Kwasne deszcze

Kwaśne deszcze są potoczną nazwą całego zakresu zjawisk powstających w reakcji zanieczyszczeń powietrza z wodą, która następnie opada na ziemię w postaci deszczu, śniegu, gradu lub mgły. Ta ostatnia jest sprawcą smogów. Zanieczyszczenie powietrza występuje wówczas, gdy znajdują się w nim substancje (stałe, ciekłe lub gazowe), których stężenie jest większe niż w czystym (naturalnym) powietrzu atmosferycznym. Zanieczyszczenia mogą pochodzić ze źródeł naturalnych (wybuchy wulkanów, pożary lasów i stepów oraz pyły pochodzenia naturalnego - pyły kosmiczne, cząstki organiczne, bakterie i inne drobnoustroje, cząstki piasku i gleby unoszone przez wiatr oraz ozon), jak również ze źródeł sztucznych (energetyka, komunikacja, przemysł, rolnictwo i przeróbka odpadów). Udział poszczególnych sztucznych źródeł zanieczyszczających powietrze jest różny, w zależności od rozwoju gospodarczego danego kraju, regionu oraz od stosowanych metod ochrony przed zanieczyszczeniami. Najczęściej spotykane zanieczyszczenia gazowe to:
1. Tlenki siarki
2. Tlenki azotu
3. Tlenki węgla
4. Ozon
5. Węglowodory
6. Formaldehyd,
7. Akroleina
8. Azotan (V) nadtlenoacetylu
Zanieczyszczenie powietrza tlenkami siarki
Do atmosfery ziemskiej przedostaje się obecnie 128 mln ton związków siarki w ciągu roku, na skutek erupcji wulkanów, emisji ze złóż siarki, reakcji mikroorganizmów oraz w wyniku procesów wietrzenia. Działalność człowieka wprowadza do atmosfery 65,2 mln ton tych związków, z których największy udział procentowy ma tlenek siarki (IV), pochodzący głównie z elektrowni i elektrociepłowni.
SO2 jest bezbarwnym, duszącym gazem, drażniącym drogi oddechowe i uszkadzającym system krążenia. Jest szkodliwy dla ludzi, zwierząt i roślin. Reaguje bardzo łatwo z wodą i tworzy kwas siarkowy (IV)


Ponadto SO2 łatwo się utlenia do SO3.


Oddziaływanie SO2 na roślinność można zauważyć oglądając igły i liście drzew rosnących w miejscach narażonych na kontakt z tym gazem. Uszkodzeniu ulega warstwa ochronna wosku, którą pokryte są igły drzew szpilkowych oraz ich szparki oddechowe. Wywołuje to nadmierne parowanie wody. W wyniku tych uszkodzeń drzewa usychają. Takie zjawisko można obserwować w Karkonoskim Parku Narodowym, gdzie stoją ogromne połacie martwych lasów. Drzewa i krzewy liściaste lepiej tolerują obecność SO2 w powietrzu, ponieważ zrzucają co roku liście i dlatego są krócej narażone na działanie tego gazu.
W przypadku dłuższego kontaktu z SO2 - rośliny chorują: następuje rozpad chlorofilu, czyli barwnika potrzebnego do prawidłowego przebiegu fotosyntezy i związane z tym bielenie lub żółknięcie zielonych części liści, czyli tzw. chlorosis. Biologicznymi wskaźnikami kwaśnego zanieczyszczenia powietrza są porosty. Z uwagi na dużą wrażliwość tych organizmów - nie występują one na obszarach wielkich miast i w rejonach przemysłowych. Obecność porostów świadczy o małym skażeniu atmosfery.

