باران اسیدی چیست و از اثرات مخرب آن چه می دانید؟
باران اسیدی (acid rain) یکی از پیامدهای آلودگی هوا است. گازهای تولید شده از سوختن سوخت های مختلف با اکسیژن موجود در هوا و بخار آب واکنش داده و به اسیدهایی تبدیل می شوند
که همراه باران بر روی سطح زمین می بارند. اسیدی شدن زمین و آبهای سطحی اثرات مخربی بر اکوسیستم ها دارد و خطر جدی برای موجودات زنده محسوب می شود.
باران اسیدی از قطرات آب بسیار اسیدی تشکیل شده است که حاوی گوگرد و نیتروژن منتشر شده توسط وسایل نقلیه و فرآیندهای تولیدی مختلف هستند. در درس باران اسیدی چیست شیمی دهم نیز به این موارد اشاره شده است.
بارش اسیدی به دو شکل مرطوب و خشک اتفاق می افتد. رسوب مرطوب به هر شکلی از بارش گفته می شود که اسیدها را از اتمسفر خارج کرده و به سطح زمین می رساند. در صورت عدم بارش باران رسوب خشک ذرات و گازهای آلاینده از طریق گرد و غبار و دود به زمین می رسد که هر دو عوارض نامطلوبی در پی خواهد داشت. در ادامه با مقاله باران اسیدی در نشریه جهان شیمی فیزیک همراه شما هسیتم.
علت تشکیل باران اسیدی چیست؟
دلیل اصلی بارش های اسیدی ذرات گوگرد و نیتروژن هستند که با اجزای مرطوب باران مخلوط می شوند. ذرات گوگرد و نیتروژن که با آب مخلوط می شوند ، به دو روش توسط انسان وارد جو می شوند یکی از طریق انتشار گازهای گلخانه ای از صنایع و یا به دلایل طبیعی مانند صاعقه که در جو باعث آزاد شدن یون های نیتروژن می شود و گوگردی از فوران آتشفشان آزاد می شود. در مبحث باران اسیدی چگونه تشکیل می شود علوم هشتم این موارد شرح داده شده است.
کلمه باران اسیدی در سال ۱۸۵۲ توسط شیمی دان اسکاتلندی رابرت آنگوس اسمیت مورد استفاده قرار گرفت. اسمیت هنگام مطالعه شیمی آب باران در نزدیکی شهرهای صنعتی در انگلیس و اسكاتلند درباره این كلمه تصمیم گرفت.
باران تمیز معمولی که ما تجربه می کنیم حتی اگر تمیز نباشد حاوی آب و دی اکسیدکربن است که با هم واکنش می دهند و اسید کربنیک ضعیفی را ایجاد می کنند که اساساً به خودی خود مضر نیست. اکنون می توانید به پرسش باران اسیدی دارای چه گازی است علوم هشتم پاسخ دهید.
بهتر است بدانید
مقدار pH آب باران معمولی در حدود ۵.۷ است که به آن ماهیت اسیدی می بخشد. اکسیدهای نیتروژن و گوگرد توسط باد همراه با ذرات گرد و غبار به هوا منتقل شده و به صورت بارش اسیدی به سطح زمین می رسند . این ترکیبات PH باران را اسیدی تر می کنند و به همین دلیل باعث آسیب در سطح زمین می شوند. بارش اسیدی اساساً محصول فعالیت های انسانی است که اکسیدهای نیتروژن و گوگرد را در جو منتشر می کند.
در واقع دی اکسید گوگرد و دی اکسید نیتروژن در جو تحت اکسیدسیون قرار می گیرند و سپس با آب واکنش می دهند و بدین ترتیب باران اسیدی شامل نیتریک اسید و اسید سولفوریک خواهد بود. باران اسیدی شیمی دهم و باران اسیدی کلاس دوم تا حدودی به این موارد اشاره کرده اند.
اثرات باران اسیدی بر محیط زیست
اثرات بارش اسیدی بر ماهی و حیات وحش
اثرات اکولوژیکی بارش اسیدی به وضوح در محیط های آبی مانند نهرها ، دریاچه ها و مرداب ها دیده می شود که می تواند برای ماهی ها و سایر حیوانات وحشی مضر باشد. آب اسیدی باران همانطور که از خاک عبور می کند می تواند آلومینیوم را از ذرات رس خاک خارج کرده و سپس به نهرها و دریاچه ها بریزد. هرچه بارش اسید بیشتری به اکوسیستم وارد شود ، آلومینیوم بیشتری آزاد می شود.
برخی از انواع گیاهان و حیوانات قادر به تحمل آبهای اسیدی و مقادیر متوسط آلومینیوم هستند. برخی دیگر به اسید حساس هستند و با کاهش PH از بین می روند. به طور کلی ، جوان ترین گونه ها نسبت به مسن ترها نسبت به شرایط محیطی حساس ترند. در pH 5 بیشتر تخم های ماهی نمی توانند به ماهی تبدیل شوند و در سطوح پایین pH ، برخی از ماهیان بالغ هم می میرند.
