ما المقصود بالمطر الحمضي؟
المطر الحمضي: هو عبارة عن مصطلح واسع يستخدم لوصف الكثير من الطرق التي تسقط بها الأحماض من الغلاف الجوي، المصطلح الأكثر دقة هو الترسيب الحمضي ويتكون من جزأين هما (رطب وجاف)، يشير الترسب الرطب إلى المطر الحمضي والضباب والثلج، نظرًا لتدفق هذه المياه الحمضية عبر الأرض فإنها تؤثر على مجموعة متنوعة من النباتات والحيوانات، ويشير الترسيب الجاف إلى الغازات والجزيئات الحمضية، يتشكل المطر الحمضي عندما يتفاعل ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين كغازات مع مياه الأمطار، تتحد الجزيئات الموجودة في الغلاف الجوي مع بخار الماء وترسب في صورة حمض الكبريتيك أو حمض النيتريك في المطر أو الثلج أو الضباب.
ما يقرب من نصف الحموضة في الغلاف الجوي تعود إلى الأرض من خلال الترسب الجاف، تهب رياح هذه الجزيئات الحمضية والغازات باتجاه المباني والسيارات والمنازل والأشجار، يمكن أيضًا غسل الجزيئات والغازات المترسبة الجافة من الأشجار والأسطح الأخرى بواسطة العواصف المطيرة، عندما يحدث ذلك تضيف مياه الجريان السطحي تلك الأحماض إلى المطر الحمضي مما يجعل المزيج أكثر حمضية من المطر المتساقط وحده، قد يحتوي هطول الأمطار الذي تقل قيمته الحموضة عن سبعة على أمطار حمضية ويرجع ذلك إلى وجود انبعاثات أكسيد الحمضية في الغلاف الجوي من الصناعات والمركبات، ومع ذلك فإن هطول الأمطار الذي يحتوي على قيمة pH أقل من 5.6 يعتبر أمطارًا حمضية.
يتم قياس المطر الحمضي باستخدام مقياس الأس الهيدروجيني من 1 إلى 14 (من 0 إلى 7 حمضية) و(من7 إلى 14 قاعدي) فعندما تنخفض قيمة PH تزداد طبيعة حموضة المطر، قيمة الأس الهيدروجيني للمياه النقية هي 7 ومع ذلك فإن المطر العادي حمضي قليلاًP لأن انبعاثات الأكاسيد الحمضية المختلفة تتفاعل مع المطر مما يقلل من قيمة الرقم الهيدروجيني حوالي (5.6).
ما هي آثار المطر الحمضي؟
للأمطار الحمضية تأثيرات كبيرة على البيئة والصحة العامة في العالم وفيما يلي بعض هذه الآثار:
- التأثير على البيئة المائية: تتساقط الأمطار الحمضية إما مباشرة على المسطحات المائية أو تتدفق من الغابات والطرق والحقول لتتدفق إلى الجداول والأنهار والبحيرات، على مدار فترة من الزمن تتراكم الأحماض في الماء وتقلل من الرقم الهيدروجيني الكلي للجسم المائي، تحتاج النباتات والحيوانات المائية إلى مستوى معين من الأس الهيدروجيني يبلغ حوالي 4.8 للبقاء على قيد الحياة، فإذا انخفض مستوى الأس الهيدروجيني عن تلك الظروف تصبح معادية لبقاء الحياة المائية.
يؤثر اتجاه المطر الحمضي لتغيير الأس الهيدروجيني وتركيزات الألومنيوم بشكل كبير على مستويات تركيز الأس الهيدروجيني في المياه السطحية مما يؤثر على الأسماك وكذلك أشكال الحياة المائية الأخرى، عند مستويات الأس الهيدروجيني أقل من 5 لا يمكن لمعظم بيض الأسماك أن يفقس، يمكن أن تؤدي انخفاض درجة الحموضة أيضًا إلى قتل الأسماك البالغة.
كما أدى جريان الأمطار الحمضية من مناطق مستجمعات المياه إلى الأنهار والبحيرات إلى تقليل التنوع البيولوجي حيث أصبحت الأنهار والبحيرات أكثر حمضية، تم تقليل الأنواع بما في ذلك أنواع الأسماك والنباتات والحشرات في بعض البحيرات والأنهار والجداول بل تم القضاء على بعضها تمامًا بسبب هطول الأمطار الحمضية الزائدة في المياه. - التأثير على الغابات: يجعل الأشجار عرضة للأمراض والطقس القاسي والحشرات عن طريق إتلاف أوراقها وإتلاف اللحاء وإيقاف نموها، تتجلى أضرار الغابات بسبب الأمطار الحمضية بشكل أكثر وضوحًا في أوروبا الشرقية خاصة ألمانيا وبولندا وسويسرا.
