Kisli dež: definicija, vzroki, učinki in preprečevanje

Ena od največjih težav današnjega časa je kisli dež, ki ima lahko uničujoč učinek na vse organizme, ki živijo na Zemlji. Kisli dež je dež, ki je nenavadno kisel in zelo jedek. To je dež z visoko vsebnostjo vodikovih ionov (nizek pH). Opredelimo ga lahko kot "deževnico, katere pH je nižji od 5,6".

Kisli dež ima lahko škodljive učinke na rastline, živali in ljudi. Nastane, ko se v ozračje sprostijo plinaste spojine amonija, ogljika, dušika in žvepla. Veter te pline odnese visoko v nebo. Tam spojine reagirajo z vodo v ozračju in nastanejo kisline. Leta 1852 je Robert Angus Smith v Manchestru dokazal povezavo med kislim dežjem in onesnaženostjo ozračja. Izraz "kisli dež" je skoval leta 1872.

Kaj povzroča kislino v dežju

Glavni antropogeni (človeku pripisani) viri kislega dežja so izpušni plini iz kurilnih naprav, termoelektrarn, industrije in avtomobilov. Med najpomembnejše spojine sodijo:

Žveplov dioksid (SO2) — nastaja predvsem pri zgorevanju premoga in težkih goriv; v ozračju se oksidira do žveplove kisline (H2SO4).
Dušikovi oksidi (NOx) — producirajo jih motorji, industrija in elektrarne; v ozračju tvorijo dušikovo kislino (HNO3).
Amoniak (NH3) — pomemben pri tvorbi delcev in spreminjanju kemičnih procesov v atmosferi; izvira predvsem iz kmetijstva.
Ogljikov dioksid (CO2) — reagira z vodo in tvori šibko ogljikovo kislino; sam CO2 ni glavni povzročitelj hudo kislega dežja, vendar prispeva k zakisljevanju v naravi.

Poleg človekovih virov so tudi naravni viri, kot so vulkani, gozdni požari in strele, ki sproščajo žveplo in dušik, vendar so v večini industrijskih območij glavni krivec emisije iz fosilnih goriv.

Kako nastane kislina v oblakih

V ozračju se zgolj neštevilne pline raztopijo v aerosolu ali kapljicah oblačne vode, kjer z oksidacijskimi in fotokemičnimi reakcijami nastajajo močne kisline (predvsem žveplova in dušikova). Te kisline se nato vrnejo na površje kot mokra deposicija (dež, sneg, megla) ali kot suh prenos (delci in plini, ki se usedejo brez padavin).

Učinki kislega dežja

Ekosistemi v vodi: Jezera in rekah se lahko pH zniža do točke, kjer ribe in drugi vodni organizmi ne preživijo. Zakisljevanje vodi do raztapljanja kovin (npr. aluminija), ki so strupene za vodne organizme.
Visitednost tal in rastlin: Kislo padavine izperejo hranila (kalcij, magnezij), zmanjšajo rodovitnost tal ter poškodujejo listje in skorje dreves. Rastišča z nizko pufersko kapaciteto tal so posebej občutljiva.
Škoda na človeškem zdravju: Čeprav kisel dež sam po sebi redko povzroči neposredne zdravstvene težave, emisije, ki ga povzročajo (delci, NOx, SO2), prispevajo k dihalnim obolenjem in poslabšanju astme.
Škoda na zgradbah in kulturni dediščini: Kisline pospešijo korozijo kovin in raztapljanje kamnin (apnenec, marmor), kar vodi do poškodb mostov, spomenikov in stavb.

Merjenje in spremljanje

Kisli dež se spremlja z merjenjem pH padavin, koncentracij depoziranih žveplovih in dušikovih spojin ter s analizami kemične sestave površinskih voda in tal. V mnogih državah delujejo omrežja stacionarnih meritev in mednarodni projekti za spremljanje čezmejnega prenosa onesnaževal (npr. programe pod okriljem UNECE).

Preprečevanje in zmanjševanje škodljivih učinkov

Za učinkovito zmanjšanje kislega dežja so potrebni ukrepi na več ravneh:

Tehnične rešitve: odstranjevanje žvepla iz dimnih plinov (flue-gas desulfurization), selektivna katalitična redukcija (SCR) za zmanjševanje NOx, bolj čista goriva (nizko žveplov premog/nafta) in prehod na plin ali obnovljive vire energije.
Regulativa in politike: Omejitve emisij, standardi za goriva, tržni instrumenti (npr. trgovanje z emisijami) in mednarodni sporazumi (prenosanje onesnaževanja čez meje) so izkazali velik učinek pri zniževanju emisij v zadnjih desetletjih.
Prilagoditveni ukrepi v naravi: Dodajanje apna (aplanje) v jezera in na tla za začasno reševanje zakisljenosti ter obnova gozdov in talne strukture za dolgoročno odpornost.

Primeri uspeha

V mnogih razvitih državah so po uvedbi strogih zakonov o čistosti zraka in z uporabo tehnologij za zmanjšanje emisij opazili znatno zmanjšanje koncentracij SO2 in NOx ter postopno okrevanje ekosistemov in manjšo škodo na objektih.

