Η όξινη βροχή και τα προβλήματά της

Άρθρο, Ιούνιος 2003

Η όξινη βροχή είναι ένα μεγάλο οικολογικό πρόβλημα πάνω στη Γη μας. Αναγκάζει τα ψάρια και τα φυτά να πεθαίνουν στις λίμνες και τα ποτάμια. Επίσης προκαλεί ζημιά στον άνθρωπο, επειδή τρώει αυτά τα ψάρια και τα φυτά ενώ πίνει αυτό το νερό. Είναι ένα πρόβλημα που πρέπει όλοι να αντιμετωπίσουμε μαζί και να προσπαθήσουμε να το μειώσουμε. Εντούτοις η όξινη βροχή δεν είναι δημιουργεί μόνο αυτά τα προβλήματα. Προκαλεί πολλά ακόμη προβλήματα όπως είναι η δηλητηρίαση του αργιλίου. Η όξινη βροχή είναι λοιπόν θανάσιμη.

Τι είναι όμως η Όξινη βροχή;

Η όξινη βροχή είναι οτιδήποτε πέφτει από τον ουρανό πάνω στον πλανήτη μας, η βροχή, το χιόνι, η υγρασία κλπ, και που είναι αφύσικα όξινα. Να μη την συγχέουμε με τη μη μολυσμένη βροχή που πέφτει, γιατί εκείνη η βροχή είναι φυσικώς ελαφρώς όξινη. Προκαλείται από τη σημερινή βιομηχανία που χρησιμοποιεί πολλές χημικές ουσίες για να κατασκευάζει διάφορα προϊόντα. Εντούτοις λόγω της δυσκολίας και του κόστους των προϊόντων εκπέμπονται συχνά στην ατμόσφαιρα, με ελάχιστη ή καμία επεξεργασία, πολλές χημικές ουσίες.

Ο όρος πρωτοαναφέρθηκε περίπου 20 χρόνια πριν όταν οι επιστήμονες στη Σουηδία και τη Νορβηγία θεώρησαν αρχικά ότι η όξινη βροχή μπορεί να προκαλέσει μεγάλη οικολογική ζημιά στον πλανήτη. Το πρόβλημα όμως ήταν, ότι ώσπου να καταλάβουν τις επιπτώσεις της όξινης βροχής, το πρόβλημα ήδη είχε γίνει πολύ μεγάλο. Η ανίχνευση μιας όξινης λίμνης είναι συχνά αρκετά δύσκολη. Μια λίμνη δεν γίνεται όξινη κατά τη διάρκεια μιας νύχτας. Συμβαίνει μέσα σε μία περίοδο πολλών ετών, ακόμη και μερικών δεκαετιών. Οι αλλαγές γίνονται συνήθως βαθμιαία για αυτές που παρατηρούνται νωρίς.

Στην αρχή του 20ού αιώνα οι περισσότεροι ποταμοί και λίμνες, όπως ο ποταμός Tovdal στη Νορβηγία, δεν είχαν αρχίσει ακόμα να πεθαίνουν. Εντούτοις μέχρι το 1926 οι τοπικοί επιθεωρητές παρατηρούσαν ότι πολλές από τις λίμνες άρχιζαν να παρουσιάζουν σημάδια θανάτου. Ψάρια βρίσκονταν νεκρά στις όχθες πολλών ποταμών. Και καθώς ο χειμερινός πάγος άρχιζε να λειώνει βρίσκονταν ολοένα και περισσότερα ψάρια νεκρά, πέστροφες κατά κύριο λόγο. Τότε άρχισαν και οι επιστήμονες να ψάχνουν για την αιτία του θανάτου.

Καθώς οι επιστήμονες συνέχισαν να εργάζονται, βρήκαν πολλούς σωρούς νεκρών ψαριών, μέχρι και 5000 νεκρά ψάρια σε έναν σωρό, κοντά σε ποταμούς. Τότε αποφασίστηκε να σταλούν δύτες για να εξετάσουν το κατώτατο σημείο των ποταμών. Η έκπληξη τους μεγάλωσε όταν βρήκαν ότι στους πυθμένες τους υπήρχαν πολύ περισσότερα νεκρά ψάρια. Λήφθηκαν τότε πολλά ζωντανά και νεκρά δείγματα που στάθηκαν στα εργαστήρια από όλη τη Νορβηγία.

