باران اسیدی چیست؟
باران اسیدی چگونه تشکیل میشود؟
فرآیند تشکیل باران اسیدی یک فرآیند شیمیایی است که منشأ آن انتشار گازهای خاص از فعالیتهای انسانی و طبیعی است. مهمترین این گازها دیاکسید گوگرد (SO2) و اکسیدهای نیتروژن (NOx) هستند.
این گازها عمدتاً از سوختن سوختهای فسیلی مانند زغالسنگ و نفت در نیروگاههای برق، کارخانههای صنعتی و وسایل نقلیه موتوری وارد هوا میشوند. هنگامی که این گازها در اتمسفر4 رها میشوند، میتوانند مسافتهای بسیار طولانی را توسط باد طی کنند.
واکنش شیمیایی سادهشده تشکیل اسید سولفوریک به این شکل است:
$ SO_2 + OH \cdot \rightarrow HOSO_2 \cdot $
$ HOSO_2 \cdot + O_2 \rightarrow HO_2 \cdot + SO_3 $
$ SO_3 + H_2O \rightarrow H_2SO_4 $
باران طبیعی کمی اسیدی است (pH ≈ 5.6) زیرا دیاکسید کربن موجود در هوا با آب باران حل شده و اسید کربنیک ضعیف تشکیل میدهد. اما باران اسیدی pH پایینتری، معمولاً بین ۴.۲ تا ۴.۴، دارد.
| منبع انتشار | گاز منتشرشده | سهم تقریبی (درصد) |
|---|---|---|
| نیروگاههای برق (سوخت فسیلی) | SO2 | 65% |
| وسایل نقلیه موتوری | NOx | 50% |
| فعالیتهای صنعتی (ذوب فلزات، پالایشگاهها) | SO2 و NOx | 25% |
| منابع طبیعی (آتشفشانها، آتشسوزی جنگلها) | SO2 | 10% |
اثرات مخرب باران اسیدی بر محیط زیست
باران اسیدی میتواند بر روی خاک، آب، گیاهان، جانوران و حتی سازههای ساخت انسان تأثیر بگذارد. این اثرات اغلب تدریجی و در بلندمدت خود را نشان میدهند.
آسیب به جنگلها و گیاهان: باران اسیدی مواد مغذی ضروری موجود در خاک، مانند کلسیم و منیزیم، را از بین میبرد. همزمان، آلومینیوم سمی را در خاک آزاد میکند که به ریشههای ظریف درختان آسیب میزند و جذب آب و مواد مغذی را برای آنها دشوار میسازد. این امر باعث ضعف درخت، زردی برگها (کلروز5) و در نهایت مرگ جنگل میشود.
اسیدی شدن دریاچهها و رودخانهها: وقتی باران اسیدی به دریاچهها و رودخانهها میریزد یا از طریق زمین به آنها نفوذ میکند، pH آب را کاهش میدهد. بسیاری از آبزیان، به ویژه تخم و بچه ماهیها، نمیتوانند در آبهای بسیار اسیدی زندگی کنند. با کاهش pH به زیر ۵، بسیاری از گونههای ماهی از بین میروند و اکوسیستم آبی کاملاً تغییر میکند.
تخریب ساختمانها و بناهای تاریخی: اسید موجود در باران با سنگآهک، مرمر و فلزاتی که در ساختوساز استفاده میشوند (مانند فولاد و برنز) واکنش نشان میدهد و باعث فرسایش، تغییر رنگ و تضعیف سازههای تاریخی، پلها و ساختمانها میشود. تندیسهای باستانی و کتیبهها بهطور خاص در برابر این نوع خوردگی آسیبپذیر هستند.
تأثیر بر سلامت انسان: اگرچه باران اسیدی مستقیماً پوست انسان را نمیسوزاند، اما ذرات ریز معلق در هوا که باعث تشکیل آن میشوند (ذرات سولفات و نیترات) میتوانند وارد ریهها شده و مشکلات تنفسی مانند آسم و برونشیت را تشدید کنند. همچنین اسیدی شدن منابع آب میتواند باعث حل شدن فلزات سمی مانند سرب و مس از لولهها و وارد شدن آنها به آب آشامیدنی شود.
راهکارهای علمی برای کاهش باران اسیدی
مبارزه با باران اسیدی نیازمند کاهش انتشار گازهای دیاکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن در منبع تولید آنها است. خوشبختانه فناوریها و سیاستهای مختلفی برای این کار وجود دارد.
۱. پاکسازی سوخت قبل از سوزاندن: زغالسنگ اغلب حاوی مقادیر زیادی گوگرد است. با شستشوی زغالسنگ قبل از استفاده در نیروگاهها، میتوان بخش قابلتوجهی از گوگرد آن را حذف کرد.
۲. استفاده از فناوریهای پیشرفته در دودکشها:دستگاههای اسکرابر6 یا تصفیهکنندههای گاز در دودکش نیروگاهها نصب میشوند. این دستگاهها گازهای خروجی را با مخلوطی از آب و آهک شستشو میدهند که باعث جذب و خنثیسازی دیاکسید گوگرد قبل از ورود به جو میشود.
۳. توسعه منابع انرژی پاک: جایگزینی تدریجی سوختهای فسیلی با منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، بادی و زمینگرمایی، راهحل بنیادی برای مشکل باران اسیدی و تغییرات آبوهوایی است.
۴. استانداردهای سختگیرانهتر برای خودروها: استفاده از کاتالیزورهای مبدل در اگزوز خودروها میتواند میزان اکسیدهای نیتروژن منتشرشده را بهطور چشمگیری کاهش دهد. همچنین تشویق به استفاده از وسایل نقلیه عمومی و خودروهای برقی میتواند کمککننده باشد.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
خیر. اسیدیته باران اسیدی آنقدر قوی نیست که باعث سوختگی پوست شود. حتی قویترین باران اسیدی از اسیدیتهی آبلیمو یا سرکه ضعیفتر است. خطر اصلی آن برای انسان، تنفس ذرات معلقی است که باعث تشکیل آن میشوند و نوشیدن آبی که در اثر آن آلوده شده است.
خیر. این پدیده به تمام اشکال نزولات جوی اشاره دارد، از جمله برف، تگرگ، مه و حتی ذرات خشک اسیدی که روی زمین مینشینند. به همین دلیل، اصطلاح علمیتر برای آن "تهنشینهای اسیدی"7 است.
یک اشتباه رایج این است که فکر کنیم اگر کارخانه یا نیروگاهی در نزدیکی ما نباشد، در امان هستیم. اما گازها میتوانند صدها و حتی هزاران کیلومتر را با باد طی کنند. بنابراین، باران اسیدی یک مشکل محلی نیست، بلکه یک مشکل فرامرزی است و حل آن نیازمند همکاری بینالمللی است.
پاورقی
1 باران اسیدی (Acid Rain)
2 جو (Atmosphere): لایهای از گازها که یک سیاره را احاطه کرده است.
3 اکوسیستم (Ecosystem): یک community زیستی از موجودات زنده به همراه محیط فیزیکی آنها.
4 اتمسفر (Atmosphere)
5 کلروز (Chlorosis): زرد شدن برگها به دلیل کمبود کلروفیل.
6 اسکرابر (scrubber): دستگاه تصفیهکننده گازهای خروجی از دودکش.
7 تهنشینهای اسیدی (Acid Deposition)
