W ostatnich latach wiele osób spotkało się lub przynajmniej słyszało o takim zjawisku jak kwaśny deszcz.
Takie zjawisko atmosferyczne występuje z powodu zanieczyszczenia atmosfery i wody różnymi zanieczyszczeniami spowodowanymi przez człowieka. Pierwszy odnotowany kwaśny deszcz spadł w 1872 roku.
Obszary podatne na działanie kwasów
W ostatnim stuleciu, zwłaszcza w jego ostatnich dziesięcioleciach, zjawisko to nie było już czymś bardzo niezwykłym. Gdzie powstaje kwaśny deszcz? Takie deszcze (a pojęcie to obejmuje również kwaśny grad i ten sam śnieg) spadają ze względną regularnością w Europie, Rosji i USA.
Ekolodzy opracowali mapę, która szczegółowo pokazuje każdy obszar narażony na tak niebezpieczne zjawiska.
Na terenie większości podmiotów Federacji Rosyjskiej opady siarki i azotu azotanowego ze źródeł własnych nie przekraczają 25% ich sumy opadów. Udział własnych źródeł siarki przekracza ten próg w obwodach murmańskim (70%), swierdłowskim (64%), czelabińskim (50%), tulskim i riazańskim (40%) oraz na terenie krasnojarskim (43%).
Na europejskim terytorium Rosji tylko 34 procent złóż siarki ma pochodzenie rosyjskie. Z pozostałych 39 procent pochodzi z krajów europejskich, a 27 procent z innych źródeł. Jednocześnie w transgranicznym zakwaszeniu środowiska przyrodniczego największy wkład wnoszą kraje sąsiednie: Ukraina, Polska, Niemcy, Białoruś i Estonia.
Co to jest kwaśny deszcz
Normalna wartość to 5,6. Jeśli gazy wchodzą w interakcję z wodą, wskaźnik spada do 1-4. To powoduje śmierć mikroorganizmów. Umierają również komórki bardziej złożonych organizmów.
Uznaje się, że kwaśne deszcze są globalnym problemem środowiskowym. Jeżdżą coraz częściej. Nie może to nie budzić niepokoju zarówno społeczności naukowej, jak i opinii publicznej. Opad toksycznych opadów wpływa niekorzystnie na florę i faunę wszystkich krajów.
Ludzie również cierpią z tego powodu. Czasami wystarczy wystawić się na kwaśne deszcze i zachorować na płuca lub serce.
Jak już wspomniano, kwasy mogą być obecne nie tylko w deszczu, ale także w śniegu, w gradzie. Co więcej, mogą być nawet we mgle. Jednocześnie im wyższe stężenie zanieczyszczeń w wilgoci, tym więcej szkód wyrządza.
Najczęściej wymagane są testy laboratoryjne w celu wykrycia kwasu w wilgoci atmosferycznej. Ale czasami świadczy o tym uczucie pieczenia, które pojawia się u osoby podczas oddychania, a nawet na skórze. W wielu przypadkach takie opady mają kwaśny zapach. Zmiana koloru wody jest również oznaką zanieczyszczenia. Jeśli w takich warunkach być na otwartej przestrzeni, to wszystko może się skończyć nawet poparzeniem kwasem.
Kwaśny deszcz to rozcieńczony kwas. Z tego powodu powietrze i gleba (przede wszystkim żyzna warstwa) są nasycone toksynami. Z powodu kwasu giną zwierzęta i rośliny, niszczą się minerały, produkty spożywcze stają się po prostu trujące.
Odrodzenie dotkniętego obszaru trwa już od dłuższego czasu. Kwas, wnikając do gleby, stopniowo opada w głąb, zanieczyszczając wody gruntowe.
Przyczyny wytrącania kwasu
Jest uważany za normę, gdy w opadach występuje słaby kwas węglowy. Jest to uznawane za stan naturalny. Faktem jest, że w powietrzu zawsze jest dwutlenek węgla, a kwas ten powstaje, gdy wchodzi w interakcję z wilgocią. W podobny sposób powstają nienormalne opady. Ale jednocześnie wilgoć wchodzi w interakcje z innymi lotnymi związkami. W rezultacie chmury są nasycone kwasem siarkowym lub azotowym. Jednocześnie im bardziej powietrze jest zanieczyszczone związkami siarki lub po prostu siarką lub związkami azotu, tym większe jest stężenie kwasu w opadach.
