выбросами,   являются  мониторинг   кислотных   осадков,

разработка   и   внедрение   различных   очистных   сооружений   и   правовая   защита

атмосферы.  Ведутся   исследования   по   снижению   загрязнений   от   выхлопных   газов

автомобилей. Наибольшие трудности здесь вызывает именно уменьшение выбросов оксидов

азота,   которые   помимо   образования   кислотных   осадков   ответственны   за   появление

фотохимических   загрязнителей   (фотохимический   смог)   и   разрушение   озонового   слоя   в

стратосфере.   (6)   Для   решения   этой   проблемы   ведутся   работы   по   созданию   различных

каталитических конвертеров, преобразующих оксиды азота в молекулярный азот.

Среди эффективных методов борьбы с выбросами окисленной серы в атмосферу через

дымовые трубы следует отметить различные  газоочистители,  которые  позволяют удалить

до   95%   SО

2

,   но   являются   дорогостоящим   и   экономически   эффективны   лишь   при



строительстве новых крупных предприятий. (6) 

Более эффективен метод «контроля на

входе»,   который   очищает   топливо   от   потенциальных   загрязнителей,   использование

экологически  более чистых источников энергии  и создание  так  называемых безотходных

технологий,   т.   е.   технологических   процессов,   сопоставимых   с   природными   циклами   в

биосфере. (4) Содержание серы в выбросах можно уменьшить, используя низкосернистый

уголь, а также путем физической  или  химической  его промывки. Но физические методы

очистки  неэффективны, а применение  химических методов очистки  эффективно  лишь  на

недавно построенных электростанциях. 

Глава 5. Картографирование кислотных дождей

Оценку   и   картографирование   критических   нагрузок   кислотных   выпадений   и   их

превышений можно  проводить с помощью простого балансового метода в квадратах сети

1.0° долготы на 0.5° широты. Современный уровень кислотных выпадений на большей части

территории России не приводит к подкислению почв, в том числе самых чувствительных

песчаных   подзолов.   Высокое   поступление   кислотных   компонентов   из   атмосферы   на

Кольском   полуострове,   в   западных   регионах   России,   некоторых   областях   Белоруссии,

Украины   и   стран   Балтии   превышает   их   критические   нагрузки   и   увеличивает   риск

повреждения   лесных   экосистем.     (6)   Пороговые   значения   химических   критериев

подкисления   почв,   методы   их   оценки   достаточно   неопределены,   поэтому   всегда   есть

неточности   в   оценке   величин   критических   нагрузок   кислотных   дождей   при

картографировании.  Неопределенность данных  - из-за ограниченного экспериментального

материала, и из-за высокого пространственного варьирования свойств почв в России. 

5.1. Картографирование кислотных осадков по косвенным признакам. (На

примере картографирования лишайников в Великобритании.)

Азотное   загрязнение   является   экологической   проблемой,   привлекающей   всё   большее

внимание   в   Великобритании   и   Западной   Европе   в   течение   последних   десяти   лет.   За

прошедшее   столетие   концентрация   нитратов   в   дождевой   воде   на   территории   северо-

западной   Европы   увеличилась   примерно   в   три   раза.   Оксиды   азота,   образующиеся   в

результате сгорания, а также поступающие непосредственно в грунт в сухом виде, приводят

к повышению концентрации нитратов в осадках. Возможно, выбросы аммиака в результате

интенсивного   развития   скотоводства   увеличивались   ещё   более   резко.   Дешёвые   методы

измерения   содержания   аммиака   в   воздухе   (диффузные   трубки)   всё   ещё   не   до   конца

разработаны, и наиболее подробные карты, показывающие выбросы аммиака в различных

районах Великобритании и Нидерландов, создавались по результатам инвентаризаций скота.

Химический   состав   дождевой   воды   в   Великобритании   измеряется   еженедельно   на   32

участках   в   сельской   местности,   разбросанных   по   всей   стране.   Существуют   заметные


различия   по   районам   в   отношении   концентрации   как   нитратов,   так   и   аммония.   Особую

озабоченность   вызывает   то,   что   увеличивающееся   поступление   в среду  азота   приведёт  к

экологическим изменениям  в экосистемах с ограниченным содержанием азота,  таких  как

пустоши и альпийская тундра. 

Выбросы   аммиака   происходят   на   уровне   грунта;   поступление   его   идет   вблизи

источников эмиссии. С другой стороны, оксиды азота выбрасываются через высокие трубы и

транспортируются   "через   континенты".   Существуют   опасения,   что   кислотный   дождь,

формирующийся   в  Западной  и   Центральной  Европе  и  промышленных  районах   Северной

Америки,   вызывает   "удобрение",   в   основном,   ограниченных   в   азоте   экосистем   таёжных

арктических регионов. Однако ситуация здесь осложняется тем фактом, что большая доля

ежегодных   осадков   выпадает   в   виде   снега.   Соответственно,   большая   часть   ежегодно

поступающего   азота   освобождается   в   относительно   короткий   отрезок   времени,   во   время

весеннего таяния снега. 

