Acidifikace
Acidifikace je proces, při kterém dochází k okyselování půdního, nebo vodního prostředí, kvůli zvýšení koncentrace vodíkových iontů, jež se do prostředí dostaly atmosférickou depozicí zejména plynných emisí. Kyselá atmosférická depozice může být:
- mokrá – plyny rozpuštěné ve srážkové vodě (tzv. kyselé deště)
- suchá – plyny rozptýlené v atmosféře, aerosol (tzv. (redukční) londýnský smog)
Acidifikující látky[editovat | editovat zdroj]
- oxid siřičitý SO2
- oxidy dusíku NOx
- sulfan H2S
Příčiny a faktory ovlivňující acidifikaci[editovat | editovat zdroj]
Příčiny acidifikace[editovat | editovat zdroj]
Hlavní příčinou acidifikace je znečištění ovzduší. Mezi hlavní acidifikační plyny patří oxid siřičitý, vznikající hlavně spalováním hnědého uhlí, jež se při rozpuštění ve vodě transformuje na kyselinu siřičitou. Emise oxidu siřičitého v současnosti klesají díky odsiřování tepelných elektráren a hutí, spalujících hlavně hnědé uhlí (v České republice klesly emise SO2 za posledních 10 let o 80–90 %), nicméně stále působí problémy emise z lokálních topenišť, neboť při inverzním počasí se sníženými rozptylovými podmínkami mohou způsobit smogovou situaci.
Dalším acidifikačními plyny jsou oxidy dusíku. Přirozeně vznikají například působením blesků, nebo tříštěním mořských vln, problémem jsou člověkem způsobené emise, které vznikají spalováním pohonných hmot v motorech (dochází k oxidaci vzdušného dusíku). V současnosti působí v ČR více škod než SO2.
Čpavek je sám o sobě zásaditý plyn, nicméně jeho reakcí se vzdušnými emisemi vzniká amonný kationt, jež je kyselinou. Do ovzduší se dostává hlavně kvůli hnojení zemědělských půd. Používá se též jako chladicí médium, může se tak do prostředí dostat kvůli úniku.
Faktory ovlivňující intenzitu acidifikace[editovat | editovat zdroj]
Největší vliv má množství emisí v atmosféře, acidifikaci vod významně ovlivňuje její pufrační schopnost. Přítomnost bazických iontů snižuje(Ca2+, Mg2+, Na+, K+,) acidifikaci. Horské půdy a vody jsou acidifikací ohroženy více, neboť vody jsou zde celkově méně mineralizované, a obsahují méně organických látek.
Podloží taky ovlivňuje rychlost acidifikace, půdy na žulách a rulách podléhají rychleji.
Listnaté lesy mají významnou pufrační schopnost, naopak jehličnaté acidifikaci půd spíše podporují neboť produkují těžko rozložitelný opad, který následně tvoří kyselý humus. Kyselý humus je zdrojem huminových kyselin, jež vyvazují z půdy bazické ionty a odplavují je do podzemních vod. Jehlice na rozdíl od listů neopadávají, a tak se na ně celoročně váže více emisí, které nakonec skončí v půdě.
Dalším faktorem ovlivňujícím pH půdy je intenzivní zemědělství a lesní hospodářství. Kvůli odebírání produkované biomasy, dochází k úbytku bazických iontů na ní vázaných, což vede k acidifikaci.
Důsledky acidifikace[editovat | editovat zdroj]
Vliv na přírodní prostředí[editovat | editovat zdroj]
Postižené ekosystémy se stávají neobyvatelnými nejen díky snížení pH, ale i kvůli vyluhování toxických kovů, jež by za normálních podmínek zůstaly navázány v horninách. Mezi tyto kovy patří např. : Hliník, Kadmium, Olovo a Měď. Dochází tak k úhynu vodních organismů, což vede k celkovému snížení biodiverzity. Nejvíce viditelným důsledkem acidifikace je devastace jehličnatých lesů. V ČR jsou takto postiženy lesy v pohořích na severu území (nejvíce v krušných horách). Acidofilní druhy se stávají dominantními (např. rašeliníky), dochází i k narušení trofního stupně, neboť živiny jsou odplavovány z vod a půd pryč. Na pohled tedy acidifikované vody vypadají čistě, protože jsou zcela průzračné. Kvůli nedostatku živin dochází k úbytku mikroorganismů rozkládajících rostlinnou hmotu, to vede ke kumulaci nerozložené rostlinné hmoty.
Šumavská jezera[editovat | editovat zdroj]
V 70. letech došlo k razantnímu okyselení šumavských jezer. Jejich vody až do této doby zvládaly přísun okyselujících látek, došlo ale k vyčerpání pufračního systému, což zákonitě vedlo k masivnímu okyselení. Ph kleslo až k hodnotě 3,5 což vedlo k vyluhování toxických kovů a úhynu ryb a měkkýšů. K okyselení též přispělo horninové podloží, neboť Šumava je tvořena kyselými horninami. Mezi nejhůře postižené patří Černé jezero a Čertovo jezero, Laka naopak moc postihnuté není. V současnosti dochází k jistému zlepšení, nicméně návrat ryb lze očekávat až v horizontu dalších padesáti let.
Vliv na člověka[editovat | editovat zdroj]
Jak mokrá, tak i suchá depozice má významný vliv na člověka. Při mokré depozici (kyselých deštích) dochází k ztrátě ekonomické hodnoty lesa, jenž není schopen dále produkovat kvalitní dřevo. Devastace lesů je spojena i s úbytkem turistického ruchu.
Acidifikované vody jsou, jak již bylo zmíněno plné toxických kovů, jež následně mohou proniknout do podzemních vod. Při dalším užití této vody tedy hrozí riziko intoxikace a rozvojem s ní spojených chorob. Např. zvýšené koncentrace hliníku ve vodě přispívají k rozvoji Alzheimerovy choroby.
Kyselé deště ve městech ohrožují kulturně-historické památky, neboť tyto srážky rozpouštějí vápenec mnohem rychleji než běžný déšť, ve kterém se normálně vyskytuje kyselina uhličitá.
Nejnebezpečnější pro lidské zdraví je však suchá kyselá depozice, neboli redukční smog (jinak nazývaný též jako zimní či londýnský smog). Tvoří ho zejména oxid siřičitý a mlha. Vzniká spalováním uhlí v zimních měsících, kdy panují inverzní podmínky. Za těchto podmínek se smog hromadí, jelikož jsou zhoršené rozptylové podmínky. Tento druh smogu (vedle redukčního smogu existuje i oxidační, jehož hlavní škodlivinou je troposférický ozon a vzniká v létě) má na svědomí několik ekologických katastrof. může způsobovat např. rozedmu plic, nebo srdeční potíže. Níže jsou uvedeny jednotlivé katastrofy.
Londýn, Velká Británie, 5. – 8. prosince 1952[editovat | editovat zdroj]
Příčinou neštěstí byla hustá mlha a termální inverze. V ovzduší došlo k nárůstu koncentrace SO2, F a prachových částic. Mnoho lidí mělo vážné dýchací potíže. Zaznamenány byly četné případy cyanózy, horečky a tvorby plicních tekutin. Zemřelo přibližně 4000 osob. Většina zemřelých byla vyššího věku a před havárií měla srdeční či plicní choroby.
Donora, Pennsylvania, USA, 26. října 1948[editovat | editovat zdroj]
Mnoho průmyslových aktivit v oblasti oceláren, výroby zinku a kyseliny sírové. Příčinou byla termální inverze a mlhavé počasí. Současně s vysokými koncentracemi SO2 a prachových částic. Onemocněla téměř polovina obyvatel – 14 tisíc lidí. Z toho 20 osob zemřelo.
New York, USA, 18. – 22. listopadu 1953[editovat | editovat zdroj]
Podobná situace jako v Londýně 1952. Příčinou byla stagnace vzduchu a přítomnost vysokých koncentrací SO2. Bylo poškozeno zdraví několika tisíc obyvatel. Několik z nich dokonce zemřelo.
Tokyo, Japonsko, 18. července 1970[editovat | editovat zdroj]
Vysoké koncentrace oxidantů a SO2 v atmosféře. Více než 6000 osob trpělo vážným podrážděním očí a bolestmi hrdla.
Boj proti acidifikaci[editovat | editovat zdroj]
Problém kyselého smogu byl znám již od středověku. V zimních měsících se města stávaly neobyvatelnými, což šlechta řešila výstavbou zimních sídel za městem. Po výše uvedených událostech se na tento problém zaměřila pozornost vědců i politiků. S rozvojem inženýrských sítí ve městech klesla potřeba topit uhlím, což vedlo k významnému zlepšení ovzduší. Dalším krokem vpřed bylo odsiřování tepelných elektráren a hutí. V ČR došlo k odsíření v 90. letech. K odsíření zplodin se využívá dvou principů:
- neutralizace zplodin tzv. pračkou plynů, při které se zplodiny prohánějí komorou, ve které se rozprašuje voda s hašeným vápnem.
- vychytávání nabitého kouře za pomocí elektrod
V roce 2010 by mělo dojít k naplnění Göteborského protokolu o omezování acidifikace, eutrofizace a přízemního ozónu, jenž stanovuje limity pro emise síry, amoniaku a NOx. Cílem je zmenšit plochu území ohroženého acidifikací z 93 na 15 miliónů hektarů
V ČR se objevují i negativní názory na odsíření elektráren, neboť se vyskytla hypotéza, že snížení koncentrace SO2 způsobilo namnožení plísní. Pěstitelé nyní musí uměle ošetřovat ovoce a zeleninu přípravky obsahujícími síru.
