Косвенные воздействия проявляются по-разному. Напри­мер, осадки, содержащие

соединения азота, некоторое время способствуют росту деревьев, так как

снабжают почву пита­тельными веществами. Однако в результате постоянного

по­требления азота лес им перенасыщается. Тогда увеличивается вымывание

нитрата, что ведет к закислению почвы.

Во время выпадения осадков вода, стекающая с листьев, содержит больше серы,

калия, магния, кальция и меньше нитрата и аммиака, чем вода осадков, что

приводит к увели­чению кислотности почвы. В результате этого возрастают

по­тери необходимых для растений кальция, магния, калия, что ведет к

повреждению деревьев.

Поступающие в почву ионы водорода могут замещаться находящимися в почве

катионами, в результате чего проис­ходят либо выщелачивание кальция, магния и

калия, либо их седиментация в обезвоженной форме. Далее возрастает также

мобильность токсичных тяжелых металлов (марганец, медь, кадмий и др.) в

почвах с низкими значениями рН.

Растворимость тяжелых металлов также сильно зависит от рН. Растворенные и

вследствие этого легко поглощаемые растениями тяжелые металлы являются ядами

для растений и могут привести к их гибели. Широко известно, что алюми­ний,

растворенный в сильнокислой среде, ядовит для живу­щих в почве организмов. Во

многих почвах, например, в се­верных умеренных и бореальных лесных зонах,

наблюдается поглощение более высоких концентраций алюминия по сравнению с

концентрациями щелочных катионов. Хотя многие виды растений в состоянии

выдержать это соотношение, од­нако при выпадении значительных количеств

кислотных осадков отношение алюминий/кальций в почвенных водах настолько

возрастает, что ослабляется рост корней и создает­ся опасность для

существования деревьев.

Происходящие в составе почвы изменения могут преобра­зовать состав

микроорганизмов в почве, воздействовать на их активность и тем самым повлиять

на процессы разложения и минерализации, а также на связывание азота и

внутреннее закисление.

Так, например, гибель лесов в Средней и Запад­ной Европе произошла главным

образом под влиянием кос­венных воздействий. Почти полностью погибли леса на

площа­ди в несколько сотен тысяч гектаров.

В Венгрии, согласно исследованиям экологов, погибло бо­лее 10% дубов в

северном горном массиве. Большей частью это происходит из-за извлечения

тяжелых металлов в результате закисления лес­ных почв. Алюминий и различные

тяжелые металлы непос­редственно воздействуют на живые существа, но могут

также изменить структуру почвы и ее способность обеспечивать пи­тательными

веществами.

Вероятной причиной омертвения дубов является разруше­ние прикрепляющихся к

корневой системе грибов Mikorrhiza. Эти грибы находятся в симбиозной связи с

отдельными вы­сшими растениями (например, с дубом); присоединяясь к

разветвленной корневой системе, они в несколько раз увели­чивают ее

способность впитывать питательные вещества. Для грибов Mikorrhiza характерна

очень большая чувствитель­ность к кислотности. Тенденция к их сокращению и

гибели в последние годы находится в непосредственной связи с выми­ранием

дубов. Аналогичная ситуация сложилась с очень ре­дким, находящимся под

охраной растением, — орхидеей. Со­гласно исследованиям венгерских экологов,

они в определен­ных местах полностью исчезли или значительно поредели.

Дальнейшую озабоченность вызывает то, что в результате гибели наиболее

чувствительных к закислению существ (мик­роорганизмы почвы, грибы, дубы) в

структуре материального и энергетического баланса живых сообществ могут

произойти неблагоприятные изменения, и в конечном итоге сам человек также

пострадает из-за происходящих при этом необратимых процессов.

Обрабатываемые земли (пашни) находятся в несколько ином положении по

сравнению с естественными лесными сис­темами. Причиной повышения кислотности

обрабатываемых земель в первую очередь является широкое применение

мине­ральных удобрений. Например, суперфосфаты содержат не­сколько процентов

свободной серной кислоты. Азотистые удобрения содержат значительные

количества нитратов и сое­динений аммония.