Όταν εξετάστηκαν τα ζωντανά δείγματα βρέθηκαν να έχουν πολύ λίγο νάτριο στο αίμα τους. Αυτό είναι ένα χαρακτηριστικό σύμπτωμα της όξινης δηλητηρίασης. Το οξύ εισέρχεται στα βράγχια των ψαριών και τα δηλητηριάζει έτσι ώστε να γίνουν ανίκανα να εξαγάγουν το αλάτι από το νερό για να διατηρήσουν  στον οργανισμό τους τα επίπεδα του νατρίου.

Πολλοί επιστήμονες έλεγαν ότι αυτό το όξινο δηλητήριο οφειλόταν στο γεγονός ότι βρέθηκε αμέσως μετά από το χειμώνα, όταν το χιόνι και ο πάγος έρεαν κατευθείαν στα ποτάμια και τις λίμνες. Θεώρησαν ότι το χιόνι είχε εκτεθεί σε πολλά φυσικά φαινόμενα, κάτι που έδωσε στο χιόνι υψηλό όξινο περιεχόμενο.

Άλλοι επιστήμονες δεν ήταν βέβαιοι ότι αυτή η θεωρία ήταν σωστή επειδή αν εκείνη την εποχή το χιόνι προστέθηκε στις λίμνες και τα ποτάμια τα επίπεδα του pH θα άλλαζε από, περίπου, 5.2 έως 4.6. Θεώρησαν ότι ένα τέτοιο υψηλό άλμα δεν θα μπορούσε να αποδοθεί στις φυσικές αιτίες. Έτσι πίστεψαν ότι οφειλόταν στην ατμοσφαιρική ρύπανση. Και αυτό ήταν το σωστό. Από την αρχή της βιομηχανικής επανάστασης στην Αγγλία η ρύπανση είχε επιπτώσεις σε όλα τα δέντρα, το χώμα και τους ποταμούς στην Ευρώπη και τη Βόρεια Αμερική.

Εντούτοις μέχρι σήμερα οι απώλειες των ψαριών υπήρχαν στα Νότια μέρη της Ευρώπης. Λόγω της συνεχόμενης έντονης όξινης βροχής οι λίμνες και τα ποτάμια άρχισαν να χάνουν την ικανότητά τους να αντιμετωπίζουν δραστικά την επίδρασή της. Ένα μεγάλο μέρος των αλκαλικών στοιχείων, όπως το ασβέστιο και ο ασβεστόλιθος, είχαν φύγει από το χώμα. Για αυτές οι λίμνες πρέπει να ανησυχούμε γιατί θα σύντομα θα εκλείψουν.

Το πρόβλημα είναι ότι το οξύ προκαλεί δυσκολίες στο αναπαραγωγικό σύστημα των ψαριών. Συχνά τα ψάρια που γεννιούνται στις όξινες λίμνες δεν επιζούν γιατί γεννιούνται με ελαττώματα όπως παραμορφωμένες σπονδυλικές στήλες. Αυτό είναι ένα σημάδι ότι είναι ανίκανοι να εξαγάγουν αρκετό ασβέστιο από το νερό για να αναπτύξουν πλήρως τα οστά τους.

Επίσης στις λίμνες μολύνεται και η τροφή των ψαριών. Σύντομα δεν έχουν αρκετή τροφή και στρέφονται στον κανιβαλισμό. Σε λίγο υπάρχουν μόνο τα μεγάλα ψάρια που στο τέλος πεθαίνουν και αυτά.

Μέχρι την δεκαετία του '70 πολλοί επιστήμονες άρχισαν να υποψιάζονται ότι δεν ήταν μόνο το οξύ στο νερό που προκαλούσε τους θανάτους. Είχαν αποδείξει ότι τα περισσότερα ψάρια θα μπορούσαν να επιζήσουν σε ένα ρεύμα που είχε ακόμη και διαφορά κατά 1 μονάδα στο PH. Μετά από πολλά πειράματα και έρευνα διαπίστωσαν ότι το στοιχείο που τους έλλειπε ήταν το αργίλιο.