بعضی از دریاچه های اسیدی ماهی ندارند. حتی اگر یک نوع ماهی یا حیوان بتواند آب نسبتاً اسیدی را تحمل کند ، حیوانات یا گیاهانی که از آنها تغذیه می کنند ، نمی توانند در این شرایط رشد کنند. به عنوان مثال ، قورباغه ها تا PH حدود ۴ را تحمل می کنند اما مگس هایی که از آنها تغذیه می کنند حساسیت بیشتری دارند و ممکن است در pH زیر ۵.۵ زنده نمانند.
اثرات باران اسیدی بر روی گیاهان و درختان
درختان مرده یا در حال مرگ یک منظره معمول در مناطقی است که تحت تاثیر بارش اسیدی قرار می گیرند. بارش اسیدی آلومینیوم را از خاک خارج می کند. این آلومینیوم ممکن است برای گیاهان و همچنین حیوانات مضر باشد. همچنین باران اسیدی مواد معدنی و مواد مغذی را از خاک مورد نیاز درختان برای رشد شسته و از بین می برد. در درس باران اسیدی چیست علوم ششم به این موارد اشاره شده است.
در ارتفاعات بالا مه و ابرهای اسیدی ممکن است مواد مغذی را از شاخ و برگ درختان بیرون بکشند و باعث قهوه ای شدن و مرگ برگ ها و آوندها شوند. بدین ترتیب درختان دیگر توانایی جذب نور خورشید را ندارند و این باعث ضعیف شدن و کاهش مقاومت آنها در برابر دماهای پایین و یخ زدگی می شود.
البته بسیاری از جنگل ها ، نهرها و دریاچه هایی که بارش اسیدی را تجربه می کنند تحت تاثیر آن قرار نمی گیرند زیرا خاک این مناطق می تواند با خنثی سازی اسیدیته آب باران اثرات مضر آن را از بین ببرد. این ظرفیت به ضخامت ، ترکیب خاک و نوع بستر زیر آن بستگی دارد. در مناطقی مانند مناطق کوهستانی شمال شرقی ایالات متحده ، خاک نازک است و توانایی خنثی سازی کافی اسید موجود در آب باران را ندارد. در نتیجه ، این مناطق به ویژه آسیب پذیر هستند و اسید و آلومینیوم می توانند در خاک ، نهرها یا دریاچه ها جمع شوند.
اسیدی شدن دوره ای
ذوب شدن برف و باران شدید می تواند منجر به اسیدی شدن دوره ای شود. دریاچه هایی که به طور معمول سطح اسیدیته بالایی ندارند ، ممکن است موقتاً زمانی که برف ذوب شده یا باران مقدار بیشتری رسوب اسیدی به همراه می آورد و خاک نمی تواند آن را از بین ببرد، اثرات بارش اسیدی را تجربه کنند. در این مدت زمان کوتاه اسیدیته بالاتر می تواند منجر به استرس کوتاه مدت بر اکوسیستم شود که در آن انواع ارگانیسم ها یا گونه ها ممکن است آسیب ببینند یا از بین بروند.
آلودگی نیتروژن
فقط اسیدیته بارش اسیدی نیست که می تواند مشکلاتی برای محیط زیست ایجاد کند. بارش اسیدی همچنین حاوی نیتروژن است که می تواند در برخی از اکوسیستم ها تأثیر بگذارد. به عنوان مثال ، آلودگی نیتروژن در آبهای ساحلی ما تا حدی مسئول کاهش جمعیت ماهی و صدف ها در برخی مناطق است. علاوه بر کشاورزی و فاضلاب ، بیشتر نیتروژن تولید شده توسط فعالیت های انسانی که به آبهای ساحلی می رسد از جو حاصل می شود.
تاثیر باران اسیدی بر ساختمانها
همانطور که قبلا گفتیم همه رسوبات اسیدی مرطوب نیستند گاهی اوقات ذرات گرد و غبار نیز می توانند اسیدی شوند که به این حالت رسوب یا بارش خشک گفته می شود. هنگامی که بارش اسیدی و ذرات اسیدی خشک به زمین می افتند ، اسید نیتریک و سولفوریک که باعث اسیدی شدن ذرات می شود می تواند بر روی مجسمه ها ، ساختمان ها و دیگر ساختارهای ساخته شده توسط انسان فرود آمده و به سطح آنها آسیب برساند. ذرات اسیدی باعث خوردگی فلز شده و باعث خراب شدن سریعتر رنگ و سنگ می شوند. آنها همچنین سطوح ساختمانها و سایر سازه ها مانند بناهای تاریخی را کثیف می کنند.
