Киселинен дъжд

Изразът "киселинен дъжд" звучи като нещо, излязло от научната фантастика – странни дъждовни капки, които падат в някой град и разяждат всичко. Истината не е много по-различна, но добрите новини са, че знаем много за това какво причинява киселинен дъжд и какво да направим за влиянието му върху околната среда, телата си и сградите, които ни заобикалят. Интересното е, че нормалният дъжд всъщност също е леко киселинен. Спомни си, че рН скалата обхваща от 0 до 14, от киселинно към основно, и че седем, точно по средата, е неутрално рН. Нормалният дъжд е около 5-5,5, тоест, леко киселинен, но киселинният дъжд е още по-киселинен и обикновено е с рН около 4. Тази разлика може и да не изглежда голяма, но си спомни, че тази скала е логаритмична. Всяка единица, например от четири до пет, представлява десетократна разлика. Разликата между киселинността на нормалния дъжд, която е около 5,5, и тази на киселинния дъжд, която е 4, всъщност е много голяма. Въпросите са: как се образува киселинният дъжд, какво е неговото значение и какви ефекти може да има върху обществото. Краткият отговор на въпроса как се образува е замърсяването. Нека опитам да ти покажа това като нарисувам един въображаем град. Спомни си, че повечето от горивата, които изгаряме за енергия, са изкопаеми (фосилни) горива, тоест животинска и растителна материя, която е била в земята милиони години. Когато горим тези горива, те обикновено съдържат следи от сяра, особено във въглищата. И въглищата, и нефтът горят при толкова високи температури, че могат да накарат азота и кислорода във въздуха да образуват различни съединения. Представи си, че тук имаме нефтена рафинерия, въглищна централа и много коли. Чест страничен продукт на топлоцентралите, които горят въглища, както и на други индустриални фабрики, е серният диоксид, SO2. В същото време високите температури от двигателите с вътрешно горене и нефтените рафинерии предоставят достатъчно енергия, че да разделят азотните и кислородните молекули във въздуха. Тези молекули после могат да се комбинират повторно, за да образуват различни азотни оксиди, като азотния оксид, NO, и азотния диоксид, NO2. Заедно те се наричат азотни оксиди, което можеш да запишеш съкратено така: NOx. Същото може да се каже за серния диоксид. Той попада в категорията на серните оксиди, SOx. Забавен начин да запомниш тези прекурсори, т.е. причинители на киселинния дъжд – SOX и NOX. Тези прекурсори от семейството на SOX и NOX се носят във въздуха. Когато взаимодействат с УВ радиацията от слънцето и водните молекули, които се намират във въздуха, те образуват различни пари, киселинни пари, пари на сярната киселина, H2SO4, и пари на азотната киселина, HNO3. Тези киселини не са играчка. Сярната киселина е силно корозивна, може да разяде кожата ти. Тези пари могат да раздразнят дихателния ти тракт. Азотната киселина се използва при различни експлозиви и ракетни горива. Това са киселините, които създават феномена киселинен дъжд. С времето тези комини стават по-високи. Един пример – в началото на 70-те години на 20 век от Американската агенция за опазване на околната среда (EPA) поискали въглищните централи и нефтените рафинерии да намалят емисиите, за да се подобри качеството на въздуха в близките населени места. Тогава тези предприятия построили по-големи или по-високи комини, така че замърсителите да се разсеят и разпространят на по-голяма площ, вместо да попадат в близката околност толкова много или толкова бързо. В резултат замърсителите били носени от вятъра към отдалечени райони и природни местообитания, някои от които се намирали дори на 1000 километра от мястото на емисия. Когато тези киселинни пари създават киселинен дъжд, не е задължително това наистина да е дъжд под формата на вода, падаща от облаците. Киселинен дъжд е общ термин и включва всякакви форми на валежи, като сняг, мъгла, облаци, пара и сухи отлагания като прахови частици или различни комбинации от тези форми. Следващият голям въпрос е защо това има значение. Как ни засяга? Съвсем логично е да искаш да знаеш дали киселината изгаря кожата ти. Първо, за градовете киселинният дъжд е нещо лошо, понеже може да увреди сгради и статуи, особено изградените от варовик, мрамор и метали. Тук, на тази снимка, имаме гаргойл от Общината в Мюнхен, който е почти неразпознаваем поради цялото увреждане, което е претърпял от киселинен дъжд. През годините са правени много проучвания на сградата на Капитолия в САЩ за възможността многобройните мраморни повърхности да бъдат защитени от киселинните дъждове, преди да е твърде късно. Ако се задълбочим още малко, киселинният дъжд може да извлече или да разтвори тежки метали, като алуминий от почвата или скалите, които после могат да попаднат в езерата. Вероятно се досещаш, че това може да доведе до много проблеми – замърсяване на питейната вода или нанасяне на щети върху водните екосистеми. Много риби не могат да оцелеят при по-ниско рН. Киселинният дъжд оказва влияние и върху други природни местообитания, тъй като се разпространява на големи разстояния. Киселинният дъжд може да увреди и отслаби гори и дървета, понеже води до намаляване на хранителните вещества в почвата и дори уврежда външната восъчна кора, поради което те допълнително губят и още хранителни вещества. Когато става въпрос за хората, тези киселинни пари и различните валежи, които създават, са много вредни за дихателната ни система, особено за болните от астма. Последно ще отговоря на въпроса дали киселинният дъжд изгаря/разяжда кожата ти. Отговорът е не, не е достатъчно киселинен. Спомни си, че киселинният дъжд има рН четири, а за да може нещо да разяде кожата ти, то трябва да е много по-кисело, около рН 1. Има и добри новини, що се отнася до киселинния дъжд. През 1990 г. Министерството на околната среда в САЩ създава програмата "Киселинен дъжд", която да помогне на електроцентралите да намалят емисиите си. През 2019 г., когато разглеждат нивата в сравнение с 1990 г., се установява доста добро намаление – 94% намаление на серния диоксид и 86% намаление на азотните оксиди. Това се отнася за САЩ, но по света киселинният дъжд все още е проблем, особено навлизането на нитратите във въздуха от източници като тор и храна за добитък. И въпреки че се наблюдават отлични намаления от 1990 г. насам, все още има работа, която трябва да се свърши. Един от начините да подобрим това е като преминем към по-чисти горива или използваме възобновяеми енергийни източници като слънчева енергия, вятърна енергия или хидроенергия, които в крайна сметка ще намалят зависимостта ни от въглища и нефт. Надявам се, че научи малко за киселинния дъжд – как се образува и какво влияние има. Надявам, че няма да будуваш цяла нощ от страх, че киселинният дъжд ще разяде кожата ти.