Articles

Savas eső

A savas lerakódás folyamatai. Megjegyzendő, hogy a bemutatott légköri szennyező anyagok közül csak a kén-dioxid (SO2) és a nitrogén-oxidok (NOx) játszanak jelentős szerepet a savas esőben.

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 széntüzelésű Gavin erőmű az ohiói Cheshire-ben.

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

A különböző fajok által a vízben tolerált savasság különböző szintjeit bemutató ábra.

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 hatása a csehországi Jizera-hegység egyik erdős területére.

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 károsítja a szobrokat.

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

  1. 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).
  2. Savas eső. NASA glosszárium. Retrieved June 13, 2018. június 13. június 13. június 13. június 13.
  3. 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.
  4. William Anderson, Acid Test: Edward Krug megbukik a politikatudományban. The Reason Foundation, 1992. január. Retrieved June 13, 2018.
  5. H. Rodhe, et al., “The Global Distribution of Acidifying Wet Deposition” Environmental Science & Technology 36(20) (2002): 4382-4388. Retrieved June 13, 2018.
  6. 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.

.