Asit yağmuru - Acid rain

Asit birikimi ilgili proses (sadece SO 2 ve NO x asit yağmurlarına önemli bir rol oynar)
Asit bulutları, burada Curaçao'da görüldüğü gibi rafinerilerden gelen SO 2 emisyonlarında büyüyebilir .
Harici ses
ses simgesi "Asit Yağmuruna Ne Oldu?" , Bilim Tarihi Enstitüsü

Asit yağmuru a, yağmur veya diğer herhangi bir şekilde çökelmesi olağandışı olan asidik bu yükselmiş düzeylerde, yani hidrojen iyonları (düşük pH ). Bitkiler, su hayvanları ve altyapı üzerinde zararlı etkileri olabilir.

Asit yağmuru, atmosferdeki su molekülleri ile asit üretmek üzere reaksiyona giren kükürt dioksit ve azot oksit emisyonlarından kaynaklanır . Bazı hükümetler, 1970'lerden bu yana, kükürt dioksit ve azot oksitin atmosfere salınımını olumlu sonuçlarla azaltmak için çaba sarf ettiler. Azot oksitler ayrıca yıldırım çarpmaları ile doğal olarak üretilebilir ve kükürt dioksit volkanik patlamalar tarafından üretilir .

Asit yağmurunun ormanlar, tatlı sular ve topraklar üzerinde olumsuz etkilerinin olduğu, böcekleri ve sudaki yaşam formlarını öldürdüğü, boyaların soyulmasına, köprüler gibi çelik yapıların korozyona uğramasına ve taş binaların ve heykellerin aşınmasına neden olduğu gibi etkileri olduğu da gösterilmiştir. insan sağlığı üzerine.

Tanım

"Asit yağmuru", ıslak (yağmur, kar, sulu kar, sis, bulut suyu ve çiy) ve kuru (asitleyici partiküller ve gazlar) asidik bileşenlerden oluşan bir karışımın birikmesine atıfta bulunan popüler bir terimdir. Damıtılmış su , karbon dioksit çıkarıldığında, nötr pH'a sahiptir. pH'ı 7'den düşük olan sıvılar asidiktir ve pH'ı 7'den büyük olanlar alkalidir. "Temiz" veya kirlenmemiş yağmurun asidik bir pH'ı vardır, ancak genellikle 5.7'den düşük değildir, çünkü havadaki karbondioksit ve su birlikte reaksiyona girerek karbonik asit oluşturur , aşağıdaki reaksiyona göre zayıf bir asit:

H 2 O(□) + CO 2(g) ⇌ H 2 CO 3( Sulu )

Karbonik asit daha sonra suda iyonlaşarak düşük konsantrasyonlarda karbonat ve hidronyum iyonları oluşturabilir:

H 2 O(□) + H 2 O 3(sulu) ⇌ HCO 3- (sulu) + H 3 O+ (sulu)

Kirlenmemiş yağmur, pH'ını (asitlik seviyesi) etkileyen başka kimyasallar da içerebilir. Yaygın bir örnek, yıldırım gibi atmosferdeki elektrik boşalmasıyla üretilen nitrik asittir . Çevresel bir sorun olarak asit birikimi (makalede daha sonra tartışılacaktır) H 2 C dışındaki ek asitleri içerecektirO 3.

Tarih

Kirli, asidik şehir havasının kireçtaşı ve mermer üzerindeki aşındırıcı etkisi, 17. yüzyılda Arundel mermerlerinin kötü durumundan bahseden John Evelyn tarafından not edildi . Sanayi Devrimi'nden bu yana, atmosfere kükürt dioksit ve azot oksit emisyonları arttı. 1852'de Robert Angus Smith , İngiltere'nin Manchester kentinde asit yağmuru ve atmosferik kirlilik arasındaki ilişkiyi gösteren ilk kişi oldu .

1960'ların sonlarında, bilim adamları fenomeni geniş çapta gözlemlemeye ve incelemeye başladılar. "Asit yağmuru" terimi 1872'de Robert Angus Smith tarafından icat edildi. Kanadalı Harold Harvey, "ölü" bir göl araştıran ilk kişiler arasındaydı. İlk başta, bu araştırmanın ana odak noktası asit yağmurunun yerel etkileriydi. Waldemar Christofer Brøgger , Birleşik Krallık'tan Norveç'e sınırları geçen kirleticilerin uzun mesafeli taşınmasını kabul eden ilk kişi oldu. 1970'lerde The New York Times'ın New Hampshire'daki Hubbard Brook Deneysel Ormanı'ndan , bundan kaynaklanan zararlı çevresel etkiler hakkında raporlar yayınlamasının ardından, ABD'de halkın asit yağmuru konusundaki farkındalığı arttı .