Zanieczyszczenie powietrza tlenkami azotu
Emisja tlenków azotu w Polsce, w przeliczeniu na NO2 kształtuje się na poziomie 1,3-1,5mln ton rocznie, z czego około 90% pochodzi ze spalania paliw używanych w energetyce, ciepłownictwie komunalnym i przemysłowym, transporcie lotniczym i samochodowym. Źródła emisji NO2 nie są rozłożone równomiernie na terenie naszego kraju. Obrazuje to mapka. Szczególnie mocno zanieczyszczona w skali całej Europy jest południowa i zachodnia część Polski, z uwagi na znaczny strumień tlenków azotu z Niemiec, Czech i Słowacji.
Tlenek azotu (II) jest bezbarwny i bezwonny, może powstawać podczas spalania paliw w wysokiej temperaturze. Jest bardzo reaktywny i w obecności tlenu utlenia się do tlenku azotu(IV), który jest łatwy do zidentyfikowania, z uwagi na ostrą, duszącą woń i brunatny kolor. Oba gazy są truciznami, wywołującymi u ludzi i zwierząt trudności w oddychaniu, a przy dużym stężeniu paraliż, konwulsje i śmierć. Rośliny pod wpływem tlenków azotu przybierają brunatne zabarwienie i kurczą się (tzw. nekroza). Ponadto mają zahamowany proces fotosyntezy wskutek uszkodzenia chloroplastów, co ostatecznie powoduje obumieranie rośliny.
Kwaśne deszcze powstają zatem poprzez rozpuszczenie się w wodzie SO2, SO3, CO2, HCl, NxOy. Opadając na rośliny powodują uszkodzenia analogiczne do tych, które powstają na skutek działania owych trujących gazów. Nie na tym jednak kończy się ich szkodliwość. Przenikają do gleby i powodują zwiększenie jej kwasowości i uszkodzenie korzeni roślin. To z kolei wywołuje upośledzenie ich funkcji. Następuje także spadek zawartości niektórych pierwiastków niezbędnych do życia, takich jak magnez, miedź czy mangan. Doprowadza to do osłabienia rośliny, a wiatr, susza i szkodniki kończą dzieło zniszczenia. W świecie zwierząt szkodliwy wpływ zakwaszenia jest najbardziej widoczny w środowisku wodnym. Dzieje się tak z dwóch powodów: kwaśne deszcze padają bezpośrednio do wód albo też szkodliwe substancje z zakwaszonych gleb są wypłukiwane do zbiorników wodnych. Zakwaszenie wód powoduje wyginięcie zwierząt wodnych. Z zakwaszeniem wód gruntowych wiąże się wzrost kwasowości wody pitnej. Spadek pH wody powoduje korozję urządzeń metalowych i niszczenie instalacji wodociągowych. To pociąga za sobą wzrost zawartości metali w wodzie dostarczanej do mieszkań. Te z kolei wywołują groźne skutki dla człowieka np. ołów powoduje nieodwracalne uszkodzenia mózgu i układu nerwowego, nadmiar kadmu - uszkodzenie nerek, a glinu - uszkodzenie kości.
Nie wolno też zapominać innych szkodach. Niszczeją budowle, pomniki i rzeźby.
Wszyscy zatem zadają sobie pytanie: jak temu zaradzić? Jest wiele możliwości. Oto niektóre z nich:
1. Budowa wyższych kominów - dymy zostają wyniesione wyżej w atmosferę, co wydłuża czas ich opadania na ziemię, a to zmniejsza ich stężenie;
2. Stosowanie wapna jako środka neutralizującego kwas zawarty w zbiornikach wodnych (w Szwecji wrzuca się duże ilości wapna do jezior);
3. Odsiarczanie dymów poprzez przepuszczanie ich przez wodę wapienną, a przy tym otrzymuje się gips;
4. Dopalanie spalin - przez stosowanie specjalnych dopalaczy zakładanych na rurę wydechową, co zmniejsza emisję SO2;
5. Produkowanie energii elektrycznej przy pomocy siłowni jądrowych, co drastycznie zmniejsza ilość zużywanych paliw kopalnych zawierających siarkę;
6. Rozwój transportu publicznego powodujący ograniczenie ruchu samochodowego, a tym samym ilość produkowanych tlenków azotu;
7. Zmniejszenie emisji amoniaku (NH3) w rolnictwie poprzez nawożenie nawozami naturalnymi tylko podczas deszczu, przysypywanie nawozów naturalnych ziemią, stosowanie w oborach filtrów kompostowych wyłapujących amoniak z powietrza wychodzącego z obory;
8. Oszczędność energii poprzez izolację cieplną domów i budynków użyteczności publicznej;
9. Wykorzystanie trwałej energii jaką jest energia słoneczna, wiatr, woda (fale morskie podczas przypływów i odpływów, płynące rzeki i wodospady) oraz biogaz czyli stosowanie tzw. alternatywnych źródeł energii.