Zure regen: oorzaken, gevolgen en oplossingen

Zure regen bestaat uit waterdruppeltjes die ongewoon zuur zijn vanwege luchtvervuiling, met name de buitensporige hoeveelheden zwavel en stikstof die vrijkomen door auto's en industriële processen. Zure regen wordt ook wel genoemd zuurafzetting omdat deze term andere vormen van zure neerslag (zoals sneeuw) omvat.

Zure depositie vindt op twee manieren plaats: nat en droog. Natte depositie is elke vorm van neerslag die zuren uit de atmosfeer verwijdert en op het aardoppervlak afzet. Droge depositie vervuilende deeltjes en gassen blijven via stof en rook bij afwezigheid van neerslag op de grond. Hoewel droog, is deze vorm van afzetting ook gevaarlijk, omdat neerslag uiteindelijk verontreinigende stoffen in beken, meren en rivieren kan wassen.

De zuurgraad zelf wordt bepaald op basis van het pH-niveau (de hoeveelheid zuurgraad of alkaliteit) van de waterdruppeltjes. De pH schaal varieert van 0 tot 14, waarbij een lagere pH zuurder is, terwijl een hoge pH alkalisch is en zeven neutraal. Normaal regenwater is licht zuur, met een pH-bereik van 5.3-6.0. Zure depositie is alles onder dat bereik. Het is ook belangrijk op te merken dat de pH-schaal logaritmisch is en dat elk geheel getal op de schaal een tienvoudige verandering vertegenwoordigt.

Tegenwoordig is zuurafzetting aanwezig in het noordoosten van de Verenigde Staten, het zuidoosten van Canada en een groot deel van Europa, inclusief delen van Zweden, Noorwegen en Duitsland. Bovendien dreigen delen van Zuid-Azië (met name China, Sri Lanka en Zuid-India) en Zuid-Afrika in de toekomst allemaal te worden getroffen door zuurafzetting.

Zure depositie kan worden veroorzaakt door natuurlijke bronnen zoals vulkanen, maar het wordt voornamelijk veroorzaakt door de afgifte van zwaveldioxide en stikstofoxide tijdens de verbranding van fossiele brandstoffen. Wanneer deze gassen in de atmosfeer worden geloosd, reageren ze met het water, zuurstof en andere al aanwezige gassen om zwavelzuur, ammoniumnitraat en salpeterzuur te vormen. Deze zuren verspreiden zich vervolgens over grote gebieden vanwege windpatronen en vallen terug naar de grond als zure regen of andere vormen van neerslag.

De gassen die het meest verantwoordelijk zijn voor zuurafzetting zijn een bijproduct van de opwekking van elektrische energie en het verbranden van steenkool. Als zodanig begon door de mens veroorzaakte zuurafzetting een belangrijk probleem te worden tijdens de Industriële revolutie en werd voor het eerst ontdekt door een Schotse chemicus Robert Angus Smith in 1852. In dat jaar ontdekte hij de relatie tussen zure regen en luchtvervuiling in Manchester, Engeland.

Hoewel het in de jaren 1800 werd ontdekt, kreeg de afzetting van zuren pas in de jaren 1960 veel publieke aandacht en werd de term 'zure regen' in 1972 bedacht. De publieke aandacht nam verder toe in de jaren 1970 toen de "New York Times" rapporten publiceerde over problemen die zich in de VS voordeden Hubbard Brook Experimenteel bos in New Hampshire.

Na bestudering van het Hubbard Brook Forest en andere gebieden, ontdekten onderzoekers verschillende belangrijke effecten van zuurafzetting op zowel natuurlijke als door de mens gemaakte omgevingen. Aquatische omgevingen worden echter het duidelijkst beïnvloed door zuurafzetting, omdat zure neerslag er direct in valt. Zowel droge als natte afzetting loopt ook weg van bossen, velden en wegen en mondt uit in meren, rivieren en beken.

Terwijl deze zure vloeistof in grotere watermassa's stroomt, wordt deze verdund. Zuren kunnen echter in de loop van de tijd toenemen en de algehele pH van het waterlichaam verlagen. Zure afzetting zorgt er ook voor dat kleigronden vrijkomen aluminium en magnesium, waardoor de pH in sommige gebieden verder wordt verlaagd. Als de pH van een meer onder 4,8 daalt, riskeren de planten en dieren de dood. Naar schatting hebben ongeveer 50.000 meren in de Verenigde Staten en Canada een pH onder normaal (ongeveer 5,3 voor water). Enkele honderden hiervan hebben een te lage pH om enig waterleven te ondersteunen.

Afgezien van waterlichamen, kan zuurafzetting de bossen aanzienlijk aantasten. Als zure regen op bomen valt, kunnen ze hun bladeren verliezen, hun schors beschadigen en hun groei belemmeren. Door deze delen van de boom te beschadigen, worden ze kwetsbaar voor ziekten, extreem weer en insecten. Zuur dat op de bodem van een bos valt, is ook schadelijk omdat het de voedingsstoffen in de bodem verstoort, micro-organismen in de bodem doodt en soms een calciumtekort kan veroorzaken. Bomen op grote hoogte zijn ook vatbaar voor problemen veroorzaakt door zure bewolking, omdat het vocht in de wolken ze bedekt.

Schade aan bossen door zure regen wordt over de hele wereld gezien, maar de meest geavanceerde gevallen zijn in Oost-Europa. Naar schatting is in Duitsland en Polen de helft van de bossen beschadigd, terwijl 30 procent in Zwitserland is aangetast.

Ten slotte heeft zure depositie ook een effect op architectuur en kunst vanwege het vermogen om bepaalde materialen te corroderen. Aangezien zuur op gebouwen terechtkomt (vooral gebouwen met kalksteen), reageert het met mineralen in de stenen, waardoor ze soms desintegreren en wegspoelen. Zure afzetting kan ook beton aantasten en het kan moderne gebouwen, auto's, spoorlijnen, vliegtuigen, stalen bruggen en buizen boven en onder de grond aantasten.

Vanwege deze problemen en de nadelige effecten van luchtverontreiniging op de menselijke gezondheid worden er een aantal stappen ondernomen om de zwavel- en stikstofemissies te verminderen. Het meest opvallend is dat veel regeringen energieproducenten nu verplichten schoorstenen te reinigen met gaswassers vangen verontreinigende stoffen op voordat ze in de atmosfeer terechtkomen en verminderen de uitstoot van auto's met katalytische stoffen converters. Daarnaast krijgen alternatieve energiebronnen meer bekendheid en wordt er geld gestoken in het herstel van ecosystemen die wereldwijd zijn beschadigd door zure regen.

'Welkom bij de Hubbard Brook Ecosystem Study.' Hubbard Brook Ecosystem Study, The Hubbard Brook Research Foundation.