Sanayileşmiş bölgelerde yağmur ve sis suyunda 2,4'ün çok altında ara sıra pH okumaları bildirilmiştir. Endüstriyel asit yağmuru, Çin ve Rusya'da ve bunlardan rüzgar yönündeki bölgelerde önemli bir sorundur. Bu alanların tümü , ısı ve elektrik üretmek için kükürt içeren kömür yakar .

Asit yağmuru sorunu sadece nüfus ve endüstriyel büyüme ile artmakla kalmamış, daha da yaygınlaşmıştır. Yerel kirliliği azaltmak için uzun bacaların kullanılması, gazları bölgesel atmosferik dolaşıma salarak asit yağmurunun yayılmasına katkıda bulunmuştur. Çoğunlukla, dağlık bölgeler (daha yüksek yağışları nedeniyle) en büyük birikimi alma eğilimindeyken, emisyonların önemli bir uzaklığında birikme meydana gelir. Bu etkinin bir örneği, İskandinavya'ya düşen yağmurun düşük pH'ıdır .

Birleşik Devletlerde

Harici ses
Gene Likens 2015 Mariel Carr.JPG
ses simgesi “Asit Yağmuruna Ne Oldu?” , Distillations Podcast, Bilim Tarihi Enstitüsü
1998'den beri Harvard Üniversitesi , kampüsündeki bu " Çin steli " gibi bazı bronz ve mermer heykelleri, asit yağmuru ve asit karının neden olduğu korozyondan korumak için her kış su geçirmez kapaklarla sarmaktadır.

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki asit yağmuru hakkındaki en eski rapor, Hubbard Brook Valley'deki kimyasal kanıtlardandı . 1972'de Gene Likens'in de aralarında bulunduğu bir grup bilim insanı , New Hampshire'daki White Mountains'ta biriken yağmurun asidik olduğunu keşfetti . Numunenin pH'ı, Hubbard Brook'ta 4.03 olarak ölçülmüştür. Hubbard Brook Ekosistem Çalışması, asit yağmurunun çevresel etkilerini analiz eden bir dizi araştırma çalışmasını takip etti. Hubbard Çayı'nda akarsu suyuyla karışan asit yağmuru, topraklardan gelen alümina tarafından nötralize edildi. Bu araştırmanın sonucu, asit yağmuru ve alüminyum arasındaki kimyasal reaksiyonun artan oranda toprak ayrışmasına yol açtığını göstermiştir. Akarsularda artan asitliğin ekolojik türler üzerindeki etkilerini incelemek için deneysel araştırmalar yapılmıştır. 1980'de bir grup bilim adamı, New Hampshire'daki Norris Brook'un asitliğini değiştirdi ve türlerin davranışlarındaki değişikliği gözlemledi. Tür çeşitliliğinde bir azalma, topluluk baskınlarında bir artış ve besin ağı karmaşıklığında bir azalma oldu .

1980'de ABD Kongresi Asit Biriktirme Yasası'nı kabul etti . Bu Kanun, Ulusal Asidik Yağış Değerlendirme Programı (NAPAP) yönetimi altında 18 yıllık bir değerlendirme ve araştırma programı oluşturmuştur. NAPAP, yağışın gerçekte ne kadar asidik olduğunu belirlemek, uzun vadeli eğilimleri belirlemek amacıyla bir izleme siteleri ağını genişletti ve kuru çökelme için bir ağ kurdu. İstatistiksel temelli bir örnekleme tasarımı kullanan NAPAP, asit yağışının tatlı su ve karasal ekosistemler üzerindeki etkilerini belirlemek ve ölçmek için araştırma ve anketleri hedefleyerek asit yağmurunun etkilerini bölgesel bazda ölçmüştür. NAPAP ayrıca asit yağmurunun tarihi binalar, anıtlar ve yapı malzemeleri üzerindeki etkilerini de değerlendirdi. Aynı zamanda atmosferik süreçler ve potansiyel kontrol programları hakkında kapsamlı çalışmaları finanse etti.

Başından beri, her taraftan politika savunucuları, belirli politika savunuculuk çabalarını desteklemek veya muhaliflerinin çabalarını kötülemek için NAPAP faaliyetlerini etkilemeye çalıştılar. ABD Hükümeti'nin bilimsel girişimi için, NAPAP'ın önemli bir etkisi, nispeten büyük bir bilim insanı grubuna, program yöneticilerine ve kamuoyuna değerlendirme sürecinde ve çevresel araştırma yönetiminde öğrenilen derslerdi.

