Kwaśne deszcze

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 sposób 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 SO2 łatwo rozpuszcza się w wodzie, tworząc kwas siarkowy (IV) - H2SO3, który w czystych roztworach ulega stopniowemu utlenieniu tlenem z powietrza do kwasu siarkowego (VI) - H2SO4.


Ponadto SO2 łatwo się utlenia do SO3.


Tlenki azotu ulegają w atmosferze bardzo złożonym przemianom, szczególnie w przypadku obecności innych zanieczyszczeń powietrza (np. węglowodorów). Zanik tlenków azotu (NOx ) w atmosferze związany jest z ich przemianą do kwasu azotowego (V) - HNO3. Istotną rolę w ich przemianie przypisuje się udziałowi wolnych hydroksyli (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.



Wpływ na roślinność Kwaśne deszcze powodują obumieranie dużej ilości drzew, a także niszczenie runa leśnego. Drzewa mają uszkodzone liście, co powoduje nadmierne parowanie wody i zakłócenia w procesie fotosyntezy - skutkiem czego jest ich mała odporność na warunki klimatyczne. Poza tym, kwaśne deszcze zakwaszają glebę, co przyczynia się do uaktywnienia glinu i kadmu, a także do nagromadzenia azotanów i siarczanów, w wyniku czego korzenie roślin mają zmniejszoną możliwość pobierania wapnia, magnezu i potasu ( niezbędnych składników odżywczych ), których na skutek wymywania ich przez kwaśne deszcze występuje niedobór. Przez to korzenie zamierają, a roślina ginie. Przykładem tego jest żółknięcie i utrata igieł u świerka w Europie środkowej. Po raz pierwszy zauważono zjawisko degradacji lasów pod koniec lat 70 w Bawarii; na początku lat 80 ok. 25% wszystkich lasów europejskich zostało uznanych za umiarkowanie lub poważnie uszkodzone. Zakwaszenie gleby powoduje wymywanie wielu niezbędnych dla życia roślin substancji. Występuje np. niedobór magnezu Mg, miedzi Cu, manganu Mn i składników odżywczych oraz deficyt wody. Następuje zanik symbiozy z grzybami (mikoryz) i w rezultacie głód rośliny. Przyczynia się to do spadku przyrostu, przedwczesnej fizjologicznej starości, zaniku odporności biologicznej na choroby i owady. Kwaśne deszcze, a także inne kwaśne opady dostają się do jezior, rzek i tym podobnych zbiorników, powodując ich zakwaszenie i czyniąc je nie nadającymi się dla ludzi i zwierząt. Szkodliwe substancje do zbiorników mogą dostawać się w dwojaki sposób, tzn. bezpośrednio lub też są wymywane z sąsiednich terenów. Glin, który zostaje wymyty z gleby jest szczególnie niebezpieczny dla ryb, gdyż kumuluje się on w ich skrzelach uniemożliwiając oddychanie. W ekosystemach słodkowodnych podłoże tworzą skały granitowe, które są wysoce odporne na wietrzenie, to też kwaśny deszcz nie jest neutralizowany w glebie, co powoduje wysokie zakwaszenie jezior oraz cieków. Ryby - zwłaszcza pstrągi i łososie - przestają się rozmnażać i stopniowo giną w kwaśnej wodzie.
Skutki tego są widoczne w: SZWECJI - gdzie zostało wyeliminowanych wiele gatunków ryb w około 20 tysiącach jezior; NORWEGII - gdzie kwas zatruł 165 tys. km2 jezior.

WPŁYW ZAKWASZENIA ŚRODOWISKA NA ZDROWIE LUDZI
Smogi powstające przy dużym stężeniu SO2, CO2 i pyłu węglowego w wilgotnym powietrzu przyczyniają się do powstawania chorób układu oddechowego i układu krążenia, a nawet mogą prowadzić do śmierci. Kwaśne deszcze zakwaszają również wodę pitną, co powoduje wzrost w niej różnych metali ciężkich prowadzących do wielu chorób, tj.: KADM - uszkadza układ wydalniczy GLIN - uszkadza kości i mózg OŁÓW - uszkadza układ nerwowy
Kwasy znajdujące się w wodzie pitnej niszczą również instalacje wodociągowe tzn. powodują jej korozję, co z kolei łączy się z ogromnymi wydatkami na ten cel. Kwaśne deszcze są problemem ogólnoświatowym. Niosą ze sobą wiele zniszczeń i mają wpływ na każdy aspekt naszego życia. Przyczyną ich tworzenia się jest głównie działalność człowieka i tylko on może powstrzymać ich ekspansję. Powinno stać się to w przyszłości jednym z głównych celów ludzi żyjących na Ziemi.

