Saurer Regen kann schwerwiegende Auswirkungen auf die Umwelt haben - insbesondere auf aquatische Umgebungen und Böden. Obwohl Maßnahmen ergriffen wurden, um viele der ihn verursachenden Emissionen zu beseitigen, wurden bereits viele natürliche Umgebungen auf der ganzen Welt geschädigt.
Am Ende des Tunnels ist jedoch Licht. Es stellt sich heraus, dass einige Methoden angewendet werden können, um das zu reduzieren und umzukehren. Auswirkungen von saurem Regen über die natürliche Welt.
Was ist saurer Regen und was verursacht ihn?
Wie Sie sich vielleicht aus Ihrer Schulzeit erinnern, entsteht saurer Regen, wenn Schwefeldioxid SO 2 und Stickoxide NO X werden in die Atmosphäre abgegeben und
durch Wind- und Luftströmungen transportiert. Diese Schadstoffe reagieren mit Wassermolekülen in der Atmosphäre sowie Sauerstoff und anderen Chemikalien unter Bildung von Schwefel- und Salpetersäure.
Diese Säuren mischen sich dann mit mehr Wasser und anderen Materialien in der Atmosphäre, bevor sie als saurer Regen zu Boden fallen.
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Das Phänomen wurde erstmals im 19. Jahrhundert auf dem Höhepunkt des Industrielle Revolution . Robert Angus Smith Ein schottischer Chemiker, der in Manchester, England, arbeitet, stellte die Verbindung zwischen saurem Regen und Luftschadstoffen her.
Eine kleine Menge Schwefeldioxid und Distickstoffoxide sind natürliche Bestandteile der Umwelt und stammen aus Quellen wie Vulkanen, elektrischer Entladung durch Blitze usw. Die heute viel größeren Mengen an saurem Regen stammen jedoch aus industriellen Aktivitäten des Menschen - die meisteninsbesondere Verbrennung fossiler Brennstoffe.
Derzeit sind die häufigsten Quellen für diese Oxide :
- Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Stromerzeugung. Zwei Drittel der SO 2 und ein Viertel von NO X in der Atmosphäre kommen von Stromerzeugern.
- Auspuff von Fahrzeugen und schwerem Gerät.
- Produktion, Ölraffinerien und andere Industrien.
Ein Hauptproblem bei diesen Schadstoffen besteht darin, dass sie über sehr lange Strecken transportiert werden können, bevor sich saurer Regen bildet. Dies bedeutet, dass Länder nicht nur vor Ort, sondern auch an weit entfernten Orten unter den Folgen industrieller Aktivitäten leiden können.
Welche unterschiedlichen Formen von saurem Regen gibt es?
Saurer Regen kann sich auf zwei verschiedene Arten bilden oder ablagern :
- Nassabscheidung
- Trockenabscheidung
Nasse Ablagerung wird am häufigsten als saurer Regen bezeichnet. Hier fallen Schwefel- und Salpetersäure, die in der Atmosphäre gebildet wird, durch Regen, Schnee, Nebel oder Hagel auf den Boden.
Trockenablagerung hingegen besteht aus Ablagerungen aus der Atmosphäre in Abwesenheit von Feuchtigkeit.
" Die sauren Partikel und Gase können sich schnell auf Oberflächen Gewässer, Vegetation, Gebäude ablagern oder während des atmosphärischen Transports zu größeren Partikeln reagieren, die für die menschliche Gesundheit schädlich sein können. Wenn die angesammelten Säuren beim nächsten Mal von einer Oberfläche abgewaschen werdenRegen, dieses saure Wasser fließt über und durch den Boden und kann Pflanzen und Wildtiere wie Insekten und Fische schädigen. "- EPA .
Die Menge, in der entweder trockene oder nasse Ablagerungen auftreten, wird durch die Niederschlagsmenge eines betroffenen Gebiets bestimmt. Wüsten weisen beispielsweise tendenziell eine stärkere trockene Ablagerung auf als Orte, an denen mehrere Zentimeter Regen pro Jahr auftreten.
Was ist der pH-Wert von saurem Regen?
Der Begriff saurer Regen ist interessant, da normaler Regen im Durchschnitt auch leicht sauer ist. In der Regel hat sauberer Regen a pH zwischen 5 und 5,6 .
