Sådan fungerer sur regn

Hvis du vandrer gennem Appalacherne, du får øje på bevoksninger af døde og svækkede træer. Hvis du bor i en by, du bemærker måske slidte stenbygninger, striber på dit biltag eller korroderede metalrækværk og statuer. Du kan se virkningerne af syreregn næsten overalt du går, men med medier og offentlig opmærksomhed henvendt sig til de mere ildevarslende udsigter til global opvarmning, sur regn er faldet ved vejen. Svøbet fra himlen virker næsten som et problem fra det 20. århundrede-et problem, der blev behandlet i 1980'erne og 1990'erne ved lovgivning.

Sur regn forekommer mest på den nordlige halvkugle - jo mere industrialiserede, snavset halvdel af kloden. Vind kan opsuge emissioner fra høje røgstokke og føre forurenende stoffer langt fra deres oprindelige kilder, krydser statsgrænser og nationale grænser i processen. Sur regn har muligvis ikke hele det globale udvalg af drivhusgasser, men det er en grænseoverskridende , og derfor internationalt, problem.

Syreregn, også kendt som syreaflejring, skyldes emissioner af Svovldioxid (SO2) og nitrogenoxider (NOx) fra kraftværker, biler og fabrikker. Naturkilder som vulkaner, skovbrande og lynnedslag øger også den menneskeskabte forurening. SO2 og NOx bliver til syrer, når de kommer ind i atmosfæren og reagerer med vanddamp. De resulterende svovl- og salpetersyrer kan falde som våde eller tørre aflejringer. Våd aflejring er nedbør:sur regn, sne, slud eller tåge. Tør aflejring falder som sure partikler eller gasser.

1. PH -værdien af ​​sur regn
2. Virkningerne af sur regn
3. Reducerer sur regn

PH -værdien af ​​sur regn

Forskere udtrykker surheden i sur regn ved hjælp af pH -skala . Skalaen definerer en opløsnings surhed, neutralitet eller alkalinitet baseret på dens koncentration af hydrogenioner. Syrer har en høj koncentration af hydrogenioner og en lav pH. Skalaen spænder fra nul til 14, med rent vand ved en neutral 7,0. Det meste vand, imidlertid, er ikke ligefrem ren. Selv rent, normal regn har en pH -værdi på omkring 5,6. Det skyldes, at det reagerer med kuldioxid i atmosfæren og danner let sur kolsyre, før det bliver regn.

Sur regn har en pH -værdi på 5,0 eller mindre. De fleste syreaflejringer spænder fra pH 4,3 til 5,0 - et eller andet sted mellem surheden i appelsinjuice og sort kaffe. Men at sammenligne sur regn med sikker, naturlige syrer kan være vildledende. Selv når det er svagest, sur regn ødelægger økosystemer ved at forhindre følsomme planter og dræbe sarte akvatiske æg.

Programmer, der overvåger sur regn, analyserer brintindhold for at bestemme pH. De måler også atmosfæriske koncentrationer af salpetersyre, nitrat, Svovldioxid, sulfat og ammonium. I USA, National Atmospheric Deposition Program (NADP) overvåger våd aflejring, mens Clean Air Status and Trends Network (CASTNET) observerer tør aflejring. Overvågning af syreaflejring hjælper med at bestemme kritiske belastninger , eller mængden af ​​forurenende stoffer et økosystem kan understøtte før skader. Nøjagtige kritiske belastninger hjælper med at sætte effektive mål for reduktioner af SO2 og NOx.

Nu lærer vi om de skadelige virkninger af sur regn på vandmiljøer, skove, afslutter, byggematerialer og menneskers sundhed.

Overfladevand

Overfladevand og deres skrøbelige økosystemer er måske de mest berømte ofre for sur regn. Det meste af nedbøren, der kommer ind i en sø, flod, å eller marsk skal først passere over og sive gennem jord. Al jord har en bufferkapacitet , eller evne til at modstå ændringer i surhed og alkalinitet. Jordens bufferkapacitet bestemmer surheden i et vandlegeme. Hvis kapaciteten er lav, eller har nået sin grænse, sur regn kan passere u-neutraliseret.

Det meste liv er behageligt ved en næsten neutral pH-forvildet for langt fra pH 7,0, og sarte organismer begynder at dø. Plankton og hvirvelløse dyr er følsomme over for ændringer i surhed og dør først. Ved pH 5,0, fiskeæg nedbrydes og unger kan ikke udvikle sig. Voksne fisk og frøer kan undertiden tåle surhedsgrader så lave som pH 4,0, men de sulter, da deres svagere fødekilder dør ud. Når sur regn forstyrrer fødekæden, biodiversiteten falder.