Źródłem kwaśnych deszczów, zagrażających zarówno lasom jak i zabytkom, jest zanieczyszczenie atmosfery Te żrące opady są rezultatem reakcji z udziałem lotnych węglowodorów, dwutlenku siarki, tlenków azotu emitowanych przez przemysł, elektrownie cieplne, transport i rolnictwo. Woda zawarta w chmurach, przepływających ponad fabrykami, nasyca się wyrzucanymi w powietrze substancjami chemicznymi. dalsze reakcje prowadzą do powstania kwasów: z dwutlenku siarki (SO2) powstaje ostatecznie kwas siarkowy (H2SO4 ), z tlenków azotu - kwas azotowy (HNO3). Szkodliwe substancje wędrują z wiatrem w postaci zawiesiny i opadając z cząsteczkami wody na ziemię uszkadzają wiele ekosystemów. Gleby - zwłaszcza pozbawione wapnia z przyczyn naturalnych, jak w Kanadzie czy Skandynawii, gdzie warstwa ziemi 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 roztworami pozbawia je wapnia i magnezu, co w niektórych przypadkach powoduje żółknięcie liści, w innych - opadanie igieł. Ponadto woda o kwaśnym odczynie rozpuszcza zawarte w glebie sole glinu, tworzące skały osadowe w rodzaju gliny, a uwolniony w tych procesach glin zatruwa korzenie. Świadomość skali zniszczeń pojawiła się w latach siedemdziesiątych, gdy dotknęły one wiele krajów od Europy po Amerykę Północną. W Niemczech gdzie pierwsze oznaki wystąpiły w Czarnym Lesie i w Bawarskim Parku Narodowym, syndrom nazwany został Waldsterben (śmierć lasu), a Zieloni zareagowali szeroką ofensywą przeciw przemysłowcom trucicielom. We Francji, dysponującą największą powierzchnią zalesioną w Europie, szkody są relatywnie mniejsze. lasy francuskie są głównie liściaste (dęby i buki) i rosną poniżej 700 m n.p.m.
Zapobieganie kwaśnym opadom wymaga rozwiązań w skali międzynarodowej, ponieważ są często skutkiem zanieczyszczeń pochodzących z krajów sąsiednich. Lepiej jak Francja być wystawionym na wiatry wiejące w przeważającej mierze znad Atlantyku niż na pochodzące z Polski czy WNP, których ciężki przemysł emituje znaczne ilości dwutlenku siarki. W Szwecji narażonej na działanie dymów z Wielkiej Brytanii, Polski i Niemiec (zwłaszcza z dawnej NRD o przestarzałym przemyśle) uszkodzonych i zniszczonych jest prawie 61% powierzchni leśnych. Nie lepiej usytuowana jest Norwegia.
Na międzynarodową solidarność w tej dziedzinie nie bardzo można liczyć. Ani Wielka Brytania, ani Stany Zjednoczone nie podpisały protokołu konferencji helsińskiej z 1984 r., którego celem było ograniczenie emisji dwutlenku siarki. wielka Brytania, której przemysł - często przestarzały - jest drugim co do wielkości producentem toksycznych gazów, znajduje się w parze dominujących wiatrów zachodnich. Uwalniają ją one od 2/3 zanieczyszczeń (jedynie 36% powierzchni leśnych jest zagrożonych); podobnie uprzywilejowane są Stany Zjednoczone ze względu na wiatry "eksportujące" ich kwaśne deszcze ku kanadyjskim równinom, Atlantykowi i słabo zaludnionym Górom Skalistym

Wszyscy zatem zadają sobie pytanie: jak temu zaradzić? Otóż, jest wiele możliwości. Oto niektóre z nich:
1. Wyższe kominy - 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 energii jądrowej, 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











Przemieszczenia transgraniczne - niechciany import .
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.




Szkodliwe działanie związków siarki i azotu

1.Związki siarki· niszczenie biosfery · korozja metali · wybielanie materiałów · degradacja środowiska 2. Związki azotu· niszczą ekosystem jezior - składniki tzw. "impulsu kwasowego " · inicjują reakcje chemiczne w powietrzu - powstaje ozon i nadtlenek azotu: o uczestniczące w przetwarzaniu dwutlenku siarki w kwas siarkowy VI o niszczące bezpośrednio rośliny
Źródła związków siarki i azotu

SIARKA AZOT
· przemysł np. huty, fabryki - emisja SO2 ok. 100 milionów ton rocznie · przyroda - wulkany, bagna , morza · spalanie wszystkich paliw stałych w elektrowniach · inne procesy przemysłowe, np. spalanie w silnikach spalinowych - samochody, autobusy, ciągniki