Skābie nokrišņi — definīcija, cēloņi, ietekme un novēršana
Uzzini, kas ir skābie nokrišņi: definīcija, cēloņi, ietekme uz vidi un veselību, un praktiski risinājumi to novēršanai. Lasiet vairāk tagad!
Viena no mūsdienu vides problēmām ir skābie nokrišņi — lietus, migla, sniegs vai sausā sadalīšanās daļiņas, kas ir neparasti skābas un var būt postošas visiem uz Zemes dzīvojošajiem organismiem. Skābs lietus parasti tiek definēts kā nokrišņi ar pH zem 5,6; tādā līmenī ūdenī esošā ogļskābe (CO2 + H2O → H2CO3) vairs nav vienīgais skābes avots. Skābumu izraisa galvenokārt sēra un slāpekļa savienojumi, kas atmosfērā reaģē ar ūdeni, veidojot spēcīgākas skābes nekā dabiskā ogļskābe.
Cēloņi un veidošanās mehānismi
Skābie nokrišņi rodas, kad atmosfērā nonāk un tur ķīmiski pārveidojas dažādas gāzes un daļiņas. Galvenie cilvēku radītie avoti ir fosilā kurināmā dedzināšana (elektrostacijās, rūpniecībā), transportlīdzekļi un atsevišķas lauksaimniecības un rūpniecības emisijas. Tieši atmosfērā izdaloties amonija, oglekļa, slāpekļa un sēra gāzveida savienojumiem, notiek ķīmiskas reakcijas, kuru rezultātā veidojas sērskābe (H2SO4), salpetrskābe (HNO3) un citi skābi savienojumi.
Vējš šīs gāzes un daļiņas var aiznest lielā attālumā no to izdalīšanās vietas; atmosfērā tās reaģē ar atmosfērā esošo ūdeni, saules gaismu un daļiņām, veidojot skābas šķīdumus, kas pēc tam nokrīt kā nokrišņi vai nogulsnējas sausā veidā. Noteikts daudzums amonija atmosfērā var daļēji neitralizēt skābes, veidojot amonjaka sāļus (ammonija sulfātu/nitrātu), taču bieži vien ne pietiekami, lai novērstu pH samazināšanos.
Īpašas ķīmiskas reakcijas
Visbiežāk minētās reakcijas ir sēra dioksīda (SO2) oksidēšanās līdz sulfātjonam un slāpekļa oksīdu (NOx) oksidēšanās līdz nitrātiem; šie joni kopā ar ūdeni veido attiecīgi sērskābi un salpetrskābi. Dabiskie avoti, piemēram, vulkāni un bioloģiskie procesi, arī var radīt līdzīgas emisijas, taču cilvēku darbības radītais piesārņojums pastiprina šo fenomenu.
Ietekme uz vidi un cilvēkiem
- Augu valsts: skābie nokrišņi bojā lapas, traucē fotosintēzi, padara augsni skābāku un atbrīvo toksiskus alumīnija jonu savienojumus, kas ierobežo sakņu spēju uzņemt barības vielas. Tas var novest pie mežu izsīkuma un ražas samazināšanās.
- Ūdens ekosistēmas: ezeru un upju pH samazināšanās izraisa zivju un citu ūdensorganismu masveida bojāeju, samazina bioloģisko daudzveidību un maina barības vielu apriti.
- Augsnes sastāvs: ilgstoša skābums izraisa svarīgu barības vielu (kalcijs, magnijs) izskalošanos un augsnes struktūras pasliktināšanos.
- Ēkas un būves: skābās nokrišņi korodē metālu konstrukcijas, bojā akmeni, marmoru, apmetumu un flīzes, palielinot uzturēšanas izmaksas un samazinot kultūrvēsturisko pieminekļu saglabāšanas iespējas.
- Cilvēku veselība: tieši skābie nokrišņi paši par sevi parasti nav galvenais veselības drauds, bet to pamatā esošie piesārņotāji (SO2, NOx, daļiņas) pasliktina gaisa kvalitāti, var izraisīt elpošanas problēmas, bronhītu un citus elpošanas ceļu traucējumus.
