المطر الحمضي: الأسباب والآثار والحلول

يتكون المطر الحمضي من قطرات الماء الحمضية بشكل غير عادي بسبب التلوث الجوي ، وأبرزها الكميات المفرطة من الكبريت والنيتروجين المنبعثة من السيارات والعمليات الصناعية. ويسمى المطر الحمضي أيضا ترسب حمضى لأن هذا المصطلح يتضمن أشكالًا أخرى من الهطول الحمضي (مثل الثلج).

يحدث الترسب الحمضي بطريقتين: الرطب والجاف. الترسب الرطب هو أي شكل من أشكال هطول الأمطار التي تزيل الأحماض من الجو وترسبها على سطح الأرض. الترسبات الجافة التي تلوث الجزيئات والغازات تلتصق بالأرض عبر الغبار والدخان في حالة عدم هطول الأمطار. على الرغم من أن هذا الترسب جاف ، إلا أنه خطير أيضًا ، لأن هطول الأمطار يمكن أن يؤدي في النهاية إلى غسل الملوثات في الجداول والبحيرات والأنهار.

يتم تحديد الحموضة نفسها على أساس درجة الحموضة (كمية الحموضة أو القلوية) من قطرات الماء. ال مقياس درجة الحموضة يتراوح من 0 إلى 14 ، مع انخفاض درجة الحموضة لتكون أكثر حمضية ، في حين أن درجة الحموضة العالية القلوية ، وسبعة محايدة. مياه الأمطار العادية حمضية إلى حد ما ، مع نطاق درجة الحموضة من 5.3-6.0. حمض الترسيب هو أي شيء أقل من هذا النطاق. من المهم أيضًا ملاحظة أن مقياس درجة الحموضة هو لوغاريتمي ، ويمثل كل عدد صحيح في المقياس تغييرًا بمقدار 10 أضعاف.

واليوم ، يوجد الترسيب الحمضي في شمال شرق الولايات المتحدة وجنوب شرق كندا وفي معظم أوروبا ، بما في ذلك أجزاء من السويد والنرويج وألمانيا. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أجزاء من جنوب آسيا (خاصة الصين وسريلانكا وجنوب الهند) وجنوب إفريقيا كلها معرضة لخطر التأثر بترسب الأحماض في المستقبل.

حمض ترسب يمكن أن يكون سبب مصادر طبيعية مثل البراكين، ولكن السبب الرئيسي في ذلك هو إطلاق ثاني أكسيد الكبريت وأكسيد النيتروجين أثناء حرق الوقود الأحفوري. عندما يتم تصريف هذه الغازات في الجو ، فإنها تتفاعل مع الماء والأكسجين والغازات الأخرى الموجودة بالفعل لتكوين حمض الكبريتيك ، نترات الأمونيوم ، وحمض النتريك. ثم تنتشر هذه الأحماض في مناطق واسعة بسبب أنماط الرياح وتعود إلى الأرض كمطر حامض أو أشكال أخرى من الهطول.

الغازات المسؤولة عن ترسب الأحماض هي نتيجة ثانوية لتوليد الطاقة الكهربائية وحرق الفحم. على هذا النحو ، بدأ ترسب الحمض من صنع الإنسان أصبح قضية هامة خلال ثورة صناعية واكتشفه الكيميائي الاسكتلندي روبرت أنجوس سميث لأول مرة عام 1852. في تلك السنة ، اكتشف العلاقة بين الأمطار الحمضية والتلوث الجوي في مانشستر ، إنجلترا.

على الرغم من اكتشافه في القرن التاسع عشر ، إلا أن ترسبات الحمض لم تكتسب اهتمامًا كبيرًا من الجمهور حتى ستينيات القرن العشرين ، وتمت صياغة مصطلح "المطر الحمضي" في عام 1972. زاد اهتمام الرأي العام في السبعينيات عندما نشرت "نيويورك تايمز" تقارير حول المشكلات التي تحدث في غابة هوبارد بروك التجريبية في نيو هامبشاير.