1981'de Ulusal Bilimler Akademisi, asit yağmuru ile ilgili tartışmalı konular hakkında araştırma yapıyordu. Başkan Ronald Reagan, Kanada'ya yaptığı kişisel ziyarete kadar asit yağmuru konularını reddetti ve Kanada sınırının ABD Ortabatı'sından kaynaklanan bacalardan kaynaklanan kirlilikten zarar gördüğünü doğruladı . Reagan, Kanada Başbakanı Pierre Trudeau'nun kirlilik önleme düzenlemesinin uygulanmasına ilişkin anlaşmayı onurlandırdı . 1982'de Reagan, William Nierenberg'i Ulusal Bilim Kurulu'nda görev yapmak üzere görevlendirdi . Nierenberg , asit yağmuru hakkında bir rapor hazırlamak için bir panelde görev yapmak üzere Gene Likens dahil bilim adamlarını seçti . 1983'te bilim adamları paneli, asit yağmurunun gerçek bir sorun olduğu ve çözümlerin aranması gerektiği sonucuna varan bir taslak rapor hazırladı . Beyaz Saray Bilim ve Teknoloji Politikası Ofisi , taslak raporu inceledi ve Fred Singer'in asit yağmurunun nedenine dair şüphe uyandıran rapora ilişkin önerilerini gönderdi . Panelistler, Singer'ın pozisyonlarına karşı retleri açıkladılar ve raporu Nisan ayında Nierenberg'e sundular. Mayıs 1983'te Temsilciler Meclisi, kükürt emisyonlarını kontrol etmeyi amaçlayan yasaya karşı oy kullandı. Nierenberg'in raporu yayınlamayı geciktirip ertelemediği konusunda bir tartışma vardı. Nierenberg, raporun bastırılmasıyla ilgili sözleri yalanladı ve raporun Meclis oylamasından sonra yayınlanmaya hazır olmadığı için tutulduğunu belirtti.

1991 yılında, ABD Ulusal Asit Yağış Değerlendirme Programı (NAPAP), Amerika Birleşik Devletleri'ndeki ilk asit yağmuru değerlendirmesini yaptı. New England Göllerinin %5'inin asidik olduğunu ve sülfatların en yaygın sorun olduğunu bildirdi. Göllerin %2'sinin artık Alabalığı destekleyemediğini ve göllerin %6'sının birçok minnow türünün hayatta kalması için uygun olmadığını belirtmişlerdir. Kongreye yapılan müteakip raporlar , toprak ve tatlı su ekosistemlerindeki kimyasal değişiklikleri, azot doygunluğunu, topraktaki besin miktarlarındaki azalmaları, epizodik asitlenmeyi, bölgesel bulanıklığı ve tarihi anıtlara verilen zararı belgelemiştir.

Bu arada, 1990'da ABD Kongresi Temiz Hava Yasası'nda bir dizi değişiklik yaptı . Bu değişikliklerin Başlık IV'ü, kükürt dioksit ve nitrojen oksit emisyonlarını kontrol etmek için tasarlanmış bir üst sınır ve ticaret sistemi oluşturmuştur. Başlık IV , enerji santrallerinden kaynaklanan yaklaşık 10 milyon ton SO 2 emisyonunun, %50'ye yakın bir oranda azaltılmasını istedi. İki aşamada uygulandı. Faz I 1995'te başladı ve en büyük 110 santralden kükürt dioksit emisyonlarını toplam 8,7 milyon ton kükürt dioksit ile sınırlandırdı. New England'daki (Merrimack) bir elektrik santrali Faz I'deydi. Programın diğer hükümlerine göre dört santral daha (Newington, Mount Tom, Brayton Point ve Salem Harbor) eklendi. Aşama II, 2000 yılında başladı ve ülkedeki enerji santrallerinin çoğunu etkiliyor.

1990'larda araştırmalar devam etti. 10 Mart 2005'te EPA , Temiz Hava Eyaletler Arası Kuralı'nı (CAIR) yayınladı. Bu kural, devletlere bir durumdan diğerine sürüklenen enerji santrali kirliliği sorununa bir çözüm sunar. CAIR, Amerika Birleşik Devletleri'nin doğusundaki SO 2 ve NO x emisyonlarını kalıcı olarak sınırlandıracaktır . Tam olarak uygulandığında, CAIR SO azaltacaktır 2 28 doğu eyaletlerinde emisyon ve% 70'in üzerinde Columbia Bölgesi ve NO x 2003 seviyelerinden% 60 oranında emisyon.

Genel olarak, programın üst sınırı ve ticaret programı hedeflerine ulaşmada başarılı olmuştur. 1990'lardan beri SO 2 emisyonları %40 düştü ve Pasifik Araştırma Enstitüsü'ne göre asit yağmuru seviyeleri 1976'dan beri %65 düştü. SO 2'de %70'in üzerinde bir düşüş gören Avrupa Birliği'nde geleneksel düzenleme kullanıldı. Aynı zaman diliminde emisyonlar.

2007'de toplam SO 2 emisyonları 8,9 milyon ton olup, programın uzun vadeli hedefine 2010 yasal süresinden önce ulaşılmıştır.

