Kwaśne deszcze

Kwaśny deszcz

Kwaśne deszcze ? opady atmosferyczne, o odczynie kwaśnym; zawierają kwasy wytworzone w reakcji wody z pochłoniętymi z powietrza gazami, jak: dwutlenek siarki, dwutlenek węgla, tlenki azotu, siarkowodór, chlorowodór, wyemitowanymi do atmosfery w procesach spalania paliw, produkcji przemysłowej, wybuchów wulkanów, wyładowań atmosferycznych i innych czynników naturalnych.
Kwaśnego deszczu nie można gołym okiem odróżnić od zwykłych opadów, ale jego wpływ na środowisko naturalne można łatwo zauważyć. Pojawiają się tam, gdzie spalane są ogromne ilości paliw kopalnych, w wyniku czego do atmosfery przedostają się węglowodory. Ich źródłem jest człowiek- szkodliwe substancje emitowane są przez elektrownie cieplne, zakłady przemysłowe. Nadmierne ilości spalin samochodowych i błędy w rolnictwie także przyczyniają się do wzrostu zagrożenia
Kwaśne deszcze powstają w wyniku łączenia się kropelek wody z gazowymi zanieczyszczeniami powietrza. Największe znaczenie ma dwutlenek siarki (szacuje się że w Europie jest on w 60% sprawcą kwaśnych deszczy), tlenki azotu, siarkowodór, dwutlenek węgla i chlorowodór. Zanieczyszczenia powietrza pochodzą ze źródeł naturalnych, w przypadku wybuchów wulkanów i pożarów lasów, oraz są wynikiem działalności człowieka - powstają w skutek spalania paliw i procesów przemysłowych.
Kwaśność roztworu zależy od ilości obecnych w nim jonów wodorowych. Wielkością charakteryzującą odczyn roztworu, czyli ilość obecnych w nim jonów wodorowych, jest liczba pH. W przypadku roztworów wodnych wartość pH mieści się w granicach 0-14 i jest mniejsze od 7 dla roztworów kwaśnych, większe od 7 dla roztworów zasadowych oraz równe 7 dla roztworów obojętnych.
Stężenie kwasu w deszczu zależy od ilości trujących gazów obecnych w powietrzu. Na przykład jeśli deszcz pada po długim okresie bezdeszczowej, bezwietrznej pogody, kiedy to istniały warunki sprzyjające powstawaniu warstwy smogu, stężenie kwasu może być bardzo duże o pH wynoszącym 3, a nawet mniej, zwłaszcza jeśli nad danym miejscem unosi się mgła. Kiedy pH deszczu osiąga 1,5 zbliża się do stężenia ludzkich soków trawiennych, rozpuszczających pokarm. Naturalne pH deszczu wynosi około 5,6. Kwaśny deszcz jest więc lekko kwaśny - z powodu obecnego w powietrzu dwutlenku węgla, który z wodą tworzy kwas węglowy.
Kwaśne deszcze zasilając jeziora i rzeki, przenoszą truciznę dalej, zabijając po drodze wszelkie mikroorganizmy. Naukowcy oceniają, że w samych tylko USA i Kanadzie 50.000 jezior będzie biologicznie martwe do roku 2005. Te wszystkie zakłócenia naturalnej równowagi atmosfery mogą prowadzić do zagłady naszego świata.
Kwaśne deszcze padają często w krajach, które nie są odpowiedzialne za ich powstanie. Szkodliwe gazy mogą być bowiem przenoszone przez wiatr setki, a nawet tysiące kilometrów od miejsca pochodzenia i wywołać niebezpieczne opady w regionie wolnym, zdawałoby się, od ekologicznych zagrożeń - kwaśny deszcz nie zna żadnych granic, poza naturalnymi. Do powstawania kwaśnych deszczy przyczyniają się głównie Stany Zjednoczone i Europa.
Wszędzie też można zobaczyć skutki niosących zniszczenia opadów w postaci już martwych lub obumierających lasów. Skutki kwaśnych deszczy widać najwyraźniej na zboczach gór, tam bowiem dolne warstwy chmur kwaśnego deszczu spotykają się z roślinnością. Są one widoczne również w Polsce - na przykład w lasach porastających Karkonosze i Góry Izerskie.
Skład chemiczny kwaśnego deszczu

