Kyselý déšť - Acid rain

Externí zvuk
Externí zvuk
	„Cokoli se stalo s kyselým deštěm?“ , Destillations Podcast, Institute History Institute

Externí zvuk
Externí zvuk
	„Co se stalo s kyselým deštěm?“ , Historický ústav vědy

Procesy podílející se na kyselé depozici (pouze SO ₂ a NO _x hrají významnou roli v kyselém dešti)

Kyselá oblaka mohou růst na emisích SO ₂ z rafinerií, jak je vidět zde na Curaçau .

Kyselý déšť je déšť nebo jakákoli jiná forma srážek, která je neobvykle kyselá , což znamená, že má zvýšené hladiny vodíkových iontů (nízké pH ). Může mít škodlivé účinky na rostliny, vodní živočichy a infrastrukturu.

Kyselý déšť je způsoben emisemi oxidu siřičitého a oxidu dusičitého , které reagují s molekulami vody v atmosféře za vzniku kyselin. Některé vlády od 70. let vyvíjí úsilí o snížení uvolňování oxidu siřičitého a oxidu dusičitého do atmosféry s pozitivními výsledky. Oxidy dusíku mohou být také produkovány přirozeně blesky a oxid siřičitý je produkován sopečnými erupcemi .

Ukázalo se, že kyselý déšť má nepříznivé dopady na lesy, sladké vody a půdy, zabíjí formy hmyzu a vodního života, způsobuje odlupování barev, korozi ocelových konstrukcí, jako jsou mosty, a zvětrávání kamenných budov a soch a má také dopady na lidské zdraví.

Definice

„Kyselý déšť“ je populární termín označující ukládání směsi z vlhkých (déšť, sníh, plískanice, mlha, oblačná voda a rosa) a suchých (okyselujících částic a plynů) kyselých složek. Destilovaná voda , jakmile je odstraněn oxid uhličitý , má neutrální pH 7. Kapaliny s pH nižším než 7 jsou kyselé a kapaliny s pH vyšším než 7 jsou zásadité. „Čistý“ nebo neznečištěný déšť má kyselé pH, ale obvykle ne nižší než 5,7, protože oxid uhličitý a voda ve vzduchu spolu reagují za vzniku kyseliny uhličité , slabé kyseliny podle následující reakce:

H ₂ O(l) + CO ₂(g) ⇌ H ₂CO ₃( aq )

Kyselina uhličitá pak může ionizovat ve vodě za vzniku nízkých koncentrací uhličitanových a hydroniových iontů:

H ₂ O(l) + H ₂CO ₃(aq) ⇌ HCO ₃^- (aq) + H ₃O⁺ (aq)

Neznečištěný déšť může také obsahovat další chemikálie, které ovlivňují jeho pH (úroveň kyselosti). Běžným příkladem je kyselina dusičná produkovaná elektrickým výbojem v atmosféře, jako je blesk . Kyselina depozice jako environmentální problém (popsány dále v článku) by zahrnovat i jiné, než další kyseliny, H _2,CO ₃.

Dějiny

Korozní účinek znečištěného, kyselého městského vzduchu na vápenec a mramor zaznamenal v 17. století John Evelyn , který poznamenal špatný stav arundelských kuliček . Od průmyslové revoluce se emise oxidu siřičitého a oxidů dusíku do atmosféry zvýšily. V roce 1852 Robert Angus Smith jako první ukázal vztah mezi kyselým deštěm a znečištěním ovzduší v anglickém Manchesteru .

Na konci šedesátých let začali vědci tento jev široce pozorovat a studovat. Termín „kyselý déšť“ vytvořil v roce 1872 Robert Angus Smith. Kanaďan Harold Harvey byl mezi prvními, kdo zkoumal „mrtvé“ jezero. Zpočátku se hlavní pozornost tohoto výzkumu soustředila na místní účinky kyselých dešťů. Waldemar Christofer Brøgger jako první uznal dálkovou přepravu znečišťujících látek překračujících hranice ze Spojeného království do Norska. Povědomí veřejnosti o kyselých deštích v USA se zvýšilo v 70. letech poté, co The New York Times zveřejnily zprávy z Hubbard Brook Experimental Forest v New Hampshire o škodlivých environmentálních účincích, které z toho vyplývají.

