Dodaj do listy

Kwaśne deszcze

  • Wprowadzenie:

Woda jest substancją niezbędna do życia każdemu żywemu organizmowi. Bez niej nie mogłoby istnieć życie na naszej planecie. Ten związek chemiczny jest środowiskiem, w którym przebiegają różnorodne procesy fizyczne i chemiczne, w tym także te związane z życiem. Woda jest jednym z najważniejszych i niezbędnych do życia składników naszego organizmu. Bardziej zgubny dla człowieka jest tylko brak tlenu. Woda na ziemi znajduje się w obiegu zamkniętym. Cywilizacja zakłóca obieg wody zarówno przez ścieki jak i opady atmosferyczne. Symbolem skażenia środowiska w ostatnim czasie są tak zwane kwaśne deszcze.

Reakcje tlenków azotu, siarki i węgla z wodą atmosferyczna prowadzą do powstania kwaśnych deszczy. Kwaśne deszcze są potoczną nazwą całego zakresu zjawisk powstających w wyniku reakcji niektórych zanieczyszczeń powietrza z wodą, która następnie opada na ziemię w postaci deszczu, śniegu, gradu lub mgły. Głównymi zanieczyszczeniami powietrza powodującymi kwaśne deszcze są tlenki siarki i azotu. Na przykład dwutlenek siarki w procesie uwodnienia tworzy kwas siarkowy(IV), który w reakcji z tlenem atmosferycznym powoli przechodzi w bardzo mocny kwas siarkowy(VI). Mgła zawierająca ten kwas, mimo dużego rozcieńczenia, nie jest obojętna dla naturalnego środowiska, zarówno organicznego jak i nieorganicznego. Zjawisko kwaśnych deszczy pojawiło się wraz z niekontrolowanym uprzemysłowieniem większości krajów. Głównym źródłem zanieczyszczeń są spaliny. Kwaśne deszcze wywierają bardzo szkodliwy wpływ na florę i faunę i powodują zanikanie niektórych gatunków roślin i zwierząt. Stwierdzono na przykład, że przy pH równym 5,4 ustaje reprodukcja Reprodukcja rozmnażanie - wytwarzanie nowych osobników przez organizmy rodzicielskie. Jest jedną z podstawowych cech wszystkich organizmów żywych, zapewnia ciągłość istnienia gatunku. Wyróżnia się dwa zasadnicze... Czytaj dalej Słownik biologiczny wszystkich ryb. Również zakwaszenie gleb powoduje, że z glinokrzemianów uwalniają się toksyczne związki glinu. Niekorzystnym zmianom można doraźnie przeciwdziałać wapnując glebę i zbiorniki wodne. Zapobieganie długofalowe wiąże się z rezygnacją z konwencjonalnych źródeł energii, takich jak węgle kopalne i ropa naftowa. Zwłaszcza niektóre rodzaje węgli kopalnych zawierają duże ilości siarki, która podczas spalania przechodzi w tlenek siarki(IV). Natomiast silniki spalinowe w wyniku iskrzenia świec wytwarzają duże ilości tlenków azotu, które są bezwodnikami, między innymi mocnego kwasu azotowego(V). Może w przyszłości powstaną takie technologie, które umożliwią wychwytywanie i spożytkowanie wszystkich bezwodników kwasowych.

  • Powstanie kwaśnych deszczy:

Kwaśne opady tworzą się przede wszystkim na obszarach, które są narażone na długotrwałą emisję dwutlenku siarki i tlenków azotu.

Tlenek siarki(IV), SO2, to bezbarwny, trujący gaz, który posiada duszący zapach. Ze względu na duży ciężar właściwy, gaz ten powoli rozprzestrzenia się w atmosferze. Dwutlenek siarki utrzymuje się w powietrzu przez 2 do 4 dni i w tym czasie może się przemieścić na bardzo duże odległości. W powietrzu SO2, utlenia się do SO3 (tlenek siarki(VI)), a ten z kolei łatwo reaguje z wodą (dokładniej mówiąc z parą wodną zawartą w powietrzu) tworząc kwas siarkowy(VI), który ma wzór sumaryczny H2SO4 i jest to jeden ze składników kwaśnych deszczów. Proces ten można przedstawić za pomocą równania reakcji:

SO21/2 O2 => SO3 +H2O+ H2SO4

W atmosferze znajduje się bardzo wiele związków azotu. Są to: tlenek azotu (NO), dwutlenek azotu (NO2), podtlenek azotu (N2O), nadtlenek azotu (NO3), trójtlenek azotu (N2O3, pięciotlenek azotu (N2O5), amoniak (NH3) oraz kwasy: azotowy(III) HNO2 i kwas azotowy(V) HNO3. Wiele z nich, głównie tlenki azotu, to naturalnymi składnikami atmosfery, tworzącymi się w procesie na przykład wybuchów wulkanów. W niewielkich ilościach nie są substancjami o działaniu toksycznym, jednak ich nadmierne ilości powstające w czasie procesów produkcyjnych (obróbki wysokotermicznej, w komorach paleniskowych w elektrowni) oraz w silnikach spalinowych powoduje, że stają się one niebezpiecznymi zanieczyszczeniami atmosfery. Szczególnie groźny jest bezbarwny i bezwonny tlenek azotu oraz brunatny o duszącej woni dwutlenek azotu. Mogą się one kolejno utleniać do pięciotlenku azotu, który w obecności pary wodnej tworzy kwas azotowy(V) o wzorze HNO3, stanowiący jeden ze składników kwaśnych deszczy.

Niecałkowite spalanie związków zawierających węgiel prowadzi do powstawania tlenku węgla(II). Tlenek ten powstaje przede wszystkim ze spalin silników samochodowych, w przemyśle metalurgicznym, materiałów budowlanych oraz elektromaszynowym. Wytwarzają go także elektrownie, elektrociepłownie, paleniska domowe, koksownie oraz gazownie. Gaz ten jest bardzo trujący. Łatwo rozprzestrzenia się on w atmosferze. Jest on szczególnie niebezpieczny, ponieważ jest to substancja bez smaku, zapachu i barwy.

Opisane wyżej tlenki mogą pochodzić zarówno ze źródeł naturalnych (na przykład czynne wulkany), jak i sztucznych spaliny, tworzące się na skutek spalania zasiarczonych paliw. Kwaśne opady to takie, których pH jest mniejsze od 5,6. Średnie roczne wartości pH opadów w Polsce wynoszą około 4,26. pH jest to wielkość, która charakteryzuje odczyn roztworu. Roztwory obojętne, na przykład woda destylowana, mają pH równe 7. Roztwory kwaśne mają pH mniejsze niż 7, natomiast zasadowe - większe niż 7.

Na świecie około 50% dwutlenku siarki i tlenków azotu pochodzi ze źródeł naturalnych. Dwutlenek siarki pochodzi ze spalania zasiarczonych paliw, a także jest produktem przetwarzania ropy naftowej, produkowania pulpy drzewnej, itp.. Tlenki azotu tworzą się natomiast na skutek spalania węgla i ropy naftowej, powstają także wskutek utleniania w wysokich temperaturach diazotu (N2), który jest zawarty o w powietrzu oraz azotu znajdującego się w paliwie. Duże ich ilości powstają także w procesach wysokotemperaturowych, które wykorzystują tlen (na przykład w procesie produkowania stali) i w trakcie produkcji związków chemicznych, w skład których wchodzi azot (na przykład nawozów azotowych). Aby zapobiec znacznej koncentracji zanieczyszczeń w miejscu emisji, stosuje się wysokie i szerokie kominy. Zastosowanie takich komin sprzyja jednak przenoszeniu zanieczyszczeń na znaczne odległości, bardzo często poza granice danego państwa.

Drogą prowadzącą do rozwiązania problemu jest zaprzestanie, a przynajmniej poważne ograniczenie, emisji zanieczyszczeń np. poprzez promocje alternatywnych źródeł energii, zachęty finansowe dla zakładów dbających o ochronę środowiska.