- التأثير على التربة: يؤثر المطر الحمضي بشكل كبير على كيمياء التربة وعلم الأحياء، يعني أن ميكروبات التربة والنشاط البيولوجي وكذلك التركيبات الكيميائية للتربة مثل درجة حموضة التربة تالفة أو مقلوبة بسبب تأثيرات الأمطار الحمضية.
تحتاج التربة إلى الحفاظ على مستوى الأس الهيدروجيني الأمثل لاستمرارية النشاط البيولوجي، عندما تتسرب الأمطار الحمضية إلى التربة فهذا يعني ارتفاع درجة الحموضة في التربة مما يؤدي إلى إتلاف أو عكس الأنشطة البيولوجية والكيميائية للتربة، ومن ثم فإن الكائنات الدقيقة الحساسة في التربة التي لا تستطيع التكيف مع التغيرات في الأس الهيدروجيني تُقتل، كما أن حموضة التربة المرتفعة تفسد إنزيمات ميكروبات التربة، على نفس النطاق تتسرب أيونات الهيدروجين الخاصة بالمطر الحمضي من المعادن الحيوية والعناصر الغذائية مثل الكالسيوم والمغنيسيوم. - الغطاء النباتي والمزارع: لقد أدت الآثار المدمرة للأمطار الحمضية على التربة والمستويات العالية من الترسبات الجافة إلى إلحاق أضرار لا نهاية لها بالغابات المرتفعة والغطاء النباتي لأنها محاطة في الغالب بالضباب والسحب الحمضية، إلى جانب ذلك أدت التأثيرات الواسعة للمطر الحمضي على التناغم البيئي إلى إعاقة النمو وحتى موت بعض الغابات والغطاء النباتي.
- التأثير على العمارة والمباني: يتفاعل المطر الحمضي على المباني وخاصة تلك التي يتم تشييدها بالحجر الجيري مع المعادن ويؤدي إلى تآكلها وهذا يترك المبنى ضعيفًا وعرضة للتعفن، المباني الحديثة والسيارات والطائرات والجسور والأنابيب الفولاذية تتأثر جميعها بالأمطار الحمضية، يمكن أن تحدث أضرار لا يمكن تعويضها للمباني التراثية القديمة.
- التأثير على الصحة العامة: عندما يتواجد غاز ثاني أكسيد الكبريت وأكسيد النيتروجين ومشتقاته مثل الكبريتات والنترات في الغلاف الجوي يؤدي إلى تدهور الرؤية ويمكن أن يتسبب في وقوع حوادث مما يؤدي إلى وقوع إصابات ووفيات، لا تتأثر صحة الإنسان بشكل مباشر بالأمطار الحمضية لأن مياه الأمطار الحمضية تكون مخففة للغاية بحيث لا تسبب مشاكل صحية خطيرة.
ومع ذلك فإن الترسبات الجافة المعروفة أيضًا باسم الجسيمات الغازية في الهواء والتي تكون في هذه الحالة أكاسيد النيتروجين وثاني أكسيد الكبريت يمكن أن تسبب مشاكل صحية خطيرة عند استنشاقها، يمكن أن تسبب المستويات المكثفة من ترسبات الحمض في صورة جافة في الهواء مشاكل في الرئة والقلب مثل التهاب الشعب الهوائية والربو. - تأثيرات أخرى: يؤدي المطر الحمضي إلى تجوية المباني وتآكل المعادن وتقشير الدهانات على الأسطح، المباني والهياكل المصنوعة من الرخام والحجر الجيري هي تلك التي تضررت بشكل خاص من الأمطار الحمضية بسبب تفاعل الأحماض في المطر ومركبات الكالسيوم في الهياكل، تظهر الآثار بشكل شائع على التماثيل وشواهد القبور القديمة والآثار التاريخية والمباني المتضررة، يؤدي المطر الحمضي أيضًا إلى تآكل المعادن مثل الفولاذ والبرونز والنحاس والحديد.