Jednym ze składników kwaśnego deszczu jest siarka występująca w związkach chemicznych. Szacuje się, że w wyniku działalności człowieka emitowanych jest do atmosfery na całym świecie 50-70 mln ton siarki rocznie, a najwięcej emitowano w ciągu ostatnich 50 lat. W tym samym czasie w wyniku działalności wulkanów i innych czynników naturalnych, uwalnia się do atmosfery drugie tyle.
Innym pierwiastkiem, którego związki chemiczne wywołują kwaśne deszcze jest azot. W odróżnieniu od siarki, azot tworzący tlenki pochodzi nie z kopalin, lecz z powietrza. Podczas spalania w wysokich temperaturach tlen łączy się z azotem. Emisję tlenków azotu jest trudniej ocenić, niż dwutlenku siarki. Szacuje się, że wynosi ona 20 mln ton rocznie. Najwięcej związków tych powstaje w spalinach silników pracujących na paliwach ropopochodnych, więc ich koncentracja jest tam, gdzie jest duża liczba samochodów.
Skutki kwaśnego deszczu

Dwutlenek siarki i tlenki azotu tworzą z wodą silne kwasy. Dzieje się tak na przykład, gdy rozpuszczają się w kropelkach wody w atmosferze. Wraz z opadami atmosferycznymi, zanieczyszczenia spadają na ziemię i roślinność w postaci opadu zwanego "depozycją mokrą". Mogą jednak osiadać na cząsteczkach pyłu zawieszonego w powietrzu, które to cząsteczki z czasem opadają. Mówi się wtedy o "depozycji suchej". Niebezpieczeństwo pochodzi jednak z powietrza, a całe zjawisko łączenia się tlenków z wodą i dostawania się w ten sposób kwasów do wód, gleb, i płuc ludzi i zwierząt, oraz na mury budynków określa się ogólnie nazwą "kwaśnego deszczu".
Kwaśne deszcze wpływają także na roślinność. Oddziaływanie zanieczyszczeń może być zarówno bezpośrednie, jak i pośrednie. To pierwsze, w przypadku drzew, uwidacznia się w postaci uszkodzeń igieł i liści. Wewnątrz nich uszkadzane są różne błony, co może spowodować zakłócenie w systemie odżywiania i w bilansie wodnym.Pośrednie uszkodzenia są następstwem zakwaszenia gleby.
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.
Zmniejsza się wówczas dostępność substancji odżywczych przy jednoczesnym zwiększeniu zawartości szkodliwych dla drzew metali rozpuszczonych w roztworze glebowym, jak np. aluminium (uwalnianych np. z blokujących je nierozpuszczalnych związków wapnia). Powoduje to uszkodzenie korzeni i zabicie flory grzybów mikoryzowych, co prowadzi do tego, że rośliny nie mogą pobrać wystarczających ilości pożywienia i zmienia się odczyn gleby. Ponadto zmniejsza się odporność roślin na choroby i owady. Tak osłabione drzewo atakują owady lub pasożytnicze grzyby niszcząc doszczętnie drzewo. Podobnie dzieje się z innymi roślinami.
Kwaśne deszcze zakwaszają również wodę pitną, co powoduje wzrost w niej różnych metali ciężkich takich jak kadm, glin i ołów. Zwiększone stężenie tych pierwiastków może powodować wiele groźnych chorób.
Kwasy znajdujące się w wodzie pitnej niszczą również instalacje wodociągowe powodując jej korozję, co z kolei łączy się z ogromnymi wydatkami związanymi z usuwaniem usterek. Wiele budynków, zwłaszcza zabytkowych, zrobionych jest z kamienia zawierającego wapno, które neutralizuje kwaśny deszcz, ale w końcu i ono zostaje zużyte, w ten sposób niszczeją największe zabytki historyczne, które przetrwały tysiące lat, a teraz zaczynają ulegać erozji. Takim przykładem może być Akropol. Współczesne budynki, również są niszczone przez kwaśne deszcze, beton zaczyna się kruszyć, a stalowe pręty rdzewieją. Remontowanie budynków, uszkodzonych w wyniku skażenia środowiska w Europie, kosztuje ogromne sumy. Atak kwasów nie oszczędza ani przyrody, ani zabytków, szkodliwie działa nawet na tworzywa sztuczne.
Kwaśne deszcze powodują również uszkodzenia różnych budynków, pomników i zabytków, ponieważ wymywają wapień, który najczęściej występuje w materiałach, z których powstają budowle.
Zanieczyszczenie powietrza nie pozostaje bez wpływu i na zwierzęta, np. rozmnażanie ptaków żyjących przy brzegach zakwaszonych jezior jest zaburzone.

Ochrona przed kwaśnymi deszczami

Zapobieganie występowania kwaśnych deszczy polega na budowaniu instalacji wyłapujących tlenki siarki i azotu ze spalin emitowanych do atmosfery oraz ograniczaniu spalania paliw zawierających siarkę i jej związki, głównie węgla brunatnego i kamiennego.
Przeciwdziałanie występowaniu kwaśnych deszczy powinno mieć charakter międzynarodowy, ponieważ nierzadko opady kwaśnego deszczu trafiają na obszary znacznie oddalone od źródeł zanieczyszczeń atmosfery.