Wśród przyczyn nieprawidłowych opadów są:
- Erupcje wulkanów uwalniają do atmosfery popiół i różne gazy. Są to tlenki siarki i siarczany oraz substancje siarkowodoru.
- Podczas rozkładu pozostałości organicznych zarówno zwierzęta, jak i rośliny, związki siarki i azotu dostają się do atmosfery.
- Wyładowania atmosferyczne powodują również naturalne zanieczyszczenie atmosfery. Uznaje się, że rocznie z powodu wyładowań atmosferycznych ilość powstających kwasów dochodzi do ośmiu milionów ton.
Obecnie zanieczyszczenie powietrza wynika głównie nie z czynników naturalnych, ale z działalności człowieka. Społeczność naukowa zdaje sobie sprawę, że wpływ antropogeniczny w tym zakresie wynosi obecnie od 89 do 92%. Zanieczyszczenie powietrza spowodowane jest:
- emisje z przedsiębiorstw działających w branży inżynierii mechanicznej i metalurgii, elektrociepłowni;
- podczas spalania węgla, produktów naftowych, gazu, drewna opałowego;
- ze względu na wydzielanie się metanu, który występuje na polach upraw zbóż;
- ze względu na stosowanie nawozów zawierających azot, a także traktowanie upraw pestycydami;
- w górnictwie, zwłaszcza w górnictwie odkrywkowym;
- freony uwalniane do atmosfery z uszkodzonych lodówek;
- przy stosowaniu aerozoli zawierających chlorowodór.
Jak powstaje kwaśny deszcz
Mechanizm powstawania strącania kwasu można w prosty sposób wyjaśnić wzorami chemicznymi. Istotną rolę w powstawaniu kwaśnych opadów odgrywają emisje szkodliwych substancji, które powstają podczas funkcjonowania zakładów górniczych i przetwórczych. Emisje te zawierają do 65% siarki i jej związków. Rozpuszczają się w wilgoci.
Deszcz siarki
Kiedy dwutlenek siarki dostaje się do atmosfery, zachodzi reakcja zwana utlenianiem fotochemicznym, w której powstaje bezwodnik siarkowy. Kolejną reakcją jest jej interakcja z parą wodną, w wyniku której powstaje kwas siarkowy. Ale na tym proces się nie kończy. Oddziaływanie tego związku z wodą trwa nadal, a kwas ten przekształca się w kwas siarkowy.
Deszcz azotowy
Połowa kwaśnych deszczów to azot. W tym przypadku tworzenie się wody deszczowej następuje z powodu związków zawierających azot. Rozpuszczając się w parze, zamieniają się w kwas azotowy lub azotowy. Kiedy taki deszcz spada na ziemię, w glebie zachodzi reakcja chemiczna. Powoduje to powstawanie azotanów i azotynów.
Słony deszcz
Zdarza się, że pod wpływem związków zawierających chlor powstają słone deszcze. Gaz ten znajduje się w powietrzu w tym samym czasie co metan. Dzieje się tak podczas emisji z wielu przedsiębiorstw przemysłowych oraz podczas spalania śmieci.
Oprócz tych substancji do atmosfery przedostają się również związki wysoce toksyczne. Sprawcami są również przedsiębiorstwa przemysłowe. Do jego udziału przyczynia się również parowanie, które zachodzi podczas rozkładu odpadów z gospodarstw domowych.
Konsekwencje kwaśnego deszczu
Kwaśne deszcze mogą zaszkodzić całym regionom. Czas całkowitego rozkładu toksycznych związków, które dostały się do gleby lub wody, sięga 15 lat. Jaką szkodę wyrządza roślinom kwaśne deszcze? W glebie substancje te niszczą wszystko, czego potrzebują rośliny. Powoduje to uwalnianie soli metali, takich jak ołów, aluminium i rtęć. Na takiej glebie rośliny po prostu nie mogą istnieć. Jeśli w deszczu występuje silnie stężony kwas, giną dojrzałe rośliny i nasiona. Jednocześnie niektóre toksyczne związki zatruwają powietrze.
Problemy globalne
Pod wpływem kwaśnych deszczy pojawiają się takie globalne problemy środowiskowe:
- Struktura zmian wody. Jej sztywność wzrasta, woda jest nasycona toksynami i kwasami. Kwaśny deszcz jest najbardziej niebezpieczny dla flory i fauny. w rezultacie giną zwierzęta i rośliny. Zdarza się, że po takich deszczach zawartość metali ciężkich w wodzie jest 8 razy wyższa niż maksymalne dopuszczalne normy.