Wie Sie wahrscheinlich wissen, reicht die pH-Skala von 0 bis 14 und misst die relative Säure oder Alkalität einer wässrigen Lösung, bestimmt durch den Wasserstoffionengehalt H +. Die Skala wurde von einem dänischen Wissenschaftler erfunden. Søren Sørensen 1909.
Es handelt sich um eine logarithmische Skala, und jede pH-Einheit bedeutet eine Verzehnfachung des Säuregehalts.
Als Referenz hat destilliertes reines Wasser a pH 7 und die Säure in einer Batterie kann a haben pH 0 . Am anderen Ende der pH-Skala hat Bleichmittel a pH von ca. 12,6 und Flüssigkeitsablaufreiniger bis zu pH 14
Der Grund, warum regelmäßiger Regen leicht sauer ist, liegt in gelöstem Kohlendioxid, das Kohlensäure bildet. saurer Regen neigt andererseits dazu, a pH zwischen 4,2 und 4,4 .
Diese Abnahme des pH-Werts zwischen sauberem und saurem Regen bedeutet, dass letzterer erheblich saurer sein kann.
In einigen Fällen der pH-Wert von saurem Regen wurde so niedrig wie aufgezeichnet 3 - ähnlich dem pH-Wert von Essig. Ein noch niedrigerer Wert wurde 1982 verzeichnet, als der pH-Wert von Nebel an der Westküste der USA a betrug. pH 1,8 !
Warum ist saurer Regen umweltschädlich?
Saurer Regen kann die natürliche Umwelt unglaublich schädigen. Ökologisch gesehen ist saurer Regen in Gewässern wie Bächen, Seen und Sümpfen weitaus verheerender.
Saurer Regen kann und wird den durchschnittlichen pH-Wert dieser Umgebungen dramatisch verändern und möglicherweise viele Fischarten und andere Wasserorganismen töten, die an einen höheren pH-Wert angepasst sind.
Viele Wasserorganismen haben ein sogenanntes " kritischer pH-Wert "in denen sie überleben können. Zum Beispiel neigen Schnecken dazu, stark unter pH-Werten zu leiden, die niedriger sind als pH 6 , Eintagsfliegen herum pH 5,5 und Frösche irgendwo in der Region von pH 4 .
Bei Fischen kann ein niedriger pH-Wert auch das Schlüpfen der Eier verhindern. All diese Effekte verringern die Artenvielfalt dieser Ökosysteme erheblich.
Wenn saurer Regen in den Boden eindringt und diesen infiltriert, kann er auslaugen. giftige Metalle wie Aluminium, Cadmium und Quecksilber aus Boden- und Tonpartikeln, die dann dazu neigen, in Bäche und Seen zu fließen. Je saurer der Regen, desto mehr Aluminium wird freigesetzt, was zu Verschmutzungsproblemen führt.
Saurer Regen entfernt auch eine große Anzahl von Kalziumkationen aus dem Boden - ein wichtiges Mineral für die lokale Ökologie. Ein erheblicher Verlust kann Bäume, Pflanzen und Pflanzen beschädigen und sogar töten.
Aluminium ist seit langem als sehr giftig für Süßwasserorganismen anerkannt und kann auch die terrestrischen Ökosysteme stark beeinträchtigen. In Gewässern ist Aluminium ein besonders starkes Toxin für kiemenatmende Organismen wie Fische und Wirbellose.
Exposition gegenüber großen Dosen von Aluminium verursacht Plasma- und Hämolymphenprobleme ein Äquivalent von Blut bei Wirbellosen und kann schließlich bei betroffenen Tieren zu einem osmoregulatorischen Versagen Regulierung von Flüssigkeit und Elektrolyten in Organismen führen. Insbesondere bei Fischen verringert Aluminium die Effizienz ihrer Kiemenund kann zum Tod der Kiemenzellen führen.
Aluminium kann sich auch in wirbellosen Süßwassertieren ansammeln. Dies hat einen Klopfeffekt für alle Raubtiere von Säugetieren und Vögeln.
An Land kann Aluminium, das durch sauren Regen in den Boden gespült wird, die Feinwurzelsysteme von Pflanzen beeinträchtigen. Wie bei einigen Wassertieren wirkt sich das Vorhandensein von Aluminium in ausreichenden Konzentrationen auf die Systeme aus, die für die Aufnahme wichtig sindvon lebenswichtigen Nährstoffen.
