Kwaśne deszcze - w jaki sposób powstają i jak im zapobiegać?
Kwaśne deszcze to inaczej opady atmosferyczne o odczynie pH niższym od 5,6. Powstają poprzez wytworzenie kwasów w reakcji wody z obecnymi w powietrzu gazami, które są emitowane do atmosfery na skutek spalania paliw lub różnych produkcji przemysłowych. Ich źródłem są także naturalne procesy jak wybuchy wulkanów, wyładowania atmosferyczne lub inne czynniki naturalne. Jak powstają kwaśne opady? Czy gołym okiem można odróżnić zwykły deszcz od kwaśnego?
1. Czym są kwaśne deszcze?
Zjawisko kwaśnych opadów atmosferycznych pierwszy raz zostało opisane w 1692 roku przez brytyjskiego chemika i fizyka Roberta Boyle w książce "Historia powietrza", który nazwał je istotami azotowymi lub solno - siarkowymi. Zjawisko było obserwowane jednak znaczenie wcześniej - już pod koniec XVII wieku.
Współcześnie znane określenie "kwaśny deszcz" pojawiło się w 1872 roku w książce szkockiego chemika Roberta Angusa Smitha "Powietrze i deszcz: podstawy klimatologii chemicznej".
Czym są kwaśne deszcze? Są to opady atmosferyczne o odczynie pH kwasowym, czyli mniejszym niż 5,6. Zawierają kwasy wytworzone w reakcji wody z pochłoniętymi z powietrza gazami, takimi jak dwutlenek i trójtlenek siarki, tlenek azotu, chlorowodór i siarkowodór, wyemitowanych do powietrza wskutek spalania paliw, produkcji przemysłowej lub też czynników naturalnych.
Problem ten nie dotyczy tylko deszczu - kwaśny może być także śnieg, a nawet mgła.
2. Jakie są skutki kwaśnych deszczów?
Kwaśne deszcze zanieczyszczają środowisko, zakwaszając gleby i uszkadzając rośliny. Mają negatywny wpływ na zwierzęta i na zdrowie człowieka, mogą również uszkadzać konstrukcje i budowle. Niszczą materiały budowlane, witraże, metale i tworzywa sztuczne.
Szczególnie narażone na ich niekorzystne działanie są budowle z wapienia i piaskowca, takie jak np. średniowieczne zabytki Krakowa, greckie świątynie na Akropolu, czy Katedra w Lincoln w Anglii.
Kwaśne deszcze mogą uszkadzać nawet materiały hartowane. Utrzymanie ich w dobrym stanie wymaga częstego malowania, ponieważ zanieczyszczenia kwasami działają niekorzystnie na pigmenty zawarte w farbach.
Zjawisko kwaśnych deszczy może powodować u ludzi problemy zdrowotne, m.in. kaszel, podrażnienia gardła, astmę, czy zapalenie oskrzeli. Powodują również bóle głowy i oczu. Azotany i siarczany mogą wywoływać zmiany nowotworowe.
Kwaśne deszcze mogą szkodzić również w sposób pośredni, gdyż wypłukują z otoczenia metale ciężkie, które później trafiają do żywności i wody. Gdy w następstwie tych działań dostają się do organizmów, mogą się w nim kumulować i powodować wiele chorób zarówno u ludzi, jak i zwierząt.
3. Jak przeciwdziałać kwaśnym deszczom?
W 1990 roku w USA wprowadzono handel emisjami zanieczyszczeń, co okazało się najskuteczniejszą metodą w ograniczaniu tlenków siarki. Do 2008 roku emisje tego związku spadły o ponad 60% w stosunku do poziomu z 1980 roku. Wystąpił także zauważalny spadek zapadalności na choroby płuc i inne dolegliwości przez nie powodowane.
Zmniejszenie ilości kwaśnych deszczów jest możliwe również dzięki odsiarczaniu paliw i spalin. Analiza przeprowadzona w 1981 roku wykazała, że emisja siarki mogłaby być zmniejszona o nawet połowę w ciągu 10 lat, jeśli wykorzystano by dostępne wówczas narzędzia do oczyszczania i odsiarczania. Jednak działanie to podniosłoby koszty energii o mniej więcej 3%.
Popularność zyskuje w ostatnim czasie rozwój energetyki opierającej się na źródłach odnawialnych (np. energia wiatru, geotermalna, elektrownie wodne, energetyka słoneczna) i energetyki jądrowej.
