شیمی دبیرستان  کرمان ناحیه 2

باران اسیدی چیست ؟

  کارخانه‌ها، ماشین‌ها، کامیون‌ها، و وسایلی که دارای دودکش هستند، باران‌های اسیدی از گازهای سولفور دی اکسید و از خانوادهٔ نیتروژن اکسید که از دود اگزوز اتومیبلها و کارخانجات ایجاد می‌شود، بوجود می‌آید. این گازها در اتمسفر زمین با بخار آب واکنش داده و اسیدهایی مانند سولفوریک اسید و نیتریک اسید را تشکیل می‌دهند.

View Raw Image" href="http://oi41.tinypic.com/2mxesrs.jpg" class="thickbox">

 یکی از آثار و نتایج آلودگی هوا باران اسیدی است. در ۳۰ سال اخیر و در برخی نواحی صنعتی و بر اثر فعالیت‌های کارخانه‌ ها میزان دی‌اکسید گوگرد و دی‌اکسید ازت در هوا افزایش یافته است. این دو ماده در اتمسفر با اکسیژن و بخار آب واکنش شیمیایی ایجاد می‌کند و به صورت اسید نیتریک و اسید سولفوریک در می‌آید. این ذرات اسیدی مسافت‌های طولانی را بوسیله باد طی می‌کنند و به صورت باران اسیدی بر سطح زمین فرو می‌ریزند. چنین بارش‌هایی ممکن است به صورت برف یا باران یا مه نیز در بیاید

تاریخچه

پدیده باران اسیدی در سالهای پایانی دهه 1800 در انگلستان کشف شد، اما پس از آن تا دهه 1960 به دست فراموشی سپرده شد. « اسمیت » در سال 1873 واژه باران اسیدی را برای اولین بار مطرح کرد. او پی برد که ترکیب شیمیایی باران تحت تاثیر عواملی چون جهت وزش باد ، شدت بارندگی و توزیع آن ، تجزیه ترکیبات آبی و سوخت می‌باشد. این محقق متوجه اسید سولفوریک در باران شد و عنوان نمود که این امر ، برای گیاهان و اشیا واقع در سطح زمین خطرناک است.

موتا و میلو در سال 1987 عنوان داشتند که دی‌اکسید کربن با اسید سولفوریک و اسید نیتریک عوامل اصلی تعیین کننده میزان اسیدی بودن آب باران هستند، چرا که در یک فاز آبی به صورت یونهای نیترات و سولفات در می‌آیند و چنین یونهایی به آب باران خاصیت اسیدی می‌بخشند.

  پیامدهای باران اسیدی

باران اسیدی باعث از بین رفتن بناها و آثار تاریخی بخصوص در ساختمان‌هایی که از سنگ مرمر یا آهک ساخته شده باشند، می‌شود.
باران اسیدی میزان حاصلخیزی خاک را کاهش می‌دهد و حتی ممکن است مواد سمی را وارد خاک‌ها کند .

باران اسیدی موجب نابودی درختان و کاهش مقاومت آنها بخصوص در برابر سرما می‌شود.

آلودگی ناشی از باران های اسیدی

اسیدی می تواند با از بین بردن جانوران ضعیفی مانند پلانکتون ها و بی مهرگان و گیاهان بر زنجیره ی غذایی جانداران تأثیر گذارد . البته خاک زمین تا حدی خاصیت بازی داشته و می تواند مقداری از اسید حل شده در خود را خنثی کند ، اما این مقدار معمولاً برای باران های اسیدی جوابگو نیست .

شاید بتوان گفت که جنگل ها بیشتر از دیگر اکوسیستم ها در معرض خطر باران های اسیدی هستند . به این دلیل که باران های اسیدی به راحتی با از بین بردن برگ درختان و گیاهان به طور مستقیم در اکوسیستم جنگل تأثیر می گذارد و به تدریج آن را نابود می کند . همچنین جنگلهایی که در ارتفاع های بلند از سطح دریا قرار دارند ، در تماس با بخار اسید ( ابر اسیدی ) از بین می روند . باران های اسیدی حتی با حل کردن مواد معدنی و فلزات به تخریب ساختمان ها در شهرها کمک می کنند و حتی می توانند باعث از بین رفتن رنگ اتومبیل ها و حتی ضعیف شدن بدنه آنها در برابر ضربه شوند . ( البته با رنگ کردن مکرر اتومبیل می توان از آن جلوگیری کرد ! ) همانطور که گفته شد باران اسیدی زیان های زیادی را در برخواهد داشت ، این در حالی است که شما براحتی زیر باران های اسیدی راه می روید بدون اینکه احساسی از اسیدی بودن آن داشته باشید . باران های اسیدی شاید به طور مستقیم به انسان تأثیر نگذارد ( انسان حتی می تواند در استخری اسیدی با pH 5.0 شنا کند بدون اینکه آسیبی ببیند ) ولی با از بین بردن دیگر اکوسیستم ها حتماً خود انسان است که در آخر زیان می بیند .

