Dodaj do listy

Kwaśne deszcze - czym są i co powodują

Zjawisko kwaśnych opadów jest przyczyną degradacji wód. Tlenek siarki (IV) i tlenki azotu emitowane do atmosfery stanowią  gazowe zanieczyszczenia powietrza. Źródłem tych zanieczyszczeń są zarówno procesy naturalne (wybuchy wulkanów, wyładowania atmosferyczne, pożary) jak i procesy będące wynikiem działalności człowieka (ze spalania paliw zasiarczonych, czyli z elektrowni, elektrociepłowni, ze spalin powstających w wyniku spalania zasiarczonych paliw - węgla brunatnego i kamiennego, przemysłu, silników samochodowych.) Wprowadzone do atmosfery, np. tlenki siarki czy tlenki azotu pod wpływem pary wodnej zawartej w powietrzu, mgły czy deszczu tworzą kwasy, które opadają na ziemię razem z deszczem jako tzw. kwaśne opady. Powodują one między innymi zakwaszenie wód powierzchniowych, jony NO3- gromadzą się w wodach i powodują zakwity glonów, natomiast jony SO42- są mobilne i powodują odpływ Ca2+ i Mg2+ z wód i kompleksu sorpcyjnego gleby, dając w efekcie zwiększenie ilości H+ i Al3+.  Kwaśne deszcze powodują w konsekwencji zakwaszenie wód w zbiornikach wodnych, co niekorzystnie wpływa na florę i faunę. W wodzie o pH około 5,4 przestają się rozmnażać ryby. Nadmierne zakwaszenie wód jezior skutkuje w końcowym etapie nawet zamieraniem w nich życia organicznego. Kwaśne deszcze są niewątpliwą przyczyną licznych chorób układu oddechowego. Takim bezpośrednim zagrożeniem dla nas są przedostające się do atmosfery aerozole kwasu siarkowego - H2SO4 - które stanowią przyczynę pojawiania się rozmaitych schorzeń układu oddechowego.

Problem zakwaszenia wód występuje w wielu krajach. W Szwecji na 85000 jezior aż 16000 jest zakwaszonych, a w 5000 całkowicie wyginęły ryby. Jedną z metod niwelowania nadmiernego zakwaszenia wód jest np. wapnowanie zbiorników wodnych.

CaO + H2O → Ca2+ + 2OH-

H+ + OH- → H2O

Kwaśne deszcze niszczą rośliny, uszkadzają ich korzenie i uniemożliwiają prawidłowy wzrost. Osłabiają odporność drzew na szkodniki Szkodniki organizmy mające niekorzystny wpływ na organizm i życie człowieka, będące dla niego szkodliwe lub uciążliwe, mogące niszczyć wytwory jego gospodarki. Szkodnikami są zarówno rośliny - chwasty,... Czytaj dalej Słownik biologiczny i choroby, co jest przyczyną masowego usychania lasów w bardziej zanieczyszczonych rejonach Polski (np. w Sudetach) lub świata (w Niemczech). Nierzadko opady kwaśnego deszczu trafiają na obszary znacznie oddalone od źródeł zanieczyszczeń atmosfery. Szczególnie narażone na zniszczenie przez kwaśne opady są lasy iglaste. W lasach sosna pospolita, należąca do roślin bardzo wrażliwych, nie może egzystować już przy stężeniach 0,1 ppm SO2 w powietrzu. Powodują szybkie wietrzenie piaskowców i niszczenie budowli i konstrukcji metalowych. Przykładem jest węglan wapnia, wchodzący w reakcje z pochodzącym z kwaśnych opadów kwasem siarkowym (VI), w wyniku czego powstaje cząsteczka gipsu lepiej rozpuszczalnego w wodzie i o znacznie większej objętości od CaCO3. Kwaśne opady to nie tylko zagrożenie dla ekosystemu Ziemi, lecz również dla budowli, w tym zabytków stanowiących dziedzictwo naszej kultury. W ten właśnie sposób niszczeją zabytki kultury, starsze i nowe budowle. Wspaniałe pomniki architektury ulegają przyspieszonemu zniszczeniu na skutek korozyjnego działania kwaśnego deszczu na kamienie budowlane: wapień, marmur, piaskowiec.