Το αργίλιο είναι ένα από τα πιο κοινά μέταλλα στη Γη. Αποθηκεύεται σε μορφή χημικών ενώσεων με άλλα στοιχεία στη γη. Όταν συνδυάζεται δεν μπορεί να διαλυθεί στο νερό και να βλάψει τα ψάρια και τα φυτά. Εντούτοις το οξύ από την όξινη βροχή μπορεί εύκολα να διαλύσει το δεσμό μεταξύ αυτών των στοιχείων. Το αργίλιο μετατρέπεται τότε σε μια πιο διαλυτή κατάσταση από το οξύ. Άλλα μέταλλα όπως ο χαλκός (Cu), ο σίδηρος (Fe) κλπ, μπορούν να προκαλέσουν παρόμοια αποτελέσματα στα ψάρια. Εντούτοις το αργίλιο είναι το πιο κοινό.

Παραδείγματος χάριν: CuO + H₂SO₄ ----> CuSO₄ + H₂O

Σε αυτή τη μορφή εύκολα απορροφώνται από το νερό. Όταν έρχεται σε επαφή με τα ψάρια προκαλεί ενόχληση στα βράγχια. Τότε το ψάρι αντιδρά και δημιουργεί μια βλέννα στα βράγχια για να σταματήσει αυτήν την ενόχληση έως ότου περάσει ο ερεθισμός. Όμως το αργίλιο δεν φεύγει πάντα και το ψάρι συνεχίζει να βγάζει όλο και περισσότερη βλέννα για να αντιδράσει σε αυτό. Τελικά υπάρχει τόσο πολλή βλέννα που φράζει τα βράγχια. Όταν αυτό συμβεί τα ψάρια δεν μπορούν πλέον να πάρουν αναπνοή. Πεθαίνουν και βυθίζονται στο κατώτατο σημείο της λίμνης. Οι επιστήμονες θεωρούν σήμερα ότι το οξύ, το αργίλιο και τις ελλείψεις του ασβεστίου ως τους τρεις καθοριστικούς παράγοντες στην εξαφάνιση των ψαριών.

Επίσης υπάρχει και το πρόβλημα του χλωρίου. Σε πολλά μέρη του κόσμου βρίσκεται συνήθως στο χώμα. Εάν εισαχθεί στο περιβάλλον των ψαριών αυτό μπορεί να είναι αιτία θανάτου. Έχει επιπτώσεις σε πολλούς οργανισμούς ψαριών και τα αναγκάζει να πεθάνουν. Επίσης παρεμβαίνει στη διαδικασία φωτοσύνθεσης στα φυτά.

NaOH + HCl ----> NaCl + H₂O

Ο άνθρακας στο νερό μπορεί επίσης να γίνει πολύ επικίνδυνος για τα ψάρια και τα φυτά στο νερό εάν συμβεί η παρακάτω αντίδραση:

CaCO₃ + 2HCl -----> CaCl₂ + H₂CO₃ και στη συνέχεια H₂CO₃----> H₂O + CO₂

Το άλας που δημιουργείται από αυτήν την αντίδραση μπορεί να τα σκοτώσει. Παρεμποδίζει άμεσα το νευρικό σύστημα των ψαριών.

Οι όξινες λίμνες σε ξεγελούν γιατί έχουν μια ειδική ομορφιά. Είναι καθαρές σαν κρύσταλλο και έχουν ένα όμορφο πυθμένα από πράσινα άλγη. Ο λόγος που συμβαίνει αυτό είναι ότι πολλοί από τους οργανισμούς που αποσυνθέτουν είναι νεκροί. Δεν μπορούν να αποσυνθέσουν υλικό όπως τα φύλλα και τα νεκρά ζώα. Αυτά τα υλικά βυθίζονται τελικά στο κατώτατο σημείο αντί να περάσουν από τη φυσική διαδικασία της αποσύνθεσης. Στις όξινες λίμνες η αποσύνθεση είναι πολύ αργή. Ολόκληρος ο μεταβολισμός της λίμνης επιβραδύνεται.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου Καναδοί επιστήμονες επί οκτώ χρόνια έριχναν θειικό οξύ H₂SO₄ σε μια λίμνη του Οντάριο για να δουν τα αποτελέσματα της μείωσης στο PH κατά τη διάρκεια της περιόδου. Στο PH 5,9 άρχισαν να εξαφανίζονται οι πρώτοι οργανισμοί. Ήταν οι γαρίδες. Άρχισαν με έναν πληθυσμό περίπου επτά εκατομμυρίων, αλλά στο pH 5,9 πέθαναν όλες. Μέσα σε ένα χρόνο ένα μικρό ψαράκι για δόλωμα πέθανε επειδή δεν μπόρεσε πλέον να αναπαραχθεί.