  • Skutki kwaśnych deszczy:

Kwaśne deszcze powodują uszkodzenie liści oraz igieł drzew znajdujących się na terenach narażonych na długotrwałe występowanie kwaśnych deszczy. Uszkodzenie liści powoduje nadmierne parowanie wody, a także zakłócenia w przebiegu fotosyntezy (kwasy powodują rozpad chlorofilu - barwnika koniecznego do prawidłowego przebiegu fotosyntezy), co skutkuje zmniejszeniem odporności roślin na panujące warunki klimatyczne. Poza zewnętrznymi skutkami w roślinach tych zostają również naruszony wewnętrzny system tkanek, co odbija ma skutek w zaburzeniach systemu odżywiania i w bilansie wodnym. Ponadto dochodzi także do zakwaszenia gleb, co zmniejsza dostępność substancji odżywczych oraz powoduje zwiększenie zawartości substancji szkodliwych, takich jak glin. Zakwaszona gleba Gleba najbardziej zewnętrzna, zwietrzała część litosfery składająca się z luźnych cząstek organicznych i mineralnych, powietrza oraz wilgoci. Pod wpływem żyjących w niej i na niej organizmów w... Czytaj dalej Słownik biologiczny prowadzi do uszkodzenia systemu korzeniowego i zabicie grzybów symbiotycznych. Rośliny, które mają zmniejszoną odporność są bardziej narażone na atak szkodników. Zmieniona roślinność z kolei powoduje zmiany w populacji zwierząt, które zamieszkują dany teren.

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 mają również niekorzystny wpływ na zbiorniki wodne i znajdujące się w nich organizmy. Mogą one się dostawać do wody na dwa sposoby. Pierwszy z nich to bezpośrednie opady deszczy, a drugi to wnikanie szkodliwych substancji pochodzących z zakwaszonych gleb do zbiorników wodnych. Kwaśne deszcze powodują śmierć mikroorganizmów znajdujących się w rzekach i jeziorach.

Rozprzestrzenianie się kwaśnych deszczy na duże odległości powoduje, że zagrożone są nawet bardzo dalekie i dzikie zakątki świata. Zagrożenie dotyczy nawet gór, które ze względu na swoją wysokość powinny być chronione.

Miastami, w których stężenie dwutlenku siarki jest największe są: Mediolan (stężenie SO2 wynosi 190mg/m3), Seul (150 mg/m3), Rio (114 mg/m3), Paryż (83 mg/m3), Madryt Madryt stolica Hiszpanii znajdująca się w środkowej części kraju. Liczy 3 mln mieszkańców.
Czytaj dalej Słownik geograficzny
(71 mg/m3), Frankfurt (67 mg/m3), Glasgow (62 mg/m3), Zagrzeb(60 mg/m3), Bruksela(59 mg/m3), Londyn(55 mg/m3) i Nowy Jork (55 mg/m3). Dziś Polska Polska Rzeczpospolita Polska. Państwo położone w środkowej Europie nad Morzem Bałtyckim. Powierzchnia 312 685 km2. Liczba ludności 38 641 tys. (2001 r.). Stolica Warszawa. Język urzędowy polski. Jednostka... Czytaj dalej Słownik geograficzny należy do krajów o najsilniej znacznie zanieczyszczonym środowisku. Wiele czynników gospodarczych, społecznych, a zwłaszcza politycznych spowodowało, że do końca lat 80 XX wieku stan środowiska systematycznie się pogarszał. Zanieczyszczenie środowiska stało się czynnikiem ograniczającym możliwości dalszego rozwoju. Główne źródło zanieczyszczenia stanowi przemysł, a poza tym transport, rolnictwo Rolnictwo dział gospodarki narodowej, który zajmuje się uprawą roślin i chowem zwierząt w celu pozyskania żywności oraz surowców dla przemysłu.
Rolnictwo w szerszym znaczeniu obejmuje również sadownictwo, rybołówstwo...
Czytaj dalej Słownik geograficzny
i gospodarka komunalna. W wyniku działalności gospodarczej powietrze atmosferyczne jest zanieczyszczane pyłami i gazami. Zarówno pyły jak i gazy oddziałują negatywnie na rośliny, zwierzęta oraz na zdrowie Zdrowie stan pełnej sprawności fizycznej, psychicznej i społecznej. Z fizjologicznego punktu widzenia zdrowie jest to pełna zdolność organizmu do utrzymania równowagi między nim i środowiskiem zewnętrznym,... Czytaj dalej Słownik biologiczny człowieka. Polska zajmuje trzecie miejsce na świecie w zanieczyszczeniu powietrza. Nadmierne zanieczyszczenie powietrza atmosferycznego występuje na 20% powierzchni Polski. Przestrzenny rozkład emisji zanieczyszczeń jest bardzo nierównomierny, największy poziom osiąga ona na obszarach dużych aglomeracji miejskich oraz głównych okręgach przemysłowych. Zdecydowanie najgorsza sytuacja występuje w województwie śląskim. Głównymi źródłami zagrożeń są zakłady przemysłowe. Od wielu lat są przekraczane wartości dopuszczalnych stężeń wszystkich ważniejszych zanieczyszczeń atmosfery, w tym metali ciężkich, tlenku węgla i węglowodorów. Na obszarach zurbanizowanych, zwłaszcza przy ruchliwych ulicach miejskich występuje podwyższone w stosunku do poziomu dopuszczalnego zapylenie Zapylenie przeniesienie pyłku na znamię słupka u roślin okrytonasiennych lub na zalążek u nagonasiennych. Zapylenie odbywa się przy udziale wiatru, owadów, ptaków i rzadziej wody. Po zapyleniu następuje proces... Czytaj dalej Słownik biologiczny oraz stężenie szkodliwych gazów.