V průmyslových oblastech byly hlášeny příležitostné hodnoty pH v dešťové a mlžné vodě hluboko pod 2,4. Průmyslové kyselé deště jsou zásadním problémem v Číně a Rusku a oblastech po jejich větru. Všechny tyto oblasti spalují uhlí obsahující síru za účelem výroby tepla a elektřiny.

Problém kyselých dešťů se nejen zvýšil s populačním a průmyslovým růstem, ale také se rozšířil. Použití vysokých komínů ke snížení lokálního znečištění přispělo k šíření kyselých dešťů uvolňováním plynů do regionální atmosférické cirkulace. K depozici často dochází ve značné vzdálenosti po proudu emisí, přičemž horské oblasti mají tendenci přijímat největší depozici (kvůli jejich vyšším srážkám). Příkladem tohoto účinku je nízké pH deště, které padá ve Skandinávii .

Ve Spojených státech

Od roku 1998 Harvardská univerzita každou zimu obaluje některé bronzové a mramorové sochy ve svém kampusu, jako je tato „ čínská stéla “, vodotěsnými kryty, aby je chránila před korozí způsobenou kyselými dešti a kyselým sněhem

Nejstarší zpráva o kyselých deštích ve Spojených státech byla z chemických důkazů z Hubbard Brook Valley. V roce 1972 skupina vědců včetně Gene Likens zjistila, že déšť, který byl uložen v White Mountains v New Hampshire, je kyselý. V Hubbard Brook bylo naměřeno pH vzorku na 4,03. Hubbard Brook Ecosystem Study navázala na sérii výzkumných studií, které analyzovaly vliv kyselých dešťů na životní prostředí. Kyselý déšť, který se v Hubbardově potoku mísil s proudovou vodou, byl neutralizován oxidem hlinitým z půdy. Výsledek tohoto výzkumu ukázal, že chemická reakce mezi kyselým deštěm a hliníkem vede ke zvyšování rychlosti zvětrávání půdy. Byl proveden experimentální výzkum za účelem zkoumání účinků zvýšené kyselosti v tocích na ekologické druhy. V roce 1980 skupina vědců upravila kyselost Norris Brook, New Hampshire, a pozorovala změnu v chování druhů. Došlo k poklesu druhové rozmanitosti, nárůstu dominancí komunity a snížení složitosti potravinového webu .

V roce 1980 americký Kongres schválil zákon o ukládání kyselin . Tento zákon zavedl 18letý program hodnocení a výzkumu pod vedením Národního programu hodnocení srážek kyselin (NAPAP). NAPAP rozšířil síť monitorovacích míst, aby určil, jak kyselé jsou srážky, a snažilo se určit dlouhodobé trendy, a vytvořil síť pro suché ukládání. Pomocí statisticky založeného návrhu vzorkování NAPAP kvantifikoval účinky kyselých dešťů na regionální bázi zacílením výzkumu a průzkumů za účelem identifikace a kvantifikace účinků kyselých srážek na sladkovodní a suchozemské ekosystémy. NAPAP také hodnotil vliv kyselých dešťů na historické budovy, památky a stavební materiály. Rovněž financovala rozsáhlé studie o atmosférických procesech a potenciálních programech řízení.

Od začátku se obhájci politik ze všech stran pokoušeli ovlivňovat aktivity NAPAP, aby podpořili své konkrétní úsilí v oblasti prosazování politiky nebo aby znevažovali aktivity svých protivníků. Pro vědecký podnik vlády USA byl významným dopadem NAPAP ponaučení z procesu hodnocení a řízení environmentálního výzkumu pro relativně velkou skupinu vědců, programových manažerů a veřejnosti.