عواقب این آسیب می تواند هزینه بر باشد زیرا مواد آسیب دیده باید تعمیر یا جایگزین شوند ، افزایش هزینه های نگهداری و از دست رفتن جزئیات در مجسمه های سنگی و فلزی ، بناها و سنگ قبرها برخی از این آسیب ها هستند که در تصاویر و عکس باران اسیدی قابل مشاهده است.
مضرات باران اسیدی برای سلامتی انسان
پیاده روی در زیر باران های اسیدی یا حتی شنا در دریاچه ای که تحت تأثیر بارش اسیدی قرار گرفته است ، خطر بیشتری برای انسان ها از پیاده روی در باران طبیعی یا شنا در دریاچه های غیر اسیدی ندارد. با این حال ، وقتی آلاینده هایی که باعث بارش اسیدی می شوند یعنی – SO2 و NOX و همچنین ذرات سولفات و نیترات در هوا وجود داشته باشند ، می توانند برای انسان مضر باشند.
SO2 و NOX در جو واکنش می دهند و ذرات ریز سولفات و نیترات را ایجاد می کنند که افراد می توانند آنها را استنشاق کنند. بسیاری از مطالعات علمی رابطه بین این ذرات و تأثیرات آنها بر عملکرد قلب و همچنین مشکلات تنفسی مانند آسم را نشان داده اند.
راه های کاهش باران اسیدی
حالا که می دانیم علت اصلی بارش اسیدی خودمان هستیم راه حل مشکل اسیدی شدن محیط زیست نیز در دست انسان است. برای کاهش بارش اسیدی ، کاهش انتشار آلاینده ها ضروری است. برای این منظور می توان از نکات زیر استفاده کرد:
- آب مورد استفاده کارخانه ها را قبل از بازگرداندن آن به رودخانه ها فیلتر و سم زدایی کنیم.
- کاهش انتشار گازهای آلاینده توسط صنایع
- تولید و استفاده از انرژی های تجدید پذیر به جای سوخت های فسیلی
- کاهش مصرف انرژی کارخانه ها و شرکت ها
- نوآوری و فن آوری های جدید را با هدف بهینه سازی مصرف انرژی و توسعه انرژی های تجدید پذیر ارتقا دهیم.
- برای جذب هوای آلوده درخت بیشتری بکاریم.
- مردم را از اهمیت کاهش مصرف انرژی خانگی آگاه سازیم.
- استفاده از وسایل نقلیه الکتریکی و سایر وسایل نقلیه غیر آلاینده مانند دوچرخه را افزایش دهیم.
فرمول باران اسیدی
باران اسیدی نوعی آلودگی محیطی است و زمانی رخ می دهد که ترکیبات اسیدی از جو بر روی سطح زمین رسوب کنند. این ترکیبات اسیدی، عمدتاً دی اکسید گوگرد (SO2) و اکسیدهای نیتروژن (NOx) با بخار آب موجود در هوا واکنش داده و اسید سولفوریک و اسید نیتریک را تشکیل می دهند که با فرمول آنها آشنا هستید. هنگامی که این اسیدها به صورت باران، برف، مه یا ذرات خشک روی زمین می افتند، می توانند به محیط زیست آسیب بزنند.
باران اسیدی به عنوان رسوب اسید نیز شناخته می شود. این اصطلاحی است که برای توصیف پدیده ای استفاده می شود که در آن بارندگی به دلیل افزایش سطح یون هیدروژن اسیدی می شود. به طور معمول، سطح pH خنثی آب بین ۶.۵ تا ۸.۵ است، اما باران اسیدی دارای pH کمتری است که معمولاً بین ۴ تا ۵ متغیر است. انتشار دی اکسید گوگرد و اکسید نیتروژن باعث باران اسیدی می شود. آنها با مولکول های آب در اتمسفر واکنش می دهند و اسید تشکیل می دهند. می تواند اثرات مضری بر گیاهان، جانوران آبزی و زیرساخت ها داشته باشد.
رسوب اسید فرآیندی است که از طریق آن اجزای اسیدی از منابع مرطوب (باران، برف، مه و غیره) و خشک (ذرات اسیدی و گازها) بر روی سطح زمین رسوب می کنند. این نه تنها باران اسیدی بلکه سایر اشکال رسوب اسیدی را نیز شامل می شود. رسوب اسید زمانی رخ می دهد که آلاینده هایی مانند دی اکسید گوگرد و اکسید نیتروژن در اتمسفر آزاد شوند. آنها تحت واکنش های شیمیایی با آب، اکسیژن و سایر ترکیبات قرار می گیرند. سپس این ترکیبات اسیدی بر روی زمین، پوشش گیاهی، بدنه های آبی و ساختارهای ساخته شده توسط انسان می ریزند. دلایل اصلی باران اسیدی منابع طبیعی مانند فوران های آتشفشانی، آتش سوزی جنگل و فعالیت های انسانی از جمله صنایع و کشاورزی هستند.
