Zanieczyszczenia powietrza
Są to wszystkie substancje gazowe, stałe lub ciekłe, znajdujące się w powietrzu w ilościach większych niż ich średnia zawartość. Światowa Organizacja Zdrowia definiuje powietrze zanieczyszczone jako takie, którego skład chemiczny może ujemnie wpłynąć na zdrowie człowieka, roślin i zwierząt, a także na inne elementy środowiska (wodę, glebę). dwutlenek siarki (SO2), tlenki azotu (NOx), pyły węglowe (X2), tlenek węgla (CO), dwutlenek węgla (CO2), ozon troposferyczny (O3), ołów (Pb), pyły.
Na świecie około 50% całej ilości SO 2 i NO x pochodzi ze źródeł naturalnych (m.in. wulkanów, pyłów, rozkładu materii organicznej). Ta naturalna emisja jest rozprzestrzeniona po całym obszarze. W uprzemysłowionych rejonach świata działalność antropogeniczna jest źródłem 90% znajdujących się tam zanieczyszczeń.
Przenoszenie zanieczyszczeń
Mechanizm rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń, na przykład z przewodów kominowych, zależy w sposób istotny od temperatury gazów, szybkości ich wypływu, wysokości i konstrukcji komina. Zastosowanie wysokich i szerokich kominów pozwoliło na istotne zmniejszenie stężenia emitowanych zanieczyszczeń w miejscach emisji. Jednak w takiej sytuacji zanieczyszczenia mogą być przenoszone na znaczne odległości, często ponad granicami państw jest to tzw. przenoszenie transgraniczne.
Kwaśne opady
Sucha depozycja - cząsteczki kwasów opadają na powierzchnię ziemi wraz z cząsteczkami pyłów. Sucha depozycja zanieczyszczeń występuje zazwyczaj w pobliżu ich źródeł.
Mokra depozycja – deszcz, śnieg, mgła. Może mieć miejsce nawet w odległości ponad 1000km od miejsca powstawania zanieczyszczeń.
kwaśne zanieczyszczenia powietrza są powodowane głównie przez cztery rodzaje gazów:
- tlenki siarki - SxOy
- tlenki azotu - NxOy lub NOx
- węglowodory CxHy
- ozon O3
kwaśne deszcze powstają w wyniku reakcji zachodzących w chmurach.
W warunkach naturalnych kwasowość opadu atmosferycznego wynosi 5,65. Opad którego wartość pH jest niższa od 5,6 przyjęto określać mianem kwaśnego opadu atmosferycznego
Skutki kwaśnych opadów
wrażliwość ekosystemu na kwaśny opad zależy od:
- stężenia i ilości kwaśnych składników zawartych w opadzie
- zdolności skał, gleb, ekosystemów wodnych do zobojętniania kwaśnych zanieczyszczeń
- odporności żywych organizmów
zmiana odczynu pH wody uniemożliwia życie wielu gatunkom organizmów i zakłóca funkcjonowanie danego ekosystemu wodnego.
w przypadku ekosystemów lądowych nadmierna kwasowość powoduje zubożenie gleby w wiele substancji niezbędnych do życia roślin, uszkodzenie ich korzeni, zahamowanie wzrostu, usychanie liści i wreszcie ich śmierć.
Wpływ na gleby:
- powstawanie tzw. kwaśnych gleb
- mobilizacja metali – uwalnianie do roztworu glebowego metali takich jak glin, ołów, cynk, które osiągają poziom stężenia toksyczny dla roślin.
- w wyniku zakwaszenia zmniejsza się ilość dżdżownic i bakterii w glebie, a co za tym idzie wolniejsze tempo rozkładu martwej materii organicznej
- utrata żyzności i właściwości sorpcyjnych gleby
- wymywaniu ulegają trudno rozpuszczalne substancje mineralne, z nierozpuszczalnych związków aluminium powstają jony Al3+
wpływ na wody:
- zmiana wartości pH wielu jezior
- zakwaszone jeziora nie są martwe, lecz warunki biologiczne są w nich poważnie zmienione
- spadek zawartości wapnia w wodzie
- wzrost poziomu zawartości potencjalnie toksycznych metali w wodzie, jak np. glinu, rtęci, kadmu, niklu
- glin jest szczególnie niebezpieczny dla ryb - kumuluje się w ich skrzelach uniemożliwiając oddychanie.
- ryby przestają się rozmnażać i stopniowo giną w kwaśnej wodzie
- wymieranie ryb w kwaśnych jeziorach jest łącznym skutkiem obniżonej wartości pH i zatrucia przez aluminium
wpływ na zwierzęta:
- szczególny wpływ na organizmy związane ze środowiskiem wodnym
- zaburzony rozwój żab i ptaków żyjących przy brzegach zakwaszonych jezior
- cienkie skorupki jaj ptaków, na skutek zatrucia Al.
- u wielu gatunków zwierząt odżywiających się roślinami z terenów zakwaszonych, stwierdzono zwiększoną zawartość kadmu w nerkach i wątrobie.
- niektóre ćmy, występujące w lasach iglastych jak np.: brudnica mniszka, wykazują objawy karłowacenia - co również, ma związek z zakwaszeniem
wpływ na roślinność:
- roślinność charakteryzuje się znacznie większą wrażliwością na kwaśny opad aniżeli człowiek, zwierzęta, czy też materiały
- najbardziej narażonym organem są liście.
- uszkodzenia aparatów szparkowych powodujące zwiększenie intensywności przebiegu procesu fotosyntezy i przedwczesne opadanie liści
- uszkodzenia korzeni w skutek zatrucia glinem, kadmem, nagromadzenia azotanów i siarczanów
- zachwianie gospodarki wapniowo -magnezowej
- ograniczenie symbiozy korzeni drzew i grzybów mikoryzowych
- najwrażliwszymi roślinami są mchy i porosty, które nie mają ochronnej warstewki wosku.
- wodę pobierają bezpośrednio przez liście i pędy.
- zarówno mchy jak i porosty mają intensywny okres wzrostu na jesieni, gdy stopień zanieczyszczenia jest największy.
Porosty często używane są jako wskaźniki stopnia zanieczyszczenia powietrza, szczególnie SO2. Porosty są bardzo czułym biowskaźnikiem (bioindykatorem) czystości atmosfery.
wpływ na budowle:
- przyspieszajÄ… wietrzenie budowli zbudowanych z piaskowca czy wapienia
oddziałują szkodliwie na tworzywa sztuczne, witraże oraz na metale, powodując ich korozję.
Korozja - stopniowe niszczenie tworzyw w skutek działania środowiska. Pojęcie korozji dotyczy przede wszystkim metali i stopów, choć stosuje się je również do tworzyw niemetalowych, jak betony, materiały ceramiczne i tworzywa sztuczne. Przyczyną korozji są różnorodne procesy chemiczne, elektrochemiczne, biologiczne i mechaniczne.
- wiele budynków i pomników jest zrobionych z kamienia zawierającego wapń, takiego jak piaskowiec, wapień lub marmur.
- wapń neutralizuje kwaśny deszcz, ale w końcu zostaje zużyty. Wtedy kamień traci naturalną odporność a budynek lub pomnik zaczyna ulegać zniszczeniu.
kwaśny deszcz niszczy niektóre spośród największych zabytków historycznych
- starożytne świątynie na Akropolu
- średniowieczne budowle Krakowa w Polsce
- katedra Lincolna w Anglii i katedra Nidarosdomen w Trondheim w Norwegii
- pomnik Abrahama Lincolna stojÄ…cy nieopodal lotniska Waszyngtona - USA
- współczesne budynki, wykonane z innych materiałów (np. z żelbetu), również są niszczone przez kwaśne deszcze, choć w wolniejszym tempie. Beton zaczyna się kruszyć a stalowe pręty zbrojenia rdzewieją.
- w ostatnich latach coraz częstsze jest występowanie zjawiska korozji, którą wzmaga zakwaszenie środowiska. Nawet hartowane materiały nie mogą sprostać kwaśnym opadom; wymagają częstszego malowania, a zanieczyszczenia oddziałują niekorzystnie na pigmenty w farbach.
zagrożenie dla ludzi:
- kwaśne deszcze działają niszcząco na florę i faunę, powodując degradację środowiska, przez co również stanowią zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi.
- bezpośrednim zagrożeniem ludzkiego życia są natomiast przedostające się do atmosfery aerozole kwasu siarkowego (VI) (H2SO4), które są przyczyną wystąpienia rozmaitych schorzeń układu oddechowego.
Zapobieganie zakwaszeniu opadu atmosferycznego, a tym samym i zakwaszeniu biosfery, polega na budowaniu instalacji wyłapujących tlenki siarki i azotu ze spalin emitowanych do atmosfery – jest to tzw. odsiarczanie gazu. Jednak jedynym w pełni skutecznym sposobem ograniczenia kwasowości opadów jest zmniejszenie wielkości ładunków tlenków siarki i azotu uwalnianych do atmosfery. Konieczne są w tym celu solidarne i konsekwentnie realizowane działania wszystkich krajów Europy. Zgodnie z protokołem podpisanym w 1994 roku w Oslo, Polska jest zobowiązana do redukcji o 60% emisji tlenków siarki (IV) SO2 do roku 2010.