Τη στιγμή που το pH ήταν 5.8, απέτυχαν να παραχθούν οι πέστροφες επειδή πολλοί μικρότεροι οργανισμοί που χρησίμευαν ως τροφή τους είχαν εξαφανιστεί. Χωρίς τροφή τα παλαιότερα ψάρια δεν είχαν την ενέργεια για αναπαραγωγή. Όταν το pH έγινε 5,1 διαπιστώθηκε ότι η πέστροφα έγινε κανίβαλος. Θεωρείται ότι τότε εξαφανίστηκε η τροφή της, το μικρό ψαράκι.

Σε pH 5,6 οι εξωτερικοί σκελετοί των αστακών μαλάκωσαν και μολύνθηκαν σύντομα με παράσιτα, ενώ τα αυγά  τους καταστράφηκαν από μύκητες. Όταν το pH κατέβηκε σε 5,1 σχεδόν εξαφανίστηκαν. Μέχρι το τέλος του πειράματος κανένα από τα σημαντικότερα είδη δεν είχε επιζήσει των δοκιμών με το οξύ.

Το επόμενο πείραμα που πραγματοποιήθηκε από τους επιστήμονες ήταν να γίνει προσπάθεια να γυρίσει πίσω στη λίμνη η ζωή. Μείωσαν στο μισό τη ποσότητα του οξέος και σύντομα πάλι άρχισαν να αναπαράγονται πάλι τα ψαράκια. Η ζωή τελικά επέστρεψε μέχρις ενός σημείου πίσω στη λίμνη.

Η νέα θεωρία

Ένας επιστήμονας στη Νορβηγία, ο Rosenqvist, είχε πρόβλημα να πιστέψει ότι μόνο η όξινη βροχή δημιουργούσε επιπτώσεις στις λίμνες κατά τέτοιο θανάσιμο τρόπο.

"Γιατί κατά τη διάρκεια δυνατής βροχής, οι ποταμοί μπορεί να είναι μέχρι δεκαπέντε φορές περισσότερο όξινοι από την ίδια τη βροχή; Δεν μπορεί να είναι η βροχή μόνο που καταστρέφει τις λίμνες". Σύντομα οι επιστήμονες αναγκάστηκαν να δεχτούν αυτήν την θεωρία ελλείψει καλύτερης θεωρίας.

Το θειικό οξύ αποτελείται από δύο τμήματα, τα δύο ιόντα. Το ιόν του υδρογόνου είναι αυτό που κάνει μια ουσία οξύ. Το άλλο ιόν είναι θειικό άλας. Όταν υπάρχουν περισσότερα ιόντα υδρογόνου μια ουσία είναι πιο όξινη. Όταν η βροχή προκαλεί υπερχείλιση των ποταμών το νερό περνά μέσω του χώματος. Από τη βιομηχανική επανάσταση στη Μεγάλη Βρετανία υπάρχει μια αυξανόμενη συνεχώς ποσότητα θείου στο χώμα. Στον ποταμό δεν υπάρχει αρκετό θείο για να σχηματιστεί οξύ σε μεγάλες ποσότητες. Εντούτοις στο χώμα υπάρχει μια μεγάλη ποσότητα θείου για να βοηθήσει το σχηματισμό του οξέως. Όταν το θείο ενώνεται με το νερό το pH γίνεται πολύ μικρότερο. Αυτό το φαινόμενο είναι η πιο θανάσιμη επίδραση της όξινης βροχής στο νερό. 

Το ίδιο το νερό δεν περιέχει αρκετό θείο για να σκοτώνει τους πληθυσμούς των ψαριών και των φυτών. Αλλά με τη βοήθεια του θείου στο χώμα μπορεί να το κάνει.

Συμπέρασμα

Η όξινη βροχή είναι ένα μεγάλο πρόβλημα. Προκαλεί το θάνατο των λιμνών μας, των ποταμών μας, της άγριας ζωής και επιπλέον βλάπτει τους ανθρώπους. Επίσης προκαλεί άλλα προβλήματα που είναι πολύ σοβαρά επίσης όπως η ελευθέρωση του αργιλίου και του μολύβδου στις παροχές του νερού μας. Υποφέρουμε δυστυχώς λόγω αυτής. Ελπίζουμε η όξινη βροχή στο μέλλον να μειωθεί με τα μέτρα που έχουν ληφθεί.