V roce 1981 se Národní akademie věd zabývala výzkumem kontroverzních otázek týkajících se kyselých dešťů. Prezident Ronald Reagan odmítl otázky kyselých dešťů až do své osobní návštěvy Kanady a potvrdil, že kanadská hranice trpí driftujícím znečištěním z komínů pocházejících z amerického středozápadu . Reagan respektoval dohodu s kanadským premiérem Pierrem Trudeauem o prosazování regulace proti znečištění. V roce 1982 Reagan pověřil Williama Nierenberga, aby sloužil v Národní vědecké radě . Nierenberg vybral vědce včetně Gene Likense, aby sloužili na panelu k vypracování zprávy o kyselých deštích. V roce 1983 skupina vědců přišla s návrhem zprávy, která dospěla k závěru, že kyselý déšť je skutečný problém a je třeba hledat řešení . Úřad pro vědu a technologie v Bílém domě návrh zprávy zkontroloval a zaslal Fredu Singrovi návrhy zprávy, které zpochybnily příčinu kyselých dešťů. Panelisté odhalili odmítnutí Singerových pozic a zprávu předložili Nierenbergovi v dubnu. V květnu 1983 Sněmovna reprezentantů hlasovala proti legislativě, jejímž cílem bylo omezit emise síry. Proběhla debata o tom, zda Nierenberg se zveřejněním zprávy otálel. Sám Nierenberg popřel rčení o jeho potlačení zprávy a uvedl, že zpráva byla po hlasování sněmovny odepřena, protože nebyla připravena ke zveřejnění.

V roce 1991 poskytl americký národní program hodnocení srážek kyselin (NAPAP) své první hodnocení kyselých dešťů ve Spojených státech. Uvádí, že 5% jezer v Nové Anglii bylo kyselých, přičemž nejčastějším problémem byly sírany. Poznamenali, že 2% jezer již nemůže podporovat pstruha obecného a 6% jezer je nevhodných pro přežití mnoha druhů střevle. Následné zprávy Kongresu dokumentovaly chemické změny v půdních a sladkovodních ekosystémech, nasycení dusíkem, snížení množství živin v půdě, epizodické okyselení, regionální opar a poškození historických památek.

Mezitím v roce 1990 americký Kongres schválil sérii změn zákona o čistém ovzduší . Hlava IV těchto změn stanovila systém omezení a obchodování určený k regulaci emisí oxidu siřičitého a oxidů dusíku. Hlava IV vyzvala k celkovému snížení přibližně o 10 milionů tun emisí SO ₂ z elektráren, což je téměř 50% snížení. Byl implementován ve dvou fázích. Fáze I začala v roce 1995 a omezila emise oxidu siřičitého ze 110 největších elektráren na celkový součet 8,7 milionu tun oxidu siřičitého. Jedna elektrárna v Nové Anglii (Merrimack) byla ve fázi I. Podle dalších ustanovení programu byly přidány další čtyři závody (Newington, Mount Tom, Brayton Point a Salem Harbour). Fáze II začala v roce 2000 a týká se většiny elektráren v zemi.

V průběhu 90. let výzkum pokračoval. 10. března 2005 EPA vydala mezistátní pravidlo Clean Air Interstate Rule (CAIR). Toto pravidlo poskytuje státům řešení problému znečištění elektráren, které se unáší z jednoho stavu do druhého. CAIR trvale omezí emise SO ₂ a NO _x na východě USA. Když bude CAIR plně implementován, sníží emise SO ₂ ve 28 východních státech a District of Columbia o více než 70% a emise NO _x o více než 60% oproti úrovním z roku 2003.

Program programu cap and trade byl celkově úspěšný při dosahování svých cílů. Od 90. let 20. století klesly emise SO ₂ o 40% a podle Pacific Research Institute klesly hladiny kyselých dešťů od roku 1976 o 65%. V Evropské unii byla používána konvenční regulace, která zaznamenala pokles SO ₂ o více než 70% emise za stejné časové období.

V roce 2007 činily celkové emise SO ₂ 8,9 milionu tun, čímž bylo dosaženo dlouhodobého cíle programu před zákonným termínem 2010.