2007'de EPA, 2010 yılına kadar, işletmeler ve tüketiciler için programa uymanın toplam maliyetinin, başlangıçta tahmin edilenin sadece dörtte biri olan yılda 1 milyar ila 2 milyar dolar olacağını tahmin etti. Forbes şöyle diyor: "2010 yılında, George W. Bush yönetiminin Temiz Hava Eyaletler Arası Kuralı tarafından emisyon üst sınırı ve ticaret sistemi genişletildi, SO2 emisyonları 5,1 milyon tona düştü."

Vatandaş bilimi terimi , Ocak 1989'a kadar Audubon Derneği'nin asit yağmurunu ölçmek için yürüttüğü bir kampanyaya kadar izlenebilir . Bilim adamı Muki Haklay, Wilson Center için Ocak 1989 tarihli MIT Technology Review dergisinde R. Kerson tarafından 'vatandaş bilimi' teriminin ilk kullanımı olan 'Citizen Science and Policy: A European Perspective' başlıklı bir politika raporundan alıntı yapıyor. Wilson Center'ın raporu: "Bilime katılmanın yeni biçimi "vatandaş bilimi" adını aldı. Terimin kullanımının ilk kaydedilen örneği, ABD genelinde 225 gönüllünün Audubon Derneği'ne yardım etmek için nasıl yağmur örnekleri topladığını anlatan 1989 yılına aittir. bir asit yağmuru bilinçlendirme kampanyası. Gönüllüler örnekler topladı, asitliği kontrol etti ve kuruluşa geri bildirdi. Daha sonra bilgi, olgunun tüm kapsamını göstermek için kullanıldı."

Kanada'da

1970'lerde ve 80'lerde, asit yağmuru , Kanada , Kuzeybatı Ontario'daki Deneysel Göller Bölgesi'nde (ELA) önemli bir araştırma konusuydu . Araştırmacılar , asit yağmurunun etkilerini simüle etmek için kontrollü ekosistem deneylerinde bütün göllere sülfürik asit eklediler . Uzak koşulları, tüm ekosistem deneylerine izin verdiği için, ELA'daki araştırmalar, asit yağmurunun balık popülasyonları üzerindeki etkisinin, laboratuvar deneylerinde gözlemlenenlerden çok daha düşük konsantrasyonlarda başladığını gösterdi. Bir besin ağı bağlamında , balık popülasyonları, asit yağmurunun balıklar üzerinde doğrudan toksik etkileri olduğu zamandan daha erken çökmüştür, çünkü asitlik, av popülasyonlarında (örneğin mysidler ) çökmelere neden olmuştur . Deneysel asit girdileri azaltıldığından, balık popülasyonları ve göl ekosistemleri en azından kısmen iyileşti, ancak omurgasız popülasyonları hala tamamen temel koşullara geri dönmedi. Bu araştırma hem asitlenmenin azalan balık popülasyonları ile bağlantılı olduğunu hem de sülfürik asit emisyonları azalırsa etkilerin tersine çevrilebileceğini ve Kanada ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki politikayı etkilediğini gösterdi.

1985 yılında, yedi Kanada eyaleti ( British Columbia , Alberta ve Saskatchewan hariç ) ve federal hükümet , Doğu Kanada Asit Yağmuru Programını imzaladı. Eyaletler, birleşik kükürt dioksit emisyonlarını 1994 yılına kadar 2,3 milyon tonla sınırlamayı kabul ettiler. Kanada-ABD Hava Kalitesi Anlaşması 1991'de imzalandı. 1998'de, tüm federal, eyalet ve bölgesel Enerji ve Çevre Bakanları Kanada Çapında Asit'i imzaladı. Daha önceki politikalarla korunanlardan daha hassas olan gölleri korumak için tasarlanan 2000 Sonrası Yağmur Stratejisi.

Asitleşmeye yol açan kimyasalların emisyonları

Asitleşmeye neden olan en önemli gaz kükürt dioksittir. Nitrik asit oluşturmak üzere oksitlenen nitrojen oksitlerin emisyonları, kükürt bileşiklerinin emisyonları üzerindeki daha sıkı kontroller nedeniyle artan bir öneme sahiptir. SO şeklinde 70 Tg (S) yılda 2 gelen fosil yakıt yakılması ve sanayi, 2.8 Tg (S) orman yangınları yılda ve 7-8 Tg (S) volkan .

