Kwaśne opady – co to jest i jakie jest ryzyko ich wystąpienia?

Kwaśne opady to łagodny roztwór kwasu azotowego i siarkowego. Ta substancja chemiczna jest wysoce toksyczna dla ludzi i istnieje wiele zagrożeń związanych z narażeniem na jej działanie. Może powodować korozję, narażenie na działanie ołowiu i zatrucie kadmem. W tym artykule wyjaśnimy, jak działa kwaśne wytrącanie i jakie zagrożenia stwarza dla ludzi. Zacznijmy od początku. Kwaśne opady są powszechnym zagrożeniem.

Kwaśne opady to łagodne roztwory kwasu siarkowego i azotowego

Mokre i suche osadzanie się kwasów i ich metabolitów znane jest jako kwaśne opady. Ten rodzaj opadów jest skutkiem obecności w powietrzu zanieczyszczeń, w tym kwasów siarkowego i azotowego. Ten rodzaj opadów jest szczególnie niebezpieczny dla środowiska, ponieważ prowadzi do wysokich poziomów kwasów zarówno w wodzie, jak i w glebie. Oto kilka typowych przyczyn powstawania kwaśnych deszczy:

Typowe przyczyny powstawania kwaśnych deszczy to spalanie paliw kopalnych przez zakłady energetyczne. W wyniku tych emisji powstaje kwas siarkowy i azotowy, który jest przenoszony przez wiatr na odległość wielu kilometrów. Te substancje chemiczne mogą powodować uszkodzenia drzew i upraw na obszarach, na które oddziałują. W związku z tym naukowcy badają przyczyny powstawania kwaśnych opadów, starając się znaleźć sposoby na ograniczenie ich wpływu. Jak dotąd głównym źródłem kwaśnych deszczy na świecie są zanieczyszczenia przemysłowe.

Podczas pór deszczowych do powstawania kwaśnych deszczy przyczyniają się głównie wody spływowe i deszcz. Połączenie deszczu i wody spływowej jest bardziej kwaśne niż sam opad. Co więcej, związki te są przenoszone przez dominujące wiatry ponad granicami państw i krajów, co powoduje powstanie kwaśnej mieszanki. W rezultacie kwaśne deszcze są ważnym problemem środowiskowym we wszystkich częściach świata.

Powodują korozję

Odkładanie się kwasów jest zagrożeniem środowiskowym, które stanowi poważne ryzyko dla budynków, mostów, zasobów kulturowych i innych materiałów. Działanie korozyjne kwasu siarkowego na beton jest szczególnie silne, a sucha depozycja może być jeszcze bardziej szkodliwa. W USA koszt tego problemu wynosi średnio 7,10 USD rocznie na osobę, ale w innych krajach może być jeszcze wyższy. Oto kilka typowych oznak osadzania się kwasów i ich wpływ na beton.

Kwaśny deszcz powoduje korozję kamienia i metalu. Chociaż ludzie od dawna wiedzą o zagrożeniach związanych z kwaśnymi deszczami, wiele osób wznosiło budynki z metali, zanim dowiedziało się o ryzyku korozji ich powierzchni. Materiały te zawierają węglan wapnia lub inne związki wapnia, które łatwo rozpuszczają się pod wpływem kwaśnych deszczy. Piaskowiec jest o wiele bardziej odporny na kwaśne deszcze, choć w wyniku reakcji chemicznej na jego powierzchni mogą powstawać czarne osady.

Głównymi składnikami jonowymi kwaśnych deszczy są SO42-, NO3- i Ca2+. Zawierają one również NH4+, Mg+ i H+. Oprócz wpływu na materiały murarskie, kwaśne deszcze mogą oddziaływać na różne materiały, w tym cement. Skutkiem uszkodzeń korozyjnych mogą być pęknięcia, rozpad i odbarwienia. W rzeczywistości korozyjne skutki kwaśnych deszczy są tak poważne, że konieczne jest zabezpieczenie konstrukcji przed narażeniem na tego typu korozję.