دید کلی

در چند دهه اخیر میزان اسیدیته آب باران ، در بسیاری از نقاط کره زمین افزایش یافته و به همین خاطر اصطلاح باران اسیدی رایج شده است. برای شناخت این پدیده سوالات زیادی مطرح گردیده است که به عنوان مثال می‌توان به این موارد اشاره کرد: چه عناصری باعث تغییر طبیعی باران می‌شوند؟ منشا این عناصر چیست؟ این پدیده در کجا رخ می‌دهد؟

معمولا نزولات جوی به علت حل شدن دی‌اکسید کربن هوا در آن و تشکیل اسید کربنیک بطور ملایم اسیدی هستند و PH باران طبیعی آلوده نشده حدود 5.6 می‌باشد. پس نزولاتی که به مقدار ملاحظه‌ای قدرت اسیدی بیشتری داشته باشند و PH آنها کمتر از 5 باشد، باران اسیدی تلقی می‌شوند.

pH باران های اسیدی

دانشمندان مقدار خاصیت اسیدی یک ماده را با استفاده از مقیاسی به نام pH بیان می کنند . در این مقیاس که بر مبنای مقدار یون هیدروژن محلول در ماده بیان می شود ، هرچه مقدار آن کمتر باشد خاصیت اسیدی ماده بیشتر می شود که برای قوی ترین اسید عدد 0 ( تزدیک 0 ) و برای قویتیرین باز عدد 14 ( نزدیک 14 ) و برای آب خالص عدد 7 نسبت داده می شود . pH باران های اسیدی در حدود 5.0 و یا کمتر از آن است . این در حالی است که pH باران های معمولی نزدیک 5.6 است و آن به این علت است که گاهی بخار آب با گازهایی از قبیل کربن دی اکسید واکنش داده و اسید خفیفی مانند کربنیک اسید را ایجاد می کند

تاثیر روی اکوسیستم آبی

دریاچه‌های اسیدی شده به علت شسته شدن سنگها بوسیله یون هیدروژن دارای غلظتهای بالای آلومینیوم هستند. قدرت اسیدی بالا و غلظتهای بالای آلومینیوم عامل اصلی کاهش جمعیت ماهیهاست. ترکیب زیست شناختی دریاچه‌های اسیدی شده به شدت دچار تغییر می‌شود و تکثیر ماهیها در آبهای دارای قدرت اسیدی بالا کاهش می‌یابد. وقتی PH خیلی پایین‌تر از 5 باشد، گونه‌های اندکی زنده مانده و تولید مثل می‌کنند. آب دریاچه‌های اسیدی شده اغلب زلال و شفاف می‌باشد و این به علت از بین رفتن زندگی گیاهی و جانوری این دریاچه‌ها می‌باشد. 

تاثیر روی گیاهان و جنگلها  

تاثیر باران اسیدی بر روی جنگلهای و محصولات کشاورزی را به دشواری می‌توان تعیین کرد. ولی با این وجود بررسیهای آزمایشگاهی حاکی از این هستند که گیاهان زراعی رشد یافته در شرایط بارانهای اسیدی رفتار متفاوتی نشان می‌دهند. محصولات برخی افزایش یافته و محصولات گروهی کاهش می‌یابد.

آلودگی هوا اثرات بدی روی درختان دارد. اسیدی شدن خاک ، مواد غذایی موجود در آن را شسته و از بین می‌برد. باران اسیدی که در جنگلها می‌ریزد، ازن و سایر اکسنده‌های هوا ، که درختان جنگلی در معرض آنها قرار دارند، تاثیر نامطلوبی روی درختان و پوشش گیاهی می‌گذارد و این تاثیرات نامطلوب وقتی با خشکسالی ، دمای بالا و بیماری و … همراه باشد، ممکن است باعث خشک شدن درختان شود.

جنگلهای ارتفاعات بالا بیش از همه تحت تاثیر ریزش باران اسیدی هستند. قدرت اسیدی در مه و شبنم بیش از باران است، زیرا در مه و شبنم آبی که موجب رقیق شدن اسید شود، کمتر است. درختان برگ ریز که با باران اسیدی آسیب می‌بینند، به تدریج برگهای خود را از بالا به پائین از دست می‌دهند و اکثر برگهای خشک شده در بهار بعدی تجدید نمی‌شوند.

