Kwaśne deszcze

Ogólna charakterystyka:
Kwaśny deszcz jest popularnym sposobem nazywania całego zakresu efektów - kwaśnych opadów. Kwaśne opady to kwaśne zanieczyszczenia powietrza, które mogą znajdować się w kwaśnym deszczu, ale mogą również występować w postaci kwaśnej mgły lub śniegu. Gdy kwasy są "transportowane" na ziemię w opisany sposó b mówimy o mokrej depozycji. Cząsteczki kwasów mogą także opadać na powierzchnię ziemi wraz z cząsteczkami pyłów - takie zjawisko nazywamy suchą depozycją.
Sucha depozycja zanieczyszczeń występuje zazwyczaj w pobliżu ich źródeł, natomiast mokra depozycja może mieć miejsce nawet w odległości ponad 1000km od miejsca ich powstawania.
Głównymi czynnikami powodującymi wzrost kwasowości opadów atmosferycznych są przenikające do atmosfery tlenki siarki (zwłaszcza dwutlenek siarki) i tlenki azotu. Dwutlenek siarki SO 2 atwo rozpuszcza się w wodzie, tworząc kwas siarkowy (IV) - H 2 SO 3 , który w czystych roztworach ulega stopniowemu utlenieniu tlenem z powietrza do kwasu siarkowego (VI) - H 2 SO 4 . Tlenki azotu ulegają w atmosferze bardzo złożonym przemianom, szczególnie w przypadku obecności innych zanieczyszczeń powietrza (np. węglowodorów). Zanik tlenków azotu (NO x ) w atmosferze związany jest z ich przemianą do kwasu azotowego (V) - HNO 3 . Istotną rolę w ich przemianie przypisuje się udziałowi wolnych hydrok syli (OH - ).
W warunkach naturalnych kwasowość opadu atmosferycznego jest określona tzw. wskaźnikiem pH o wartości 5,65. Opad którego wartość pH jest niższa od 5,6 przyjęto określać mianem kwaśnego opadu atmosferycznego (dla porównania woda destylowana wykazuje wartość pH=7, w 14-stoopniowej skali pH). Średnie roczne wartości pH opadów w Polsce kształtują się od 4,26 na Śnieżce do 4,6 w Suwałkach. Najwyższy poziom zakwaszenia opadów występuje w rejonie sudeckim, gdzie sporadycznie rejestrowano opady o wartości pH poniżej 3,0.
Źródła zanieczyszczeń
Na świecie około 50% całej ilości SO 2 i NO x pochodzi ze źródeł naturalnych (m.in. wulkanów, pyłów, rozkładu materii organicznej). Ta naturalna emisja jest rozprzestrzeniona po całym obszarze, natomiast w uprzemysłowionych rejonach świata działalność antropogeniczna jest źródłem 90% znajdujących się tam zanieczyszczeń.
Około 70% emisji dwutlenku siarki pochodzi ze spalania zasiarczonych paliw stałych, stosowanych do ogrzewania i wytwarzania energii. Reszta wynika z procesów przemysłowych, takich jak: przetwarzanie ropy naftowej hutnictwo, produkcja pulpy drzewnej itp.
Tlenki azotu są produktem ubocznym spalania węgla i ropy naftowej, powstają wskutek utleniania w wysokich temperaturach diazotu (N 2 ) zawartego w pow ietrzu i azotu występującego w paliwie. Znaczne ich ilości tworzą się również w procesach wysokotemperaturowych wykorzystujących tlen (np. w procesach wytwarzania stali) i w trakcie produkcji związków chemicznych zawierających azot (np. nawozów azotowych) .Zjawisko przenoszenia gazowych, ciekłych i stałych zanieczyszczeń, zachodzące na skutek ruchu mas powietrza atmosferycznego, nazywa się rozprzestrzenianiem zanieczyszczeń. Mechanizm rozprzestrzeniania się, na przykład z przewodów kominowych, zależy w sposób istotny od temperatury gazów, szybkości ich wypływu, wysokości i konstrukcji komina. Zastosowanie wysokich i szerokich kominów pozwoliło na istotne zmniejszenie stężenia emitowanych zanieczyszczeń w miejscach emisji. Jednak w takiej sytu a cji zanieczyszczenia mogą być przenoszone na znaczne odległości, często ponad granicami państw jest to tzw. przenoszenie transgraniczne.Problem ten występuje najwyraźniej w krajach skandynawskich. Przykładowo Wielka Brytania, której przemysł często przestarzały - jest drugim co do wielkości producentem toksycznych gazów, znajduje się w paśmie dominujących wiatrów zachodnich. Uwalniają ją one od 2/3 zanieczyszczeń (jedynie 36% powierzchni leśnych jest zagrożonych) podobnie uprzywilejowane są Stany Z jednoczone ze względy na wiatry "eksportujące" ich kwaśne deszcze ku Kanadyjskim równinom, Atlantykowi i słabo zaludnionym Górom Skalistym.