Doğal olaylar

100g protein başına farklı gıdaların ortalama asitleştirici emisyonları (hava kirliliği)
Yemek Çeşitleri Asidifiye emisyonları (g SO 2 eşdeğer başına 100 g protein)
Biftek
343.6
Peynir
165.5
Domuz eti
142.7
Kuzu ve Koyun Eti
139.0
Çiftlik kabukluları
133.1
Kümes hayvanları
102.4
Çiftlik Balıkları
65.9
Yumurtalar
53.7
yer fıstığı
22.6
bezelye
8.5
soya peyniri
6.7

Asit üreten gazların atmosfere girmesine neden olan başlıca doğal olaylar , volkanlardan kaynaklanan emisyonlardır. Bu durumda, örneğin, fumaroles Laguna Caliente krater POAS Volcano herhangi bir bitki bir alanı temizlenmesi ve sık sık göz ve akciğerleri tahrişe neden 2'lik bir pH'a kadar yüksek asidite, asit yağmuru ve sis son derece yüksek miktarlarda oluşturmak yakın yerleşim yerlerinde yaşayanlar. Asit üreten gazlar , karada, sulak alanlarda ve okyanuslarda meydana gelen biyolojik süreçlerle de oluşturulur . Sülfür bileşiklerinin başlıca biyolojik kaynağı dimetil sülfürdür .

Yağmur suyundaki nitrik asit, bitki yaşamı için önemli bir sabit azot kaynağıdır ve ayrıca atmosferdeki yıldırım gibi elektriksel aktivite ile üretilir .

Dünyanın uzak bölgelerinde binlerce yıllık buzul buzunda asidik tortular tespit edildi .

İğne yapraklı ormanların toprakları, iğnelerin dökülmesinden dolayı doğal olarak çok asidiktir ve bu fenomenin sonuçları asit yağmuru ile karıştırılmamalıdır.

İnsan aktivitesi

Kömürle çalışan Gavin Santrali içinde Cheshire, Ohio

Asit yağmurunun başlıca nedeni, elektrik üretimi , hayvancılık , fabrikalar ve motorlu taşıtlar gibi insan kaynaklı kükürt ve azot bileşikleridir . Kömür kullanarak elektrik enerjisi üretimi, asidik yağmurdan sorumlu gaz kirliliğine en büyük katkıda bulunanlar arasındadır. Gazlar, asitlere dönüştürülmeden ve biriktirilmeden önce atmosferde yüzlerce kilometre taşınabilir. Geçmişte fabrikaların duman çıkarmak için kısa hunileri vardı, ancak bu yerel olarak birçok soruna neden oldu; bu nedenle fabrikaların artık daha uzun duman hunileri var. Bununla birlikte, bu daha uzun yığınlardan dağılma, kirleticilerin daha uzağa taşınmasına neden olarak yaygın ekolojik hasara neden olur.

Kimyasal süreçler

Yakıtların yanması kükürt dioksit ve nitrik oksitler üretir. Sülfürik asit ve nitrik aside dönüştürülürler.

Gaz fazı kimyası

Gelen gaz fazı sülfür dioksit ile reaksiyona sokularak oksitlenir hidroksil radikali , bir ile moleküller arası reaksiyon:

SO 2 + OH· → HOSO 2 ·

hangi tarafından takip edilir:

HOSO 2 · + O 2 → HO 2 · + SO 3

Su varlığında kükürt trioksit (SO 3 ) hızla sülfürik aside dönüştürülür :

SO 3 (g) + H 2 O (l) → H 2 SO 4 (sulu)

Azot dioksit , nitrik asit oluşturmak için OH ile reaksiyona girer:

Bu, hava kirliliğinin atmosfere salınma sürecini ve etkilenecek alanları gösterir.
NO 2 + OH· → HNO 3

Bulut damlacıklarında kimya

Bulutlar mevcut olduğunda, SO kayıp oranı 2 , tek başına bir gaz fazı kimyası ile açıklanabilir daha hızlıdır. Bunun nedeni sıvı su damlacıklarındaki reaksiyonlardır.

Hidroliz

Kükürt dioksit suda çözünür ve sonra karbondioksit gibi bir dizi denge reaksiyonunda hidrolize olur :

SO 2 (g) + H 2 O ⇌ SO 2 ·H 2 O
SO 2 ·H 2 O ⇌ H + + HSO 3
HSO 3 ⇌ H + + SO 3 2−
Oksidasyon

Sülfürü S( IV )'den S(VI)'ya oksitleyen ve sülfürik asit oluşumuna yol açan çok sayıda sulu reaksiyon vardır . En önemli oksidasyon reaksiyonları ozon , hidrojen peroksit ve oksijen iledir ( oksijenle reaksiyonlar bulut damlacıklarında demir ve manganez tarafından katalize edilir ).