حلول للأمطار الحمضية:
- تنظيف أنابيب العادم والمداخن: تأتي معظم الطاقة الكهربائية التي تدعم متطلبات الطاقة الحديثة من احتراق الوقود الأحفوري مثل النفط والغاز الطبيعي والفحم الذي يولد أكاسيد النيتروجين (NOx) وثاني أكسيد الكبريت (SO2) كمساهمين رئيسيين في الأمطار الحمضية، يمثل حرق الفحم إلى حد كبير انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت بينما تنبعث انبعاثات أكاسيد النيتروجين في الغالب من احتراق الوقود الأحفوري.
يمكن أن يوفر غسل الفحم واستخدام الفحم الذي يحتوي على نسبة منخفضة من الكبريت واستخدام الأجهزة المعروفة باسم “أجهزة تنقية الغاز” حلولاً تقنية لانبعاثات ثاني أكسيد الكبريت، يُطلق على “التنظيف” أيضًا إزالة الكبريت من غاز المداخن (FGD) عادةً ما يعمل على التخلص كيميائيًا من ثاني أكسيد الكبريت من الغازات التي تترك المداخن حيث يمكنه القضاء على ما يصل إلى 95٪ من غازات ثاني أكسيد الكبريت، يمكن أن تتحول منشآت توليد الطاقة أيضًا إلى استخدام أنواع الوقود التي تنبعث منها كميات أقل بكثير من ثاني أكسيد الكبريت مثل الغاز الطبيعي بدلاً من حرق الفحم وتسمى هذه الطرق ببساطة استراتيجيات الحد من الانبعاثات.
وبالمثل يتم تخفيف انبعاثات أكاسيد النيتروجين الناتجة عن احتراق الوقود الأحفوري للسيارات باستخدام المحولات الحفازة، يتم تثبيت المحولات الحفازة على نظام أنبوب العادم لتقليل انبعاثات أكاسيد النيتروجين، يعد تحسين البنزين الذي يحرق منظفًا أيضًا استراتيجية لتقليل انبعاث غازات أكاسيد النيتروجين. - استعادة البيئات المتضررة: استخدام الحجر الجيري أو الجير وهي عملية تسمى الجير وهي ممارسة يمكن للناس القيام بها لإصلاح الأضرار التي تسببها الأمطار الحمضية للبحيرات والأنهار والجداول، إضافة الجير إلى المياه السطحية الحمضية يوازن الحموضة وإنها عملية تم استخدامها على نطاق واسع، على سبيل المثال في السويد تم استخدامها للحفاظ على درجة حموضة الماء في المستوى الأمثل.
على الرغم من أن التجيير طريقة مكلفة ويجب تكرارها بشكل متكرر، علاوة على ذلك فإنه يقدم فقط حلاً قصير الأجل على حساب حل التحديات الأوسع نطاقاً لانبعاثات ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين والمخاطر على صحة الإنسان، ومع ذلك فهو يساعد على استعادة أشكال الحياة المائية والسماح لها بالبقاء من خلال تحسين المياه السطحية المحمضة بشكل مزمن. - مصادر الطاقة البديلة: إلى جانب الوقود الأحفوري هناك مجموعة واسعة من مصادر الطاقة البديلة التي يمكنها توليد الطاقة الكهربائية وتشمل هذه طاقة الرياح والطاقة الحرارية الأرضية والطاقة الشمسية والطاقة المائية والطاقة النووية.
يمكن أن يوفر تسخير مصادر الطاقة هذه بدائل فعالة للطاقة الكهربائية بدلاً من استخدام الوقود الأحفوري، يمكن لخلايا الوقود والغاز الطبيعي والبطاريات أيضًا أن تحل محل استخدام الوقود الأحفوري كمصادر طاقة أنظف، اعتبارًا من اليوم جميع مصادر الطاقة لها تكاليف بيئية واقتصادية بالإضافة إلى فوائد والحل الوحيد هو استخدام الطاقة المستدامة التي يمكنها حماية المستقبل. - الإجراءات الفردية والوطنية / الحكومية والدولية: يساهم ملايين الأشخاص بشكل مباشر وغير مباشر في انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين، يتطلب التخفيف من هذا التحدي أن يكون الأفراد أكثر إطلاعًا على الحفاظ على الطاقة وطرق تقليل الانبعاثات مثل: إطفاء الأنوار أو الأجهزة الكهربائية عند عدم استخدامها واستخدام وسائل النقل العام واستخدام الأجهزة الكهربائية الموفرة للطاقة واستخدام المركبات الهجينة أو المركبات ذات انبعاثات أكاسيد النيتروجين المنخفضة.