"In großen Höhen können saurer Nebel und Wolken Nährstoffe aus dem Laub der Bäume entfernen und sie mit braunen oder toten Blättern und Nadeln zurücklassen. Die Bäume sind dann weniger in der Lage, Sonnenlicht zu absorbieren, was sie schwach macht und weniger Gefriertemperaturen standhält. "- EPA.
Aluminium reichert sich wie einige Wirbellose auch in Pflanzen an und wirkt sich wiederum auf die gesamte Nahrungskette aus.
Saurer Regen kann auch Pflanzen schädigen und letztendlich direkt töten. Abgesehen von der Versauerung des Bodens kann saurer Regen auch zum Austrocknen von wachsartigen Blattkutikeln führen, die sich bei einigen Pflanzen entwickelt haben, um Wasserverlust zu verhindern.
Dies führt letztendlich zu einem übermäßigen Wasserverlust von der Pflanze in die Atmosphäre. Betroffene Pflanzen dehydrieren und sterben ab. Pflanzen, bei denen dies auftritt, zeigen normalerweise eine Gelbfärbung zwischen den Adern ihrer Blätter.
Eine verstärkte Versauerung des inneren Gewebes der Pflanze kann auch zur Auflösung wichtiger Mineralien führen und diese tödlich schwächen.
Die Versauerung des Bodens wirkt sich auch dramatisch auf die biologische Vielfalt der Bodenmikroben aus. Einige Mikroben verträgt keinen niedrigen pH-Wert und wird folglich abgetötet.
Saurer Regen kann auch für flache Küstengewässer sehr schädlich sein. Die Versauerung des Ozeans kann verhindern, dass wirbellose Meerestiere effektiv verkalkte Exoskelette bilden.
Korallen sind besonders empfindlich gegenüber niedrigeren pH-Werten, bei denen sich ihre Calciumcarbonat-Skelette auflösen können. Jede Auswirkung auf die unteren Teile der Nahrungskette des Ozeans wirkt sich auch auf andere höhere Meerestiere aus.
Zusammenfassend sind die 3 Haupteffekte von saurem Regen auf die Umwelt mit freundlicher Genehmigung von Washington University :
- Süßwasserlebensräume werden so sauer, dass Tiere nicht mehr in ihnen leben können.
- Beim Abbau vieler Bodenmineralien entstehen Metallionen, die dann im Abfluss weggespült werden und verschiedene Effekte verursachen :
- Die Freisetzung toxischer Ionen wie Al 3+ in die Wasserversorgung.
- Der Verlust wichtiger Mineralien wie Ca 2+ aus dem Boden, Bäume töten und Ernten beschädigen.
- Luftschadstoffe können leicht durch Windströmungen bewegt werden, sodass Säure-Regen-Effekte weit entfernt von den Schadstoffquellen zu spüren sind.
Ist saurer Regen für den Menschen schädlich?
Abgesehen von den schwerwiegenden Schäden, die saurer Regen für die Umwelt verursachen kann, ist er auch schädlich für Gebäude, historische Denkmäler und Statuen, insbesondere solche aus Kalkstein und Marmor.
Es kann auch beeinflussen menschliche Gesundheit .
Obwohl nicht direkt, per se Die Partikel in der Luft, die sauren Regen bilden, können beim Einatmen zu Herz- und Lungenproblemen führen, insbesondere bei Personen mit Asthma und Bronchitis . NOx kann auch zur Bildung von Ozon in Bodennähe führen, das beim Einatmen schwere Lungenprobleme hervorrufen kann. wie chronische Lungenentzündung und Emphysem.
Saurer Regen in höheren Lagen kann auch zur Bildung von dichtem saurem Nebel führen, der die Sicht beeinträchtigt und Augen und Nase reizt.
Gibt es positive Auswirkungen von saurem Regen?
Wie sich herausstellt, gibt es tatsächlich einige interessante positive Auswirkungen von saurem Regen. Beispielsweise wurde festgestellt, dass saurer Regen helfen kann. Reduzierung der natürlichen Methanproduktion - ein stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid.
Dies wurde insbesondere in Feuchtgebieten festgestellt. Es wurde gezeigt, dass der Schwefelgehalt von saurem Regen die Aktivität von Methan produzierenden Mikroben in solchen Umgebungen begrenzt.
Wie wirkt sich saurer Regen auf den Boden aus?
