Haszpra Tímea Homonnai Viktória Ivády Anett Sepsi Panna A SAVAS ESŐ Haszpra Tímea Homonnai Viktória Ivády Anett Sepsi Panna

A savas eső felfedezése 1852-ben Robert Angus Smith (1817-1884) figyelt fel erre a jelenségre Manchesterben Megfigyeléseit 1872-ben ismertette, tőle ered az elnevezés Csak az 1950-es években kezdtek komolyabban foglalkozni a problémával

Az eső Semleges pH érték 7 Csapadékvíz esetében a semleges pH-t az az érték jelenti, ami a légköri CO2-vel egyensúlyban lévő vizes oldat pH-ja A csapadékvíz kissé savas kémhatású, a pH 5 és 5,5 között van általában Oka: a légköri CO2 tartalom (tehát természetes hatások miatt is savas kissé az eső)

Az eső 2H2O+CO2 H3O+ + HCO3- Ezek mellett még kevés salétromsav és kénsav is oldódhat bele Az oldódás hőmérséklet- és nyomásfüggő Tehát: ha pH<5,6 (néhol <5), akkor nevezzük savasnak az esőt

Miből áll a savas eső? Az ózonból keletkező oxigénatom (O) a kén-dioxidot a kénsav anhidridjévé, kén-trioxiddá oxidálja: SO2+ O = SO3 Ebből vízfelvétellel keletkezik a kénsav: SO3+ H2O = H2SO4 A szabad oxigénatom a kénessavat is megtalálja: H2SO3+ O = H2SO4 A kén-dioxid egy molekula hidrogén-peroxiddal közvetlenül is kénsavvá alakulhat: SO2+ H2O2= H2SO4

Miből áll a savas eső? A nitrogén-oxidok még többféle reakcióban vehetnek részt, köztük láncreakciókban is. A nitrogén-dioxidot a fotolízis fölbonthatja: NO2 + hν→NO + O Ha OH-gyökkel ütközik, közvetlenül salétromsavvá alakul: NO2+ OH = HNO3 Nitrogén-trioxiddá is alakulhat egy oxigénatommal: NO2+ O = NO3 Ez reagálhat egy másik nitrogén-dioxid molekulával: NO3+ NO2= N2O5 A keletkezett nitrogén-pentoxid vízzel salétromsavat hoz létre: N2O+ H2O = 2 HNO3 A salétromossav is átmehet fotolízisen: HNO2 + hν→NO + OH

Honnan származnak ezek az anyagok? A kénvegyületek forrásai: Természetes: bioszféra bomlási folyamatai vulkáni tevékenység óceánok felszíne Mesterséges: széntüzelés nyerskőolaj kéntartalma kohászat, kénsavgyártás

Honnan származnak ezek az anyagok? A nitrogénvegyületek forrásai: Természetes: talajok nitrogén-oxid emissziója villámlás biomassza égetése ammónia légköri oxidációja Mesterséges: fosszilis tüzelőanyagok - szén, kőolaj, földgáz - elégetése belső égésű motorok kipufogógázai

A savas esők hatásai A savas esők láncfolyamatokon és kapcsolódásokon keresztül hatással vannak az egész természetes környezetre. Pl.: felszíni vizek, talajvíz, talaj, növényzet, tápláléklánc, biodiverzitás veszélyeztetése A kártétel sem időben, sem térben nincs szoros kapcsolatban a szennyezéssel, mert a szél elsodorhatja a forrástól a szennyező anyagokat.

A savas esők hatásai Talajra: Savas talajban az alapvető ásványok (Ca, Mg) kioldódnak, mielőtt a növények fel tudnák használni a növekedésükhöz  csökken a talaj termelékenysége Veszélyes és mérgező anyagokat (Al) kioldja  felhalmozódnak a talajban  talajok leromlása A talajokban van (ártalmatlan) szerves formában Al, de a szervetlen Al mérgező az élő szervezetekre. Ha a víz pH-ja < 4,0  az Al kioldódik az Al2(SiO3)3-ból Károsítja a hajszálgyökereket Csökkenti a foszfor és más tápanyagok felvételét Kimosódhatnak a lefolyás során is  elszállítódnak folyókba, tavakba

A savas esők hatásai Nem egyformán érzékenyek a talajok! Veszélyeztetett: ami savas sziklán alakul ki : gránit és más magas Si tartalmú glaciális területen lévő alapkőzeten (gneiszek, kvarcit és kvarctartalmú homokkő) vastag rétegben felhalmozott Si-tartalmú homokon öreg és mállott talajon. Ellenállóbb: mészben gazdag talaj (legjobb puffer: semlegesíti részben vagy egészben a savanyító hatást) Pufferkapacitás kimeríthető! A pufferkapacitás kimerülése azt jelenti, h a végtelenségig nem tudja semlegesíteni a savanyító hatást a talaj!!!