آلودگی اسیدی فضا و محیط زیست به عنوان یک مسأله خطیر، کارشناسان مسایل زیستی را بر آن داشته‌است تا مجدانه به ارایه راه هایی برای کنترل آن مبادرت کنند.

یکی از راههای ساده ی جلوگیری از آلودگی اسیدی، تصفیه کردن ذغال قبل از سوختن آن است. برای این منظور، ذغال را قبل از مصرف خرد کرده و در آب می‌شویند، یا ضمن عملیات خاصی، گوگرد آن را می‌گیرند. در مورد نفت نیز عمل تصفیه کردن صورت می‌گیرد و با روش‌های معینی آن را از گوگرد تصفیه می‌کنند.

استفاده از روش‌های اصولی در مصرف مواد سوختی نیز نقش مهمی در جلوگیری از آلودگی‌های اسیدی دارد. استفاده از فیلترها برای این منظور طریقه ی بسیار مناسبی است. بهره گیری از این روش در ماشین‌ها، کامیون‌ها و وسایل نقلیه موتوری، آلودگی‌های اسیدی محیط زیست را به مقدار قابل توجهی کاهش می‌دهد. همچنین کنترل ایمنی موتور و وسایل نقلیه جهت جلوگیری از آنها، در کاهش آلودگی‌های اسیدی، نقش بسزایی دارد.

از همه مهمتر، دقت در برنامه ریزی برای تأمین انرژی است. چرا که هرجاانرژی مصرف می‌شود، در کنار آن نیز آلودگی اسیدی – در مواردی بسیار اندک و در مواردی بسیار چشمگیر و خطرناک – ایجاد می‌شود. در حقیقت از آنجا که باد و باران اسیدی با گردش چرخ کارخانه‌ها و ماشین‌ها ارتباط مستقیم دارد، جایگزینی ماده دیگری که بتواند جانشین سوخت‌های فسیلی گردد، در بلند مدت، اندیشه معقولی برای جلوگیری از آلودگی های زیست محیطی است. در این راستا می‌توان از منابع انرژی‌های نو همچون انرژی خورشیدی و انرژی بادی نام برد که مصرف آنها، عوارضی از قبیل آلودگی هوا را به همراه ندارد.

یکی از موارد جالب در مورد آلودگی اسیدی آن است که ممکن است کشوری دارای منابع عظیم تولید کننده غبار اسیدی نباشد اما به شدت تحت حمله باران‌های اسیدی قرار گیرد. برای مثال، کشور کانادا که هر ساله غبارهای اسیدی فراوانی از آمریکای شمالی به سمت آن حرکت می‌کنند.

موضوع آلودگی اسیدی، بیشتر گریبانگیر کشورهای صنعتی و پیشرفته‌است و مردم این کشورها به طرز ناگواری از آلودگی‌های اسیدی رنج می‌برند. جنگل ها و منابع گیاهی این کشورها در حال نابودی است و از این رو از طرف مردم مقاومت بسیار شدیدی در مقابل این پدیده بسیار خطرناک زیستی ایجاد شده‌است. حتی در برخی از کشورهای غربی، گروه‌ها و احزاب سیاسی تشکیل شده‌اند که هدف آنها مقابله با گسترش آلودگی‌های اسیدی و جلب توجه مسئولان کشورهای مربوطه برای مبارزه در این جهت است. البته لازم به ذکر است که آلودگی در کشورهای در حال توسعه به پای آلودگی در کشورهای صنعتی نمی‌رسد و کشورهای دارای صنعت کمتر، آلودگی کمتری دارند.

در کشورهایی همانند زامبیا، آفریقای جنوبی، چین، هند، برزیل که در آنها مجتمع‌های عظیم صنایع سنگ وجود دارد، آلودگی اسیدی تقریباً یک مسأله جدی به شمار می‌آید. کشورهای در حال توسعه بر خلاف کشورهای ثروتمند، نمی‌توانند از عهده هزینه‌های سنگین جلوگیری از آلودگی اسیدی بر آیند. از این رو لازم است همراه با توسعه صنعت خود، به کنترل آلودگی هوا نیز توجه داشته باشند تا بعداً مجبور نشوند برای مبارزه با آلودگی وحشتناک اسیدی، هزینه‌های سرسام آوری را متحمل شوند.