V roce 2007 odhadovala EPA, že do roku 2010 by celkové náklady na dodržování programu pro podniky a spotřebitele činily 1 miliardu až 2 miliardy dolarů ročně, což je jen jedna čtvrtina toho, co se původně předpokládalo. Forbes říká: „V roce 2010, kdy byl systém čepice a obchodu rozšířen mezistátním pravidlem administrativy Georga W. Bushe, emise SO2 klesly na 5,1 milionu tun.“

Pojem občanská věda lze vysledovat od ledna 1989 ke kampani společnosti Audubon Society na měření kyselých dešťů. Vědec Muki Haklay cituje ve zprávě o politice pro Wilsonovo centrum s názvem „Občanská věda a politika: evropská perspektiva“ první použití výrazu „občanská věda“ R. Kersonem v časopise MIT Technology Review z ledna 1989. Citace z Zpráva Wilsonova centra: „Nová forma zapojení do vědy dostala název„ občanská věda “. První zaznamenaný příklad použití tohoto výrazu je z roku 1989 a popisuje, jak 225 dobrovolníků v USA sbíralo vzorky deště, aby pomohly Audubon Society v kampaň na zvýšení povědomí o kyselých deštích. Dobrovolníci shromáždili vzorky, zkontrolovali kyselost a podali zprávu organizaci. Tyto informace pak byly použity k prokázání plného rozsahu tohoto jevu. “

V Kanadě

V 70. a 80. letech byl kyselý déšť hlavním tématem výzkumu v oblasti experimentálních jezer (ELA) v severozápadním Ontariu v Kanadě . Výzkumníci přidali kyselinu sírovou do celých jezer v experimentech s kontrolovaným ekosystémem, aby simulovali účinky kyselých dešťů. Protože jeho vzdálené podmínky umožňovaly experimenty celého ekosystému, výzkum na ELA ukázal, že účinek kyselého deště na populace ryb začal při koncentracích mnohem nižších, než jaké byly pozorovány v laboratorních experimentech. V souvislosti s potravní sítí populace ryb havarovala dříve, než když měl kyselý déšť přímé toxické účinky na ryby, protože kyselost vedla ke zhroucení populací kořisti (např. Mysidů ). Jelikož byly experimentální vstupy kyseliny sníženy, populace ryb a jezerní ekosystémy se alespoň částečně zotavily, ačkoli populace bezobratlých se stále zcela nevrátila do výchozích podmínek. Tento výzkum ukázal, že okyselení je spojeno s klesající populací ryb a že účinky lze zvrátit, pokud se sníží emise kyseliny sírové, a ovlivnil politiku v Kanadě a USA.

V roce 1985 sedm kanadských provincií (všechny kromě Britské Kolumbie , Alberty a Saskatchewanu ) a federální vláda podepsaly program Východní Kanada o kyselém dešti. Provincie souhlasily s omezením svých kombinovaných emisí oxidu siřičitého na 2,3 milionu tun do roku 1994. Dohoda mezi Kanadou a USA o kvalitě ovzduší byla podepsána v roce 1991. V roce 1998 podepsali všichni federální, provinční a teritoriální ministři energetiky a životního prostředí Kanadskou širokou kyselinu Rain Strategy for Post-2000, který byl navržen tak, aby chránil jezera, která jsou citlivější než ta chráněná dřívějšími zásadami.

Emise chemikálií vedoucí k okyselení

Nejdůležitějším plynem, který vede k okyselení, je oxid siřičitý. Emise oxidů dusíku, které jsou oxidovány za vzniku kyseliny dusičné, mají stále důležitější vliv na přísnější kontroly emisí sloučenin síry. 70 Tg (S) ročně ve formě SO ₂ pochází ze spalování fosilních paliv a průmyslu, 2,8 Tg (S) z požárů a 7–8 Tg (S) ročně ze sopek .

Přírodní jev

Průměrné okyselující emise (znečištění ovzduší) různých potravin na 100 g bílkovin
Druhy potravin	Okyselující emise (g SO ₂ ekv. Na 100 g bílkoviny)
Hovězí	343,6
Sýr	165,5
Vepřové maso	142,7
Jehněčí a skopové maso	139,0
Chovaní korýši	133,1
Drůbež	102,4
Chovaná ryba	65,9
Vejce	53,7
Podzemnice olejná	22.6
Hrášek	8.5
Tofu	6.7

Hlavními přírodními jevy, které do atmosféry přispívají plyny produkujícími kyseliny, jsou emise ze sopek. Například fumaroly z kráteru Laguna Caliente z vulkánu Poás vytvářejí extrémně vysoké množství kyselých dešťů a mlhy, s kyselostí až pH 2, čistí oblast od jakékoli vegetace a často způsobuje podráždění očí a plic obyvatel v okolních osadách. Plyny produkující kyseliny jsou také vytvářeny biologickými procesy, které se vyskytují na souši, v mokřadech a v oceánech . Hlavním biologickým zdrojem sloučenin síry je dimethylsulfid .