A savas esők hatásai Növényzet Általában nem pusztítja el közvetlenül a fákat, hanem legyengíti őket, korlátozza a felvehető tápanyagokat és növeli a talajban lévő mérgező anyagokat. Lassabb növekedést, sérüléseket okoz, a levelek elbarnulnak és idő előtt lehullnak. Károsítják a levelek és tűlevelek felszínét (gyorsítja a levél viaszrétegének pusztulását)  párolgást okoz és meggátolja a fotoszintézist. Tápanyagok levélen át való kimosása  még érzékenyebbek lesznek az éghajlati tényezőkre (aszály, erős szél, rovarok,…) Avar csökkenő arányú elbomlása Hasznos mikroorganizmusok elpusztulása (szimbiózisban élnek a fa gyökereivel)

A savas esők hatásai Tehát a fák akkor is károsodhatnak, ha jó a talaj pufferkapacitása! A savas eső nitrogén-túltrágyázást okozhat, amit árt a növényeknek. Magashegységi területeken: gyakran érintkeznek savas felhőkkel és köddel (savasabb, mint az eső), ezek veszélyeztetettebbek. Magyarországon az 1980-as évek végén 1-1,5 millió m3 tölgyfa száradt ki. Nyugat-Európában főleg a fenyvesekben nagy a kár.

Elhalt erdõ a nyugat karkonoszei területen (Szudéták) A savas esők hatásai Elhalt erdõ a nyugat karkonoszei területen (Szudéták) http://www.atmosphere.mpg.de/ Witold Goraczko fényképe

A savas esők hatásai

A savas esők hatásai Halak A savas eső átfolyik a talajon, és bemossa az Al-t a felszíni vizekbe  pH csökken, Al szint nő Az Al erősen mérgező a halakra Csökkenti a kopoltyún keresztüli ioncserét  só csökkenést okoz. Az édesvízi halaknak az ozmotikus szabályozás feltétele az életben maradásuknak. Az Al kiválik a kopoltyún  a hal megfullad. Halak nyálkát választanak ki, hogy leküzdjék az Al-t a kopoltyújukról  ez eltorlaszolja a kopoltyút  az O2 és só szállítását is gátolja  nem tudják szabályozni (alacsony pH  csökkenti a hal szöveteiben a só egyensúlyt) Sok halban a Ca szint nem tartható pH változáskor  ikrák túl törékenyek, gyenge gerinc, csontok deformációja Ábra a következő dián!!!

A savas esők hatásai Savas esők hatása a halakra (http://www.atmosphere.mpg.de/, szerzõ: Anita Bokwa) http://old.nyf.hu/others/html/kornyezettud/kornykem1/ken.htm

A savas esők hatásai Más vízi szervezetek Alacsony pH  lecsökkenti a békák, szalamandrák növekedését Savnak ellenállóbb faj (pl. tarajos gőte) birtokba veheti a békaüregeket  hasonló esetek miatt változhat az adott élettérben a fajok előfordulási aránya.

A savas esők hatásai Biodiverzitás Fajok kipusztulhatnak Megváltoztatja és csökkenti a magasabb táplálkozási szinten lévő állatvilág élelemellátását A békák kevésbé érzékenyek a savasságra, de rovarral táplálkoznak (pl. kérész), ezért ha az eltűnik a savas esők miatt, akkor az már a békákra is hatással van. A legtöbb faj kicsinyei érzékenyebbek, mint az idősebb egyedek!