Der Boden ist eine der grundlegendsten Grundlagen des gesamten landgestützten Lebens. Jede signifikante Beschädigung des Bodens wirkt sich dramatisch auf ganze Ökosysteme an Land aus.
Wenn der chemische und Nährwert von Böden abnimmt, können ganze Ökosysteme zusammenbrechen. Deshalb ist es von entscheidender Bedeutung, die Auswirkungen von saurem Regen auf den Boden so weit wie möglich zu beseitigen oder zumindest zu verringern.
Wir haben bereits einige wichtige Auswirkungen des sauren Regens auf den Boden erwähnt, aber in einigen Fällen Wälder, Bäche und Seen, in denen saurer Regen auftritt, können die Auswirkungen abfedern. Pufferung ist die Fähigkeit eines Ökosystems, eine Zunahme der Versauerung durch sauren Regen zu tolerieren.
Dies hängt vollständig von einer Reihe von Faktoren ab. Die beiden wichtigsten sind Dicke und Zusammensetzung des Bodens und Art des darunter liegenden Grundgesteins.
Zum Beispiel können Gebiete mit dicken Böden, die reich an Kalzium, Kalkstein oder Marmor sind, die Säure im Regenwasser besser neutralisieren. Dies liegt daran, dass Kalkstein und Marmor alkalischer basisch sind und höhere pH-Werte erzeugen, wenn sie in Wasser gelöst werden.
An Orten, an denen die zugrunde liegende Geologie und damit auch die Chemie des Bodens die Auswirkungen von saurem Regen nicht abfedern kann, kann die Versauerung des Bodens verheerend sein. Sie entfernt lebenswichtige Mineralien aus dem Boden, die vorhandene Pflanzen töten können, und auchbedroht die Zukunft der Waldproduktivität.
Saure Böden neigen dazu, Pflanzen und Bäumen langsamer zu wachsen, wenn sie nicht sofort abgetötet werden.
" In den Green Mountains von Vermont und den White Mountains von New Hampshire in den USA 50% von der Rotfichte sind in der Vergangenheit gestorben 25 Jahre . Es wurde auch eine verringerte Wachstumsmenge bei vorhandenen Bäumen festgestellt, gemessen an der Größe der Wachstumsringe der Bäume in diesen Gebieten. "- airquality.org.uk.
Wie können durch sauren Regen beschädigte Bereiche wiederhergestellt werden?
Wie wir bereits gesehen haben, kann der durch sauren Regen verursachte Schaden für die Umwelt sehr bedeutend sein - insbesondere für Boden- und Wasserumgebungen. Während die Natur eine große Fähigkeit besitzt, sich selbst zu heilen, ist es manchmal notwendig, dass Menschen Maßnahmen ergreifen.
Hier sind einige Möglichkeiten, wie Menschen helfen können, den durch sauren Regen verursachten Schaden wiederherzustellen.
1. Pulverisierter Kalkstein kann angesäuerten Wasserstraßen zugesetzt werden
Eine Methode zur künstlichen Wiederherstellung der durch sauren Regen verursachten Schäden an Seen und Flüssen ist das Einbringen von Kalksteinpulver. Das als "Kalk" bezeichnete Kalziumkarbonat und andere alkalische Bestandteile von Kalkstein tragen dazu bei, den pH-Wert des betroffenen Wassers zu neutralisieren.
Dies ist zwar eine recht einfache Lösung, aber nicht die billigste. Sie ist auch immer nur eine vorübergehende Lösung und muss in regelmäßigen Abständen fortgesetzt werden, bis der saure Regen aufhört.
Es wurde erfolgreich an Orten wie verwendet Norwegen und Schweden zur Wiederherstellung betroffener Seen und Flüsse. Ein weiteres großes Kalkungsprojekt wurde auch in Wales, Großbritannien, durchgeführt. 12.000 km oder so, die Wasserstraßen waren angesäuert.
Das Projekt fand in statt 2003 am Fluss Wye eine wichtige Wasserstraße, die von Mittelwales zur Severn Estuary führt und tatsächlich zur Rückkehr von Lachs in diese Gebiete führte. Diese Fische wurden seit Mitte der 1980er Jahre nicht mehr im Fluss gesehen.
