Влияние кислотных осадков и смога на экосистемы

Источники и механизм образования фотохимического смога

Состав смога зависит от его происхождения: переполненные автотранспортном города Южной Европы и Калифорнии в солнечные летние месяцы страдают от смога лос-анджелесского типа, для которого характерно присутствие оксидов азота, озона, пероксиацетилнитратов (ПАН) и других соединеий. В Средней Европе и Великобритании наблюдается смог лондонского типа в осенний и зимний периоды; в нем преобладают SO₂, Н₂SO₄ и копоть. Возможны и промежуточные варианты.

На начальных стадиях образования смога лос-анджелесского типа решающую роль играет СО:

СО + ОН^· ® Н^· + СО₂

Н^· + О₂ + М ® НОО^· +М,

Где М – частицы, участвующие в столкновениях, но не вступающие в реакции, например, N₂. Образующийся при этом радикал пероксида водорода окисляет NO до NO₂:

НОО^· + NO ® OH^· + NO₂.

Ночью NO₂ стабилен. Днем под влиянием солнечного света NO₂ фотолитически расщепляется на NO и атомарный кислород:

NO₂ + hu ® NO + O.

Этот активный кислород может давать озон:

О + О₂ ® О₃.

Кроме того, озон может образовываться и по следующим механизмам:

СО + 2О₂ + hu ® СО₂ + О₃,

СН₄ + 4О₂ + 2 hu ® Н₂СО + Н₂О + 2О₃.

В дальнейшем озон вступает в реакции с углеводородами, образуя альдегиды и кетоны. Углеводороды, взаимодействуя с оксидами азота, образуют различные соединения, наиболее опасным из которых является ПАН (СН₃СОО₂NO₂), который вступает в реакцию с ферментами живых организмов.

Значение рН среды чрезвычайно важно, так как от него зависит деятельность практически всех ферментов, гормонов и других белков в организме, регулирующих метаболизм, рост и развитие. На крупные виды незначительные изменения рН внешней среды могут и не оказывать сильного влияния, однако яйцеклетки, сперма и молодь водных обитателей защищены недостаточно. Когда среда водных экосистем подкислена, практически все организмы быстро вымирают, если не из-за прямого воздействия кислоты, то из-за невозможности размножения.

Ущерб не ограничивается гибелью рыбы и других водных обитателей. Многие пищевые цепи, охватывающие почти всех диких животных, начинаются в водоемах.

Дополнительный ущерб возникает в связи с тем, что кислотные осадки, просачиваясь сквозь почву, способны выщелачивать (вымывать) алюминий и тяжелые металлы. При низких значениях рН их исходно инертные соединения растворяются, становятся химически активными и оказывают сильное токсическое воздействие как на растения, так и на животных.

Наряду с гибелью озер становится очевидной и деградация лесов (рис. 13). Деревья, испытывающие воздействие одного или нескольких из показанных на рисунке стрессовых факторов, легче поражаются вредителями и патогенами.

Дата добавления: 2015-06-28