A savas esők hatásai Embert érintő hatások: Márvány, mészkő, homokkő, gránit: mind tartalmaz Ca-ot, amit a savak feloldhatnak  gipsz keletkezik  épületek, műemlékek és szobrok szulfátos mállása, régi sírköveken olvashatatlan felirat Savak képesek feloldani a fémeket  savas esők vassal való reakciója miatt károsodnak a szabadban lévő harangok Hollandiában Savas eső és a savas részecskék száraz ülepedése hozzájárul a fémek korróziójához Ivóvíz készlet veszélyeztetése: feloldanak néhány talajban lévő mérgező fémet (normális esetben a talaj szűrő: mérgező nehézfémek vízben nem oldható vegyületként megkötődnek)

A savas esők hatásai Savas esők által okozott károk: Homokkő szobor 1702-bõl, lefényképezve 1908-ban (bal), és 1969-ben (jobb). Westfäliches Amt für Denkmalpflege

A savas esők hatásai http://en.wikipedia.org/wiki/Acid_rain http//:www.corbis.com

A savas esők hatásai Embert érintő hatások: Idő előtti elhalálozások, pl. rákban Nem direkt hatás: tüdőgyulladást okozhatnak a szulfát és nitrát részecskék, ha belélegzik őket. A szulfát és nitrát részecskék lecsökkentik a látástávolságot is.

A savas esőkkel veszélyeztetett területek A savas esők főleg az iparosodott területeken fordulnak elő Oka: magas a SO2 és az NOx kibocsátás A szél miatt a kibocsátás helyétől több ezer kilométer távolságban lévő területeken is előfordulnak savas esők

Veszélyeztetett területek A savas esők problémája nem új dolog. Jellegét tekintve lokális és globális probléma. A XVIII. században a savas esők főleg a városokban estek. Az 1950-es évek óta a magas kémények használata nagy területen szórja szét a légszennyezést, s a városok levegőminőségét javítja.

Veszélyeztetett területek A lista elején két nagy bulgáriai széntüzelésű erőmű áll. Összesen közel 600000 tonna kéndioxidot bocsátanak ki – ugyanannyit, mint a következő országok együttesen: Ausztria, Belgium, Dánia, Finnország, Norvégia és Svédország. Európában a 600 legnagyobb SO2 kibocsátó eloszlása

Veszélyeztetett területek A savasodás problémája nem ismer határokat. A légszennyezés a légkör magasabb rétegeibe eljutva messzire elkerülhet a forrástól, s így más országok felett alacsonyabb rétegekbe jutva kihullhat mint savas eső. A savas esőt okozó szennyezőanyagok több száz kilométerre a forrástól olyan területeken okoznak savas esőt, ahol nincsenek erőművek, autók, és egyáltalán semmilyen ipar. Svédországban és Norvégiában a savas ülepedés 90%-a más országokból származik, főként az Egyesült Királyságból, Németországból, Lengyelországból, valamint a nemzetközi hajózásból.

Veszélyeztetett területek Savas esőkkel leginkább azok a területek veszélyeztetettek, ahol savanyú kőzet található a felszínen, ahol a csapadék meglehetősen nagy mennyiségű és ahol sok a SO2 és NOx kibocsátó forrás. Az elmúlt évtizedekben az elektromos áram iránti növekvő igény és a gépjárművek számának emelkedése azt eredményezi, hogy az emberi forrásokból származó, savasodást okozó szennyezőanyagok kibocsátása jelentősen növekszik 1950 óta.

Európa Leginkább Közép- és Észak-Európa veszélyeztetett. A szennyező források földrajzi eloszlása nem egyenletes: erősen az ipari területekre koncentrálódik. Ezeken a területeken a csapadék általában savas: 4,1 és 5,1 közötti pH-val. 1974-ben Skóciában 2,4-es pH-jú csapadék hullt (mint az ecet)

Európa 1993-ban a savas eső kockázata Európában Vörös: nagy Okker: közepes Citromsárga: alacsony

Európa 1882-1976 − Csehszlovákia: az Elba vizének klorid- és a szulfáttartalma négyszeresére, a nitráttartalma hétszeresére nőtt, míg a hidrokarbonát tartalom kétharmadára esett vissza − ez utóbbi hátrányos a vízinövények tápanyagellátása szempontjából.

Európa Először az 1970-es évek közepén Németországban figyeltek föl arra, hogy nagy fenyőerdők egyik évről a másikra pusztulni kezdtek. Elsősorban a savas esőt teszik felelőssé azért, hogy lelassult a németországi Fekete-erdő fáinak növekedése. Ma már szinte egész Európában észlelik e jelenség többé-kevésbé súlyos formáját. Angliát megkímélte az erdőpusztulás, ugyanakkor a svédországi károkért főleg az angliai légszennyezést okolják.

