Қышқыл жаңбырлар туралы 19 қызықты деректер

Жер атмосферасы — әртүрлі газдар, су буы және зат бөлшектері арасында үздіксіз химиялық реакциялар жүретін күрделі жүйе. Миллиардтаған жылдар бойы бұл тепе-теңдік табиғи процестер арқылы сақталып келді, алайда өнеркәсіп дәуірінің басталуымен адам оған барған сайын елеулі өзгерістер енгізе бастады. Өнеркәсіптік ластанудың ең айқын салдарының бірі — қышқыл жаңбырлар құбылысы, оны ғалымдар алғаш XIX ғасырда сипаттай бастағанымен, оның шынайы ауқымын тек XX ғасырдың екінші жартысында ғана толық түсінді. Бұл құбылыс жергілікті ауа ластануының қалайша трансшекаралық экологиялық мәселеге айналатынын айқын көрсетеді, ол кейде шығарындылар көзінен өте алыс орналасқан елдер мен аймақтарды да қамтиды. Қышқыл жауын-шашын ормандарды жойып, көлдерді улап, ондаған мемлекеттердегі сәулет ескерткіштерін бұзды, тек содан кейін ғана халықаралық қауымдастық үйлестірілген әрекеттерге көшті. Төменде осы құбылыстың табиғатын және оның планета үшін салдарын тереңірек түсінуге көмектесетін 19 дерек ұсынылады.

1. «Қышқыл жаңбыр» терминін алғаш рет 1872 жылы британдық химик Роберт Ангус Смит Манчестер атмосферасы туралы еңбегінде қолданған. Ол өнеркәсіптік қала үстіндегі жауын-шашынның химиялық құрамын зерттеп, күкірт қышқылының жоғары мөлшерін анықтап, оны көмірмен жұмыс істейтін зауыттардың түтінімен байланыстырды. Оның ашқан жаңалығы өз уақытынан әлдеқайда озық болды — сол кезеңде ғалымның ескертулеріне іс жүзінде ешкім құлақ аспады.
2. Қалыпты жаңбыр бейтарап емес — оның pH көрсеткіші шамамен 5,6 болады, себебі атмосферадағы көмірқышқыл газы суда еріп, әлсіз көмір қышқылын түзеді. pH деңгейі 5,0-ден төмен болған жағдайда жаңбыр қышқыл деп есептеледі, дәл осы мәнде жауын-шашын экожүйелерге елеулі зиян келтіре бастайды. Өнеркәсіптік аймақтарда тіркелген ең қышқыл жаңбырлардың pH деңгейі 2–3 шамасында болған, бұл сірке суы немесе лимон шырынымен салыстыруға келеді.
3. Қышқыл жауын-шашынның негізгі химиялық себепкерлері — күкірт диоксиді мен азот оксидтері. Олар атмосферадағы ылғал мен оттегімен әрекеттесіп, сәйкесінше күкірт және азот қышқылдарын түзеді. Дәл осы қосылыстар жаңбыр, қар немесе тұманға бұзушы қышқылдық қасиет береді.
4. Күкірт диоксидінің негізгі көздері — көмірмен жұмыс істейтін жылу электр станциялары мен металлургиялық зауыттар. Жоғары күкіртті көмірдің бір тоннасын жағу кезінде 30–40 килограмға дейін осы газ бөлінуі мүмкін. Табиғи көздер, ең алдымен жанартау атқылаулары, да үлес қосады, бірақ олардың жалпы шығарындылардағы үлесі антропогендік көздермен салыстырғанда әлдеқайда төмен.
5. Азот оксидтері атмосфераға негізінен автомобиль қозғалтқыштарынан және электр станцияларынан түседі. Жану кезінде жоғары температура жағдайында атмосфералық азот тотығып, бірнеше қосылыстар — азот оксиді мен азот диоксидін түзеді. Сондықтан XX ғасырдың екінші жартысында көлік санының күрт өсуі, тіпті өнеркәсібі шектеулі аймақтардың өзінде де, қышқыл жауын-шашын мәселесінің күшеюіне ықпал етті.