Способность почв к закислению в различных частях Земли .

1-высокая; 2-выше средней; 3-средняя; 4-низкая.

Растения, принимая ион аммония, отдают соответствую­щее количество ионов

водорода в почву, что также ведет к ее закислению. Согласно наблюдениям в

Венгрии обрабатываемые земли испытывают стремитель­ное закисление. Частично

это объясняется тем, что при убор­ке растений происходит перенос вещества

производительного слоя, из-за чего снижается щелочная среда почвы. Главной же

причиной является внесение

минеральных удобрений. Для нейтрализации их воздействия на 1 га нужно внести

300-400 кг карбоната кальция в год, в то время как для ней­трализации

воздействия кислотных осадков достаточно около 10 кг карбоната кальция. Таким

образом, на интенсивно удобренных территориях кислотные осадки играют только

второстепенную роль в закислении почв. Согласно мнению отдельных

специалистов, из-за внесения удобрений в Венг­рии может начаться закисление

почвы в катастрофических размерах. Этого можно избежать только регулярным

извест­кованием почвы, а также путем исключения использования

аммонийсодержащих минеральных удобрений.

Закисление пресных вод. /Собственно говоря, закисление прёсных вод - это

потеря ими способности к нейтрализации. Закисление вызывают сильные кислоты,

главным образом серная и азотная. На протяжении длительного периода более

важную роль играют сульфаты, но во время эпизодических явлений (например,

таяние снега) сульфаты и нитраты дейст­вуют совместно. На значительных

территориях при повыше­нии определенных значений кислотности осадков

поверхност­ные воды оказываются кислыми. Если почва теряет способ­ность

нейтрализовать кислоты, то значение рН может сни­зиться на 1, 5, а в крайних

случаях — даже на 2 или на 3. Частично закисление происходит непосредственно

под дейст­вием осадков, но в большей мере - за счет веществ, смывае­мых с

территории водного бассейна.

Изменение рН воды од­ного из шведских озер. Начиная 60-x годов, кислотность

увеличилась почти в 100 раз, т.е. значение рН уменьшилось на 2 (по Ренбергу и

Хедбергу)

Особенно интенсивно происходит закисление озер в Скан­динавских странах и в

Канаде. Большинство скандинавских озер имеют гранитное или бедное

известняками ложе. Такие озера обладают гораздо меньшей способностью к

нейтрализации кислот, чем озера, расположенные на терри­ториях, богатых

известняком. Это связано с тем, что из изве­стняковых почв выделяется ион

гидрокарбоната, который обеспечивает щелочную среду и, следовательно,

способность к нейтрализации кислот. Такая же ситуация сложилась и у

большинства озер в Венгрии. Например, рН воды в оз. Бала-тон больше 8.

Поскольку в химии атмосферы для нейтраль­ной среды принято значение рН = 5,

6, то воду этого озера следует отнести к щелочной.

Процесс закисления поверхностных вод состоит из трех фаз.

1. Убыль ионов гидрокарбоната, т.е. уменьшение способ­ности к нейтрализации

при неизменяющемся значении рН.

2. Уменьшение рН при уменьшении количества ионов гидрокарбоната. Значение рН

тогда падает ниже 5, 5. Наибо­лее чувствительные виды живых организмов

начинают поги­бать уже при рН = 6, 5 (рис. 25).

3. При рН = 4, 5 кислотность раствора стабилизируется. В этих условиях

кислотность раствора регулируется реакцией гидролиза соединений алюминия. В

такой среде способны жить только немногие виды насекомых, растительный и

жи­вотный планктон, а также белые водоросли.

Многие виды животных и растений начинают гибнуть уже при зачениях рН < 6. При

рН < 5 не обеспечиваются условия для нормальной жизни (по данным SNV).