Az erdő kihalása - Ore Mountains / Németország

Európa A skandináv országok annak ellenére veszélyeztetettek, hogy ott nincs nagy SO2 kibocsátó forrás. Skandináviában a csapadék savassága és a szennyezőanyag-tartalma Dél-Svédországban a legnagyobb; ahogy észak felé haladunk, úgy csökken. A savas anyagok kiülepedése nemcsak a csapadék savasságától, hanem mennyiségétől is függ. Tehát a legnagyobb savas kiülepedés Svédországban a csapadékban gazdag délnyugati részeken tapasztalható.

1996-ban a teljes kén és nitrogén kiülepedés Svédországban (száraz és nedves) [mg/m2]

Észak-Amerika A legveszélyeztetettebbek az erősen városiasodott és ipari területek Kelet-Kanadában és az USA északkeleti részén. 1974-ben Los Angelesben a lehulló csapadék pH-ja 2 volt (olyan savas, mint a citromlé). 1970-ben Kanadában a Sudbury-kohóművek körüli tavak vizének pH-értéke helyenként 4,5 alá csökkent.

Az USA-ban a kéndioxid források Ohióban, Indianában, és Illinoisban koncentrálódnak. Az uralkodó szelek keletre, illetve északra: New England-be és Kanadába szállítják őket.

Észak-Amerika Észak-Amerika nyugati partvidékén a savas eső lényegesen kevesebb gondot okoz, mivel nincs olyan légáramlás, amely több ezer kilométer távolságból idesodorná a savas szennyeződéseket. Ezeken a területeken a savas csapadék fő okai a gépjárművek kipufogógázában található szennyeződések. Nyugaton, illetve délnyugaton, például Mexikóban azonban működik néhány olyan erőmű, amely savas szennyeződéseket bocsát a levegőbe. Az ezek által okozott légszennyeződés a Grand Canyon és más nemzeti parkok területén rontja a látási viszonyokat.

Észak-Amerika A vízi élőlények számára a savas esőkből származó fő problémák: az atlanti lazacok csökkenése Új-Skóciában és Maine-ben a halsűrűség csökkenése Északnyugat-Pennsylvaniában A New York-beli Adirondack régióban a tavak 41%-a tartósan, vagy rövidebb ideig savas. Kanadában a savas esők nagy mennyiségű hal és vízi közösség pusztulását okozták több mint 30000 érzékeny tóban Ontario és Québec tartományban.

Ázsia A savas esők most az egyik fő problémaként merülnek fel a fejlődő világban, különösen Ázsiában és a csendes-óceáni területeken, ahol az energiafelhasználás rohamosan növekszik és a kéntartalmú szén és olaj felhasználása is nagyon magas. Kína és India a 70-es évek közepén vált veszélyeztetetté, amikor az ipari fejlődés a legintenzívebb volt.

Ázsia Becslések szerint 1990-ben 34 millió tonna SO2 bocsátottak ki az ázsiai régióban, 40 százalékkal többet, mint Észak-Amerikában. A savas kiülepedés mértéke különösen olyan területeken volt magas, mint Délkelet-Kína, Északkelet-India, Thaiföld és Dél-Korea, mely területek közel találhatóak a városi és ipari területektől, vagy azoktól széllel szemben lévő oldalon helyezkednek el.

Ázsia A hatásokat már a mezőgazdaságban is kezdik érezni. Indiában a kutatók azt vették észre, hogy az olyan erőmű közelében termesztett búza, ahol a SO2 kiülepedése majdnem ötször nagyobb, mint a kritikus szint, 49 százalékkal kevesebb termést adott, mint a 22 km-el távolabbi búza. Délnyugat-Kínában egy tanulmány Guizhou és Sichuan tartományban kimutatta, hogy a savas esők a mezőgazdasági területek több mint kétharmadát érintik, és a területek 16 százalékán található valamilyen mértékű kár.

