باران اسیدی چیست؟ هر آنچه باید درباره این تهدید زیست‌محیطی بدانید!

باران اسیدی، پدیده‌ای ناشی از آلودگی هواست که در آن قطرات باران به دلیل وجود آلاینده‌های اسیدی، به‌طور غیرطبیعی اسیدی می‌شوند. این آلاینده‌ها بیشتر شامل ترکیبات گوگرد و نیتروژن هستند که از فعالیت‌های صنعتی و وسایل نقلیه متصاعد می‌شوند. به این پدیده، "ته‌نشینی اسیدی" نیز گفته می‌شود، زیرا شامل انواع دیگر بارش‌های اسیدی مانند برف نیز می‌شود.

انواع ته‌نشینی اسیدی

ته‌نشینی اسیدی به دو شکل رخ می‌دهد: تر و خشک.

• ته‌نشینی تر: شامل هر نوع بارشی است که اسیدها را از جو پاک کرده و بر سطح زمین می‌نشاند.
• ته‌نشینی خشک: در این حالت، ذرات و گازهای آلاینده در غیاب بارش، از طریق گرد و غبار و دود به سطح زمین می‌چسبند. این نوع ته‌نشینی نیز خطرناک است، زیرا در نهایت بارش‌ها می‌توانند این آلاینده‌ها را وارد رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و آب‌های زیرزمینی کنند.

اسیدیته و مقیاس pH

اسیدیته با استفاده از مقیاس pH اندازه گیری می‌شود که میزان اسیدی یا قلیایی بودن یک ماده را نشان می‌دهد. این مقیاس از 0 تا 14 متغیر است؛ pH کمتر از 7 نشان دهنده اسیدی بودن، pH بالاتر از 7 نشان دهنده قلیایی بودن و pH برابر با 7 نشان دهنده خنثی بودن است. باران معمولی کمی اسیدی است و pH آن بین 5.3 تا 6.0 است. ته‌نشینی اسیدی به بارشی گفته می‌شود که pH آن کمتر از این محدوده باشد. لازم به ذکر است که مقیاس pH لگاریتمی است و هر واحد تغییر در آن، معادل یک تغییر 10 برابری در اسیدیته است.

مناطق در معرض خطر باران اسیدی

امروزه، ته‌نشینی اسیدی در شمال شرقی ایالات متحده، جنوب شرقی کانادا و بخش‌های زیادی از اروپا، از جمله سوئد، نروژ و آلمان مشاهده می‌شود. علاوه بر این، بخش‌هایی از جنوب آسیا (به‌ویژه چین، سریلانکا و جنوب هند) و آفریقای جنوبی نیز در آینده در معرض خطر ته‌نشینی اسیدی قرار دارند.

علت اصلی باران اسیدی چیست؟

اگرچه عوامل طبیعی مانند آتشفشان‌ها می‌توانند در ایجاد ته‌نشینی اسیدی نقش داشته باشند، اما دلیل اصلی آن، انتشار دی‌اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن ناشی از سوزاندن سوخت‌های فسیلی است. این گازها پس از ورود به جو، با آب، اکسیژن و سایر گازهای موجود واکنش داده و اسید سولفوریک، نیترات آمونیوم و اسید نیتریک را تشکیل می‌دهند. این اسیدها سپس به دلیل الگوهای وزش باد در مناطق وسیعی پراکنده شده و به شکل باران اسیدی یا سایر انواع بارش به زمین بازمی‌گردند.

مهم‌ترین گازهای مسئول ته‌نشینی اسیدی، فرآورده‌های جانبی تولید برق و سوزاندن زغال سنگ هستند. به همین دلیل، ته‌نشینی اسیدی ناشی از فعالیت‌های انسانی از زمان انقلاب صنعتی به یک مسئله جدی تبدیل شد. این پدیده برای اولین بار توسط رابرت آنگوس اسمیت، شیمیدان اسکاتلندی، در سال 1852 کشف شد. او در آن سال، ارتباط بین باران اسیدی و آلودگی هوا را در منچستر انگلستان شناسایی کرد.

با وجود کشف باران اسیدی در قرن نوزدهم، این موضوع تا دهه 1960 توجه چندانی را به خود جلب نکرد و اصطلاح "باران اسیدی" در سال 1972 ابداع شد. توجه عمومی در دهه 1970 با انتشار گزارش‌هایی در روزنامه "نیویورک تایمز" در مورد مشکلات رخ داده در جنگل آزمایشی هابارد بروک در نیوهمپشایر، بیشتر افزایش یافت.