Kyselina dusičná v dešťové vodě je důležitým zdrojem fixního dusíku pro život rostlin a je také produkována elektrickou aktivitou v atmosféře, jako jsou blesky .

Kyselá ložiska byla detekována na ledovcovém ledu starém tisíce let v odlehlých částech zeměkoule.

Půdy jehličnatých lesů jsou přirozeně velmi kyselé kvůli shazování jehel a výsledky tohoto jevu by neměly být zaměňovány s kyselými dešti.

Lidské aktivity

Uhelná elektrárna Gavin v Cheshire, Ohio

Hlavní příčinou kyselých dešťů jsou sloučeniny síry a dusíku z lidských zdrojů, jako je výroba elektřiny , živočišné zemědělství , továrny a motorová vozidla . Výroba elektrické energie využívající uhlí patří k největším přispěvatelům plynného znečištění zodpovědného za kyselé deště. Plyny mohou být přeneseny stovky kilometrů v atmosféře, než jsou přeměněny na kyseliny a uloženy. V minulosti měly továrny krátké trychtýře na vypouštění kouře, ale to místně způsobilo mnoho problémů; továrny mají nyní vyšší kouřové trychtýře. Rozptýlení z těchto vyšších hromádek však způsobuje, že se znečišťující látky přenášejí dále, což způsobuje rozsáhlé ekologické škody.

Chemické procesy

Při spalování paliv vzniká oxid siřičitý a oxidy dusíku. Přeměňují se na kyselinu sírovou a dusičnou.

Chemie v plynné fázi

V plynné fázi je oxid siřičitý oxidován reakcí s hydroxy-skupinu přes intermolekulární reakce:

SO ₂ + OH · → HOSO ₂ ·

za kterým následuje:

HOSO ₂ · + O ₂ → HO ₂ · + SO ₃

V přítomnosti vody se oxid sírový (SO ₃ ) rychle přeměňuje na kyselinu sírovou :

SO ₃ (g) + H ₂ O (l) → H ₂ SO ₄ (aq)

Oxid dusičitý reaguje s OH za vzniku kyseliny dusičné:

To ukazuje proces uvolňování znečištění ovzduší do atmosféry a oblastí, které budou ovlivněny.

NO ₂ + OH · → HNO ₃

Chemie v kapičkách mraků

Když jsou přítomna oblaka, je ztráta SO ₂ rychlejší, než lze vysvětlit samotnou chemií plynné fáze. Je to způsobeno reakcemi v kapičkách kapalné vody.

Hydrolýza

Oxid siřičitý se rozpouští ve vodě a poté, stejně jako oxid uhličitý, hydrolyzuje v řadě rovnovážných reakcí:

SO ₂ (g) + H ₂ O ⇌ SO ₂ · H ₂ O

SO ₂ · H ₂ O ⇌ H ⁺ + HSO ₃^-

HSO ₃^- ⇌ H ⁺ + SO ₃²⁻

Oxidace

Existuje velké množství vodných reakcí, které oxidují síru z S ( IV ) na S (VI), což vede k tvorbě kyseliny sírové. Nejdůležitější oxidační reakce jsou s ozonem , peroxidem vodíku a kyslíkem (reakce s kyslíkem jsou katalyzovány železem a manganem v kapičkách mraků).

Depozice kyseliny

Mokré nanášení

K mokrému ukládání kyselin dochází, když jakákoli forma srážek (déšť, sníh atd.) Odstraní kyseliny z atmosféry a dopraví je na zemský povrch. To může být důsledkem ukládání kyselin produkovaných v dešťových kapkách (viz chemie vodné fáze výše) nebo srážením odstraňujícím kyseliny buď v oblacích nebo pod mraky. Mokré odstraňování plynů i aerosolů je důležité pro mokrou depozici.

Suché nanášení

K kyselé depozici dochází také suchou depozicí bez srážení. To může být zodpovědné až za 20 až 60% celkového ukládání kyseliny. K tomu dochází, když se částice a plyny lepí na zem, rostliny nebo jiné povrchy.

Nepříznivé účinky

Bylo prokázáno, že kyselý déšť má nepříznivé dopady na lesy, sladké vody a půdy, zabíjí formy hmyzu a vodního života, způsobuje škody na budovách a má dopad na lidské zdraví.

Povrchové vody a vodní živočichové

Ne všechny ryby, měkkýši nebo hmyz, který jedí, mohou tolerovat stejné množství kyseliny; žáby například mohou snášet kyselejší vodu (tj. mají nižší pH) než pstruh.

Jak nižší pH, tak vyšší koncentrace hliníku v povrchových vodách, ke kterým dochází v důsledku kyselých dešťů, mohou způsobit poškození ryb a jiných vodních živočichů. Při pH nižším než 5 se většina rybích vajec nevylíhne a nižší pH může zabít dospělé ryby. Jak se jezera a řeky stávají kyselejšími, biologická rozmanitost se snižuje. Kyselý déšť odstranil život hmyzu a některé druhy ryb, včetně pstruha obecného v některých jezerech, potocích a potocích v geograficky citlivých oblastech, jako jsou pohoří Adirondack v USA. Rozsah, v jakém kyselý déšť přímo nebo nepřímo přispívá odtokem z povodí do kyselosti jezer a řek (tj. V závislosti na charakteristikách okolního povodí), je proměnlivý. Web americké agentury pro ochranu životního prostředí (EPA) uvádí: „Ze zkoumaných jezer a potoků způsobil kyselý déšť kyselost v 75% kyselých jezer a asi 50% kyselých toků“. Jezera hostovaná silikátovými suterénními horninami jsou kyselejší než jezera ve vápencích nebo jiných sklepních horninách s karbonátovým složením (tj. Mramorem) díky tlumícím účinkům karbonátových minerálů, a to i při stejném množství kyselých dešťů.

Půdy

Biologie a chemie půdy může být vážně poškozena kyselými dešti. Někteří mikrobi nejsou schopni tolerovat změny nízkého pH a jsou usmrceni. Tyto enzymy z těchto mikroorganismů jsou denaturovány (změněn jeho tvar tak, aby nadále funkce) kyselinou. Hydroniové ionty kyselého deště také mobilizují toxiny , jako je hliník, a vyplavují základní živiny a minerály, jako je hořčík .

2 H ⁺ (aq) + Mg ²⁺ (jíl) ⇌ 2 H ⁺ (jíl) + Mg ²⁺ (aq)

Chemii půdy lze dramaticky změnit, když jsou kationty bází, jako je vápník a hořčík, vyluhovány kyselým deštěm, což ovlivňuje citlivé druhy, jako je javor cukrový ( Acer saccharum ).

Okyselení půdy

Schéma vyluhování živin v půdě s vysokou úrovní kyselosti půdy.

Dopady kyselé vody a okyselení půdy na rostliny mohou být malé nebo ve většině případů závažné. Většinu drobných případů, které nevedou k smrtelnosti života rostlin, lze přičíst tomu, že rostliny jsou méně náchylné ke kyselým podmínkám a/nebo jsou kyselé deště méně účinné. I v malých případech však rostlina nakonec zemře kvůli kyselé vodě, která snižuje přirozené pH rostliny. Kyselá voda vstupuje do rostliny a způsobuje, že se důležité rostlinné minerály rozpouštějí a unášejí; což nakonec způsobí, že rostlina zemře na nedostatek minerálů pro výživu. Ve větších případech, které jsou extrémnější, dochází ke stejnému procesu poškození jako v menších případech, což je odstranění základních minerálů, ale mnohem rychleji. Podobně kyselý déšť, který padá na půdu a na listy rostlin, způsobuje vysychání kůžičky voskovitých listů, což v konečném důsledku způsobuje rychlou ztrátu vody z rostliny do vnější atmosféry a nakonec má za následek smrt rostliny. Chcete -li zjistit, zda je rostlina ovlivněna okyselením půdy, lze pozorně sledovat listy rostlin. Pokud jsou listy zelené a vypadají zdravě, je pH půdy normální a přijatelné pro život rostlin. Pokud však listy rostlin mezi žilami na listech žloutnou, znamená to, že rostlina trpí okyselením a je nezdravá. Rostlina trpící okyselením půdy navíc nemůže fotosyntetizovat; proces sušení rostliny vyvolaný kyselinou a vodou může zničit organely chloroplastů. Bez schopnosti fotosyntézy nemůže rostlina vytvářet živiny pro vlastní přežití ani kyslík pro přežití aerobních organismů, což ovlivňuje většinu druhů na Zemi a v konečném důsledku končí účel existence rostliny.

Lesy a jiná vegetace

Kyselý déšť může mít vážné účinky na vegetaci. Les v černém trojúhelníku v Evropě.

Nežádoucí účinky mohou nepřímo souviset s kyselým deštěm, jako jsou účinky kyseliny na půdu (viz výše) nebo vysoká koncentrace plynných prekurzorů kyselých dešťů. Zvlášť zranitelné jsou lesy ve vysokých nadmořských výškách, protože jsou často obklopeny mraky a mlhou, které jsou kyselejší než déšť.

Kyselé deště mohou poškodit i jiné rostliny, ale účinek na potravinářské plodiny je minimalizován aplikací vápna a hnojiv, která nahradí ztracené živiny. V obdělávaných oblastech může být také přidán vápenec, aby se zvýšila schopnost půdy udržovat stabilní pH, ale v případě divočiny je tato taktika do značné míry nepoužitelná. Když se vápno vyluhuje z jehel červeného smrku, stanou se tyto stromy méně odolné vůči chladu a vykazují zimní zranění a dokonce smrt.

Okyselení oceánů

Kyselý déšť má v globálním měřítku mnohem méně škodlivý účinek na oceány, ale v zesílených vodách pobřežních vod vytváří zesílený dopad. Kyselý déšť může způsobit pokles pH oceánu, známý jako okyselování oceánů , což různým pobřežním druhům ztěžuje vytváření exoskeletů , které potřebují k přežití. Tyto pobřežní druhy se spojují jako součást potravinového řetězce oceánu, a aniž by byly zdrojem, ze kterého by se mohl živit jiný mořský život, zemře více mořského života. Korálová vápencová kostra je obzvláště citlivá na poklesy pH, protože uhličitan vápenatý , základní složka vápencového skeletu, se rozpouští v kyselých roztocích (při nízkém pH).

Kromě okyselení podporuje přebytečné vstupy dusíku z atmosféry zvýšený růst fytoplanktonu a dalších mořských rostlin, což může v některých částech způsobovat častější škodlivé výkvěty řas a eutrofizaci (vytváření „mrtvých zón“ zbavených kyslíku) oceánu.

Účinky na lidské zdraví

Kyselý déšť nemá přímý vliv na lidské zdraví. Kyselina v dešťové vodě je příliš zředěná, než aby měla přímé nepříznivé účinky. Částice zodpovědné za kyselé deště (oxid siřičitý a oxidy dusíku) mají nepříznivý účinek. Zvýšené množství jemných částic ve vzduchu přispívá k srdečním a plicním problémům, včetně astmatu a bronchitidy .

Jiné nepříznivé účinky

Vliv kyselého deště na sochy

Kyselý déšť a zvětrávání

Kyselý déšť může poškodit budovy, historické památky a sochy, zejména ty ze skal, jako je vápenec a mramor , které obsahují velké množství uhličitanu vápenatého. Kyseliny v dešti reagují se sloučeninami vápníku v kamenech za vzniku sádry, která se následně odlupuje.

CaCO ₃ (s) + H ₂ SO ₄ (aq) ⇌ CaSO ₄ (s) + CO ₂ (g) + H ₂ O (l)

Účinky toho jsou běžně pozorovány na starých náhrobcích, kde kyselý déšť může způsobit, že se nápisy stanou zcela nečitelnými. Kyselý déšť také zvyšuje rychlost koroze kovů, zejména železa , oceli , mědi a bronzu .

Postižené oblasti

Místa významně ovlivněná kyselými dešti po celém světě zahrnují většinu východní Evropy od Polska na sever do Skandinávie, východní třetiny Spojených států a jihovýchodní Kanady . Mezi další postižené oblasti patří jihovýchodní pobřeží Číny a Tchaj -wanu .