Szulfát-nitrát aránya a levegőben: USA - Kína Kínában jóval nagyobb a csapadék szulfáttartalma, mint az USA-ban. Ok: A kínai lakásokban leggyakoribb a szénfűtés [a kínai szenek magas kéntartalmúak − főként délen (5 %)]. Kína levegőjében kevesebb a nitrát. Kínában kevesebb a gépjármű. ←→ Pekingben és Sanghajban az USA-hoz közelítő nitrát-értékek találhatók. Ez a különbség a Kínában rohamosan növekvő gépjárművek számával fokozatosan csökken.

Szulfát-nitrát aránya a levegőben: USA - Kína A kínai csapadék mégsem túl savanyú (délen az esővíz pH-ja 4-5 közötti, északon 6,5 körüli.) Ok: Kína légterébe igen sok ammónia (NH3) kerül a rizstermesztés és a szerves trágya elterjedt alkalmazása miatt, a kínai porban több a mész (CaCO3), mint az amerikaiban. Ha e kompenzáló körülmények nem lennének, az eső pH-ja 3,5 lenne.

A savas eső nemcsak a szárazföldek problémája, hat az óceánokra is, csak ott nem olyan közvetlen a hatása, mint egy kiégett erdőnél. Eredménye legerőteljesebben a partmenti vizekben érezhető, ahol egyébként is sok más emberi tevékenység (szennyezés, túlzott halászat) rombolja az élővilágot. A savas eső a földre érve felmérhetetlen károkat okozhat.

Hogyan lehet megakadályozni a savas esőket? A szálló portól megtisztítják a füstöt, a mérgező gázokat magas kéményeken át a légkörbe bocsátva felhígítják. 1955 − USA: csak két kémény volt 180 m fölötti magasságú, 2000 − USA: már minden kémény magasabb 180 m-nél, s nem ritka a 300 m fölé nyúló kémény sem.

Hogyan lehet megakadályozni a savas esőket? A hatás közömbösítése: A talaj meszezésével − mészkőpor kiszórásával. csökkenti a savasságot Durva beavatkozás, súlyos mellékhatásokkal: Ha a szulfátok kimosódnak a levegőből, a talajra kiszórt mész gipsszé válik. Illetve a meszezés rövidebb távú károsító hatása, hogy a nitrogént (ammóniát) eltávolítja a talajból. Emiatt ez nem megbízható eljárás.

Hogyan lehet megakadályozni a savas esőket? A hatás közömbösítése: Mész adagolása a füstgázokhoz. Az erőművek füstjébe szórt nedves mészkőpor a kén-dioxid jelentős részét megkötheti. Hátránya, hogy ez az eljárás a nitrogén-oxidokat nem közömbösíti.

Hogyan lehet megakadályozni a savas esőket? A kibocsátás csökkentése: A végső megoldás a szennyezés mérséklése. A nitrogén-oxidok kibocsátásának mérséklése a motor, az üzemanyag és az égés javításával, s a kipufogógáz szűrésével, illetve az ipari technológiák korszerűsítésével. A kén-dioxidok kibocsátásának mérséklése az ipari technológiák korszerűsítésével.

Kísérletek a károk helyreállítására Dél-Skócia két súlyosan elsavasodott tavában a szennyezettség csökkentése révén 1981-1986 között a kovamoszat-flóra összetétele visszatért az 1950-es évekbeli állapotához. Norvégiában egy kicsiny, elszennyeződött tó fölé átlátszó tetőt építettek, s a lehullott csapadékot megtisztítva juttatták el a vízbe. Négy év alatt helyreállt a tó természetes állapota.

Eredmények Például Spanyolországban néhány erőmű a saját magas kéntartalmú lignitjét felcserélte import szénre, ami hatod részére csökkentette le a kénkibocsátást. Csehországban az ipar újraalakításával a teljes SO2 kibocsátás az 1989-2000-es években mintegy 55 %-kal csökkent; míg Lengyelországban 1992-2000 között a csökkenés elérte a 46 %-ot.

Köszönjük a figyelmet!

Források http://www.atmosphere.mpg.de http://www.sci.u-szeged.hu/eghajlattan/ http://www.ttk.pte.hu/ http://www.sulinet.hu/tart/fncikk/Kifd/0/6893/savasesok.htm http://www.kfki.hu/~cheminfo/hun/tudakozo/mm/savaseso.html http://hu.wikipedia.org/wiki/Savas_eső http://en.wikipedia.org/wiki/Acid_rain http://old.nyf.hu/others/html/kornyezettud/kornykem1/ken.htm http://www.epa.gov/acidrain/effects/