Asit birikimi

ıslak birikim

Asitlerin ıslak birikmesi, herhangi bir yağış (yağmur, kar vb.) Bu, yağmur damlalarında üretilen asitlerin birikmesinden (yukarıdaki sulu faz kimyasına bakın) veya asitleri bulutlarda veya bulutların altında uzaklaştıran yağıştan kaynaklanabilir. Hem gazların hem de aerosollerin ıslak olarak uzaklaştırılması, ıslak biriktirme için önemlidir.

kuru birikim

Asit birikimi, çökelme olmadığında kuru çökelme yoluyla da meydana gelir. Bu, toplam asit birikiminin %20 ila %60'ından sorumlu olabilir. Bu, partiküller ve gazlar yere, bitkilere veya diğer yüzeylere yapıştığında meydana gelir.

Yan etkiler

Asit yağmurunun ormanlar, tatlı sular ve topraklar üzerinde olumsuz etkilerinin olduğu, böcekleri ve sudaki yaşam formlarını öldürdüğü, ayrıca binalara zarar verdiği ve insan sağlığı üzerinde etkileri olduğu gösterilmiştir.

Yüzey suları ve su hayvanları

Tüm balıklar, kabuklu deniz ürünleri veya yedikleri böcekler aynı miktarda asidi tolere edemez; örneğin, kurbağalar alabalıktan daha asidik (yani daha düşük bir pH'a sahip) suyu tolere edebilir.

Asit yağmurunun bir sonucu olarak yüzey suyundaki hem düşük pH hem de daha yüksek alüminyum konsantrasyonları balıklara ve diğer suda yaşayan hayvanlara zarar verebilir. 5'ten düşük pH'da çoğu balık yumurtası çatlamaz ve düşük pH yetişkin balıkları öldürebilir. Göller ve nehirler daha asidik hale geldikçe biyolojik çeşitlilik azalır. Asit yağmuru, Amerika Birleşik Devletleri'nin Adirondack Dağları gibi coğrafi olarak hassas bölgelerdeki bazı göllerde, akarsularda ve derelerde bulunan dere alabalığı da dahil olmak üzere böcek yaşamını ve bazı balık türlerini ortadan kaldırmıştır . Bununla birlikte, asit yağmurunun havzadan göle ve nehir asitliğine (yani çevredeki su havzasının özelliklerine bağlı olarak) akış yoluyla doğrudan veya dolaylı olarak katkıda bulunma derecesi değişkendir. Amerika Birleşik Devletleri Çevre Koruma Ajansı'nın (EPA) web sitesinde şöyle belirtilmektedir: "Araştırma yapılan göller ve akarsulardan asit yağmuru, asidik göllerin %75'inde ve asidik akıntıların yaklaşık %50'sinde asitliğe neden olmuştur". Silikat temel kayaçlarının barındırdığı göller, aynı miktarda asit yağmurunda bile karbonat minerallerinin tamponlama etkilerinden dolayı kireçtaşı veya karbonat bileşimine sahip diğer temel kayaçlar (yani mermer) içindeki göllerden daha asidiktir.

topraklar

Toprak biyolojisi ve kimyası asit yağmurlarından ciddi şekilde zarar görebilir. Bazı mikroplar düşük pH'daki değişiklikleri tolere edemez ve öldürülür. Enzimler , bu mikropların edilir denatüre asit (artık işlev böylece şekil değiştirilebilir). Asit yağmurunun hidronyum iyonları ayrıca alüminyum gibi toksinleri harekete geçirir ve magnezyum gibi temel besinleri ve mineralleri uzaklaştırır .

2 H + (sulu) + Mg 2+ (kil) ⇌ 2 H + (kil) + Mg 2+ (sulu)

Toprak kimyası, kalsiyum ve magnezyum gibi baz katyonları asit yağmuru ile süzüldüğünde önemli ölçüde değişebilir ve böylece şeker akçaağaç ( Acer saccharum ) gibi hassas türleri etkiler .

toprak asitlenmesi

Toprak asitliği yüksek olan toprakta besin sızıntısı diyagramı.