Nitrogenaflejring fra sur regn beskadiger også kystvande og flodmundinger. Kvælstofrig vand understøtter massiv algevækst og algeblomst. Bakterier nedbryder de døde alger, blomstre selv og opsuge vandets tilgængelige ilt. Fisk, skaldyr, havgræsbede og koralrev dør i alger-kvalt, iltforarmet vand. Forskere anslår, at 10 procent til 45 procent af menneskeproduceret nitrogen, der ender i kystnære farvande, kommer fra atmosfærisk aflejring [Kilde:Environmental Protection Agency].

De fleste sure vandområder ser ikke forurenede ud. Efterhånden som henfaldende organisk stof sætter sig, forsuret vand kan se klart og blåt ud. Nogle arter, som sus og mos, selv trives under sure forhold. Men det grønne og klare vand tror på et usundt miljø. Mangfoldigheden falder, og arter, der er tilbage uden rovdyr, vokser ofte foruroligende store.

Sur regn skader også skovene, som vi vil se i det næste afsnit.

Virkningerne af sur regn

Skove er afhængige af deres jords bufferkapacitet for at beskytte dem mod sur regn. Surt vand trækker jordtoksiner ud som aluminium. Træer optager de giftige stoffer, og afstrømning dumper det i søer, floder og vandløb. Sur regn opløser også nyttige mineraler og næringsstoffer som calcium, magnesium og kalium, før træer kan optage dem. Sur regn dræber sjældent en skov direkte, men forhindrer i stedet dens vækst gennem mange års jordforringelse. Mangel på næringsstoffer og udsættelse for toksiner gør træer mere tilbøjelige til at vælte i storme eller dø i koldt vejr.

Selv træer i godt bufret jord kan svækkes i hård syretåge. Skove i højder suger i sure skyer, som fjerner blade af næringsstoffer og nedbryder træernes evne til at modstå kulde. De skaldede toppe i Appalachian-bjergene fortæller om den giftige virkning af sur regn på skove i højder.

Materialer og finish

Sur regn har den foruroligende evne til at slette og udslette sten og metal, det mest holdbare af materialer. Gamle bygninger, monumenter og gravsten bærer de glatte tegn på sur korrosion og forringelse. Syreudfældning fremskynder naturlig forvitring forårsaget af regn, sol, sne og vind.

Sur regn ødelægger også bilmaling. Bilindustrien overvejer syreaflejring én type ætsende miljømæssige nedfald , sammen med træsaft, pollen og fugleskit. Syremærker efterlader uregelmæssige, ætsede former på vandrette overflader. Omlakering er den eneste måde at reparere en bilfinish, der er skæmmet af sur regn.

Sundhed

Da sur regn kan dræbe vanddyr, svække træer og opløse sten, det ser ud til, at det også kan brænde eller brænde mennesker. Men det påvirker ikke mennesker på samme måde som fisk eller planter. Sur regn føles det samme som almindelig regn - det er endda sikkert at svømme i en sur sø. Men sulfat- og nitratpartiklerne ved tør aflejring kan forårsage astma, bronkitis og hjerteproblemer. NOx i syreaflejring reagerer også med flygtige organiske forbindelser (VOC) til dannelse af ozon på jorden. Ozon, eller smog , forværrer og svækker luftvejene.

Reducerer sur regn

Sur regn har eksisteret siden de første fabrikker under den industrielle revolution begyndte at spytte giftige emissioner ud. En engelsk videnskabsmand, Robert Angus Smith, opfandt udtrykket "sur regn" i 1872, da han skrev om dets tærende berøring af bygninger og dødbringende virkning på planter. Men sur regn blev først et regeringskontrolleret miljøproblem mere end et århundrede senere. Forskere havde på det tidspunkt fastslået, at sur regn var en grænseoverskridende snarere end en lokal bekymring. I 1980, Acid Deposition Act lancerede en 10-årig undersøgelse af sur regn under ledelse af National Acidic Precipitation Assessment Program (NAPAP) at overvåge steder rundt om i landet.

I 1990, bevæbnet med NAPAP's undersøgelse, Kongressen ændrede den eksisterende Clean Air Act til at omfatte sur regn. Den nye afsnit IV -ændring af loven om ren luft krævede reduktioner af SO2 og NOx. Det Acid Rain Program (ARP) blev dannet i 1995 for at bringe afsnit IV i kraft.

