Kwaśne opady

Definicja:

Kwaśnymi opadami nazywamy zanieczyszczenia powietrza o kwaśnym odczynie, które mogą pojawić się pod postacią kwaśnego deszczu, jak również kwaśnego śniegu, czy mgły. Popularną nazwą dla całego szeregu ich efektów jest określenie "kwaśne deszcze".

Źródło:

Źródłem tych zjawisk są atmosferyczne zanieczyszczenia, głównie związkami siarki i tlenu (przede wszystkim dwutlenek siarki SO₂, który to jest przyczyną około 60% kwaśnych opadów w Europie), ale także tlenkami azotu NO_x, dwutlenkiem węgla CO₂, siarkowodorem H₂S, czy chlorowodorem HCl.

Powstawanie:

Kwaśne opady powstają wskutek połączenia atmosferycznych kropli wody z wyżej wymienionymi zanieczyszczeniami gazowymi powietrza. Pochodzenie tych zanieczyszczeń jest dwojakie. Mogą mieć one źródła naturalne takie, jak pożary lasów, wybuchy wulkanów, rozkład materii organicznej, erozja skał (około 50% ilości SO₂ i NO_x ma takie właśnie pochodzenie), ale także mogą pojawiać się w wyniku działalności ludzkiej, czyli w efekcie spalania paliw, przemysłowych procesów, komunikacji oraz z gospodarstw domowych.

Kwaśne opady zawierają w sobie zaabsorbowane na kropelkach wody tlenki siarki i azotu oraz produkty ich atmosferycznych reakcji, czyli roztwory kwasów (głównie rozcieńczony roztwór kwasu siarkawego H₂SO₃ oraz bardzo szkodliwego siarkowego H₂SO₄, jak i kwasu azotowego HNO₃).

Kwasowość roztworu:

Zależy ona od zawartości jonów wodorowych. Liczba pH to wielkość charakteryzująca odczyn roztworu, to znaczy stężenie obecnych jonów H⁺. Dla roztworów wodnych pH ma granice od 0 do 14. Jeśli chodzi o roztwory kwaśne, ich pH jest niższe od 7. Kwasowość opadu zależy od liczby trujących gazów zawartych w powietrzu. Przykładowo w sytuacji, gdy deszcz pojawia się po stosunkowo długim czasie z pogodą bezwietrzną i bezdeszczową, kiedy warunki sprzyjają pojawieniu się warstwy smogu, wtedy pH może wynieść nawet 3, czyli stężenie kwasu jest bardzo duże, zwłaszcza, jeśli dodatkowo w danym miejscu jest mgliście. W ekstremalnych sytuacjach pH opadu może osiągnąć 1,5, co równa się stężeniu soków trawiennych ludzkiego żołądka, które bez problemu rozpuszczają pokarm.

Tymczasem pH w okolicy 5,6 jest naturalne dla deszczu, czyli jest on lekko kwaśny, a to z powodu dwutlenku węgla CO₂ zawartego w powietrzu, który wraz z kroplami wody daje kwas węglowy. Opad atmosferyczny uznaje się za kwaśny, jeśli wartość jego pH wynosi mniej niż 5,6. W Polsce w Sudetach notuje się najwyższy poziom kwaśnych opadów, gdzie sporadycznie nawet zarejestrowano deszcze o pH poniżej 3,0.

Przemieszczanie się:

Wśród zanieczyszczenia powietrza możemy wyróżnić dwa ich rodzaje- mokrą i suchą depozycję. Sucha depozycja to przedostanie się żrących substancji do gleby bez obecności wody, czyli jako gaz, bądź pył. Mokra depozycja natomiast polega na przeniesieniu kwaśnych substancji poprzez deszcz, rosę, czy śnieg. Jeśli chodzi o zasięg, to w pobliżu źródła zanieczyszczeń występuje ich sucha depozycja, natomiast mokra może przemieścić się nawet na odległość ponad 1000 kilometrów od miejsca powstania. Z tego powodu kwaśne opady często pojawiają się w krajach nie odpowiedzialnych bezpośrednio za ich powstanie. Wiatr może przenieść szkodliwe gazy na odległość wielu kilometrów (setek, a nawet tysięcy) od ich źródła, wywołując niebezpieczne kwaśne opady w wydawałoby się wolnym od ekologicznego zagrożenia rejonie.

Skutki:

Za powstawanie kwaśnych opadów są odpowiedzialne głównie Europa i Stany Zjednoczone, jednakże skutki można zaobserwować w wielu rejonach świata pod postacią obumierających lub już martwych lasów. Bardzo wyraźnie da się zauważyć skutki kwaśnych opadów na górskich zboczach, ponieważ tam dolna warstwa kwaśnych chmur i roślinność stykają się. Początkową fazą procesu obumierania lasu jest opad liści, bądź igieł zaatakowanych przez przenoszone w kwaśnym deszczu substancje. Następnie całą roślinę atakuje chorobę. W Polsce skutki kwaśnych opadów są widoczne m.in. w karkonoskich lasach oraz Górach Izerskich w Sudetach.

Śmierć milionów ryb (głównie pstrągów i łososi) i różnych gatunków mikroorganizmów w skandynawskich jeziorach to kolejny przykład zniszczeń powodowanych kwaśnymi deszczami. Podejmuje się tam próby odratowania zakwaszonych jezior poprzez rozpylanie przy użyciu helikopterów neutralizującego kwas wapna.

Kwaśne opady również zakwaszają glebę, w której dochodzi do uwalniania toksycznego glinu zatruwającego korzenie, przez co wymywane są substancje odżywcze w rośliny.

Podsumowując wpływ kwaśnych opadów na organizmy żywe, można powiedzieć, iż działają niszcząco zarówno na florę, jak i faunę, czy człowieka, powodując wiele chorób, m.in. układu oddechowego. Do ciężkich chorób krążenia i układu oddechowego, nawet w skrajnych przypadkach do śmierci, może przyczynić się, powstający w sytuacji dużego natężenia dwutlenkiem siarki i węgla oraz pyłami węglowymi przy powietrzu wilgotnym, smog.

Jednakże pod wpływem zakwaszonych opadów niszczeją również budynki, czy pomniki, które wykonane są z zawierającego wapno kamienia. Ono neutralizuje kwaśne opady, jednakże samo się zużywa. Smutno więc kończą historyczne zabytki, które tysiące lat przetrwały, by teraz ulec erozji. Również współczesne budynki niszczeją, ponieważ beton się kruszy, rdzewieją stalowe pręty wskutek kwaśnych deszczy. Nie oszczędzają one też tworzyw sztucznych. W Europie ogromne sumy przeznaczane są na remont uszkodzonych wskutek skażeń środowiska budynków.

Podsumowanie:

Ani przyroda, ani budynki, ani sam człowiek nie zostają oszczędzone wobec działania kwaśnych opadów. Ponadto proces ten nie zna granic międzypaństwowych, więc jest to problem ogólnoświatowy. Z uwagi na to, że najwięcej zanieczyszczeń powietrza pochodzi z przemysłu, elektrowni i spalinowych pojazdów, należy się postarać ograniczyć ich emisję. Rozwiązaniem może być oszczędna gospodarka energią, stosownie najlepszych technik oczyszczania i spalania, używanie filtrów i katalizatorów. Należy pamiętać o tym, że działania tylko jednego kraju nie przyniosą wymiernego skutku, międzynarodowa współpraca jest niezbędna.