Asidik su ve Toprak asitlenmesinin bitkiler üzerindeki etkileri küçük veya çoğu durumda büyük olabilir. Bitki yaşamının ölümüne yol açmayan çoğu küçük vaka, bitkilerin asidik koşullara daha az duyarlı olmasına ve/veya asit yağmurunun daha az etkili olmasına bağlanabilir. Bununla birlikte, küçük durumlarda bile, bitkinin doğal pH'ını düşüren asidik su nedeniyle bitki sonunda ölecektir. Asitli su bitkiye girerek önemli bitki minerallerinin çözünmesine ve taşınmasına neden olur; bu da sonuçta bitkinin beslenme için mineral eksikliğinden ölmesine neden olur. Daha aşırı olan büyük vakalarda, küçük vakalarda olduğu gibi aynı hasar süreci meydana gelir, bu da temel minerallerin uzaklaştırılmasıdır, ancak çok daha hızlı bir oranda. Aynı şekilde, toprağa ve bitki yapraklarına yağan asit yağmuru, mumsu yaprak kütikülünün kurumasına neden olur, bu da sonuçta bitkiden dış atmosfere hızlı su kaybına neden olur ve sonunda bitkinin ölümüyle sonuçlanır. Bir bitkinin toprak asitlenmesinden etkilenip etkilenmediğini anlamak için bitki yaprakları yakından incelenebilir. Yapraklar yeşilse ve sağlıklı görünüyorsa, toprak pH'ı normaldir ve bitki yaşamı için kabul edilebilirdir. Ancak bitki yapraklarındaki damarlar arasında sararma varsa, bitki asitlenme yaşıyor ve sağlıksız demektir. Ayrıca, toprak asitlenmesinden mustarip bir bitki fotosentez yapamaz; bitkinin asit-su kaynaklı kurutma işlemi kloroplast organellerini yok edebilir. Fotosentez yapamayan bir bitki, kendi hayatta kalması için besin veya aerobik organizmaların hayatta kalması için oksijen üretemez, bu da dünyadaki çoğu türü etkiler ve nihayetinde bitkinin varoluş amacını sona erdirir.  

Ormanlar ve diğer bitki örtüsü

Asit yağmurunun bitki örtüsü üzerinde ciddi etkileri olabilir. Avrupa'da Kara Üçgen'de bir orman .

Olumsuz etkiler, asidin toprak üzerindeki etkileri (yukarıya bakın) veya asit yağmuruna yüksek konsantrasyonda gaz halindeki öncüller gibi dolaylı olarak asit yağmuru ile ilgili olabilir. Yüksek irtifa ormanları, genellikle yağmurdan daha asidik olan bulutlar ve sisle çevrili oldukları için özellikle savunmasızdır.

Diğer bitkiler de asit yağmurundan zarar görebilir, ancak gıda ürünleri üzerindeki etki, kaybolan besin maddelerinin yerine kireç ve gübre uygulanmasıyla en aza indirilir. Ekili alanlarda, toprağın pH'ı sabit tutma yeteneğini artırmak için kireçtaşı da eklenebilir, ancak bu taktik vahşi arazilerde büyük ölçüde kullanılamaz. Kırmızı ladin iğnelerinden kalsiyum sızdığında, bu ağaçlar soğuğa daha az toleranslı hale gelir ve kış yaralanması ve hatta ölüm sergiler.

okyanus asitlenmesi

Asit yağmuru küresel ölçekte okyanuslar üzerinde çok daha az zararlı etkiye sahiptir, ancak kıyı sularının sığ sularında güçlendirilmiş bir etki yaratır. Asit yağmuru, okyanus asitlenmesi olarak bilinen okyanus pH'ının düşmesine neden olabilir ve bu da farklı kıyı türlerinin hayatta kalmak için ihtiyaç duydukları dış iskeletlerini oluşturmalarını zorlaştırır . Bu kıyı türleri, okyanusun besin zincirinin bir parçası olarak birbirine bağlanır ve diğer deniz yaşamının beslenmesi için bir kaynak olmazsa, daha fazla deniz yaşamı ölür. Mercan'ın kireçtaşı iskeleti pH düşüşlerine karşı özellikle hassastır, çünkü kireçtaşı iskeletinin temel bileşeni olan kalsiyum karbonat asidik (düşük pH) çözeltilerde çözünür.

Asitleşmeye ek olarak, atmosferden gelen aşırı nitrojen girdileri, fitoplankton ve diğer deniz bitkilerinin artan büyümesini teşvik eder ve bu da, bazı kısımlarda daha sık zararlı alg patlamalarına ve ötrofikasyona (oksijeni tükenmiş “ölü bölgelerin” oluşmasına) neden olabilir. okyanusun.

İnsan sağlığına etkileri

Asit yağmurları insan sağlığını doğrudan etkilemez. Yağmur suyundaki asit, doğrudan olumsuz etkilere sahip olamayacak kadar seyreltiktir. Asit yağmurundan sorumlu partiküllerin (kükürt dioksit ve nitrojen oksitler) olumsuz bir etkisi vardır. Havadaki artan miktarda ince partikül madde, astım ve bronşit dahil olmak üzere kalp ve akciğer sorunlarına katkıda bulunur .

Diğer olumsuz etkiler

Asit yağmurunun heykeller üzerindeki etkisi
Asit yağmuru ve hava koşulları

Asit yağmuru binalara, tarihi anıtlara ve heykellere, özellikle de kireçtaşı ve mermer gibi büyük miktarlarda kalsiyum karbonat içeren kayalardan yapılmış olanlara zarar verebilir . Yağmurdaki asitler, taşlardaki kalsiyum bileşikleri ile reaksiyona girerek alçıtaşı oluşturur ve bu daha sonra pul pul dökülür.

