Utsläpp av svaveldioxid och kväveoxider reagerar med vattenånga i atmosfären för att skapa svavelsyra och salpetersyra. Om du vandrar genom Appalachian Mountains, du kommer att upptäcka bestånd av döda och försvagade träd. Om du bor i en stad, du kanske märker slitna stenbyggnader, ränder på ditt biltak eller korroderade metallräcken och statyer. Du kan se effekterna av surt regn nästan vart du än går, men med media och allmänhetens uppmärksamhet vände sig mot de mer olycksbådande utsikterna till global uppvärmning, surt regn har fallit längs vägen. Gissel från himlen verkar nästan som ett 1900-talsproblem-en fråga som hanterades på 1980- och 1990-talet genom lagstiftning.
Surt regn förekommer mestadels på norra halvklotet - ju mer industrialiserade, smutsigare halva jordklotet. Vindar kan sopa upp utsläpp från höga rökstackar och bära föroreningar långt från sina ursprungliga källor, att korsa statsgränser och nationella gränser i processen. Surt regn har kanske inte hela det globala utbudet av växthusgaser, men det är en gränsöverskridande , och därför internationellt, problem.
Surt regn, även känd som syraavsättning, orsakas av utsläpp av svaveldioxid (SO2) och kväveoxider (NOx) från kraftverk, bilar och fabriker. Naturliga källor som vulkaner, skogsbränder och blixtnedslag ökar också den förorenade människan. SO2 och NOx blir syror när de kommer in i atmosfären och reagerar med vattenånga. De resulterande svavelsyrorna och salpetersyrorna kan falla som våta eller torra avlagringar. Våt deponering är nederbörd:surt regn, snö, slask eller dimma. Torr avsättning faller som sura partiklar eller gaser.
Innehåll
PH -skalan är ett mått på surhet och alkalinitet. Surt regn har ett pH på 5,0 eller lägre. Forskare uttrycker surheten i surt regn med hjälp av pH -skala . Skalan definierar en lösnings surhet, neutralitet eller alkalinitet baserat på dess koncentration av vätejoner. Syror har en hög koncentration av vätejoner och ett lågt pH. Skalan sträcker sig från noll till 14, med rent vatten vid en neutral 7,0. Mest vatten, dock, är inte precis ren. Även rent, normalt regn har ett pH på cirka 5,6. Detta beror på att den reagerar med koldioxid i atmosfären och bildar milt sur kolsyra innan det blir regn.
Surt regn har ett pH på 5,0 eller lägre. De flesta sura avsättningarna sträcker sig från pH 4,3 till 5,0 - någonstans mellan syran i apelsinjuice och svart kaffe. Men att jämföra surt regn med säkert, naturliga syror kan vara vilseledande. Även när det är som svagast, surt regn förstör ekosystem genom att hämma känsliga växter och döda känsliga vattenlevande ägg.
Program som övervakar surt regn analyserar väteinnehåll för att bestämma pH. De mäter också atmosfäriska koncentrationer av salpetersyra, nitrat, svaveldioxid, sulfat och ammonium. I USA, National Atmospheric Deposition Program (NADP) övervakar våtavsättning medan Clean Air Status and Trends Network (CASTNET) observerar torr avsättning. Övervakning av syraavsättning hjälper till att avgöra kritiska belastningar , eller mängden föroreningar ett ekosystem kan stödja före skador. Exakta kritiska belastningar hjälper till att sätta upp effektiva mål för minskning av SO2 och NOx.
Nu lär vi oss om de skadliga effekterna av surt regn på vattenmiljöer, skogar, avslutar, byggmaterial och människors hälsa.
Ytvatten och deras ömtåliga ekosystem är kanske de mest kända offren för surt regn. Det mesta av nederbörden som kommer in i en sjö, flod, bäck eller kärr måste först passera över och sippra genom marken. All jord har en Bufferkapacitet , eller förmåga att motstå förändringar i surhet och alkalinitet. Jordens buffringskapacitet avgör en vattens kropps surhet. Om kapaciteten är låg, eller har nått sin gräns, surt regn kan passera oneutraliserat.
Syravsättning försvagar träd och förorenar ytvatten. Fotograf:Detlev Voss | Byrå:Dreamstime.com De flesta liv är bekväma vid ett nästan neutralt pH-strävar för långt från pH 7,0, och känsliga organismer börjar dö. Plankton och ryggradslösa djur är känsliga för förändringar i surhet och dör först. Vid pH 5,0, fiskägg bryts ner och ungar kan inte utvecklas. Vuxna fiskar och grodor tål ibland surhet så låg som pH 4,0, men de svälter när deras svagare matkällor dör ut. När surt regn stör näringskedjan, biologisk mångfald minskar.
Kväveavsättning från surt regn skadar också kustvatten och flodmynningar. Kvävehaltigt vatten stöder massiv algtillväxt och algblomning. Bakterier sönderdelar de döda algerna, frodas själva och suger upp vattnets tillgängliga syre. Fisk, skaldjur, havsgräsbäddar och korallrev dör i algerna kvävda, syre-utarmat vatten. Forskare uppskattar att 10 procent till 45 procent av mänskligt producerat kväve som hamnar i kustvatten kommer från atmosfärisk avsättning [Källa:Environmental Protection Agency].
De flesta sura vattendrag ser inte ut som förorenade. När sönderfallande organiskt material lägger sig, surt vatten kan se klart och blått ut. Vissa arter, som rusningar och mossa, trivs även under sura förhållanden. Men grönskan och det klara vattnet tror på en ohälsosam miljö. Mångfalden sjunker, och arter kvar utan rovdjur blir ofta störande stora.
Surt regn skadar också skogar, som vi kommer att se i nästa avsnitt.
Surt regn kan äta genom sten och metall. Det har accelererat den naturliga vittringsprocessen i denna ärrade stenängels ansikte. Fotograf:Michael Drager | Byrå:Dreamstime.com Skogar förlitar sig på jordens buffertkapacitet för att skydda dem från surt regn. Surt vatten drar ut jordtoxiner som aluminium. Träd tar in de giftiga ämnena, och avrinning dumpar den i sjöar, floder och vattendrag. Surt regn löser också upp användbara mineraler och näringsämnen som kalcium, magnesium och kalium innan träd kan absorbera dem. Surt regn dödar sällan en skog direkt men hämmar istället dess tillväxt genom år av jordförstöring. Näringsbrist och exponering för toxiner gör att träd är mer benägna att falla i stormar eller dö i kallt väder.
Även träd i välbuffrad jord kan försvagas i hård sur dimma. Höga skogar suger i sura moln, som avlägsnar löv från näringsämnen och bryter ner trädens förmåga att motstå kyla. De skalliga topparna i Appalachianbergen berättar om den giftiga effekten av surt regn på skogar med hög höjd.
Surt regn har en störande förmåga att radera och utplåna sten och metall, det mest hållbara materialet. Gamla byggnader, monument och gravstenar bär de släta tecknen på sur korrosion och försämring. Syravsättning påskyndar naturlig vittring orsakad av regn, Sol, snö och vind.
Surt regn försvårar även bilfärg. Bilindustrin anser syra deponering en typ av frätande miljöfall , tillsammans med trädsaft, pollen och fågelspillning. Syrmarkeringar lämnar oregelbundna, etsade former på horisontella ytor. Ommålning är det enda sättet att fixa en bilfinish som är vanställd av surt regn.
Fotograf:Sokrates | Byrå:Dreamstime.com Eftersom surt regn kan döda vattenlevande djur, försvagar träd och löser upp sten, det verkar som om det också kan skålla eller bränna människor. Men det påverkar inte människor på samma sätt som fiskar eller växter. Surt regn känns detsamma som vanligt regn - det är till och med säkert att simma i en sur sjö. Men sulfat- och nitratpartiklarna vid torr avsättning kan orsaka astma, bronkit och hjärtproblem. NOx i syrafällning reagerar också med labila organiska blandningar (VOC) för att bilda marknära ozon. Ozon, eller smog , förvärrar och försvagar andningsorganen.
Kraftverk måste begränsa utsläppen av SO och NOx för att nå målen inställd av programmet Acid Rain. Fotograf:Czbrat | Byrå:Dreamstime.com 2 Surt regn har funnits sedan de första fabrikerna under den industriella revolutionen började spotta ut giftiga utsläpp. En engelsk forskare, Robert Angus Smith, myntade termen "surt regn" 1872 när han skrev om dess korroderande beröring av byggnader och dödlig effekt på växter. Men surt regn blev inte ett regeringskontrollerat miljöproblem förrän mer än ett sekel senare. Forskare hade då bestämt att surt regn var en gränsöverskridande snarare än en lokal oro. 1980, Acid Deposition Act inledde en 10-årig studie om surt regn under ledning av National Acidic Precipitation Assessment Program (NAPAP) att övervaka webbplatser runt om i landet.
År 1990, beväpnad med NAPAP:s studie, Kongressen ändrade den befintliga Clean Air Act till att inkludera surt regn. Den nya avdelning IV -ändringen av Clean Air Act krävde minskning av SO2 och NOx. De Acid Rain Program (ARP) bildades 1995 för att verkställa avdelning IV.
ARP sätter gränser för kraftindustrin att minska årliga utsläpp av SO2 och NOx. ARP använder en cap och handelsprogram för att minska SO2 -utsläppen. Det sätter ett tak för den totala mängden SO2 som kraftverk i de angränsande USA kan producera. Efter att ha satt ett lock, ARP delar ut utsläppsrätter till kraftverksenheter. Enheter får bara producera så mycket SO2 som de har kredit för. Om de minskar utsläppen snabbare än ARP kräver, de kan bankbidrag för framtida bruk eller sälja dem till andra anläggningar. Det sista taket för 2010 blir 8,95 miljoner ton tillåtet per år, en anmärkningsvärd 50 procent mindre än kraftverkets utsläpp från 1980 [Källa:EPA].
ARP reglerar NOx -minskningar med en mer konventionell räntebaserat regleringssystem . Programmet sätter en gräns för tillåtna pund av NOx per miljon brittiska termiska enheter (lb/mmBtu) för varje kraftverks panna. Ägare uppnår antingen målsänkningar för enskilda pannor eller genomsnittet av utsläppen från alla ägda enheter och uppfyller ett kombinerat mål. ARP syftar till att minska NOx till 2 miljoner ton under den beräknade 2000 -nivån om avdelning IV inte fanns [Källa:EPA].
Kraftverk uppfyller sina ARP -mål genom att använda kol med låg svavelhalt, "våtscrubbers" eller avsvavlingssystem för rökgas, låg NOx -brännare och annan ren kolteknologi. De kan också handla SO2 -krediter sinsemellan.
Även med ett ökat energibehov, ARP har framgångsrikt minskat utsläppen av SO2 och NOx. Men NAPAP föreslår att för ekosystem att återhämta sig helt, minskningar kommer att behöva sjunka ytterligare 40 procent till 80 procent under gränserna för full kraft 2010 [Källa:EPA].
Bilar avger också NOx. Nyare konstruktioner av katalysatorer hjälper till att behandla avgaser och ta bort NOx och andra föroreningar som kolmonoxid och VOC som bidrar till smog.
Även med anmärkningsvärd ren kolteknologi, katalysatorer och starka lock och regler, fossila bränslen är fortfarande en smutsig energikälla. Alternativa energiformer som kärnkraft, solenergi och vattenkraft släpper inte ut miljontals ton SO2 och NOx som stöter upp ekosystem, förstöra byggnader och monument och försämra människors hälsa.
För att lära dig mer om surt regn, alternativa energiformer och andra relaterade ämnen, kolla in länkarna på nästa sida.
