Πώς εισέρχεται η όξινη βροχή στον κύκλο νερού;

Τον 19ο αιώνα, ο Ρόμπερτ Άνγκους Σμιθ παρατήρησε ότι, σε αντίθεση με τις παράκτιες περιοχές της Αγγλίας, η βροχή που έπεσε σε βιομηχανικές περιοχές είχε υψηλά επίπεδα οξύτητας. Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1950, οι νορβηγικοί βιολόγοι ανακάλυψαν ανησυχητικές μειώσεις στους πληθυσμούς ψαριών στις λίμνες της νότιας Νορβηγίας και εντόπισαν το πρόβλημα σε πολύ όξινη βροχή. Παρόμοια ευρήματα σημειώθηκαν στον Καναδά κατά τη δεκαετία του 1960.

Η κλίμακα pH κυμαίνεται από μηδέν, το οποίο είναι πολύ όξινο, έως 14,0, το οποίο είναι βασικό, χωρίς καθόλου οξύτητα. Τα περισσότερα επιφανειακά ύδατα έχουν pH 7,0 και είναι ουδέτερα. Η κανονική βροχή έχει τιμή pH μεταξύ 5,0 και 5,5 και είναι ελαφρώς όξινη. Όταν η βροχή συνδυάζεται με οξείδια του αζώτου ή διοξείδιο του θείου, η κανονική βροχή γίνεται πολύ πιο όξινη και μπορεί έχουν τιμή pH περίπου 4,0. Στις τιμές του pH, η μετατόπιση από 5,0 σε 4,0 σημαίνει ότι η οξύτητα έχει αυξηθεί δέκα φορές.

Το διοξείδιο του θείου και τα οξείδια του αζώτου εισέρχονται στην ατμόσφαιρα μέσω εκπομπών από την καύση καυσίμων που περιέχουν θείο, όπως:

• χαλκός
  
• οδηγω
  
• ψευδάργυρος

Οι επιστήμονες γνωρίζουν τώρα ότι οι υψηλές συγκεντρώσεις νιτρικού οξέος και θειικού οξέος στη βροχή προκαλούνται από την ατμοσφαιρική οξείδωση του αζώτου οξείδια και διοξείδιο του θείου, και ότι αυτά τα οξέα εισέρχονται στον κύκλο του νερού καθώς οξειδώνονται σε σταγονίδια νέφους και σταγόνες βροχής τους εαυτούς τους.

Το διοξείδιο του θείου είναι δηλητηριώδες σε υψηλά επίπεδα και ανήκει σε μια ομάδα εξαιρετικά αντιδραστικών αερίων γνωστών ως «οξείδια του θείου». Σε εξαιρετικά υψηλό θερμοκρασίες, όπως όταν καίγεται άνθρακας, πετρέλαιο και αέριο, το διοξείδιο του θείου οξειδώνεται - αντιδρά με οξυγόνο - στην ατμόσφαιρα παράγοντας θειικό οξύ. Στη διαδικασία που ονομάζεται απόθεση οξέος, το θειικό οξύ πέφτει από τα σύννεφα σε σταγόνες βροχής.

Τα οξείδια του αζώτου είναι επίσης εξαιρετικά αντιδραστικά αέρια και σχηματίζονται όταν το οξυγόνο και το άζωτο αντιδρούν σε υψηλές θερμοκρασίες. Οι εκπομπές που περιέχουν οξείδια του αζώτου προέρχονται από την καύση βιομάζας σε τροπικές περιοχές και την καύση άνθρακα, πετρελαίου και φυσικού αερίου στα βόρεια μεσαία γεωγραφικά πλάτη. Όταν τα οξείδια του αζώτου οξειδώνονται στην ατμόσφαιρα, παράγουν νιτρικό οξύ. Παρόμοιο με το θειικό οξύ, το νιτρικό οξύ συμβάλλει στην εναπόθεση οξέος και είναι ένα σημαντικό συστατικό της όξινης βροχής.

Ο κύκλος νερού του πλανήτη είναι ένα κλειστό σύστημα και όλο το νερό στη Γη υπάρχει σε κάποιο στάδιο του κύκλου. Το νερό αποθηκεύεται στον ωκεανό και εξατμίζεται σχηματίζοντας σύννεφα υδρατμών. Καθώς ο ατμός συμπυκνώνεται, πέφτει πίσω στη Γη ως βροχόπτωση. Η όξινη βροχή εξουδετερώνεται μόνο όταν πέφτει σε αλκαλικά εδάφη, όπως ασβεστόλιθος και ανθρακικό ασβέστιο. Μόλις συνδυαστεί με νερό, τα οξέα δεν εξατμίζονται και εκτός εάν τα μόρια συνδέονται με κάτι βασικό, ή Το νερό ρέει μακριά σε ένα μεγαλύτερο σώμα, το ρΗ των υδάτινων σωμάτων παραμένει χαμηλό και το οξύ παραμένει παγιδευμένο θέση. Το όξινο νερό επηρεάζει αρνητικά τον ωκεανό, όπου το χαμηλότερο pH βλάπτει τα πλάσματα που δημιουργούν κοραλλιογενείς υφάλους.