Metody prevence

Technická řešení

Mnoho uhelných elektráren používá k odstraňování plynů obsahujících síru ze svých komínových plynů odsiřování spalin (FGD). U typické uhelné elektrárny odstraní FGD 95% a více SO ₂ ve spalinách. Příkladem FGD je mokrá pračka, která se běžně používá. Mokrá pračka je v podstatě reakční věž vybavená ventilátorem, který do věže odsává horké kouřové plyny z elektrárny. Do věže se také vstřikuje vápno nebo vápenec ve formě kejdy, aby se smíchaly s komínovými plyny a spojily se s přítomným oxidem siřičitým. Uhličitan vápenatý vápence vytváří pH-neutrální síran vápenatý, který je fyzicky odstraněn z pračky. To znamená, že pračka mění znečištění sírou na průmyslové sírany.

V některých oblastech se sírany prodávají chemickým společnostem jako sádra, když je čistota síranu vápenatého vysoká. V ostatních jsou umístěny na skládku . Účinky kyselého deště mohou trvat celé generace, protože účinky změny úrovně pH mohou stimulovat pokračující vyplavování nežádoucích chemikálií do jinak nedotčených vodních zdrojů, zabíjení zranitelných druhů hmyzu a ryb a blokování úsilí o obnovu původního života.

Spalování na fluidním loži také snižuje množství síry emitované výrobou energie.

Řízení emisí vozidel snižuje emise oxidů dusíku z motorových vozidel.

Mezinárodní smlouvy

Byly dohodnuty mezinárodní smlouvy o dálkovém přenosu znečišťujících látek v atmosféře, například Helsinský protokol o snížení emisí síry z roku 1985 podle Úmluvy o dálkovém přeshraničním znečištění ovzduší . Kanada a USA podepsaly dohodu o kvalitě ovzduší v roce 1991. Většina evropských zemí a Kanada podepsaly smlouvy.

Obchodování s emisemi

V tomto regulačním systému je každému současnému znečišťujícímu zařízení poskytnuto nebo může být zakoupeno na otevřeném trhu povolenka na emise pro každou jednotku určené znečišťující látky, kterou vydává. Provozovatelé pak mohou instalovat zařízení pro regulaci znečištění a prodávat části svých povolenek na emise, které již nepotřebují pro vlastní provoz, čímž se jim vrátí část kapitálových nákladů na jejich investice do takového zařízení. Záměrem je poskytnout provozovatelům ekonomické pobídky k instalaci kontrol znečištění.

První trh s emisemi byl založen ve Spojených státech přijetím změn zákona o ovzduší z roku 1990 . Celkovým cílem zákona o kyselých deštích stanoveného zákonem je dosáhnout významných přínosů pro životní prostředí a veřejné zdraví snížením emisí oxidu siřičitého (SO ₂ ) a oxidů dusíku (NO _x ), primárních příčin kyselých dešťů. K dosažení tohoto cíle s nejnižšími náklady pro společnost program využívá jak regulační, tak tržní přístupy ke kontrole znečištění ovzduší.

Viz také

Reference

externí odkazy

Zpráva Národního programu posuzování srážek kyselin-zpráva o 98 stranách pro Kongres (2005)
Kyselý déšť pro školy
Kyselý déšť pro školy - Hubbard Brook
Acid Rain Retirement Fund odkazy na environmentální vzdělávání o kyselých deštích
United States Agency Protection Agency - New England Acid Rain Program (povrchní)
Acid Rain (větší hloubka než viz výše)
Americká geologická služba - Co je kyselý déšť?
Analýza kyselých dešťů - freeware pro simulaci a vyhodnocování titračních křivek a výpočtů pH
Digitální archivy CBC - Acid Rain: Znečištění a politika
Larssen, Thorjørn a kol. „Kyselý déšť v Číně“. Environmentální věda a technologie, 40: 2, 2006, s. 418–425.
Acid Rain: Pokračující národní tragédie - zpráva Rady Adirondack o kyselých deštích v oblasti Adirondack (1998)
Sortiment souhrnů o kyselém dešti
Kyselý déšť souvisí s úpadkem drozdi lesního, pěvce východního lesa
Trouble in the Forest , dokument z roku 1988, který moderoval David Suzuki
Co se stane kyselým deštěm?
Kyselý déšť a jeho vliv na ryby a jiné vodní organismy

Languages

In other projects