- Z powodu uszkodzenia liści i systemu korzeniowego rośliny umierają. Konsekwencją jest śmierć roślinożerców, co zmusza drapieżne zwierzęta do przemieszczania się na inne terytoria. Oznacza to, że łańcuchy pokarmowe są zerwane.
- Zanieczyszczona wierzchnia warstwa gleby z powodu wiatru nadal zanieczyszcza powietrze. Wiatr przenosi trujący pył na znaczne odległości, zatruwając tam również przyrodę.
Wpływ na osobę
Kwaśny deszcz ma również negatywny wpływ na ludzi. Wchodząc w interakcje z wieloma materiałami budowlanymi, uwalniają z nich poliwęglany. Zniszczenie osiąga taki poziom, że substancje te, podobnie jak wilgoć z powietrza, zaczynają utleniać metale obecne w konstrukcjach. Z tego powodu budynki szybko się zawalają. Z powodu kwaśnych deszczy ginie inwentarz żywy, cierpią plony i mieszkańcy łowisk.
Pod wpływem kwaśnych deszczy ludzie zapadają na choroby takie jak: zapalenie oskrzeli, zapalenie płuc, zapalenie tchawicy, astma oskrzelowa. W niektórych przypadkach ludzie otrzymują nawet oparzenia chemiczne.
Niestety to nie koniec sprawy. Produkty mięsne, ryby, produkty z roślin, nasycone rtęcią, ołowiem, siarką, arsenem, selenem są szkodliwe dla zdrowia ludzkiego. Zarówno kwasy, jak i sole są magazynowane w produktach pochodzenia zwierzęcego, przez co dochodzi do zatruć pokarmowych. W tym przypadku cierpi wątroba, trzustka, nerki, układ krążenia i nerwowy.
Implikacje ekonomiczne
Kwaśne deszcze powodują również znaczne szkody w gospodarce. Aby zrekompensować szkody wyrządzone rolnictwu, lasom i zbiornikom wodnym, konieczne są znaczne koszty. Ponieważ cierpią również obszary upraw, straty w plonach osiągają duże wartości.
Konsekwencją może być głód, zwłaszcza jeśli chodzi o regiony słabo rozwinięte.
Ponieważ w związku z oparzeniami chemicznymi, chorobami wywołanymi szkodliwymi związkami, które dostały się do organizmu, istnieje potrzeba zapewnienia opieki medycznej w znacznych ilościach, wzrastają koszty leków i praca personelu medycznego. Koszt odszkodowań za skutki samego takiego programu sięga dziesiątek miliardów dolarów.
Środki zapobiegające wytrącaniu kwasu
Rozwój środków mających na celu zapobieganie szkodom powodowanym przez kwaśne deszcze jest prowadzony w Stanach Zjednoczonych, Rosji i Chinach. Powodem jest to, że w tych krajach istnieje duża liczba przedsiębiorstw górniczych. Wiele i hutniczych przedsiębiorstw.
Walka z problemami środowiskowymi na skalę lokalną jest niemożliwa. Potrzebujemy zintegrowanego podejścia do redukcji szkodliwych emisji substancji kwasotwórczych do atmosfery, wody i gleby, co jest możliwe tylko przy współpracy międzypaństwowej. Wykorzystanie alternatywnych źródeł energii bez użycia węgla, ropy i gazu prowadzi również do zmniejszenia wytrącania się kwasów. Pomocne będzie również zastosowanie węgla niskosiarkowego lub jego oczyszczanie z siarki. Taka praca jest w toku.
Projektanci opracowują wysokowydajne filtry powietrza i systemy czyszczenia. Takich problemów nie da się jednak rozwiązać w krótkim czasie. Negatywne skutki zanieczyszczenia atmosfery z następującymi po nich kwaśnymi deszczami z roku na rok narastają, za powstawanie kwaśnych deszczy odpowiada wiele dużych przedsiębiorstw przemysłowych.
Bez odpowiedniej analizy nie da się określić, czy kwas występuje w deszczu, śniegu, mgle. Dlatego w przypadku otrzymania ostrzeżenia o zagrożeniu kwaśnymi opadami drzwi i okna budynków mieszkalnych i obiektów przemysłowych powinny być szczególnie starannie zamykane. W takich przypadkach zawsze obecne są związki lotne, które mogą mieć szkodliwy wpływ nawet wtedy, gdy dana osoba nie jest narażona na deszcz lub śnieg.
