De surt regn Det är våt eller torr utfällning av ämnen som genererar ett pH-värde lägre än 5,6. Denna nederbörd kan vara våt (utspädd i regnvatten) eller torr (avsättningar av partiklar eller aerosoler).
Termen "surt regn" föreslogs först av den engelska forskaren Robert Angus Smith 1850, mitt i den industriella revolutionen. De mest förekommande syrorna som bildas i atmosfären är salpetersyra och svavelsyra genom oxidation av naturliga eller artificiella föroreningar..
De mest relevanta föroreningarna är oxider: NO2, NO3, SO2, vars naturliga källor är vulkanutbrott, skogsbränder och bakteriell nedbrytning. Konstgjorda källor är gasutsläpp från förbränning av fossila bränslen (industriell aktivitet och biltrafik).
Surt regn orsakar negativa effekter på miljön, såsom försurning av jord och vatten, vilket påverkar levande varelser, inklusive människor. På samma sätt är jord och vatten förorenat med tungmetaller och eutrofiering sker i vattenkroppar..
På vegetationsnivå uppstår direkta skador på bladen och växttillväxt påverkas. Dessutom immobiliserar markförsurning näringsämnen och påverkar mycorrhizae (jordsvampar). På samma sätt oxideras eller eroderas byggnader, maskiner, monument och konstverk som utsätts för elementen på grund av effekten av utfällda syror..
För att avhjälpa effekten av surt regn kan vissa väsentliga åtgärder vidtas som att skydda monumenten och korrigera försurning av jord och vatten. Den grundläggande lösningen för surt regn är dock att minska utsläppet till atmosfären av kemiska föreningar som är föregångare till syrabildning..
Artikelindex
Syroregnfenomenet börjar med utsläpp till atmosfären av kemiska föreningar som är föregångare till syrabildning. Dessa föreningar kan emitteras av naturliga eller artificiella källor.
Naturliga källor inkluderar vulkanutbrott, vegetationsbränder och havsutsläpp. Eftersom konstgjorda källor agerar industriella utsläpp, utsläpp från förbränningsmotorer eller förbränning av avfall.
Dessa källor avger olika föreningar som kan generera syror i atmosfären. De viktigaste är dock kväveoxider och svaveloxider.
Kväveoxider är kända som NOx och inkluderar kvävedioxid (NO2) och dikväveoxid (NO). För sin del är svaveloxid SO2 eller svaveldioxid.
Fenomenet surt regn förekommer i troposfären (atmosfärisk zon som går från jordytan till en höjd av 16 km).
I troposfären kan luftströmmar transportera dessa föreningar över alla delar av planeten, vilket gör det till ett globalt problem. I denna process interagerar kväve- och svaveloxider med andra föreningar för att bilda salpetersyra respektive svavelsyra..
Kemiska reaktioner kan utföras antingen på fasta partiklar i suspension eller i droppar vatten i suspension..
Salpetersyra bildas huvudsakligen i gasfasen på grund av dess låga löslighet i vatten. För sin del är svavelsyra mer löslig i vatten, eftersom den är den viktigaste beståndsdelen i surt regn.
För bildandet av salpetersyra (HNO3) reagerar kväveoxider med vatten, med radikaler som OH (i mindre utsträckning med HO2 och CH3O2) eller med troposfärisk ozon (O3).
Vid produktion av svavelsyra (H2SO4) deltar också radikalerna OH, HO2, CH3O2, vatten och ozon. Dessutom kan den bildas genom att reagera med väteperoxid (H2O2) och olika metalloxider..
H2CO3 bildas tack vare den fotokemiska reaktionen mellan koldioxid och atmosfäriskt vatten.
HCl representerar endast 2% surt regn och dess föregångare är metylklorid (ClCH3). Denna förening kommer från haven och oxideras av OH-radikaler för att bilda saltsyra..
När de sura föreningarna (salpetersyra eller svavelsyra och i mindre utsträckning saltsyra) har bildats kommer de att fälla ut.
Utfällning kan ske genom avsättning av de suspenderade partiklarna i vilka försurningsreaktionen har ägt rum i gasfasen. Ett annat sätt är att kondensvattnet där syrorna bildades faller ut i regnet.