6. Қышқыл жауын-шашын ластану көзінен мыңдаған километр қашықтықта түсуі мүмкін. Күкірт диоксиді мен азот оксидтері атмосферада бірнеше күн бойы сақталып, осы уақыт ішінде ауа ағындарымен өте үлкен қашықтықтарға таралады. Сол себепті Скандинавия ормандарындағы қышқыл жаңбырлар ұзақ уақыт бойы негізінен Ұлыбритания мен Германиядағы өнеркәсіптік шығарындылармен байланысты болды.
7. Скандинавия бұл мәселеден ерекше қатты зардап шеккен аймақтардың бірі болды және дәл осы жерде ғалымдар мен қоғам алғаш дабыл қақты. 1970-жылдарға қарай Швеция мен Норвегиядағы мыңдаған көл соншалықты қышқылданып кеткен еді, олардың ішінде балықтар толық жойылды. 1967 жылы швед ғалымы Свен Оден алғаш рет жариялаған еңбегінде бұл ластанудың трансұлттық сипатын дәлелдеп, негізгі себеп ретінде британдық және құрлықтық Еуропа кәсіпорындарының шығарындыларын атады.
8. Германиядағы «Waldsterben» — «ормандардың қырылуы» — 1980-жылдардағы экологиялық апаттың символына айналды. Сол кезеңдегі бағалаулар бойынша, Германия Федеративтік Республикасындағы орман алқаптарының жартысынан астамы қышқыл жауын-шашынның әсерінен әртүрлі деңгейде зақымданған. Қылқан жапырақтар мен жапырақтардың бұзылуы фотосинтез процесін қиындатып, әлсіреген ағаштар аурулар мен зиянкестерге осал болды, нәтижесінде ормандар жаппай қурай бастады.
9. Қышқыл жауын-шашын топырақ құрылымын бұзады, одан кальций, магний және басқа да қоректік элементтерді шайып кетеді. Сонымен қатар олар қалыпты жағдайда ерімейтін қосылыстарда байланысқан улы алюминий иондарын босатады. Көп жағдайда балықтар мен басқа су организмдерінің жойылуына тікелей себеп болатын — дәл осы алюминий.
10. Мәрмәр мен әктас — әлемнің көптеген сәулет ескерткіштері салынған материалдар — қышқыл жаңбырларға аса осал. Күкірт қышқылы кальций карбонатымен химиялық реакцияға түсіп, берік тасты суда еритін гипске айналдырады, ол кейін жаңбыр суымен шайылып кетеді. Афиныдағы Парфенон, Римдегі Колизей және басқа да антикалық ескерткіштер соңғы жүз жыл ішінде осы процестен алдыңғы екі мыңжылдыққа қарағанда әлдеқайда көп зардап шекті.
11. Қышқыл жауын-шашын металл құрылымдарға да елеулі зиян келтіреді — көпірлерге, теміржол рельстеріне, құбыр желілеріне. Экономистердің бағалауы бойынша, қышқылданған орта әсерінен болатын металл коррозиясы өнеркәсіптік дамыған елдерге жыл сайын ондаған миллиард доллар шығын әкеледі. Көп жағдайда дәл осы экономикалық фактор саясаткерлер үшін экологиялық салдарға қарағанда анағұрлым сенімді дәлел болды.
12. Кейбір экожүйелер топырақ пен түптік шөгінділердегі сілтілі жыныстардың арқасында қышқылдануға табиғи төзімділікке ие. Әктас пен доломит қышқылды бейтараптандырып, табиғи буфер қызметін атқарады. Сондықтан Скандинавиядағы гранит негізіндегі көлдер жойылып жатқанда, дәл сондай климаттық жағдайдағы әктасты аймақтардағы су қоймалары қалыпты pH деңгейін сақтап қалды.
13. Қышқыл тұмандар жаңбырға қарағанда орта есеппен он есе қышқыл болады — кейбір өнеркәсіптік аймақтарда олардың pH деңгейі 2-ден төмен түскен. Тұман ағаштардың тәжінде жаңбырға қарағанда әлдеқайда ұзақ сақталып, жапырақтар мен қылқандардың қышқылмен ұзақ байланысын қамтамасыз етеді. Сол себепті бұлттар аймағында жиі орналасатын таулы ормандар ерекше қатты зардап шегеді.
