Happosateella tarkoitetaan ilmakehän märkä- ja kuivilaskeuman (laskeuman) seosta, joka sisältää normaalia suurempia määriä typpi- ja rikkihappoja. Happamien sateiden muodostumisen esiasteet eli kemialliset esiasteet ovat peräisin sekä luonnollisista lähteistä, kuten tulivuorista ja hajoavasta kasvillisuudesta, että ihmisen aiheuttamista lähteistä, pääasiassa fossiilisten polttoaineiden poltosta peräisin olevista rikkidioksidi- (SO2) ja typenoksidipäästöistä (NOx). Happosadetta syntyy, kun nämä kaasut reagoivat ilmakehässä veden, hapen ja muiden kemikaalien kanssa muodostaen erilaisia happamia yhdisteitä. Tuloksena on rikkihapon ja typpihapon mieto liuos. Kun rikkidioksidia ja typen oksideja vapautuu voimalaitoksista ja muista lähteistä, vallitsevat tuulet puhaltavat nämä yhdisteet osavaltioiden ja valtioiden rajojen yli, joskus satojen kilometrien päähän.
Happosadetta mitataan asteikolla nimeltä ”pH”. Mitä alhaisempi aineen pH on, sitä happamampi se on. Puhtaan veden pH on 7,0. Tavallinen sade on kuitenkin hieman hapanta, koska hiilidioksidi (CO2) liukenee siihen muodostaen heikkoa hiilihappoa, jolloin syntyvän seoksen pH on noin 5,6 tyypillisillä ilmakehän CO2-pitoisuuksilla. Vuodesta 2000 lähtien Yhdysvalloissa sataneen happamimman sateen pH on noin 4,3.
Happosateiden vaikutukset
Happosateet aiheuttavat järvien ja purojen happamoitumista, ja ne vaurioittavat osaltaan korkealla sijaitsevia puita (esimerkiksi punaisia kuusia yli 2 000 jalan korkeudessa) ja monia herkkiä metsämaita. Lisäksi happosateet kiihdyttävät rakennusmateriaalien ja maalien hajoamista, mukaan lukien korvaamattomat rakennukset, patsaat ja veistokset, jotka ovat osa kansakuntamme kulttuuriperintöä. Ennen putoamistaan maahan rikkidioksidi- (SO2) ja typenoksidikaasut (NOx) sekä niiden hiukkasjohdannaiset – sulfaatit ja nitraatit – heikentävät näkyvyyttä ja vahingoittavat kansanterveyttä.
Happosateiden ekologiset vaikutukset näkyvät selvimmin akvaattisissa eli vesiympäristöissä, kuten puroissa, järvissä ja soilla. Useimpien järvien ja purojen pH on 6-8, vaikka jotkut järvet ovat luonnostaan happamia myös ilman happosateiden vaikutuksia. Happosateet vaikuttavat ensisijaisesti herkkiin vesistöihin, jotka sijaitsevat valuma-alueilla, joiden maaperän kyky neutraloida happamia yhdisteitä on rajallinen (ns. puskurikapasiteetti). Järvistä ja puroista tulee happamia (eli pH-arvo laskee), kun vesi itse ja sitä ympäröivä maaperä eivät pysty puskuroimaan happosadetta riittävästi neutraloidakseen sen. Alueilla, joilla puskurikapasiteetti on alhainen, happamat sateet vapauttavat maaperästä alumiinia järviin ja puroihin; alumiini on erittäin myrkyllistä monille vesieliölajeille. Happosateet hidastavat metsien kasvua, vahingoittavat tai tappavat niitä. Happosateet eivät tietenkään ole ainoa syy tällaisiin olosuhteisiin. Muut tekijät, kuten ilman epäpuhtaudet, hyönteiset, taudit, kuivuus tai erittäin kylmä sää, vaikuttavat osaltaan näiden alueiden yleiseen stressiin. Useimmissa tapauksissa happamien sateiden vaikutukset puihin johtuvat itse asiassa happamien sateiden ja näiden muiden ympäristöstressitekijöiden yhteisvaikutuksista.
Happosade ja happamien hiukkasten kuivilaskeuma edistävät metallien (kuten pronssin) korroosiota sekä maalin ja kiven (kuten marmorin ja kalkkikiven) heikkenemistä. Nämä vaikutukset vähentävät merkittävästi rakennusten, siltojen, kulttuuriesineiden (kuten patsaiden, muistomerkkien ja hautakivien) ja autojen yhteiskunnallista arvoa (kuva 2).
Rikkidioksidi- (SO2) ja typenoksidipäästöistä (NOx) ilmakehään muodostuvat sulfaatit ja nitraatit heikentävät osaltaan näkyvyyttä, mikä tarkoittaa sitä, ettemme pysty näkemään niin kauas tai niin selvästi ilman läpi. Happosadetta aiheuttavat epäpuhtaudet – rikkidioksidi (SO2) ja typen oksidit (NOx) – vahingoittavat ihmisten terveyttä. Nämä kaasut muodostavat ilmakehässä vuorovaikutuksessa hienojakoisia sulfaatti- ja nitraattihiukkasia, jotka voivat kulkeutua tuulen mukana pitkien matkojen päähän ja hengittää syvälle ihmisten keuhkoihin. Pienhiukkaset voivat tunkeutua myös sisätiloihin. Monissa tieteellisissä tutkimuksissa on todettu yhteys kohonneiden pienhiukkaspitoisuuksien ja sydän- ja keuhkosairauksien, kuten astman ja keuhkoputkentulehduksen, aiheuttamien sairauksien ja ennenaikaisen kuoleman lisääntymisen välillä.