Лишайники являются чувствительными индикаторами различных видов воздушного

загрязнения. Недавние исследования, произведённые в университете Ноттингема, показали,

что   образующие   подушки   виды   рода   Cladonia   могут   служить   чувствительными



индикаторами   кислотных   дождей.  Обычный   для   пустошей   лишайник   Cportentosa   был

собран на участках поблизости от станций дождевого мониторинга в Великобритании для

дальнейшего   выявления   соотношения   между   химическим   составом   дождевой   воды   и

лишайника.   В   ходе   экспериментов,   проведенных   на   Субарктической   исследовательской

станции   Кево   в   Финляндии,   обычные   образующие   подушки   лишайники   C.   Stellaris   и

Воздействие кислотных дождей на наземные экосистемы не так четко проявляется. Одной из

основных   причин   этого   является   то,   что   почвы   по   сравнению   с   водными   экосистемами

больше   забуфферены.   Кислотные   добавки   могут   здесь   хорошо   нейтрализоваться.   Кроме

того,   многие   растения   произрастают   в   обычном   режиме   на   почвах   с   рН   3,8-5,5   и

приспособлены   к   химическому   составу   почвенных   растворов.   Большая   часть   дождей,

выпадающих на лесные массивы являются в основном перехваченными листвой, которые на

своей поверхности производят химические изменения их состава.Известно,что любая почва

содержит   алюминий,который   в   ней   в   нерастворимой   форме.Соединяясь   же   с   кислотным

осадкам   алюминий   высвобождается   из   сложных   почвенных   соединений   и   вымывается

водными потоками.

           Леса также подвергаются воздействию кислотных дождей. В середине 70-х годов 

стали замечать,что заросли норвежской ели начали желтеть и осыпаться.Впоследствии, 

бедствие разгулялось по всей Европе. В Голландии и Великобритании к 1986 г. около трети 

деревьев оказались “полностью или умеренно обнаженными” . В ФРГ то же самое случилось

с 20%, в Чехословакии и Швейцарии примерно с 16% деревьев.Исследователи 

определили,что кислые дожди вымывают из почв питательные вещества, высвобождают 

алюминий, который попадает в корни деревьев. Из почвы вымываются кальций и 

магний.Диоксид серы прямо повреждает зелень – блокирует устьица на листьях и иголках, 

мешая фотосинтезу. Для некоторых деревьев ядом служит озон, порождаемый выхлопом 

автомобилей; особенно он вреден, когда соединяется с диоксидом серы. Уродливо быстро 

начинают расти ветвт, зато корни усыхают. И вообще многие процессы жизнедеятельности 

леса нарушаются.

Stereocaulon paschale были подвергнуты искусственному кислотному дождю. В результате

показано) что  поступление кислоты повысилось. Это изменение отмечено также в ходе

исследования C. portentosa, проводившегося в Великобритании. Кроме того, концентрация

азота в лишайнике тесно связанна с поступлением азота. 

Образующие   подушки   лишайники   являются   хорошими   индикаторами   содержания

атмосферного   азота   поскольку   помимо   эффективного   извлечения   азота,   поступающего   в


атмосферу,   большинство   видов   обычно   встречается   на   открытых   пространствах   и

"перехватывает"   осадки   и   сухие   вещества   напрямую,   при   незначительных   изменениях,

вносимых пологом сосудистых растений.   Поскольку  образующие подушки лишайники

широко   распространены   в   таёжной   и   арктической   зонах,   эти   лишайниковые

биомаркеры могут пригодиться при составлении карт влияния кислотных дождей в

этих   районах.  Будучи   участником   программы   Европейского   Сообщества   TUNОDRA,

университет   Ноттингема   исследует   различия   в   химическом   составе   лишайников   вокруг

потенциальных   источников   загрязнения   в   бассейне   реки   Уса.   Данные   были   собраны   по

территории,   охватывающей   таёжно-тундровый   экотон   и   составлены   карты   кислотных

дождей на эту территорию. 

В условиях, когда промышленная деятельность, такая как нефте- и газодобыча, будет

расширяться в отдалённых таёжных и арктических районах,  лишайники могут оказаться

удобным   инструментом   для   наблюдения   за   возможным   увеличением   кислотного

поступления и для построения карт кислотных дождей. (7)

5.2 Опыт картографирования кислотных осадков в различных  странах.

Росгидромет   и   МПР   России   согласовали   с   МИД   России   вопрос   о   возложении

функций   Национального   координационного   органа   программы   мониторинга   кислотных

осадков в Восточной Азии (EANОET) на Росгидромет. В Посольство Японии Министерством

иностранных дел Российской Федерации направлена нота ( исх. № 4018-н/2да от 18.06.2001).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1.  “ХХ век: последние 10 лет.” 

Браун Л. Р. Сб. статей: Пер. с англ. М.: 

ПрогрессПангея, 1992. 

2.  "Environmental Issues for the '90s: A Handbook for Journalists." 

Logan 


Robert A., Wendy . Cambridge University Press, 1997.

3.  Государственные доклады Госкомэкологии «О состоянии окружающей 



природной среды Российской Федерации». 

Российская экологическая газета 

«Зеленый мир», 1994–1998;

4. “Загрязнение природной среды.” Фелленберг Г. М.: Мир, 1997; 

5. “Наука об окружающей среде.” В 2 т., Небел Б. М.: Мир, 1993.

6. “К



ислотные дожди и окружающая среда.”

 Израэль Ю.М., Химия, 1991. 

7. “ЛИШАЙНИКИ-ИНДИКАТОР   КИСЛОТНЫХ   ДОЖДЕЙ”,  Д-р   Петер   Криттенден,

университет Ноттингема, Великобритания , 2002г.

View publication stats

View publication stats




Достарыңызбен бөлісу:


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет