Savas eső
A savas eső kifejezést általában az esőben, hóban, ködben, harmatban vagy száraz részecskékben lévő savas összetevők lerakódására használják. A pontosabb kifejezés a savas csapadék. A “tiszta” vagy szennyezetlen eső enyhén savas, mert a levegőben lévő szén-dioxid és víz reakcióba lép egymással, és szénsavat, gyenge savat képez. Az eső további savasságot nyer a légszennyező anyagok (elsősorban a kén- és nitrogén-oxidok) és a levegőben lévő víz reakciója révén, így erős savak (például kénsav és salétromsav) keletkeznek. Ezeknek a szennyező anyagoknak a fő forrásai a járművek, ipari üzemek és erőművek kibocsátásai.
A savas eső bizonyítottan káros hatással van az erdőkre, az édesvízre és a talajra, elpusztítva a rovarokat és a vízi életformákat. Emellett károsítja az épületeket és szobrokat, és kedvezőtlenül befolyásolhatja az emberi egészséget. Ezeket a problémákat, amelyek a népesség és az ipar növekedésével fokozódtak, a kén- és nitrogén-oxidok kibocsátását csökkentő szennyezéscsökkentő berendezések alkalmazásával próbálják kezelni.
Történet
A savas esőt először Robert Angus Smith figyelte meg az angliai Manchesterben. Ő 1852-ben számolt be a savas eső és a légköri szennyezés közötti kapcsolatról. A tudósok azonban csak az 1960-as évek végén kezdték el széles körben megfigyelni és tanulmányozni a jelenséget. A kanadai Harold Harvey az elsők között kutatta a “halott” tavat. Az Egyesült Államokban a probléma iránti közfigyelem az 1990-es években erősödött meg, miután a New York Times a New Hampshire-i Hubbard Brook kísérleti erdőből származó jelentéseket tett közzé a savas esőből eredő számtalan káros környezeti hatásról.
Az ipari forradalom óta megnőtt a kén- és nitrogén-oxidok légkörbe történő kibocsátása. A fosszilis tüzelőanyagokat, elsősorban szenet elégető ipari és energiatermelő létesítmények a megnövekedett kén-oxidok fő forrásai.
A savasodáshoz vezető vegyi anyagok kibocsátása
Az esővíz savasodásához vezető legjelentősebb gáz a kén-dioxid (SO2). Emellett a kéntartalmú vegyületek kibocsátásának szigorúbb ellenőrzése miatt egyre nagyobb jelentőséggel bír a nitrogén-oxidok kibocsátása, amelyek oxidációval salétromsavat képeznek. Becslések szerint évente mintegy 70 Tg(S) SO2 formájában származik a fosszilis tüzelőanyagok égetéséből és az iparból, 2,8 Tg(S) évente az erdőtüzekből, és 7-8 Tg(S) évente a vulkánokból.
Az emberi tevékenység
A savas esőt elsősorban a kén- és nitrogénvegyületek okozzák. Ezek közül sok az emberi tevékenység során keletkezik, például az áramtermelés, a gyárak és a gépjárművek által. A szénerőművek a legszennyezőbbek közé tartoznak. A gázok több száz kilométerre is eljuthatnak a légkörben, mielőtt savakká alakulnak és lerakódnak.
A gyáraknak régebben rövid kéményeik voltak a füst kibocsátására, de mivel ezek szennyezték a közeli települések levegőjét, a gyárak ma már magas kéményekkel rendelkeznek. A probléma ezzel a “megoldással” az, hogy ezek a szennyező anyagok messzire elszállnak, gázokat bocsátanak ki a regionális légkörbe, és hozzájárulnak a savas eső terjedéséhez. Gyakran előfordul, hogy a lerakódás a kibocsátástól jelentős távolságban, a széllel szemben történik, és a hegyvidéki területek kapják a legtöbbet (a nagyobb csapadékmennyiség miatt). Erre a hatásra példa a Skandináviában lehulló eső alacsony pH-ja (a helyi kibocsátáshoz képest).
Kémia a felhőcseppekben
Ahol felhők vannak, ott az SO2 vesztési sebessége gyorsabb, mint ami pusztán a gázfázisú kémiával magyarázható. Ez a folyékony vízcseppekben lejátszódó reakcióknak köszönhető.
Hidrolízis
A kén-dioxid vízben oldódik, majd a szén-dioxidhoz hasonlóan egyensúlyi reakciók sorozatában hidrolizálódik:
SO2 (g) + H2O ⇌ SO2-H2O SO2-H2O ⇌ H++HSO3- HSO3- ⇌ H++SO32- Oxidáció
Sok vizes reakció oxidálja a ként S(IV)-ről S(VI)-ra, ami kénsav képződéséhez vezet. A legfontosabb oxidációs reakciók az ózonnal, a hidrogén-peroxiddal és az oxigénnel zajlanak. (Az oxigénnel való reakciókat a felhőcseppekben lévő vas és mangán katalizálja).
Savlerakódás
Nedves lerakódás
A savak nedves lerakódása akkor következik be, amikor a csapadék bármely formája (eső, hó stb.) savakat távolít el a légkörből és juttatja a földfelszínre. Ez származhat az esőcseppekben keletkező savak lerakódásából (lásd fentebb a vizes fázisú kémiai folyamatokat), vagy abból, hogy a csapadék eltávolítja a savakat akár a felhőkben, akár a felhők alatt. A nedves lerakódás szempontjából mind a gázok, mind az aeroszol nedves eltávolítása fontos.
Sáraz lerakódás
A savak lerakódása csapadék hiányában száraz lerakódás útján is bekövetkezik. Ez a teljes savas lerakódás akár 20-60 százalékáért is felelős lehet. Ez akkor következik be, amikor a részecskék és gázok a talajhoz, növényekhez vagy más felületekhez tapadnak.
Káros hatások
Felszíni vizek és vízi állatok
A felszíni vizekben a savas eső következtében fellépő alacsonyabb pH és a magasabb alumíniumkoncentráció egyaránt károsíthatja a halakat és más vízi állatokat. Az 5-nél alacsonyabb pH-szinteknél a legtöbb halikra nem kikel, az alacsonyabb pH-szintek pedig elpusztíthatják a kifejlett halakat. Ahogy a tavak savasabbá válnak, úgy csökken a biológiai sokféleség. Volt némi vita arról, hogy a tavak savasodásának ember okozta okai milyen mértékben okozzák a halpusztulást – Edward Krug például megállapította, hogy a savas eső környezeti ártalom, nem pedig katasztrófa, sőt még az is lehet, hogy a savas eső nem a tavak savasodásának oka.
Talajok
A talajbiológiát súlyosan károsíthatja a savas eső. Egyes trópusi mikrobák gyorsan fel tudják fogyasztani a savakat, más mikrobák azonban nem képesek elviselni az alacsony pH-szintet, és elpusztulnak. Ezeknek a mikrobáknak az enzimjei a sav hatására denaturálódnak (megváltozik az alakjuk, így nem működnek tovább). a savas eső ásványi anyagokat és tápanyagokat is eltávolít a talajból, amelyekre a fáknak szükségük van a növekedéshez.
Erdők és más növényzet
A savas eső lelassíthatja az erdők növekedését, a levelek és tűk megbarnulnak, lehullanak és elhalnak. Szélsőséges esetekben fák vagy egész hektárnyi erdő pusztulhat el. A fák pusztulása általában nem a savas eső közvetlen következménye, de gyakran meggyengíti a fákat, és érzékenyebbé teszi őket más veszélyekkel szemben. A talaj (fent említett) károsodása szintén okozhat problémákat. A magasan fekvő erdők különösen sérülékenyek, mivel gyakran felhők és köd veszi körül őket, amelyek savasabbak, mint az eső.
A savas eső más növényeket is károsíthat, de az élelmiszernövényekre gyakorolt hatást minimalizálják az elvesztett tápanyagok pótlására szolgáló műtrágyák alkalmazásával. Művelt területeken mészkő hozzáadásával is növelni lehet a talaj pH-értékét stabilan tartó képességét, de ez a taktika a puszták esetében nagyrészt használhatatlan. A savas eső kiüríti az ásványi anyagokat a talajból, majd elnyomja a növények növekedését.
Az emberi egészség
Egyes tudósok közvetlen kapcsolatot feltételeznek az emberi egészséggel, de egyiket sem sikerült bizonyítani. A finom részecskék azonban, amelyek nagy része ugyanazokból a gázokból (kén-dioxid és nitrogén-dioxid) keletkezik, mint a savas eső, bizonyítottan szív- és tüdőműködési problémákat okoznak.
Más káros hatások
A savas eső bizonyos építőanyagokban és történelmi emlékművekben is kárt okozhat. Ennek oka, hogy az esőben lévő kénsav kémiai reakcióba lép a kövek (mészkő, homokkő, márvány és gránit) kalciumvegyületeivel, és gipsz keletkezik, amely aztán lepereg. Ez gyakran megfigyelhető a régi sírköveken is, ahol a savas eső hatására a felirat teljesen olvashatatlanná válik. A savas eső a vas fokozott oxidációját is okozza, ami károsítja a fémszerkezeteket és műemlékeket.
Megelőzési módszerek
Technológiai megoldások
Az Egyesült Államokban és számos más országban sok széntüzelésű erőmű füstgáz-kéntelenítést (FGD) alkalmaz, hogy eltávolítsa a kéntartalmú gázokat a kéménygázokból. Az FGD egyik példája a nedves mosó, amely alapvetően egy ventilátorral felszerelt reakciótorony, amely a forró füstcsőgázokat átvezeti a tornyon. A toronyba meszet vagy mészkövet is befecskendeznek iszap formájában, hogy összekeveredjen a kéménygázokkal és összekapcsolódjon a jelen lévő kén-dioxiddal. A mészkő kalcium-karbonátja pH-semleges kalcium-szulfátot termel, amelyet fizikailag eltávolítanak a mosóból. Más szóval a mosó a kénszennyezést ipari szulfátokká alakítja át.
A szulfátokat egyes területeken gipszként adják el a vegyipari vállalatoknak, ha a kalcium-szulfát tisztasága magas. Máshol hulladéklerakókban helyezik el őket. A savas eső hatásai azonban generációkon át tarthatnak, mivel a pH-szint változásának hatásai a nemkívánatos vegyi anyagok folyamatos kimosódását ösztönözhetik az egyébként érintetlen vízforrásokba, elpusztítva a veszélyeztetett rovar- és halfajokat, és akadályozva az őshonos élővilág helyreállítására irányuló erőfeszítéseket.
Nemzetközi szerződések
A légköri szennyezőanyagok nagy távolságra történő szállításáról számos nemzetközi szerződést írtak alá. Ilyen például a kénkibocsátás csökkentéséről szóló jegyzőkönyv a nagy távolságra jutó, országhatárokon átterjedő levegőszennyezésről szóló egyezmény keretében.
Kibocsátáskereskedelem
Egy újabb szabályozási rendszer a kibocsátáskereskedelem. Ebben a rendszerben minden jelenlegi szennyező létesítmény kibocsátási engedélyt kap, amely a tőkeberendezések részévé válik. Az üzemeltetők ezután telepíthetnek szennyezéscsökkentő berendezéseket, és eladhatják a kibocsátási engedélyük egy részét. A szándék itt az, hogy az üzemeltetők gazdasági ösztönzést kapjanak a szennyezéscsökkentő berendezések telepítésére.
Lásd még
- Környezettechnika
- Nitrogén-dioxid
- Kén-dioxid
Jegyzetek
- A szén-dioxidot nem tartalmazó desztillált víz pH-ja semleges, 7-es. A 7-nél kisebb pH-jú folyadékok savasak, a 7-nél nagyobb pH-júak pedig lúgosak (vagy lúgosak).
- Savas eső. NASA glosszárium. Retrieved June 13, 2018. június 13. június 13. június 13. június 13.
- H. Berresheim, P. H. Wine, and D. D. Davies, “Sulfur in the Atmosphere”. In Hanwant B. Singh (szerk.), Composition, Chemistry and Climate of the Atmosphere (Wiley, 1995, ISBN 978-0471285144), 251-307.
- William Anderson, Acid Test: Edward Krug megbukik a politikatudományban. The Reason Foundation, 1992. január. Retrieved June 13, 2018.
- H. Rodhe, et al., “The Global Distribution of Acidifying Wet Deposition” Environmental Science & Technology 36(20) (2002): 4382-4388. Retrieved June 13, 2018.
- 6.0 6.1 6.2 A savas eső hatásai EPA. Retrieved June 13, 2018.
- McCormick, John. Acid Earth: A savas szennyezés globális fenyegetése. London, Egyesült Királyság: Earthscan, 1989. ISBN 185383033X
- Morgan, Sally és Jenny Vaughan. Savas eső (Earth SOS). London, Egyesült Királyság: Franklin Watts Ltd., 2007. ISBN 074967676728
- Parks, Peggy J Our Environment – Acid Rain (Our Environment). Farmington Hills, MI: KidHaven Press (Thomson Gale), 2005. ISBN 0737726288
- Singh, Hanwant B. (szerk.). Composition Chemistry, and Climate of the Atmosphere. Wiley, 1995. ISBN 978-0471285144
All links retrieved November 3, 2019.
- National Acid Precipitation Assessment Program Report – egy 98 oldalas jelentés a Kongresszusnak.
- Acid rain for schools.
- U.S. Environmental Protection Agency – Acid Rain
- U.S. Geological Survey – What is acid rain?
Credits
A New World Encyclopedia írói és szerkesztői a New World Encyclopedia szabványainak megfelelően átírták és kiegészítették a Wikipédia szócikkét. Ez a szócikk a Creative Commons CC-by-sa 3.0 License (CC-by-sa) feltételei szerint, amely megfelelő forrásmegjelöléssel használható és terjeszthető. A licenc feltételei szerint, amely mind az Újvilág Enciklopédia munkatársaira, mind a Wikimédia Alapítvány önzetlen önkéntes közreműködőire hivatkozhat, elismerés jár. A cikk idézéséhez kattintson ide az elfogadható idézési formátumok listájáért.A wikipédisták korábbi hozzászólásainak története itt érhető el a kutatók számára:
- Savas eső története
Ez a szócikk története az Új Világ Enciklopédiába való importálása óta:
- A “Savas eső”
Megjegyzés: Egyes korlátozások vonatkozhatnak az egyes képek használatára, amelyek külön licenc alatt állnak.
.