Kwaśne deszcze mają wpływ nie tylko na roślinność, ale także przyspieszają niszczenie budynków. Poza tym zanieczyszczenia oddziałują szkodliwie na tworzywa sztuczne, witraże, a nawet na metale, powodując ich korozję. Zniszczeniu ulegają obrazy, litografie i sitodruki w galeriach sztuki, muzeach i bibliotekach. Najbardziej narażone na niszczenie są posągi i rzeźby wykonane z mosiądzu lub brązu. Kwas siarkowy lub azotowy Azotowy kwas chem. - mocny kwas, żrąca ciecz, stosowana w produkcji nawozów sztucznych, barwników, materiałów wybuchowych i preparatów farmaceutycznych.
Czytaj dalej Słownik wyrazów obcych
reaguje bardzo dobrze z tymi stopami. Efektem jest powolne, lecz narastające z czasem "ubywanie" tych przedmiotów. Biblioteka Brytyjska wydała milionów funtów na nowe instalacje klimatyczne, aby zabezpieczyć zbiory przed szkodliwymi zanieczyszczeniami; wymiary pomnika Abrahama Lincolna stojącego nieopodal lotniska Waszyngtona od 1922 r. w ciągu 60 lat zmniejszyły się o 8 mm z każdej strony. Na całym świecie - od ratusza w Schenectady w stanie Nowy Jork po słynne gmachy Wenecji, stare budowle są opłukiwane i zżerane przez kwaśne deszcze.

Duże stężenia tlenku siarki(IV), dwutlenku węgla i pyłu węglowego w powietrzu o dużej wilgotności powodują powstawanie smogu. Smog przyczynia się do występowania chorób układu oddechowego, układu krążenia i mogą one spowodować nawet śmierć. Zakwaszenie wody pitnej powoduje zwiększenie zawartości metali ciężkich, które powodują wiele chorób. Na przykład glin powoduje uszkodzenie mózgu oraz kości, kadm wpływa niekorzystnie na układ wydalniczy, natomiast ołów uszkadza układ nerwowy. Woda pitna zawierająca kwasy powoduje również niszczenie instalacji kanalizacyjnych. Powoduje to zwiększenie wydatków związanych z naprawą.

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. Aby zmniejszyć zanieczyszczenia należy wprowadzić nowe technologie, które usuną lub zmniejsza emisję szkodliwych substancji do atmosfery. Konieczne jest także zamontowanie skutecznych urządzeń oczyszczających na wszelkich źródłach zanieczyszczeń. Całkowite zaprzestanie emisji szkodliwych substancji zapewne nigdy nie będzie możliwe. Należy jednak dołożyć wszelkich starań, aby zredukować ilość szkodliwych związków emitowanych do atmosfery, ponieważ problem ten nie jest już problemem lokalnym, ale stała się problemem międzynarodowym.