Vēsture un pētījumi
Saikni starp rūpniecisko piesārņojumu un skābo lietu pirmo reizi sistemātiski pētīja ķīmiķis Robert Angus Smith, kurš 1852. gadā Mančestrā pierādīja šo sakarību un vēlāk 1872. gadā lietoja terminu "acid rain". Kopš tā laika pētījumi un datu vākšana ļāvuši labāk izprast tālākas ietekmes un izplatību.
Novēršana un samazināšana
Skābo nokrišņu efektīva mazināšana prasa gan vietējas, gan starptautiskas darbības:
- Emisiju samazināšana: samazināt SO2 un NOx emisijas enerģētikā, rūpniecībā un transportā, izmantojot tīrākus kurināmos (zemāks sēra saturs), enerģijas efektivitāti un pāreju uz atjaunojamiem energoresursiem.
- Tehnoloģiskie risinājumi: dūmgāzu atūdeņošanas iekārtas (flue gas desulfurization), katalītiskā reducēšana (SCR) NOx samazināšanai, filtrēšanas un daļiņu sūkšanas tehnoloģijas, automašīnu katalizatori.
- Regulējošas un politiskas darbības: starptautiskas vienošanās un nacionālie noteikumi, kas nosaka emisiju limitus, sadarbība starp reģioniem, emisiju tirdzniecības shēmas un stimulējoši mehānismi zaļajai enerģijai. Piemēram, reģionālas konvencijas un protokoli vērsti uz skābuma izraisošo emisiju samazināšanu.
- Agronomiskās un remediācijas metodes: ezeru un augsnes apmežošana ar kaļķu materiāliem (liming), lai īslaicīgi neitralizētu skābumu un atjaunotu biotopu dzīvotspēju.
- Sabiedrības izglītošana un uzraudzība: gaisa kvalitātes monitorings, agrīna brīdināšana, datu publiskošana un sabiedrības informēšana par veidiem, kā samazināt emisijas ikdienā.
Monitorings un ilgtermiņa perspektīvas
Gaisa kvalitātes monitorings un ilgtermiņa datu izsekošana palīdz novērtēt politiku ietekmi un izmaiņas vides stāvoklī. Daudzviet Eiropā, Ziemeļamerikā un citur, pateicoties emisiju samazināšanai, ir novērota skābuma samazināšanās un dažu ekosistēmu atveseļošanās, taču pilnīga atjaunošana prasa daudzus gadus vai pat desmitgades. Turpmākai progresam nepieciešama plašāka pāreja uz tīrāku enerģiju, efektīvāka rūpniecības prakse un starptautiska sadarbība.
Skābie nokrišņi ir komplekss fenomens ar plašu ietekmi uz dabu, infrastruktūru un cilvēku veselību; tāpēc risināšanai ir vajadzīgs integrēts, tehnoloģisks un politisks piegājiens. Saglabājot un attīstot emisiju samazināšanas pasākumus, kā arī uzlabojot dabas resursu apsaimniekošanu, ir iespējams mazināt šo problēmu sekas nākamajām paaudzēm.
Cēloņi
Skābo lietu izraisa skābes, kas sajaucas ar gaisu. Lielākais skābes avots ir sēra dioksīds. Skābi atmosfērā veido arī oglekļa dioksīds un dažādi slāpekļa oksīdi. Šīs ķīmiskās vielas ir gan dabiskas, gan mākslīgas.
Ir dažādi dabiski cēloņi, piemēram, vulkānu gāzes. Tomēr tiek uzskatīts, ka skābā lietus cēlonis galvenokārt ir cilvēku radītais gaisa piesārņojums. Cilvēki sāka ražot vairāk skābo gāzu, kad sāka būvēt rūpnīcas un spēkstacijas. Šajās ēkās, kā arī mājās un transportlīdzekļos tiek dedzinātas ogles vai nafta, kas satur sēru. Tā gaisā izdalās gāzes, kas rada skābo lietu. Valdības kopš 20. gadsimta 70. gadiem ir centušās samazināt sēra daudzumu, kas nonāk Zemes atmosfērā, un līdz šim tām ir bijuši labi rezultāti. Tomēr rūpnīcu un spēkstaciju dūmu attīrīšana ir dārga. Vēl 2001. gadā Lielbritānija katru gadu saražoja aptuveni piecus miljonus tonnu šo gāzu, bet Ķīna - 18 miljonus tonnu. Amerikas Savienotās Valstis tolaik saražoja vairāk nekā 20 miljonus tonnu, kas 2010. gadā samazinājās līdz 8,1 miljonam tonnu.
Skābās lietus ietekmē tiek iznīcināti koki. Skābās lietus ietekmē iet bojā arī zivis.
Skābo lietu var izraisīt arī dabiski. Piemēram, skābes var radīt slāpekļa savienojumi, ko rada zibens, un vulkānu izvirdumi atmosfērā var izdalīt sēra dioksīdu.
Skābie nokrišņi postoši ietekmē mežus, saldūdeni un augsni. Tas iznīcina kukaiņus un ūdens organismus, kā arī bojā ēkas un ietekmē cilvēku veselību. Skābju kodīgā rakstura dēļ tās kaitē gan nedzīvām vielām, gan dzīviem organismiem.
Ietekme
Skābie nokrišņi postoši ietekmē mežus, saldūdeni un augsni. Tas iznīcina kukaiņus un ūdens organismus, kā arī bojā ēkas un ietekmē cilvēku veselību. Skābju kodīgā rakstura dēļ tās kaitē gan nedzīvām vielām, gan dzīviem organismiem.
Skābie lietus indē upes un ezerus. Zivis un citi dzīvnieki nevar dzīvot skābā ūdenī. Tas kaitē arī ēkām, jo skābe bojā kalcija karbonāta akmeni. Skābe to izšķīdina. Skābās lietavas ir sabojājušas daudzas ēkas un pieminekļus.
Sekas
Skābs lietus ir saistīts ar ūdens skābju, skābju gāzu un skābju sāļu nogulsnēšanos.
Skābes nogulsnēšanās sastāv no divām daļām: mitrā un sausā.
✓ Mitrā nogulsnēšanās attiecas uz skābo lietu, miglu un sniegu.
✓ Sausā nogulsnēšanās attiecas uz skābām gāzēm un daļiņām.
✓ Puse no atmosfērā esošās skābes nokļūst atpakaļ uz Zemes sausās nogulsnes veidā.
Skābie lietus ir reģionāla gaisa piesārņojuma problēma. Visvairāk skartas ir Kanāda un ASV ziemeļrietumu daļa. Toronto 1979. gada februārī reģistrēto nokrišņu vidējais pH bija 3,5. Losandželosas miglas pH 1989. gadā bija 2,2. Tomēr līdz šim visskābākā lietus rekords ir ASV, Vītlingā, Rietumvirdžīnijā, kur pH bija 1,4 pH.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir skābie lietus?
A: Skābais lietus ir lietus, kas ir neparasti skābs un ļoti kodīgs. Tas ir lietus ar augstu ūdeņraža jonu līmeni (zems pH).
J: Kāda ir skābā lietus pH vērtība?
A: Skābā lietus pH vērtība ir mazāka par 5,6.
J: Kāda var būt skābā lietus ietekme uz dzīvajiem organismiem uz Zemes?
A: Skābais lietus var kaitīgi ietekmēt augus, dzīvniekus un cilvēkus.
J: Kas izraisa skābo lietu?
A: Skābo lietu izraisa amonija, oglekļa, slāpekļa un sēra gāzveida savienojumu izdalīšanās atmosfērā.
J: Kā atmosfērā nonāk savienojumi, kas izraisa skābo lietu?
A: Skābo lietu izraisošos savienojumus atmosfērā izdala cilvēks, piemēram, sadedzinot fosilo kurināmo un rūpniecības procesos.
J: Kas radīja terminu "skābie lietus"?
A: Roberts Anguss Smits 1872. gadā radīja terminu "skābs lietus".
J: Kāda bija saikne starp skābo lietu un atmosfēras piesārņojumu, ko 1852. gadā atklāja Roberts Anguss Smits?
A: 1852. gadā Roberts Anguss Smits Mančestrā atklāja saistību starp skābo lietu un atmosfēras piesārņojumu. Viņš atklāja, ka gāzveida piesārņotāji, reaģējot ar ūdeni atmosfērā, izraisa skābo lietu.
Meklēt