Химик Еремина рассказала, стоит ли бояться кислотных дождей
Из чего состоят дожди в Москве и в каком месяце осадки в городе самые грязные? Что хуже: кислотный или щелочной дождь? Можно ли пить дождевую воду или мыть ею голову, как делали наши бабушки? Об этом «Газете.Ru» рассказала кандидат химических наук, экс-сотрудник кафедры метеорологии и климатологии географического факультета МГУ им. Ломоносова Ирина Еремина.
— Ирина Дмитриевна, вы изучали состав московских дождей 40 лет подряд. Какие вещества в них содержатся?
— Любая природная вода, в том числе и дождь, имеет примерно одинаковый состав. Компоненты самые обычные. Катионы — кальций, натрий, калий, магний, аммоний. Анионы — сульфаты, хлориды, нитраты, гидрокарбонаты. Среди анионов бывают и фториды, и фосфаты, но в очень маленьких количествах. И не во всяком дожде они есть, — только в грязных.
Но вообще дожди – это самая чистая вода на Земле. Особенно если они выпадают часто и с большим количеством осадков. Когда говорят: «Выпадет месячная норма осадков», — это будет самый чистый дождь. Там будут все те же компоненты, которые определяются во всех водах, но на пределе чувствительности анализов, то есть – в очень малых количествах. Недаром раньше собирали дождевую воду для питья, потому что она была мягкая, то есть там было мало солей.
— А в грязном дожде те же самые компоненты содержатся в большом количестве?
— Да. Если долго не было дождя, а потом он выпал, да еще не сильный, — это и будет самый грязный дождь. Помните 2010 год, июль, когда смог стоял, и дождей не было? А потом они выпали в количестве 0,5 мм, 0,6 мм? Вот они были очень грязными.
— Сколько грязных дождей обычно выпадает в год?
— Если минерализация всех компонентов (анионы плюс катионы) более 100 мг/л, то это грязный дождь. Иногда таких дождей в году бывает пять-шесть, а иногда один или даже ни одного, а в среднем эта величина составляет не более 3 %. Средняя же минерализация осадков за 40 лет наблюдения в метеорологической обсерватории МГУ составила 17 мг/л.
— Существуют ли допустимые пределы на содержания различных компонентов в осадках?
— Нет норм на дождь. Если на питьевую воду, на воздух нормативы по предельно допустимым концентрациям существуют (ПДК), то на дождь ПДК нет. Потому что в любой водопроводной воде вы найдете те же сульфаты, хлориды, нитраты, кальций, магний, но в большем количестве, чем в среднем по дождю.
— Но, все же, нитраты в дожде есть?
— Да, от выбросов предприятий и автотранспорта. В воздухе много происходит всяких реакций с капельками воды. В том числе и с нитратами, их можно найти везде.
— Вы также анализировали пробы снега?
— Да, раз в год я собирала сезонные пробы снега по Ленинскому району, а потом и в других районах Москвы. Сезонный снег—это проба всей толщи снега за зиму перед снеготаянием. С помощью снегомерной трубы я брала снеговую пробу на всю высоту снежного покрова, — все, что нападало от ноября до марта.
Старалась не попасть на дорожки, где есть отбросы снега с тротуаров в сторону, а взять пробу парке, где лежал снег нетронутый.
— В одной из ваших статей написано, что снег чище на севере Москвы, а самый грязный на юге. Сейчас точно так же?
— Тогда действительно было так. Но это не глобальные умозаключения на все времена, хотя считается, что с Северного ледовитого океана у нас идут чистые осадки. Для такого большого города, как Москва, большее влияние будут оказывать близко расположенные источники загрязнений рядом с местом отбора пробы.
— На каком расстоянии от промышленного предприятия нужно жить, чтобы в твоем районе шел уже чистый дождь?
— Зависит от розы ветров. Куда ветер дует чаще, туда понесет загрязнения, а с подветренной стороны будет чище. Также нельзя забывать и о скорости химических реакций. Необязательно прямо здесь и сейчас выпадет то, что завод выбросил час назад. Происходит перемешивание массы воздуха. Дождь тоже не сразу выпал и все поглотил. В дожде уже содержатся вещества, которые будут реагировать с веществами, которые попались на пути капельки, там будут образовываться соединения, а грязь с завода может улететь подальше.