Ciekawostka: 250 mln dolarów na walkę z kwaśnymi deszczami w Chinach

Niewyobrażalne Zanieczyszczenie Powietrza w Chinach zmusiło tamtejszy rząd do wypowiedzenia wojny trucicielom. Za przymykanie oka na nadmierną emisję toksyn szefowie fabryk będą karani nawet więzieniem. W miastach będą instalowane czujniki pokazujące stopień skażenia. Gdy będą padać Kwaśne Deszcze, ludzie będą musieli zostawać w domach.

Zagłada lasów

Proces obumierania lasów z powodu kwaśnych deszczy wciąż jeszcze nie został szczegółowo wyjaśniony. Z pewnością jednak można go podzielić na kilka etapów. Początkowo substancje zawarte w deszczu atakują liście i igły, które w efekcie odpadają. Potem choroba atakuje całą roślinę. Drzewo obumiera, a jeśli rośnie na stromym stoku, przewraca się jak ścięte przez drwala.
Kwaśne opady powodują niszczenie warstwy znajdującej się na liściach. To przyczynia się do nadmiernego parowania roślin. W rezultacie rośliny zielone po prostu zostają wysuszone. Nadmiar kwasu osadzający się na drzewach wypłukuje z nich wapń i magnez. Liście drzew przedwcześnie zaczynają żółknąc i opadają. Zaatakowane zostają także gleby. Jeśli są one pozbawione wapnia z przyczyn naturalnych, to stają się w ogóle niezdatne do uprawy. Kwaśne opady przedostają się do soków roślin. W ten sposób uszkadzają korzeń i łodygę. To prowadzi do wyjaławiania gleb i umierania lasów. W rezultacie takie gleby są niezdatne do uprawy
Poziom zanieczyszczenia najłatwiej ocenić, obserwując porosty. Różne gatunki porostów wykazują różne wrażliwości na zanieczyszczenia środowiska. Dlatego obecność danego gatunku i brak innego jest ważną informacją o stanie środowiska naturalnego w danym miejscu.
Kwaśne deszcze powodują też zakwaszenie wód powierzchniowych. Szczególnie narażone są strumienie, rzeki i jeziora na terenach zalesionych. Badania wykazały, że przy współczynniku pH = 5,4 przestają się rozmnażać ryby.
Kwaśne deszcze spowodowały śmierć milionów łososi i pstrągów w tysiącach szwedzkich jezior. Spośród 90 tysięcy szwedzkich jezior 4 tysiące są bardzo zakwaszone (pH poniżej 5), 18 tysięcy jest nieco zakwaszone, dalszych 20 tysięcy prawdopodobnie wkrótce zostanie skażonych. Z niektórych rzek na południu tego kraju całkowicie zniknęły łososie. Sytuację próbuje się uzdrowić przez rozpylanie z helikopterów latających nad zakwaszonymi jeziorami wapna, które neutralizuje kwas. Akcja rozpylania wapna objęła blisko 3 tysiące rzek i jezior, a cała procedura musi być powtarzana co 3 do 5 lat

Uregulowania prawne

W 1986 roku państwa Wspólnoty Europejskiej (obecnie Unii Europejskiej) podpisały postanowienie, które uzupełniało Konwencję Genewską. Zakładało ono między innymi zmniejszenie emisji zanieczyszczeń, przede wszystkim tlenków siarki i azotu. W czerwcu 1992 roku uczestnicy Szczytu Ziemi w Rio de Janeiro wezwali wszystkie kraje do redukcji tzw. gazów szklarniowych odpowiedzialnych za niekorzystne zmiany klimatyczne. Miałoby to uchronić Ziemię przed globalnym ociepleniem spowodowanym stężeniem w atmosferze tych samych zanieczyszczeń, które wywołują kwaśne deszcze.
Wiele państw europejskich podejmuje zdecydowane działania by zmniejszyć emisję gazów szklarniowych. Unia Europejska zamierzała do roku 2000 zredukować ich emisję o 15% w stosunku do roku 1990. Niestety, w USA - największym trucicielu świata - proces ten postępuje bardzo powoli.

Problem zanieczyszczeń środowiska, kwaśnych opadów, jest problemem ogólnoświatowym. Najwięcej zanieczyszczeń pochodzi z elektrowni węglowych, przemysłu i pojazdów spalinowych. Rozwiązaniem, jest zmniejszenie emisji zanieczyszczeń powietrza, przez racjonalne zużycie paliw, oszczędne gospodarowanie energią i innymi zasobami, a także użycie możliwie najlepszej techniki spalania i oczyszczania. Ale jakość powietrza w jednym kraju jest ściśle uzależniona od zanieczyszczeń w innych krajach, dlatego niezbędna jest współpraca międzynarodowa.

Joanna