Może powodować kadm

Wschodnie Stany Zjednoczone mają znacznie więcej kwaśnych opadów niż zachodnia część kraju. Przyczyniają się do tego zarówno czynniki naturalne, jak i ludzkie. Ponieważ opady we wschodniej części Stanów Zjednoczonych są zazwyczaj bardziej kwaśne, osoby tam mieszkające są bardziej narażone na ryzyko zatrucia kadmem. Ponadto kadm jest obecny w glebach we wschodniej części świata, gdzie występuje głównie w słonych jeziorach.

Wpływa na budynki

Od wieków ludzie martwią się kwaśnymi deszczami i ich wpływem na budynki. Znany jako kwaśny deszcz, powoduje on korozję tkanin budowlanych, co może prowadzić do ich wypaczenia. W niektórych częściach świata rozpoczęto nawet oklejanie budynków, aby chronić je przed skutkami kwaśnych deszczy. Jest to poważny problem, ponieważ zagrożonych jest wiele z najbardziej kultowych budynków świata. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, jaki wpływ kwaśne deszcze mogą mieć na budynki.

Problem z kwaśnymi deszczami polega na tym, że mogą one powodować erozję kamiennych i metalowych konstrukcji. Często budynki są zbudowane z kamienia, takiego jak wapień lub marmur. Ponieważ są one wykonane z węglanu wapnia, są bardzo podatne na działanie kwaśnych deszczy. Powoduje to, że budynki tracą swój pierwotny wygląd i wartość. W wielu przypadkach może to nawet doprowadzić do zniszczenia budynku. W takich przypadkach może być konieczna renowacja budynku lub jego rozbiórka.

Kwaśny charakter kwaśnych deszczy jest również widoczny w postaci czarnej skorupy, która tworzy się na kamiennych powierzchniach. Te czarne plamy odsłaniają kruszące się pod spodem kamienie. Sczerniała skorupa to gips, który powstaje w wyniku kontaktu kalcytu, wody i kwasu siarkowego. W wyniku tej reakcji gips tworzy się na powierzchniach kamieni węglanowych wystawionych na działanie dwutlenku siarki. Gips jest na ogół zmywany przez deszcz, ale może pozostać na osłoniętych powierzchniach.

Wpływa na społeczności płazów

Chociaż wpływ kwaśnych opadów na społeczności płazów jest w dużej mierze nieznany, prawdopodobnie jest znaczący. Kwaśne deszcze obniżają pH wód słodkich, co powoduje, że cierpi na tym wiele gatunków roślin i zwierząt. Kwasowość powoduje również wymieranie ryb, co może być czynnikiem przyczyniającym się do dramatycznego spadku liczebności populacji płazów na całym świecie. Jeśli jednak kwaśne opady powodują powszechne zmniejszanie się populacji płazów, to jakie są ich skutki dla lokalnych ekosystemów?

Akt Omnibus Management Act (Ustawa o zarządzaniu zbiorowym) w National Park Service wymaga od zarządców parków dostarczania informacji o długoterminowych trendach w stanie Systemu Parków Narodowych. Monitorowanie danych o zbiorowiskach płazów może pomóc w realizacji tego zadania. Jednym z takich programów jest Southeast Coast Network Vital Signs Monitoring Program. Program ten ocenia stan i tendencje zmian w zbiorowiskach płazów na obszarze, gdzie głównym zagrożeniem są kwaśne opady. Ważne jest monitorowanie stanu zdrowia tych płazów, ponieważ zmiany w ich zdrowiu i liczebności mogą powodować poważne problemy dla tych gatunków.

Wiadomo, że różne zanieczyszczenia mogą wpływać na populacje płazów. Na przykład, wiele insektycydów, powszechnie stosowanych do zwalczania owadów, może powodować zaburzenia rozrodu i inne niekorzystne skutki. Te substancje chemiczne mogą wpływać na wzrost, rozwój i metamorfozę płazów. W związku z tym nie można ignorować wpływu kwaśnych opadów na populacje płazów. Wpływ ten dotyczy nie tylko płazów. Poważnym zagrożeniem dla populacji płazów są także przenoszone przez wodę patogeny i inne zanieczyszczenia.