بعد دراسة غابة هوبارد بروك وغيرها من المناطق ، وجد الباحثون العديد من الآثار المهمة لترسب الأحماض على كل من البيئات الطبيعية والبيئية التي من صنع الإنسان. الإعدادات المائية هي الأكثر تأثرًا بشكل واضح بترسب الحمض ، لأن هطول الأمطار الحمضية يقع مباشرة فيها. كما أن الترسبات الجافة والرطبة تنطلق من الغابات والحقول والطرق وتتدفق إلى البحيرات والأنهار والجداول.

بما أن هذا السائل الحمضي يتدفق إلى مسطحات مائية أكبر ، فإنه يتم تخفيفه. مع مرور الوقت ، يمكن أن تتراكم الأحماض وتقلل من الرقم الهيدروجيني الكلي لجسم الماء. يؤدي ترسب الحمض أيضًا إلى إطلاق تربة طينية الألومنيوم و المغنيسيوم، مزيد من خفض الرقم الهيدروجيني في بعض المناطق. إذا انخفض الرقم الهيدروجيني لبحيرة إلى ما دون 4.8 ، فإن النباتات والحيوانات قد تتعرض للموت. تشير التقديرات إلى أن حوالي 50000 بحيرة في الولايات المتحدة وكندا تقل درجة الحموضة فيها عن المعدل الطبيعي (حوالي 5.3 بحيرة). عدة مئات من هؤلاء لديهم درجة الحموضة منخفضة للغاية لدعم أي الحياة المائية.

بصرف النظر عن الأجسام المائية ، يمكن أن يؤثر ترسب الحمض بشكل كبير على الغابات. عندما يسقط المطر الحمضي على الأشجار ، يمكن أن يجعلها تفقد أوراقها وتلف لحائها وتوقف نموها. من خلال إتلاف هذه الأجزاء من الشجرة ، فإنها تجعلها عرضة للأمراض والطقس القاسي والحشرات. الحمض المتساقط على تربة الغابة ضار أيضًا لأنه يعطل مغذيات التربة ، ويقتل الكائنات الحية الدقيقة في التربة ، وقد يتسبب أحيانًا في نقص الكالسيوم. الأشجار على ارتفاعات عالية معرضة أيضًا للمشاكل التي يسببها الغطاء السحابي الحمضي لأن الرطوبة في السحب تبطئهم.

الأضرار التي لحقت الغابات من قبل أمطار حمضية ينظر في جميع أنحاء العالم ، ولكن الحالات الأكثر تقدما في أوروبا الشرقية. تشير التقديرات إلى أن نصف الغابات في ألمانيا وبولندا قد لحقت بها أضرار ، بينما تأثرت 30 في المائة في سويسرا.

أخيرًا ، يكون لترسب الحمض أيضًا تأثير على العمارة والفن نظرًا لقدرته على تآكل بعض المواد. وبما أن الأحماض تهبط على المباني (خاصة تلك التي شيدت بالحجر الجيري) ، فإنها تتفاعل مع المعادن الموجودة في الحجارة ، مما يؤدي في بعض الأحيان إلى تفككها وغسلها. يمكن أن يؤدي ترسب الحمض أيضًا إلى تدهور الخرسانة ، ويمكن أن يؤدي إلى تآكل المباني الحديثة والسيارات ومسارات السكك الحديدية والطائرات والجسور الفولاذية والأنابيب الموجودة فوق الأرض وتحت سطح الأرض.

بسبب هذه المشاكل والآثار الضارة لتلوث الهواء على صحة الإنسان ، يتم اتخاذ عدد من الخطوات للحد من انبعاثات الكبريت والنيتروجين. والجدير بالذكر أن العديد من الحكومات تطالب الآن منتجي الطاقة بتنظيف المداخن باستخدام أجهزة تنقية الغاز فخ الملوثات قبل إطلاقها في الغلاف الجوي والحد من انبعاثات السيارات مع الحفاز المحولات. بالإضافة إلى ذلك ، تكتسب مصادر الطاقة البديلة أهمية أكبر ويتم تقديم التمويل لاستعادة النظم الإيكولوجية التي تضررت بسبب الأمطار الحمضية في جميع أنحاء العالم.

"مرحبًا بكم في دراسة النظام البيئي Hubbard Brook." دراسة النظام البيئي هوبارد بروك ، مؤسسة أبحاث هوبارد بروك.