Тут невозможно сказать, что с севера у нас всегда чисто, а с юга всегда грязно. Это слишком многофакторная система.
— Кислотным дождем всех пугали в советское время, говорили, что все люди могут облысеть…
— Да. И что плащи будут в дырках…
— Что такое кислотный дождь и действительно ли он опасен?
— Как минерализация, то есть содержание основных ионов, так и концентрация иона водорода, ответственная за кислотность осадков, наблюдается в природе в очень широких пределах.
Показатель кислотности рH – это концентрация в преобразованном удобном для восприятия виде иона водорода.
рH7 – это нейтральная точка. Диапазон изменения от 1 до 14 рН, цифра 7 — посередине. Все, что меньше семи, считается кислым, все, что больше, — щелочным. рН водопроводной воды близок к нейтральному значению.
Что касается атмосферы, дождей, снегопадов, — то собранный дождик в самом-самом чистом районе, вдали от всех источников загрязнений, магистралей, никогда не будет 7, — он будет близок к 5,6, потому что у нас в атмосфере содержится углекислый газ, а после растворения в капельках влаги образуется слабая угольная кислота.
— Получается, у нас идут все время кислотные дожди?
– Нет. В 80-х годах, когда я начинала работать, Всемирная метеорологическая организация решила изучить эти самые кислотные дожди. Они создали пять опорных точек, где была абсолютно чистая атмосфера, — например, я помню там был остров Амстердам посреди Индийского океана. Так даже в этих точках дожди оказались не 5,6, а менее 5,0 pH.
И с 80-х годов прошлого века стали учитывать не только углекислый газ в атмосфере, но и другие природные кислотообразующие факторы, поэтому кислыми дождями принято считать те, рН которых менее 5.0. А дожди от 5.0 до 7.0 pH мы называем равновесными и нейтральными. И только после 7 уже щелочные. За 40 лет наблюдений у меня самый кислый дождь был 3,2 рН в июле 1987 года, а самые щелочные осадки выпали в ноябре 1983 года — 9,65 рН.
— Сколько выпадает в год дождей с троечкой?
— Думаю, не больше пяти в год, в среднем 1,8 %. Так было с 80-го по 1998 год. А вот с 1999-го по 2004, кислотных дождей вообще не было. Видимо в Москве в эти годы промышленность простаивала. Я удивилась, перепроверила все свои приборы. Наступает лето, — а кислотных дождей опять нет. Но в 2005-ом опять появились и продолжают выпадать до настоящего времени.
— Кислотные дожди обычно бывают летом?
— Да. И самый пик обычно в июле. На летние осадки приходятся минимальные средние значения pH, а зимой они ближе к шестерке в среднем. Обычно в летние месяцы, даже с мая по сентябрь, средние показатели pH бывают ниже пятерки, то есть среднее за месяц значение pH было кислое.
— Это зависит от температуры?
– От всего зависит: и от температуры, и от загрязненности, и от влажности, и от выбросов. Точной одной причины ученые пока назвать не могут.
— Кислотный дождь, которого боялись, и щелочной дождь могут быть чем-то вредными?
— Все познается в сравнении. Если померяете кислотность сока или вина, — то рН будет меньше, чем у дождя. У вина примерно 3,5 pH. Тем не менее, если вылить на голову вино, никто не облысеет. Ну и к тому же кислотные дожди выпадают не так уж часто.
— Щелочные дожди с 9.0 pH бывают реже, чем кислотные?
— У меня такое было один раз за сорок лет. Это 1983 — самое начало моих исследований. И с чем это было связано, — не понятно. Даже 8 рН для осадков наблюдается очень редко, от 0 до 3 случаев в год, причем чаще 0.
— Дождевую воду сейчас пить можно, как это делали наши бабушки?
– Нет, я бы не рекомендовала, особенно в Москве. Выбросов очень много, очень много автотранспорта. Там может быть много пыли, сажи, выбросов, наконец, бактерий. Токсичные металлы также могут содержаться, хотя и в микрограммах, но вред оказывать могут солидный. Действительно, из природных вод дождевая, как правило, — самая чистая, но это не значит, что ее можно пить.