Гибель живых существ помимо действия сильноядовитого иона алюминия может быть

вызвана и другими причинами. Под воздействием иона водорода, например,

выделяются кад­мий, цинк, свинец, марганец, а также другие ядовитые тя­желые

металлы. Количество растительных питательных ве­ществ, например, фосфора,

начинает уменьшаться, так как в растворе ион алюминия образует с ионом

ортофосфата нераст­воримый фосфат алюминия:

,

который осаждается в форме донного осадка. Гибель водных живых сообществ

может приводить к за-кислению и выделению тяжелых металлов, а также к

нару­шению экологического равновесия. Уменьшение рН воды идет параллельно с

сокращением популяций или гибелью рыб,

Чувствительность водных организмов к снижению рН в пре­сных водах.

земноводных, фито- и зоопланктона, а также множества прочих живых организмов.

Можно заметить характерные различия (во флоре и фауне) озер, вода которых

имеет близ­кий состав питательных веществ и ионов, но различную кис­лотность.

До определенных пределов млекопитающие, в том числе и человек, защищены от

вредного влияния кислотно­сти, однако в организмах водных животных

накапливаются ядовитые тяжелые металлы, которые могут попасть в пище­вую

цепочку. Наибольших масштабов достигло закисление озер и рек в Швеции,

Норвегии, США, Канаде, но этот про­цесс уже начал распространяться в Дании,

Бельгии, Голлан­дии, ФРГ, ГДР, Шотландии и Югославии.

Изучение 5000 озер южной Норвегии показало, что в 1750 из них исчезли

популяции рыб, а 900 другим озерам уг­рожает серьезная опасность. Гибель рыбы

из-за постоянного выпадения кислотных осадков продолжается.

В южной и средней Швеции отмечены потери рыбы в 2500 озерах, то же самое

предполагается еще в 6500 озерах, где обнаружены признаки закисления. Почти в

18 000 озерах рН воды меньше 5, 5, что неблагоприятно влияет на популя­цию

рыб. В Канаде и северной части США существуют ана­логичные проблемы. В

Онтарио приблизительно 50 тыс. озер, имеющих гранитное ложе, подвержены

относительно сильно­му действию соединений серы. В Квебеке чувствительные к

загрязнениям территории распространены еще больше. На ос­новании

скандинавского опыта ожидается, что в будущем эти озера начнут закисляться. В

северной части США уже подме­чено сокращение популяции лосося приблизительно

в 100 озерах. Проблем, связанных с закислением поверхностных вод, в Венгрии,

к счастью, не возникает, поскольку в этих водах имеется большое содержание

карбонатов и гидрокарбо­натов, которые обеспечивают способность

нейтрализовать кислоты. Проведенные в различных водах исследования по

нагрузке и расчеты на моделях показывают, что воды вен­герских рек и озер в

большинстве своем способны выдержи­вать на протяжении долгого времени даже

возросшие нагруз­ки. Исключением являются только некоторые водохранили­ща,

вода которых химически нейтральна, а следовательно, способность их к

выравниванию кислотности относитель­но мала

Непосредственные (прямые) воздействия. Гибель растений.

Непосредственная гибель растений в наибольшей степени ощущается вблизи от

выбросов загрязнений, в радиусе некольких десятков километров от их

источника. Главной причиной является высокая концентрация двуокиси серы. Это

соединение адсорбируется на поверхности растения, в ос­новном на его листьях,

и оказывает на него вредное влияние. Двуокись серы, проникая в организм

растения, принимает участие в различных окислительных процессах. Эти процессы

протекают с участием свободных радикалов, образованных из двуокиси серы в

результате химических реакций. Они окисляют нена­сыщенные жирные кислоты

мембран, тем самым изменяя их проницаемость, что в дальнейшем отрицательно

влияет на многие процессы (дыхание, фотосинтез и др.).

Непосредственные воздействия на растения могут прини­мать различные формы: 1)

генетические изменения; 2) видо­вые изменения; 3)нанесение прямого вреда

растительности. Естественно, в зависимости от чувствительности вида и

размеров нагрузки масштаб воздействия может простираться от восполнимого

(обратимого) ущерба до полной гибели растения.

В первую очередь погибают наиболее чувствительные ви­ды, например, отдельные

лишайники, которые могут сохра­ниться только в самой чистой среде, поэтому их

считают "ин­дикаторами" чистого воздуха. Обычно в сильнозагрязненных местах

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5