14. 1979 жылғы трансшекаралық ауа ластануы туралы Женева конвенциясы қышқыл жауын-шашынға қарсы бағытталған алғашқы халықаралық келісім болды. Оған Еуропа мен Солтүстік Американың 34 мемлекеті қол қойып, ластаушы заттардың шығарындыларын азайту міндеттемесін алды. Бұл құжат кейінгі, күкірт пен азот шығарындыларын нақты шектейтін хаттамалар үшін құқықтық негіз қалады.
15. 1970–80-жылдары АҚШ пен Канада арасында америкалық өнеркәсіптік шығарындылардың канадалық ормандар мен көлдерді ластауы мәселесі бойынша өткір дипломатиялық даулар болды. 1991 жылғы екіжақты Ауа сапасы туралы келісім екі елді де күкірт диоксиді шығарындыларын айтарлықтай қысқартуға міндеттеді. Бұл келісім экологиялық ынтымақтастықтың үлгілі мысалына айналып, бірнеше жыл ішінде нақты нәтижелер берді.
16. АҚШ-та 1990 жылы енгізілген күкірт шығарындыларына квота саудасы бағдарламасы ластанумен күресте күтпегендей тиімді нарықтық құрал болды. Кәсіпорындар шығарындыларға рұқсаттарды сатып алып және сата алды, бұл ең тиімді экономикалық шешімдер арқылы ластануды азайтуға ынталандырды. 2010 жылға қарай АҚШ-та күкірт диоксиді шығарындылары 1980 жылмен салыстырғанда 60 пайыздан астамға төмендеді.
17. Қышқыл жүктемелер тоқтатылғаннан кейін экожүйелердің қалпына келуі олардың бұзылуына қарағанда әлдеқайда баяу жүреді. Швеция мен Норвегиядағы кейбір көлдерге қышқыл түсуі тоқтағаннан кейін де қалыпты pH деңгейін қалпына келтіруге 15–20 жыл қажет болды. Биологиялық әртүрлілік бұдан да баяу қалпына келеді — кейбір балықтар мен омыртқасыздар түрлері бірнеше ондаған жыл бұрын жоғалған су айдындарына әлі күнге дейін қайта оралмады.
18. Қышқылданған көлдерді құтқару үшін карбонат кальцийін енгізу — жасанды әктеу — шұғыл шара ретінде қолданылады. Швеция бұл бағдарламаға жүздеген миллион доллар жұмсап, мыңдаған көлдерді тікұшақтар мен арнайы қайықтар арқылы әкпен өңдеді. Бұл әдіс балық популяцияларын сақтауға көмектеседі, бірақ тек уақытша шешім болып табылады — шығарындылар азайтылмаса, әктеуді қайта-қайта жүргізуге тура келеді.
19. Қазіргі уақытта қышқыл жаңбырлар мәселесінің географиясы өзгерді — оның негізгі орталығы Еуропа мен Солтүстік Америкадан Азияға ауысты. Қытай, Үндістан және басқа да дамушы экономикалар өнеркәсіп өндірісі мен энергия тұтынудың қарқынды өсуін бастан кешіруде. Ғалымдардың деректері бойынша, Қытай аумағының шамамен үштен бірі тұрақты түрде қышқыл жауын-шашын алады, ал Оңтүстік Азиядағы қышқыл жаңбырлар бұрын мұндай әсерге ұшырамаған тропикалық экожүйелерге де әсер ете бастады.

Қышқыл жаңбырлар тарихы бір мезгілде экологиялық апаттың да, оны еңсерудің де тарихы болып табылады. Еуропа мен Солтүстік Америка тәжірибесі мақсатты мемлекеттік саясат пен халықаралық ынтымақтастықтың бұрын қайтымсыз болып көрінген процестерді де тоқтата алатынын айқын көрсетті. Бұл мәселенің Азияға ауысуы экологиялық қауіптердің жойылмайтынын, тек экономикалық өсім табиғатты қорғау шараларынан озып кеткен аймақтарға орын ауыстыратынын еске салады. Қышқыл жауын-шашынмен күрес тәжірибесінен алынған сабақтар бүгін де өзекті болып қала береді және атмосфераға әсерін енді ғана түсіне бастаған елдер үшін нақты іс-қимылға бағыт береді.