2. Calciumpellet "Blanket Bombing" wurde auch verwendet, um angesäuerten Boden wiederherzustellen
Lösungen auf Kalziumbasis können auch verwendet werden, um durch sauren Regen geschädigte Böden wiederherzustellen. Zum Beispiel im Jahr 1999 40 Tonnen von trockenen Calciumpellets wurden über a verteilt 29 Morgen Wasserscheide bei Hubbard Brook , New Hampshire, USA Die Pellets wurden über mehrere Tage mit dem Hubschrauber verteilt.
Die Pellets wurden speziell entwickelt, um sich über viele Jahre langsam in die Wasserscheide hineinzuarbeiten und die Versauerung des Bodens zu neutralisieren. Die Forscher überwachten den Wald über anderthalb Jahrzehnte, um das Gebiet mit angrenzenden Wassereinzugsgebieten zu vergleichen, die nicht die gleiche Behandlung erhielten.
„Die Behandlung hat die Widerstandsfähigkeit des Waldes gegenüber größeren Störungen erhöht“, sagte einer der Forscher. „Die Bäume in der mit Kalzium behandelten Wasserscheide konnten sich schneller von einem schweren Eissturm erholen, der 1998 die Region traf.“
3. Regulierung der Industrie zur Emissionskontrolle
Es klingt offensichtlich, aber eine der effektivsten Möglichkeiten zur Wiederherstellung der durch sauren Regen geschädigten Gebiete besteht darin, die Emission von Schwefel und Lachgas aus den am stärksten verschmutzenden Industrien zu verringern. Indem das Problem an der Quelle gestoppt wird, ist dies möglichNatur, um sich von selbst zu erholen.
Dies kann durch eine Mischung aus Waschen von Kohle, Verbrennen nur schwefelarmer Kohlen oder Installieren von Geräten, die als "Gaswäscher" bezeichnet werden, an Abzügen und Kaminen erreicht werden. Auch genannt Rauchgasentschwefelung REA Dies funktioniert normalerweise, um SO2 chemisch aus den Gasen zu entfernen, die Schornsteine hinterlassen.
Sie sind unglaublich effektiv und können so viel wie entfernen 95% von Schwefeldioxid aus Emissionsgasen. Natürlich können Kraftwerke auch von der Verwendung von Kohle auf schwefelarme Brennstoffe wie Erdgas oder alternative Energieformen umgestellt werden.
Bei Fahrzeugen ist die Einführung des Katalysators in Abgassysteme von entscheidender Bedeutung für die Senkung der NOx-Emissionen von Kraftfahrzeugen.
Dies war besonders effektiv in Ländern wie den USA und Kanada, in denen staatliche Vorschriften mehr als eingeführt wurden. vor 25 Jahren um die Industrie zu zwingen, ihre Handlung zu bereinigen. Vor allem die Clean Air Act von 1970 und Kanada-USA Luftqualitätsabkommen von 1991 .
Einige Studien aus dem Jahr 2015 haben gezeigt, dass angesäuerte Böden nach einem langsamen Start nun eine beschleunigte Erholung über einen weiten Bereich von zeigen. West-Ontario und Maine .
4. Der Wechsel zu alternativen Energiequellen hilft auch
Eine weitere Strategie zur Eindämmung des sauren Regens und zur Wiederherstellung des verursachten Schadens war die weit verbreitete Einführung von alternative Energiequellen zur Stromerzeugung. Wind-, Geothermie-, Solar-, Wasserkraft- und Atomkraftchef unter ihnen.
Durch die vollständige Beseitigung der Notwendigkeit, fossile Brennstoffe zu verwenden, eliminieren diese alternativen Energiequellen effektiv die Emissionen von Schwefeldioxid und NOx-Schadstoffen in die Luft. Dies gilt natürlich auch für die Umstellung auf Elektrofahrzeuge.
Und das ist ein Wrap.
Die Auswirkungen von saurem Regen auf die natürliche und gebaute Umgebungen Kann unglaublich schwerwiegend sein, wenn es unvermindert bleibt. Zum Glück hat sich eine Mischung aus wichtigen Rechtsvorschriften und einigen innovativen Minderungsstrategien als wirksam erwiesen, um einige der schwerwiegendsten Schäden zu reduzieren und sogar rückgängig zu machen.
Während die Länder weiterhin darauf drängen, ihre Emissionen zu bereinigen und die Einführung alternativer Energiequellen zu beschleunigen, wird saurer Regen aus menschlichen Quellen hoffentlich der Vergangenheit angehören.