Den naturliga surheten i regn är nära ett pH på 5,6, men i vissa okontaminerade områden är värden på 5. Dessa låga pH-värden har associerats med närvaron av syror av naturligt ursprung..
Det anses att beroende på pH-nivå kan regn klassificeras i:
a) Något surt (pH mellan 4,7 och 5,6)
b) Medium syra (pH mellan 4,3 och 4,7)
c) Starkt surt (pH mindre än eller lika med 4,3).
Om regnet har en koncentration> 1,3 mg / L nitrater och> 3 mg / L när det gäller sulfater anses föroreningen vara hög.
Sur regn består i mer än två tredjedelar av fallen av svavelsyra, följt i överflöd av salpetersyra. Andra komponenter som kan bidra till surhet i regnet är saltsyra och kolsyra..
Svavelsyraproduktion kan ske i gasfasen eller i vätskefasen.
Endast 3-4% av SO2 oxideras i gasfasen för att producera svavelsyra. Det finns många vägar för bildandet av svavelsyra från gasformiga föregångare, här visas reaktionen av SO2 med troposfärisk ozon.
Reaktionen sker i två steg:
1. - Svaveldioxid reagerar med troposfärisk ozon som genererar svaveltrioxid och frigör syre.
SO2 + O3 = SO3 + O2
2.- Sedan oxideras svaveltioxiden med vattenånga och producerar svavelsyra.
SO3 + H2O = H2SO4
I vattendropparna som kommer att bilda regnet kan svavelsyra produceras på flera sätt:
1.- SO2 löser sig i vatten som genererar svavelsyra och detta oxideras av väteperoxid:
SO2 + H2O = H2SO2
H2SO2 + H2O2 = H2SO4 + H2O
2. - Fotokatalytisk mekanism: I det här fallet aktiveras metalloxidpartiklar (järn, zink, titan) tack vare solljusets verkan (fotokemisk aktivering) och oxiderar SO2-genererande svavelsyra.
Troposfärisk ozon O3 producerar transformation av NO2 till HNO3 i en tre-stegsprocess:
1.- NO2 + O3 = NO3 + O2
2.- NO3 + NO2 = N2O5
3.- N2O5 + H2O = 2HNO3
Effekten av surt regn på jorden varierar beroende på dess sammansättning. Jordar av kalkhaltigt, basaltiskt och magtartat ursprung har till exempel en större förmåga att neutralisera surheten..
Jordar som är rika på kvarts som ett inert material kan för sin del inte reglera syrahalten. I jord där surt regn ökar surheten frigörs och transporteras metalljoner som är giftiga för växter och djur..
Ett relevant fall är upplösningen av aluminosilikater, som frigör aluminiumjoner som är mycket skadliga för vegetationen..
I allmänhet minskar jordens surhet tillgången på näringsämnen för växter. Dessutom främjar det frisättning och tvättning av kalcium, vilket orsakar brister i växter.
I de flesta fall ser eller smakar inte surt regn ut från normalt regn och genererar inte heller känslor på huden. Dess effekter på människors hälsa är indirekt och orsakar sällan hudskador på grund av extrem surhet..
Ett av problemen med surt regn är att tungmetaller frigörs och transporteras bort genom att sänka pH-värdena under 5. Dessa föroreningar som aluminium och kadmium kan komma in i underjordiska akviferer.
Om vattnet från dessa förorenade akviferer passerar i brunnar som används som livsmedel kan det orsaka allvarliga hälsoskador.
Konstruktioner, monument och skulpturer gjorda av kalksten eller marmor påverkas allvarligt av surt regn. Detta är ganska allvarligt, eftersom många historiska byggnader och konstverk byggs med dessa material..
När det gäller kalksten orsakar surt regn upplösning av kalksten och orsakar omkristallisation av kalcit. Denna omkristallisation ger vitaktiga toner på ytan..
I det specifika fallet med regn med svavelsyra inträffar fenomenet sulfatering. Genom denna process omvandlas bergytan till gips och CO2 släpps ut..
Marmor, även om det är mer motståndskraftigt, påverkas också av surt regn. I detta fall inträffar exfoliering av stenen, varför ytliga lager av den lossnar.
I vissa byggnader är den strukturella försämringen liten, men också med negativa effekter. Till exempel gör torra syraavlagringar smutsiga väggar, vilket ökar underhållskostnaderna.
Surt regn orsakar korrosion av metaller på grund av fenomenet oxidation. Detta medför enorma ekonomiska förluster, eftersom konstruktioner, utrustning, maskiner och fordon med metalldelar drabbas allvarligt..
Surt regn förändrar den naturliga balansen i ekosystem i vatten och mark.
Lentic vattenkroppar är mer mottagliga för försurning, eftersom de är slutna ekosystem. Dessutom har ackumulering av syror i vattnet negativa konsekvenser för det liv det har..
En annan konsekvens av försurning är utfällningen av nitrater genom regn, vilket orsakar övergödning i vattendrag. Överskott av näringsämnen minskar tillgängligt syre och påverkar vattendjurens överlevnad negativt.
En annan indirekt negativ effekt är införandet av tungmetalljoner från den markbundna miljön i vattendrag. Dessa joner släpps ut i jorden genom verkan av hydroniumjoner när surheten ökar..
De allvarligaste problemen som orsakas av markförsurning är immobiliteten hos essentiella näringsämnen och ökningen av giftiga metaller..
Till exempel släpps aluminium och magnesium från jordpartiklar genom att ersättas med väte. Aluminium påverkar rötternas struktur och funktion och minskar absorptionen av kalcium som är väsentligt för växter.
Å andra sidan orsakar försurning av marken skador på mycorrhizae (rotassocierade svampar), som är väsentliga för skogens dynamik..
Svavelsyra orsakar direkt skador på bladen genom att bryta ned klorofyll och producera kloros (bladets gulfärgning). I vissa arter minskar tillväxten och produktionen av livskraftiga frön.
Amfibier (grodor och paddor) är särskilt mottagliga för effekterna av surhet i vattnet. Vissa skador är direkta skador och minskat försvar mot patogener (särskilt hudsvampar).
Slutsatsen för surt regn är att minska utsläpp till miljön av kemiska syreprekursorer. De viktigaste av dessa är svavel- och kväveoxider.
Detta har dock vissa svårigheter, eftersom det innebär att det påverkar företagens och ländernas ekonomiska intressen och utvecklingsintressen. Till exempel är en av de viktigaste källorna till svaveldioxid förbränning av kol, som representerar mer än 70% av energin i Kina..
Det finns några tekniska alternativ som kan bidra till att minska utsläppen. Till exempel, inom industrin innehåller de så kallade "fluidiserade bäddarna" absorbenter (kalksten eller dolomit) som behåller SO2. När det gäller motorfordon och förbränningsmotorer i allmänhet följer katalysatorer också att minska SO2-utsläppen.
Å andra sidan har vissa länder genomfört specifika syrareduceringsprogram. Till exempel utvecklade USA National Acid Precipitation Assessment Program (NAPAP). Bland NAPAP: s åtgärder är implementeringen av användningen av bränslen med låg svavelhalt.
En annan möjlig åtgärd är att ersätta flottan med elbilar för att minska både surt regn och global uppvärmning. Men även om tekniken finns för att uppnå detta har press från bil- och oljeindustrin försenat beslut i detta avseende. Andra faktorer som påverkar är kulturella element relaterade till den hastighet som ett fordon strävar efter att nå..
I vissa fall kan jordens och vattnets pH ökas genom att tillsätta alkalier, till exempel genom att införliva stora mängder kalk. Denna praxis är dock inte genomförbar i mycket stora markområden..
Det finns olika metoder för att skydda eller åtminstone minska stenens försämring under påverkan av surt regn. En av dessa metoder är att tvätta den med ånga eller varmt vatten..
Kemiska medel såsom fluorvätesyra eller ammoniumbifluorid kan också användas. När den väl har tvättats kan den förseglas genom att applicera speciella produkter som täpper till porerna, såsom bariumhydroxid.
Korroderade metallytor kan skyddas genom beläggning med en icke-korrosiv metall som zink..
För detta kan elektrodeposition appliceras, eller metallstrukturen som ska skyddas kan nedsänkas i den skyddande metallen i flytande tillstånd..
Ingen har kommenterat den här artikeln än.