CaCO 3 (s) + H 2 SO 4 (sulu) ⇌ CaSO 4 (s) + CO 2 (g) + H 2 O (l)

Bunun etkileri, asit yağmurunun yazıtların tamamen okunamaz hale gelmesine neden olabileceği eski mezar taşlarında yaygın olarak görülür. Asit yağmuru ayrıca metallerin, özellikle demir , çelik , bakır ve bronzun korozyon hızını artırır .

Etkilenen bölgeler

Dünya çapında asit yağmurundan önemli ölçüde etkilenen yerler arasında Polonya'dan kuzeye doğru İskandinavya'ya, Amerika Birleşik Devletleri'nin doğu üçte biri ve güneydoğu Kanada'ya kadar doğu Avrupa'nın çoğu yer alıyor . Etkilenen diğer bölgeler arasında Çin'in güneydoğu kıyıları ve Tayvan yer alıyor .

Önleme yöntemleri

Teknik çözümler

Birçok kömür yakan elektrik santrali, kükürt içeren gazları baca gazlarından çıkarmak için baca gazı kükürt giderme (FGD) kullanır. Tipik bir kömür yakıtlı enerji santrali için FGD daha çok% 95 kaldırmak veya olacaktır 2 baca gazları içindeki. FGD'nin bir örneği, yaygın olarak kullanılan ıslak yıkayıcıdır. Islak yıkayıcı, temel olarak, bir elektrik santralinden kuleye sıcak duman baca gazlarını çeken bir fan ile donatılmış bir reaksiyon kulesidir. Bulamaç halindeki kireç veya kireçtaşı da baca gazlarıyla karışmak ve mevcut kükürt dioksit ile birleştirmek için kuleye enjekte edilir. Kireçtaşının kalsiyum karbonatı , yıkayıcıdan fiziksel olarak uzaklaştırılan pH açısından nötr kalsiyum sülfat üretir . Yani yıkayıcı, kükürt kirliliğini endüstriyel sülfatlara dönüştürür.

Bazı bölgelerde sülfatlar, kalsiyum sülfatın saflığı yüksek olduğunda, kimya şirketlerine alçıtaşı olarak satılmaktadır . Diğerlerinde, çöp sahasına yerleştirilirler . Asit yağmurunun etkileri nesiller boyu sürebilir, çünkü pH seviyesi değişikliğinin etkileri, istenmeyen kimyasalların aksi takdirde bozulmamış su kaynaklarına sürekli olarak sızmasını teşvik edebilir, hassas böcek ve balık türlerini öldürebilir ve doğal yaşamı geri kazanma çabalarını engelleyebilir .

Akışkan yataklı yakma, aynı zamanda, güç üretiminden yayılan kükürt miktarını da azaltır.

Araç emisyon kontrolü , motorlu araçlardan kaynaklanan nitrojen oksit emisyonlarını azaltır.

Uluslararası anlaşmalar

Atmosferik kirleticilerin uzun menzilli taşınmasına ilişkin uluslararası anlaşmalar üzerinde anlaşmaya varılmıştır, örneğin, Uzun Menzilli Sınır Ötesi Hava Kirliliği Sözleşmesi kapsamında Kükürt Emisyonlarının Azaltılmasına ilişkin 1985 Helsinki Protokolü . Kanada ve ABD 1991 yılında Hava Kalitesi Anlaşmasını imzaladılar . Çoğu Avrupa ülkesi ve Kanada anlaşmaları imzaladı.

Emisyon ticareti

Bu düzenleyici şemada, mevcut her kirletici tesise, yaydığı belirlenmiş kirleticinin her birimi için bir açık piyasada bir emisyon ödeneği verilir veya satın alınabilir. Operatörler daha sonra kirlilik kontrol ekipmanı kurabilir ve kendi operasyonları için artık ihtiyaç duymadıkları emisyon izinlerinin bir kısmını satabilir, böylece bu tür ekipmanlara yaptıkları yatırımın sermaye maliyetinin bir kısmını geri kazanabilirler. Amaç, operatörlere kirlilik kontrolleri kurmaları için ekonomik teşvikler vermektir.

İlk emisyon ticareti piyasası, 1990 tarihli Temiz Hava Yasası Değişikliklerinin yürürlüğe girmesiyle Amerika Birleşik Devletleri'nde kurulmuştur . Kanun tarafından oluşturulan Asit Yağmuru Programının genel amacı , asit yağmurunun başlıca nedenleri olan kükürt dioksit (SO 2 ) ve azot oksitler (NO x ) emisyonlarında azalma yoluyla önemli çevre ve halk sağlığı yararları elde etmektir . Bu amaca topluma en düşük maliyetle ulaşmak için program, hava kirliliğini kontrol etmek için hem düzenleyici hem de piyasa temelli yaklaşımları kullanır.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar