Undanfarin ár og áratugi hafa skaðleg áhrif loftmengunar á umhverfið valdið mönnum sívaxandi áhyggjum, sérstaklega í iðnríkjum Evrópu og Norður-Ameríku. Megnið af loftmengunarefnunum safnast fyrir í neðstu lögum lofthjúpsins, fyrir neðan tveggja kílómetra hæð. Í þessum hluta lofthjúpsins dreifist mengunin víða en berst svo fyrr eða síðar til jarðar. Ört vaxandi iðnaður og bílafjöldi hafa aukið mikið mengun. Þessi mengun er mjög hættuleg umhverfinu okkar, þar með lífi allra lífvera. Rannsóknir síðustu ára hafa aukist mjög mikið og þar með þekking manna á ýmissi mengun. Menn víða um heim hafa nú tekið höndum saman um að minnka mengun en það er hægara sagt en gert, því nær allur iðnaður mengar umhverfið, þó í mismunandi magni. Erfitt er að sporna við aukinni bílaframleiðslu því eftirspurnin er mikil, þetta eru þættir sem eru einna stærstu mengunarvaldarnir ásamt brennsla kola og olíu til upphitunar. Súrt regn hefur aukist mikið síðusta ára tug. Dýralíf hefur minnkað til muna á ýmsum stöðum í heminum vegna súrs regns. Skógar eyðast og þar með dýralíf, vötn eitrast og fleira.
Hvað er súrt regn ?
Súrt regn er þegar súr rigning fellur til jarðar, það er að segja ef regn fellur í gegnum mikla mengun, þá oftast brennisteinsdíoxíð sem er gas, þá súrnar vatnið og myndast brennisteinssýra. Brennisteinssýra er mjög sterk sýra og er því mjög skaðleg öllu lífríkinu.
Efnafræði súrs regns.
Eðlilegt regnvatn er lítilega súrt vegna þess að það drekkur í sig koldíoxíð úr andrúmsloftinu og hefur sýrustig 5-6 pH. En regn sem fellur á meginlandi Evrópu er oft súrara en þetta, pH milli 4 og 4,5 og jafnvel allt niður í 3 pH, það er súrt regn. Brennisteinsdíoxíð getur hvarfast við súrefni andrúmsloftsins, einkum þar sem loftið er mengað af öðrum óhreinindum sem geta hvatað (flýtt fyrir) ummyndunina. Við hvarfið myndast brennisteinstríoxíð.
2 SO2(g) + O2(g) ---> 2 SO3(g)
Brennisteinstríoxíð gengur auðveldlega í efnasamband við raka í andrúmsloftinu. Þá myndast brennisteinssýra.
SO3(g) + H2O ---> H2SO4(aq) (Brennisteinssýra. )
Brennisteinssýran leysist upp í skýjadropunum, þá súrnar vatnið og fellur sem súrt regn.
Áhrif súrs regns.
Súrt regn hefur valdið gífurlegum skaða víða um heim.Skógar og dýralíf eru að eyðast á stórum svæðum. Feikileg skógarflæmi í Evrópu og Bandaríkjunum hafa eyðilagst af völdum súrs regns. Af 90000 vötnum í Svíþjóð er talið að 40000 séu stórlega sýrð og eins er um fimmta hvert stöðuvatn í Bandaríkjunum. Fiskar þola illa súrt umhverfi og deyja ef sýrustig vatnsins sem þeir lifa í fellur undir 5 pH. Það er því ekki að undra að þar sem súrt regn fellur til jarðar getur orðið mikil röskum á lífríkinu. Í Noregi og Svíþjóð hafa mörg hundruð fiskivatna eyðilagst af súru regni. Talið er að rekja megi þessa mengun til iðnaðarsvæða á Bretlandseyjum og í Mið-Evrópu þar sem mikið af brennisteinsdíoxíði berst út í andrúmsloftið vegna brennslu kola og olíu.
Súrt regn hefur nú áhrif á nánast allar trjátegundir í Evrópu, þar á meðal fjórar helstu tegundir barr-og lauftrjáa (greni, þin, furu, lerki, beyki, birki, eik, ask, hlyn og elri). Samkvæmt einu yfirliti er tjónið alvarlegast í Verstur-Þýskalandi þar sem 55% allra trjáa hafa orðið fyrir skemmdum, næst á eftir koma Sviss og Bretland.
Súrt regn veldur einnig miklu tjóni á mannvirkjum, einkum myndastyttum og öðrum hlutum sem gerðir eru úr marmara því brennisteinssýran leysir hann upp.
CaCO3(s) + H2SO4(aq) ---> CaSO4(s) + H2O(l) + CO2(g)
(marmari + brennisteinssýra verður að gifsi + vatni + koldíoxíði)
Súrt regn er líka hættulegt mönnum. Brennisteinsdíoxíð getur borist langar leiðir í óbreytttu formi og skaðað jurtir og spillt heilsu fólks. Þó að SO2 í lofti sé ekki meira en 0,00001% getur það valdið fólki,sem á við öndunarsjúkdóma að stríða, verulegum erfiðleikum.
Hvaðan kemur brennisteinstvíoxíð ?
Brennisteinstvíoxíð (SO2) er eins og áður sagði meðal þeirra mengunarefna sem einna mestum skaða hafa valdið og myndast af manna völdum einkum við bruna brennisteinsríks eldsneytis t.d. olíu og kola. Brennisteinstvíoxíð er framleitt í miklu magni í ýmsum iðnaði. Það er notað til framleiðslu á brennisteinssýru (H2SO4), en ennfremur til sótthreinsunar, framleiðslu sápuefnis, bleikingar o.fl., og losnar nokkurt brennisteinstvíoxíð út í loftið við það. Langstærsti hluti brennisteinstvíoxíðsins losnar hins vegar út í loftið við bruna eldsneytis sem inniheldur brennistein. Um 70% alls brennisteinstvíoxíðs í andrúmsloftinu myndast við brennslu kola. Einnig streymir mikið af brennisteinssamböndum frá sjávarþörungum (CH3SCH3), jarðvegsörverum og gróðri streymir (H2S) og gufur frá jarðhitasvæðum (H2S, hveralykt), en þessi brennisteinssambönd geta síðar við efnahvörf í andrúmsloftinu myndað SO2. Loks er þess að geta að mikið en tímabundið útstreymi brennisteinssambanda, einkum brennisteinstvíoxíðs og brennisteinsvetnis, á sér stað við eldgos.
Losun brennisteinstvíoxíðs af manna völdum á Íslandi árið 1990 var um 11 þúsund tonn eða um 43 kíló á mann á ári, sem er heldur minna en í flestum iðnríkjum Evrópu. Sé losun brennisteinstvíoxíðs frá íslenskum millilandaskipum dregin frá, var heildarútstreymi brennisteinstvíoxíðs nálægt 30 kg á mann árið 1990.
Vitað er að nokkurt magn brennisteinssambanda losnar úr læðingi á jarðhitasvæðum og við eldgos. Reynt hefur verið að leggja mat á hversu stórt hlutfall af brennisteinstvíoxíði í andrúmsloftinu hafi streymt frá eldgosum, og giska menn á það sé um 1%. Brennisteinsvetni (H2S) streymir að staðaldri frá jarðhitasvæðum Íslands, og eykst útstreymið af völdum varmavirkjana. Útstreymi brennisteinsvetnis frá virkjunum hefur verið áætlað um 8,4 þúsund tonn á ári auk "náttúrulegs" útstreymis frá virkjuðum svæðum og óvirkjuðum. Vegna skorts á rannsóknum er ekki hægt að meta nákvæmlega hversu mikið hið upprunalega útstreymi jarðhitasvæðanna hefur aukist af mannna völdum, því að jarðvarmavirkjanir framkalla ýmsar breytingar á jarðhitasvæðum.
Almennt er álitið að brennisteinsvetni umbreytist í brennisteinstvíoxið í loftinu fyrir tilstilli efna sem þar er að finna. Því má gera ráð fyrir að megnið af því brennisteinsvetni sem streymir út í loftið frá jarðhitasvæðum sé hrein viðbót við brennisteinstvíoxíð loftsins. Ekki eru þó allir sammála þessu og til eru aðilar sem telja að brennisteinsvetnið umbreytist í brennistein og falli út án þess að mynda brennisteinstvíoxíð. Ef þetta er rétt þá hefur brennisteinsvetni í jarðgufu ekki áhrif á súrnun regns.
Ekki er vitað hversu mikill brennisteinn losnar af náttúrulegum orsökum frá lífríki á landi og í sjó hérlendis, en ýmislegt bendir til þess að losun sé meiri en heildarlosun af manna völdum.
Vegna ýmissa áhrifa eins og veðrunar, niðurbrots lífræns efnis, oxunar í jarðvegi og lofti og afoxunar af völdum örvera, berast brennisteinssambönd um umhverfið eftir ákveðinni hringrás, sem oft er nefnd brennisteinshringrásin. Brennisteinsambönd berast út í andrúmsloftið, einkum frá hafinu vegna særoks, úr jarðvegi vegna niðurbrots lífrænna efna, frá jarðhitasvæðum og frá stöðum þar sem lífrænum efnum er brennt (t.d. kolum og olíu). Talið er að milli 10 og 30% af þeim brennisteini sem fer um brennisteinshringrásina megi rekja til ýmiss konar starfsemi manna.
Evrópumenn eru iðnastir jarðbúa við að dæla út brennisteini og er brennisteinsmengun frá þeim talin vera um 35 milljónir tonna á ári. Næstir koma Bandaríkjamenn með um 19 milljónir tonna og í þriðja sæti eru Kínverjar með um 18 milljónir tonna.
Hvað er til ráða.
Erfitt er að sporna við mengun af þessu tagi, en eitthvað verður að gera. Eftir áralangt þras um að sannanir skorti hafa bæði Bandaríkin og öll ríki Efnahagsbandalags Evrópu skuldbundið sig til að draga úr útblæstri helstu mengunarvaldanna. Lönd Efnahagsbandalagsins eru bundin af samþykkt sem skuldbindur þau til að draga úr útstreymi brennisteinsdíoxíðs frá orkuverum að tilteknu marki fyrir árið 2003. Eftir árið 1993 verða allir nýir bílar, sem seldir eru í löndum Efnahagbandalags Evrópu, að vera með hreinsibúnaði, en Bandaríkin og Japan eru mörgum árum á undan Evrópu hvað varðar reglugerðir um slíkt.
Þessu þarf að halda áfram og finna nýjar aðferðir til að minnka mengun frá mengunarvöldum. Gerð var tilraun til að bjarga dýralífi við vötn og læki í Svíþjóð með því að "kalka" vatnið til að draga úr sýrumyndun en vísindamenn hafa nú komist að raun um að það getur haft skaðvænleg aukaáhrif á plöntu- og dýralíf í umhverfinu.