ARP sætter grænser for kraftindustrien for at reducere årlige emissioner af SO2 og NOx. ARP bruger en cap og handelsprogram at reducere SO2 -emissioner. Det sætter et loft over den samlede mængde SO2, som kraftværker i de sammenhængende USA kan producere. Efter indstilling af en hætte, ARP fordeler kvoter til kraftværksenheder. Enheder må kun producere så meget SO2, som de har kredit for. Hvis de reducerer emissionerne hurtigere, end ARP kræver, de kan bankkvoter til fremtidig brug eller sælge dem til andre anlæg. Det sidste loft i 2010 vil være 8,95 millioner tons tilladt om året, bemærkelsesværdigt 50 procent mindre end kraftværksemissioner fra 1980 [Kilde:EPA].

ARP regulerer NOx -reduktioner med en mere konventionel satsbaseret reguleringssystem . Programmet sætter en grænse for tilladte pund NOx pr. Million britiske termiske enheder (lb/mmBtu) for hvert kraftværks kedel. Ejere opfylder enten målreduktioner for individuelle kedler eller gennemsnittet emissionerne fra alle ejede enheder og opfylder et kombineret mål. ARP har til formål at reducere NOx til 2 millioner tons under det forventede 2000 -niveau, hvis afsnit IV ikke eksisterede [Kilde:EPA].

Kraftværker opfylder deres ARP -mål ved at bruge kul med lavt svovlindhold, "våde scrubbers" eller røggasafsvovlingssystemer, lav NOx -brændere og andre rene kulteknologier. De kan også handle SO2 -kreditter indbyrdes.

Selv med et øget energibehov, ARP har med succes reduceret emissioner af SO2 og NOx. Men NAPAP foreslår, at for økosystemer at komme sig fuldt ud, reduktioner bliver nødt til at falde yderligere 40 procent til 80 procent under grænserne for fuld kraft i 2010 [Kilde:EPA].

Biler udsender også NOx. Nyere design af katalysatorer hjælper med at behandle udstødning og fjerne NOx og andre forurenende stoffer som kulilte og VOC'er, der bidrager til smog.

Selv med bemærkelsesværdige rene kulteknologier, katalysatorer og stærke hætter og forskrifter, fossile brændstoffer er stadig en beskidt strømkilde. Alternative energiformer som atomkraft, solenergi og vandkraft udsender ikke de millioner af tons SO2 og NOx, der støder op i økosystemer, ødelægge bygninger og monumenter og svække folks sundhed.

For at lære mere om sur regn, alternative energiformer og andre relaterede emner, tjek linkene på den næste side.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer global opvarmning
• Sådan fungerer katalysatorer
• Sådan fungerer atomkraft
• Sådan fungerer solceller
• Sådan fungerer vandkraftværker
• Hvad er Clean Coal Technology?
• Skal vi være bekymrede for Dead Zone i Den Mexicanske Golf?

Flere store links

• Acid Rain -program
• Nationale vandforhold

Kilder

• "Syreregn." Encyclopedia of the Atmospheric Environment. http://www.ace.mmu.ac.uk/eae/Acid_Rain/acid_rain.html
• "Syreregn." Environmental Literacy Council. http://www.enviroliteracy.org/article.php/2.html
• "Acid Rain Program:2005 statusrapport." U.S. Environmental Protection Agency. http://www.epa.gov/airmarkets/progress/docs/2005report.pdf
• "En kort historie." U.S. Environmental Protection Agency. http://www.epa.gov/region1/eco/acidrain/history.html
• "Ren luftstatus og trendnetværk (CASTNET)." U.S. Environmental Protection Agency. http://www.epa.gov/castnet/
• "Virkninger af sur regn - Skove." U.S. Environmental Protection Agency. http://www.epa.gov/acidrain/effects/forests.html
• "Virkninger af sur regn - overfladevand og vanddyr." U.S. Environmental Protection Agency. http://www.epa.gov/acidrain/effects/surface_water.html
• Ganguly, Meenhakshi. “På Taj Mahal, Grime midt i storhed. ” Tid. 10. september kl. 2001. http://www.time.com/time/magazine/article/0, 9171, 1000714-1, 00.html
• "Måling af sur regn." U.S. Environmental Protection Agency. http://www.epa.gov/acidrain/measure/index.html
• "NADP -historie og oversigt." Nationalt atmosfærisk deponeringsprogram. http://nadp.sws.uiuc.edu/nadpoverview.asp