اثرات مخرب باران اسیدی بر محیط زیست و آثار باستانی

مطالعات انجام شده در جنگل هابارد بروک و سایر مناطق، نشان‌دهنده تاثیرات قابل توجه ته‌نشینی اسیدی بر محیط‌های طبیعی و ساخته دست بشر است. محیط‌های آبی، به دلیل بارش مستقیم باران اسیدی در آن‌ها، بیشترین آسیب را متحمل می‌شوند. همچنین، ته‌نشینی‌های خشک و تر از جنگل‌ها، مزارع و جاده‌ها سرازیر شده و به دریاچه‌ها، رودخانه‌ها و نهرها راه پیدا می‌کنند.

با ورود این مایع اسیدی به آب‌های بزرگ‌تر، غلظت آن کاهش می‌یابد. با این حال، با گذشت زمان، اسیدها جمع شده و pH کلی آب را کاهش می‌دهند. ته‌نشینی اسیدی همچنین باعث آزاد شدن آلومینیوم و منیزیم از خاک‌های رسی می‌شود که این امر، pH را در برخی مناطق بیشتر کاهش می‌دهد. اگر pH یک دریاچه به زیر 4.8 برسد، گیاهان و جانوران آن در معرض خطر مرگ قرار می‌گیرند. تخمین زده می‌شود که حدود 50,000 دریاچه در ایالات متحده و کانادا pH پایین‌تر از حد نرمال (حدود 5.3) دارند. pH چند صد مورد از این دریاچه‌ها آنقدر پایین است که قادر به پشتیبانی از هیچ نوع حیات آبزی نیستند.

علاوه بر محیط‌های آبی، ته‌نشینی اسیدی می‌تواند به طور قابل توجهی بر جنگل‌ها تأثیر بگذارد. باران اسیدی می‌تواند باعث ریزش برگ درختان، آسیب به پوست آن‌ها و توقف رشدشان شود. آسیب به این قسمت‌های درخت، آن‌ها را در برابر بیماری‌ها، آب و هوای شدید و حشرات آسیب‌پذیر می‌کند. اسیدی که بر خاک جنگل می‌بارد نیز مضر است، زیرا مواد مغذی خاک را مختل می‌کند، میکروارگانیسم‌های موجود در خاک را از بین می‌برد و گاهی اوقات می‌تواند باعث کمبود کلسیم شود. درختان در ارتفاعات بالا نیز در معرض مشکلاتی هستند که ناشی از پوشش اسیدی ابر است، زیرا رطوبت موجود در ابرها آن‌ها را می‌پوشاند.

آسیب‌های ناشی از باران اسیدی به جنگل‌ها در سراسر جهان دیده می‌شود، اما شدیدترین موارد در اروپای شرقی گزارش شده است. تخمین زده می‌شود که در آلمان و لهستان، نیمی از جنگل‌ها آسیب دیده‌اند، در حالی که 30 درصد از جنگل‌های سوئیس تحت تأثیر قرار گرفته‌اند.

در نهایت، ته‌نشینی اسیدی بر معماری و هنر نیز تأثیر می‌گذارد، زیرا می‌تواند برخی از مواد را دچار خوردگی کند. زمانی که اسید بر روی ساختمان‌ها (به ویژه آن‌هایی که با سنگ آهک ساخته شده‌اند) می‌نشیند، با مواد معدنی موجود در سنگ‌ها واکنش نشان می‌دهد و گاهی اوقات باعث متلاشی شدن و شسته شدن آن‌ها می‌شود. ته‌نشینی اسیدی همچنین می‌تواند باعث تخریب بتن شده و ساختمان‌های مدرن، اتومبیل‌ها، ریل‌های راه آهن، هواپیماها، پل‌های فولادی و لوله‌های بالای و زیرزمینی را دچار خوردگی کند.

برای مقابله با باران اسیدی چه اقداماتی در حال انجام است؟

به دلیل مشکلاتی که باران اسیدی ایجاد می‌کند و اثرات نامطلوب آلودگی هوا بر سلامت انسان، اقداماتی برای کاهش انتشار گوگرد و نیتروژن در حال انجام است. به ویژه، بسیاری از دولت‌ها از تولیدکنندگان انرژی می‌خواهند که دودکش‌ها را با دستگاه‌های تصفیه‌کننده (scrubbers) تمیز کنند تا آلاینده‌ها قبل از انتشار در جو به دام بیفتند، و همچنین از مبدل‌های کاتالیزوری برای کاهش انتشار گازهای خروجی خودروها استفاده کنند. علاوه بر این، منابع انرژی جایگزین اهمیت بیشتری پیدا کرده‌اند و بودجه‌هایی به ترمیم اکوسیستم‌های آسیب‌دیده از باران اسیدی در سراسر جهان اختصاص داده می‌شود.