Przyczyny i skutki kwaśnych opadów

Kwaśne deszcze to popularny sposób nazywania całego zakresu efektów - kwaśnych opadów. Mam tu na myśli kwaśne zanieczyszczenia powietrza, które mogą się znajdować nie tylko w deszczu, ale mogą występować jako kwaśna mgła, czy tez śnieg. Kwaśne zanieczyszczenia powietrza powodują przede wszystkim związki siarki z tlenem (szczególnie dwutlenek siarki) tlenki azotu, węglowodory i ozon. W Polsce, za główne emisje tlenku azotu są odpowiedzialne samochody (50%), następnie energetyka (35%), oraz przemysł (10%). Także nasze gospodarstwa domowe przyczyniają się do tego, gdyż ich udział wynosi 5%. Tlenki azotu oraz dwutlenek siarki mogą być przekształcone w kwasy. Następuje to zarówno tak podczas suchych, jak i mokrych opadów tych związków. Podczas suchej depozycji opadają na liście drzew, i tworzą kwasy na drzewach, roślinach, glebie. Podczas opadów gazy te łącza się z kroplami wody znajdującymi się w powietrzu (Nie musza być to krople deszczu !!!). Zwłaszcza w starych, zabytkowych dzielnicach miasta ludzie narażeni są na suche depozycje (opady). Tam właśnie (ze względu na duże skupienie ośrodków zanieczyszczeń) w powietrzu tworzy się tzw. smog (nazwa utworzona od angielskich slow smoke - dym, fog - mgła ) kwaśny, zwany tez mgłą przemysłową. Próbowano tego uniknąć budując wysokie kominy, lecz to nie zdało egzaminu, gdyż wysokie wiatry są silniejsze, i spowodowało to przeniesienie się zanieczyszczeń na spore odległości. Ciągłe zwiększanie się zanieczyszczeń powietrza spowodowało tak gwałtowny wzrost zakwaszenia środowiska, iż stało się to międzynarodowym problemem.





W ostatnich latach leśnicy zauważyli gwałtowne obumieranie dużej ilości drzew i wyniszczenie runa leśnego. Początkowo przyczyna tego zastraszającego zjawiska wydawała się nieznana, ale już wkrótce związek między ciągle zwiększającą się emisją zanieczyszczeń - kwaśnymi opadami a uszkodzeniem roślinności stał się oczywisty. Badania potwierdziły to, co przypuszczano już od dawna, winiąc za szkody w uprawach dymy z fabryk. Już w 1921 r. Menchesterski rolnik oskarżył miejscową elektrownie o szkody w zbiorach, spowodowane skażeniami emitowanymi przez te elektrownie. Badania krajów Wspólnoty Europejskiej wykazują, ze straty w agrostrukturze wyrządzone przez dwutlenek siarki wynoszą około 500 milionów dolarów rocznie, a spowodowane przez ozon i uszkodzenie ozonosfery mogą być nawet większe. Niektóre badania wykazały, że więcej niż połowa występujących w Polsce drzew jest uszkodzona w ponad 60%, a w niedalekiej przyszłości niektóre z nich zginą całkowicie. Grozi to większości drzew iglastych.

- Uszkodzenia liści

Ozon i kwasy niszczą ochronną warstwę wosku na liściach i iglach, uszkadzają szparki oddechowe. Powodują nadmierne parowanie wody. Rozpad chlorofilu wywołują zakłócenia w procesie fotosyntezy. W rezultacie zwiększa się ich wrażliwość na czynniki klimatyczne - susze, niskie temperatury, wiatry. Następnie następuje odbarwienie liści i ich opadanie - efekt ten jest najwcześniej zauważalnym zewnętrznym symptomem szkód spowodowanych przez kwaśne deszcze, nazwano go "Śmiercią zewnętrzna"

- Uszkodzenia korzeni

Kwaśne opady zakwaszają glebę, uszkadzając korzenie roślin. Nadmiar kwasów zakłóca gospodarkę substancjami wzrostowymi i enzymami. Zanieczyszczenia powodują też nadmierne zwiększenie zawartości w glebie metali ciężkich, na przykład kadmu, ołowiu. Duże skumulowanie w glebie substancji toksycznych powoduje zamieranie korzeni

- Niedobór substancji odżywczych

Zakwaszenie gleby powoduje wymywanie wielu niezbędnych dla życia roślin substancji. Występuje np. niedobór magnezu, miedzi, manganu i składników odżywczych oraz deficyt wody. Następuje zanik symbiozy z grzybami i w rezultacie głód rośliny. Przyczynia się to do spadku przyrostu, przedwczesnej fizjologicznej starości, zaniku odporności biologicznej na choroby i owady, a w końcu prowadzi do śmierci rośliny

Najwrażliwszymi na zanieczyszczenia środowiska roślinami są porosty i mchy, gdyż nie maja ochronnej warstwy wosku na swoich liściach. Pożywienie i wodę pobierają bezpośrednio przez liście i łodygi, a intensywny okres ich wzrostu przypada na jesień, kiedy to stopień zanieczyszczenia powietrza jest największy. Dlatego tez porosty są często używane jak wskaźnik stopnia zanieczyszczenia powietrza, szczególnie dwutlenkiem siarki. Ponieważ różne gatunki porostów charakteryzują się rożną wrażliwością ich obserwacja umożliwia wyodrębnienie stref środowiska o różnym stopniu skażenia.



Jak widzimy, zanieczyszczenie powietrza jest problemem ogólnoświatowym. Nie jest możliwe uniknięcie ich szkodliwego działania na rośliny i zwierzęta, gdy zanieczyszczenia znajdują się już w powietrzu. Drogą prowadzącą do rozwiązania tego problemu jest zaprzestanie emisji zanieczyszczeń lub chociaż znaczne ich ograniczenie. Można to zrobić kilkoma sposobami :



Najwięcej zanieczyszczeń pochodzi z elektrowni węglowych, przemysłu i pojazdów spalinowych. Rozpatrzmy teraz dwa sposoby zmniejszania zanieczyszczeń pochodzących z rożnych źródeł.

KOMINY OCZYSZCZAJACE GAZY

Jeśli gazy powstające podczas spalania paliw kopalnych są zmieszane z minerałami, najczęściej z wapniem, to ponad 90% szkodliwych składników zostanie związane (zredukowane). Niestety, po wydobyciu tych minerałów, w ziemi pozostają duże wyrobiska. Działanie kominów oczyszczających gazy może także zwiększyć o 10% zapotrzebowanie na energie elektryczną. Powstaje wiec trudny dylemat, trzeba podjąć decyzje co będzie lepsze dla środowiska : czy zmniejszenie emisji zanieczyszczeń produkowanych przez przemysł, czy też nienaruszenie zasobów mineralnych i nie zwiększania zapotrzebowania na energie elektryczną. Odpowiedź na to mogą dać tylko wnikliwe badania.

KATALIZATORY

Samochody osobowe i ciężarowe mogą być wyposażone w katalizatory, które poprzez redukcje tlenków azotu, tlenku węgla i węglowodorów powodują zmniejszenie zanieczyszczeń w spalinach o 90%. Katalizatory są obecnie standardowym wyposażeniem samochodów sprzedawanych we wszystkich krajach. Samochody wyposażone w katalizator wymagają benzyny bezołowiowej. Do niedawna w wielu krajach ceny benzyny bezołowiowej i ołowiowej były takie same, lecz ostatnio (w trosce o środowisko) zmniejszono podatek od benzyny bezołowiowej a jej cenę obniżono. Obecnie duża ilość sprzedawanego paliwa stanowi benzyna bezołowiowa - ponad 35% wobec 3% przed obniżką cen. Podobne proporcje dotyczą sprzedaży samochodów z katalizatorami - ich udział w ogólnej liczbie sprzedaży samochodów wzrósł z 14 do 94% dzięki obniżeniu podatku dla osób kupujących samochody z katalizatorami.



Wapień bogaty w wapń Ca może być rozsypywany na glebę i jeziora ze śmigłowców, łodzi i ciężarówek. Działało by to jak bufor i zmniejszało zakwaszenie środowiska, lecz tylko na krotki czas (1 lub 2 lata). Jest to bardzo kosztowne, np. Szwecja wydaje na to 10 mln funtów rocznie. Ponadto, rozwiązanie to jest uważane (w niektórych krajach) za nie fair.







Alternatywne źródła energii

Podstawowym źródłem energii są obecnie paliwa kopalne. Istnieją jednak alternatywne źródła energii : wiatr, promieniowanie słoneczne, fale morskie (przypływy i odpływy), energia płynących rzek, energia jądrowa i spaliny, które mogą być wykorzystane.

Oszczędności

Nie ma łatwego sposobu redukcji zanieczyszczeń. Jednocześnie ogromna ilość energii wytwarzanej przez ludzi jest marnowana. Podczas procesów produkcyjnych powstaje znaczna ilość odpadów - poprzez ich powtórne wykorzystanie można zmniejszyć zużycie energii. Można je również zmniejszyć poprzez efektywniejszą izolację budynków, czy też wykorzystując surowce wtórne.