Kaj lahko storite kot posameznik

Zmanjšajte porabo fosilnih goriv: manj avta, več javnega prevoza, kolesarjenje ali hoja.
Izboljšajte energetsko učinkovitost doma (boljša izolacija, varčne peči, obnovljivi viri).
Podpirajte politike in podjetja, ki zmanjšujejo emisije in vlagajo v čisto energijo.
V kmetijstvu: spodbujanje praks, ki zmanjšujejo izpuste amoniaka (npr. urejena uporaba gnojil, kmetijski nadzor).

Čeprav se je stanje v mnogih regijah izboljšalo, kisli dež ostaja pomemben okoljski problem, še posebej tam, kjer so emisije visoke ali so tla in vodni sistemi slabo pufersko zaščiteni. Celovite rešitve vključujejo tehnološke izboljšave, mednarodno sodelovanje in spremembe v potrošniških navadah.

Vzroki

Kisli dež nastane zaradi mešanja kislin z zrakom. Največji vir kislin je žveplov dioksid. Kislina v ozračju nastaja tudi zaradi ogljikovega dioksida in različnih dušikovih oksidov. Te kemikalije so naravne in umetne.

Obstajajo različni naravni vzroki, kot so plini iz vulkanov. Vendar pa naj bi večino kislega dežja povzročali ljudje, ki onesnažujejo zrak. Ljudje so začeli proizvajati več kislih plinov, ko so začeli graditi tovarne in elektrarne. V teh stavbah ter hišah in vozilih se kuri premog ali nafta, ki vsebujeta žveplo. Pri tem se v zrak sproščajo plini, ki povzročajo kisli dež. Vlade si od 70. let prejšnjega stoletja prizadevajo zmanjšati količino žvepla, ki se sprošča v Zemljino ozračje, in do zdaj so imele dobre rezultate. Vendar pa je čiščenje dima iz tovarn in elektrarn drago. Leta 2001 je Velika Britanija še vedno proizvedla približno pet milijonov ton teh plinov na leto, Kitajska pa 18 milijonov ton. Združene države Amerike so takrat proizvedle več kot 20 milijonov ton, leta 2010 pa se je ta količina zmanjšala na 8,1 milijona ton.

Kisli dež uničuje drevesa. Kisli dež uničuje tudi ribe.

Kisli dež je lahko tudi naravni vzrok. Kisline lahko na primer nastanejo zaradi dušikovih spojin, ki jih povzroči strela, ob izbruhih vulkanov pa se lahko v ozračje sprosti žveplov dioksid.

Kisli dež ima uničujoč vpliv na gozdove, sladko vodo in tla. Uničuje žuželke in vodne organizme ter povzroča škodo na stavbah in vpliva na zdravje ljudi. Zaradi jedke narave kislin poškoduje tako nežive stvari kot tudi žive organizme.

Učinki

Kisli dež zastruplja reke in jezera. Ribe in druge živali ne morejo živeti v kisli vodi. Prav tako je škodljiv za stavbe, saj kislina poškoduje kalcijev karbonatni kamen. Kislina ga raztopi. Kisli dež je poškodoval številne stavbe in spomenike.

Posledice

Pri kislem dežju se odlagajo vodne kisline, kisli plini in kisle soli.

Kisle usedline so sestavljene iz dveh delov: mokrega in suhega.

✓ Mokro usedanje se nanaša na kisel dež, meglo in sneg.

✓ Suha depozicija se nanaša na kisle pline in delce.

✓ Polovica kislin v ozračju pade nazaj na zemljo s suhim usedanjem.

Kisli dež je regionalni problem onesnaževanja zraka. Najbolj prizadeta sta Kanada in severozahod ZDA. Povprečni pH padavin, zabeleženih v Torontu februarja 1979, je bil 3,5. Leta 1989 je imela megla v Los Angelesu pH celo 2,2. Do zdaj pa je rekord najbolj kislega dežja v ZDA v mestu Wheeling v Zahodni Virginiji, kjer je bil pH celo 1,4.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je kisli dež?

O: Kisli dež je dež, ki je nenavadno kisel in zelo jedek. To je dež z visoko vsebnostjo vodikovih ionov (nizek pH).

V: Kakšna je vrednost pH kislega dežja?

O: Vrednost pH kislega dežja je manjša od 5,6.

V: Kako lahko kisli dež vpliva na organizme, ki živijo na Zemlji?

O: Kisli dež ima lahko škodljive učinke na rastline, živali in ljudi.

V: Kaj povzroča kisli dež?

O: Kisli dež nastane, ko se v ozračje sprostijo plinaste spojine amonija, ogljika, dušika in žvepla.

V: Kako se spojine, ki povzročajo kisli dež, sproščajo v ozračje?

O: Spojine, ki povzročajo kisli dež, se v ozračje sproščajo pri človekovih dejavnostih, kot so kurjenje fosilnih goriv in industrijski procesi.

V: Kdo je skoval izraz "kisli dež"?

O: Izraz "kisli dež" je leta 1872 skoval Robert Angus Smith.

V: Kakšno povezavo med kislim dežjem in onesnaževanjem ozračja je leta 1852 odkril Robert Angus Smith?

O: Leta 1852 je Robert Angus Smith v Manchestru odkril povezavo med kislim dežjem in onesnaženostjo ozračja. Odkril je, da plinasta onesnaževala, ki reagirajo z vodo v ozračju, povzročajo kisli dež.