20. Kwaśne deszcze.

Nazwa ta określa wszystkie rodzaje kwaśnych opadów, tzn. kwaśne zanieczyszczenia
powietrza, które mogą znajdować się w kwaśnym deszczu, mgle lub też w kwaśnym śniegu.
Taki sposób transportowania na ziemię kwasów nazywany jest MOKRĄ DEPOZYCJĄ.
SUCHA DEPOZYCJA - to zanieczyszczenia transportowane bezpośrednio na powierzchnię
ziemi jako gazy lub pyły bez absorbowania przez nie wilgoci.
Kwaśne zanieczyszczenia powietrza są powodowane głównie przez cztery rodzaje gazów:
tlenki siarki - SxOy – zwlaszcza SO2, który wydobywa się w czasie spalania paliw
kopalnych tj. węgla, ropy, gazu ziemnego, jak również z wód morskich, wulkanów i rozkładu
materii organicznej.

Łatwo rozpuszcza się w wodzie, tworząc kwas siarkowy (IV) - H

2

SO

3

,

który w czystych roztworach ulega stopniowemu utlenieniu tlenem z powietrza do kwasu
siarkowego (VI) - H

2

SO

4

. Zanieczyszczenia te głównie są spowodowane przez huty,

koksownie i elektrownie węglowe, paleniska domowe.

SO

2

+H

2

O ↔H

+

+HSO

-

3

2HSO

-

3

+O

2

↔2H

+

+2SO

2-

4

H

2

O

2

+HSO

-

3

→ SO

4

2-

+H

+

+H

2

O

O

3

+HSO

3

_

→SO

4

2-

+H

+

+O

2

Istotną sprawą jest fakt, że wulkany stanowią bardzo nieciągłe (w czasie i przestrzeni) źródło.
Z tego względu wprowadzają stosunkowo duże ilości SO

2

w krótkim odcinku czasu.

Dodatkowym źródłem emisji są wulkaniczne pęknięcia i szczeliny łagodnie emitujące gazy
przez długi czas.
Spalane paliwo w elektrowniach węglowych, paleniskach domowych czy koksowniach
zawiera siarkę, która utlenia się do SO

2

. Siarka częściowo występuje w postaci pirytu FeS

2

.

4FeS

2

+11O

2

→8SO

2

+2Fe

2

+O

3

Dodatkowo zanieczyszczenia metaliczne zawarte w paliwach (żelazo lub mangan) katalizują
przemianę rozpuszczonego SO

2

do H

2

SO

4

.

tlenki azotu -NxOy lub NOx - około 50% z nich pochodzi ze źródeł naturalnych,Wytwarzają
się podczas wysokotemperaturowego spalania paliw kopalnych np. w elektrowniach
węglowych, koksowniach i w transporcie. Tlenki azotu ulegają w atmosferze bardzo
złożonym przemianom, szczególnie w przypadku obecności innych zanieczyszczeń powietrza
(np. węglowodorów). Zanik tlenków azotu (NO

x

) w atmosferze związany jest z ich

przemianą do kwasu azotowego (V) - HNO

3

. Istotną rolę w ich przemianie przypisuje się

udziałowi wolnych hydroksyli (OH

-

).

NO

2

+OH↔HNO

3

N

2

O

5

+H

2

0↔2HNO

3

Chociaż tlen sam jest silnym utleniaczem, jego reakcja z azotem z wytworzeniem NO nie

zachodzi łatwo ze względu na wysoka entalpię. Jednak energia wystarczająca do zajścia tej

reakcji może być uzyskana w wyniku wyładowań atmosfetycznych i w silnikach

spalinowych.

N

2

+ O

2

→ 2NO

Dalsze utlenienie NO przez ozon prowadzi do powstania NO2, który może reagować z

rodnikami lu innymi tworząc kwas azotowy:

OH + NO

2

→ HNO

3

+ M

Ten produkt dociera do powierzchnii Ziemi wraz z opadami, powodując znaczne

zanieczyszczenie.

węglowodory CxHy - pochodzące z silników spalinowych;

ozon O3 - stężenie ozonu przy powierzchni ziemi jest niewielkie, przy połączeniu z NOx,

węglowodorami CxHy powiększa się, przez co staje się szkodliwe;

Te gazy tworzą kwasy, łącząc się z kroplami wody znajdującymi się w powietrzu (mokra

depozycja) lub też opadają na ziemię tworząc kwasy na drzewach, w wodzie i glebie. Sucha

depozycja zanieczyszczeń występuje zazwyczaj w pobliżu ich źródeł, natomiast mokra

depozycja może mieć miejsce w odległości ponad 1000 km od miejsca jej powstania. Kwaśne

deszcze nie dość, że zanieczyszczają powietrze, to mają również szkodliwy wpływ na

roślinność, zwierzęta a także na człowieka.

W warunkach naturalnych kwasowość opadu atmosferycznego jest określona wskaźnikiem
pH o wartości 5,65. Opad którego wartość pH jest niższa od 5,6 przyjęto określać mianem
kwaśnego opadu atmosferycznego. Wartość taką nadaje wodzie deszczowej proces
rozpuszczania dwutlenku węgla.

CO

2

+ H

2

O↔H

2

CO

3

H

2

CO3 ↔H

+

+HCO

-

3

HCO

-

3

↔ H

+

+HCO

-

3

Kwaśne deszcze powodują zakwaszanie gleby, obumieranie dużej ilości drzew, niszczenie
runa leśnego i innych roślin (hamowanie fotosyntezy), a także niszczenie budowli i innych
obiektów stworzonych przez ciężką czasami niewolniczą pracę człowieka. Jak wiadomo
H

2

SO

4

działa korozyjnie w stosunku do elementów z żelaza i niszczy materiały budowlane.

Kwas siarkowy powoduje przemianę kamienia wapiennego w gips.

H

2

SO

4

+CaCO

3

+H

2

O→CO

2

+CaSO

4

*2H

2

O

Gips jest rozpuszczalny pod wpływem wody deszczowej, ponadto gips zajmuje większą
objętość niż kamień wapienny i „eksploduje od wewnątrz”.