Smog londyński
W specyficznych warunkach meteorologicznych, na skutek wypromieniowania energii cieplnej przez podłoże lub na skutek zstępujących prądów powietrza może zaistnieć anormalne zjawisko zwane inwersją termiczną . Polega ono na odwróceniu normalnego rozkładu temperatur powietrza, w wyniku czego powietrze cieplejsze utrzymuje się nad chłodniejszym. Warstwa cieplejszego powietrza (tzw. inwersyjna) stanowi barierę dla niżej leżących warstw chłodniejszego powietrza, która utrudnia ich pionową cyrkulację. Pod warstwą inwersyjną kumulowane są zanieczyszczenia.
Długo zalegająca tuż nad ziemią mgła, występująca w rejonach dużych miast i aglomeracji miejskich, pochłania znaczne ilości zanieczyszczeń zatrzymywanych pod warstwą inwersyjną, wskutek czego powstaje smog kwaśny , zwany londyńskim , mieszanina aerozolu kwasu siarkowego (VI), sadzy, dwutlenku siarki (SO 2 ) i tlenków azotu (nazwa smog pochodzi od ang. słów "smoke" i "fog").
W 1952 roku wystąpił w Londynie smog, który w postaci gęstej mgły na pięć dni spowił miasto, powodując śmierć 4000 osób. Skutki jego działania wystąpiły przede wszystkim u ludzi z chorobami sercowo-naczyniowymi lub dróg oddechowych.
Skutki
· Szkodliwe substancje wędrują z wiatrem w postaci zawiesiny i opadając z cząsteczkami wody na ziemię, uszkadzają wiele ekosystemów (m.in. niszczą ekosystemy jezior; naukowcy oceniają, że w samych tylko USA i Kanadzie 50.000 jezior będzie wkrótce biologicznie martwych).
Gleby - zwłaszcza pozbawione wapnia z przyczyn naturalnych, jak w Kanadzie czy Skandynawii, gdzie warstwa ziem spoczywa na granitowym trzonie - stają się niezdatne do uprawy. W wyjałowionych jeziorach giną ryby. A przede wszystkim - ginie las. Mechanizm wpływu kwaśnych opadów na niszczenie lasów strefy umiarkowanej jest jeszcze mało znany. Prawdopodobnie opłukiwanie drzew kwaśnymi deszczami pozbawia je wapnia i magnezu, co w niektórych przypadkach powoduje żółknienie liści, w innych - opadanie igieł. Ponadto woda w kwaśnym odczynie rozpuszcza zawarte w glebie sole glinu, tworzące skały osadowe w rodzaju gliny a uwolniony w tych procesach gli n zatruwa korzenie.
Podczas Międzynarodowej Konferencji w Sprawie środowiska Człowieka, zorganizowanej przez ONZ w 1972r. w Sztokholmie, szkody wywołane przez kwaśne deszcze oceniono jako niepokojące. Zjawiska te zagrażają szczególnie północno wschodnim regionom Stanów Zjednoczonych, południowo wschodniej Kanadzie i Skandynawii gdzie uszkodzonych jest 56% powierzchni lasów. Japończycy stwierdziwszy liczne przypadki podrażnień, wywołanych zanieczyszczeniami atmosferycznymi, obawiają się, że mogą one stać się przyczyną wzrostu zachorowań. W każdym razie - atak kwasów nie oszczędza ani przyrody, ani zabytków co w tym ostatnim przypadku zagraża światowemu dziedzictwu kulturowemu.
Przeciwdziałanie
Drogą prowadzącą do rozwiązania problemu zaprzestanie, a przynajmniej poważne ograniczenie, emisji zanieczyszczeń np. poprzez promocje alternatywnych źródeł energii, zachęty finansowe dla zakładów dbających o ochronę środowiska.
Każdy z nas może również przyczynić się do poprawy sytuacji używając publicznych środków transportu.