Bezpośrednią przyczyną powstawania kwaśnych gleb jest samo rolnictwo, a dokładniej nieprzestrzeganie zasad praktyki rolniczej. Główne czynniki powodujące zakwaszenie gleb to:

  • niewłaściwe nawożenie
  • nadużywanie środków chemicznych
  • źle przeprowadzona melioracja

Spośród nich największy wpływ wywiera niezaprzeczalnie stosowanie nawozów sztucznych, które zawierają kwasy organiczne, jak np. kwas azotowy. Spowodowane przez to obniżenie pH środowiska gleby niesie ze sobą liczne, groźne w skutkach konsekwencje, jak np. bardzo niebezpieczne uwalnianie do gleby metali,  pochodzących z  mineralnych i organicznych składników gleb, te z kolei szybko mogą zostać przyswojone przez rośliny. Dodatkowo zbyt duże stężanie metali prowadzi do nieodwracalnych zmian struktury gleby i powoduje przenikanie do wód podziemnych. Najwyraźniej ukazuje się to w przypadku przenawożenia nawozami azotowymi; jak pokazują badania rośliny potrzebują i wyzyskują jedynie 50 proc. wprowadzanego nawozu, pozostała ilość zostaje w ziemi prowadząc do nieodwracalnego skażenia roślin, gleby, wód powierzchniowych i gruntowych.

Kwaśne opady – reakcje stanowiące ogólny schemat powstawania kwaśnych zanieczyszczeń powietrza:

gaz (tlenki siarki, azotu, węgla) + woda → kwas

SO2 + H2O → H2SO3  kwas siarkowy (IV)

SO3 + H2O → H2SO4   kwas siarkowy (VI)

NxOy + H2O → HNO3 kwas azotowy Azotowy kwas chem. - mocny kwas, żrąca ciecz, stosowana w produkcji nawozów sztucznych, barwników, materiałów wybuchowych i preparatów farmaceutycznych.
Czytaj dalej Słownik wyrazów obcych
(V)

CO2 + H2O → H2CO3  kwas węglowy

Ochrona przed kwaśnymi deszczami

-  budowanie instalacji wyłapujących tlenki siarki i azotu ze spalin emitowanych do atmosfery - ograniczanie spalania paliw zawierających siarkę i jej związki, głównie węgla brunatnego i kamiennego.

Spośród elementów kwaśnych deszczy bezpośrednio działające na człowieka i jednocześnie  najbardziej szkodliwe są jony metali ciężkich i azotanowce. Metale łączą się z grupami tiolowymi białek, co powoduje zapadanie na groźne choroby, np.

Pb - schizofrenia i pewne nowotwory,

Cd - zanik mięśni, nadciśnienie i nowotwory gruczołów rozrodczych,

Ni, Cr i Co - nowotwory,

Cu – trwałe uszkodzenie wątroby i  nerek oraz naczyń włosowatych,

Zn - leukocytoza, kaszel, uczucie wyczerpania.

Azotany(III) powodują ryzyko zachorowań na methemoglobinemię, prowadzą do porażenia obwodowych naczyń krwionośnych i powodują spadek ciśnienia tętniczego krwi.

Zatrucia kwaśnymi deszczami pojawiają się drogą oddechową i przez skórę. Wielce niebezpieczne są zatrucia przez drogę oddechową, gdyż większe cząsteczki trujących pierwiastków zatrzymują się w górnych drogach oddechowych, przedostają się dalej przez powierzchnię pęcherzyków płucnych, następnie bezpośrednio trafiają do krwi, nie przechodząc przez  wątrobę, gdzie mógłby zadziałać na nie mechanizm detoksykacji. Substancje szkodliwe stałe ulegają procesowi - fagocytozie i tak samo bezpośrednio przenikają do krwiobiegu krwi.

Omówiony problem to wielkie wyzwanie dla wszystkich ludzi, zarówno tych zajmujących się  wielkim przemysłem, jak i dla nas wszystkich. Trzeba pamiętać, że ochrona przyrody, to przede wszystkim obowiązek całego społeczeństwa. Zapobieganie opadów kwaśnych deszczy powinno mieć oddźwięk międzynarodowy, jako że często kwaśne opady deszczowe trafiają na obszary znacznie dalekie od źródeł zanieczyszczeń atmosfery.