دانشچی پورتال جامع تحقیق و مقاله، مطالب علمی و هنری ، وبگردی و…
با باران اسیدی و اثرات آن آشنا شوید!
باران اسیدی چیست؟
باران اسیدی به پدیده‌هایی مانند مه اسیدی و برف اسیدی که با نزول مقادیر قابل توجهی اسید از آسمان همراه هستند، اطلاق می‌شود. باران هنگامی اسیدی است که میزان PH آب آن کمتر از ۵،۶ باشد. این مقدار PH بیانگر تعادل شیمیایی بوجود آمده میان دی‌اکسید کربن و حالت محلول آن یعنی بی‌کربنات در آب خالص است. باران اسیدی دارای نتایج زیانبار اکولوژیکی می‌باشد و وجود اسید در هوا نیز بر روی سلامتی انسان اثر مستقیم دارد. همچنین بر روی پوشش گیاهی تأثیرات نامطلوبی می‌گذارد.
باران اسیدی چگونه بوجود می آید؟
شرکت‌ها، کارخانه‌هاو ماشین‌ها، کامیون‌ها، و وسایلی که دارای دودکش هستند، از سوخت فسیلی نظیر زغال و مواد نفتی استفاده می‌کنند. سوخت این دو نوع ماده موادی نظیر اکسید گوگرد و اکسیدهای نیتروژن را وارد هوا می‌سازد. در فضا این اکسیدها تغییر می‌کنند. به گرد و غبار و باران اسیدی تبدیل می‌شوند. سپس به صورت بارش‌های خشک یا تر به سطح زمین بر می‌گردند.
گازها و بخارهایی که از دستگاه‌های دارای سوخت فسیلی وارد هوا می‌شوند، در هوا خیلی به بالا نمی‌روند و در صورت عدم ترکیب با آب، به صورت گرد و غبار اسیدی در می‌آیند. گرد و غبار اسیدی ضمن فرود آمدن بر زمین به نمای ساختمان‌ها و بناهای سنگی می‌چسبد و موجب فرسایش آنها و کاهش عمر مفید آنها می‌گردد. گرد و غبار اسیدی حتی به چرم، کاغذ و لباس نیز آسیب می‌رساند. این غبارها حیات درختان و حتی گیاهان را مورد تهدید قرار داده و رشد گیاهان و غلات را کاهش می‌دهند و تا کنون سبب آسیب به میلیاردها تن غلات شده‌اند.
اکثر شهرهای بزرگ صنعتی مورد تهدید غبارهای اسیدی قرار دارند. شهر لندن در زمستان سال ۱۹۵۲ مورد تهاجم شدید غبارهای اسیدی قرار گرفت و این امر موجب مرگ زودرس ۴۰۰۰ نفر از افراد بیمار گردید. این سانحه باعث شد که مسئولین شهر اقدامات پیشگیرانه‌ای را در جهت کنترل آلودگی هوا به عمل آورند. در نتیجه، امروزه شهر لندن در زمره شهرهایی به شمار می‌رود که هوای نسبتاً تمیزی دارند.
مواد آلوده کننده هر قدر در فضا بیشتر بمانند ترکیبات زیادتری حاصل می‌شود که اسیدها یکی از ترکیبات آنها می‌باشند. اسیدها به کمک بادهای شدید می‌توانند برای روزهای متوالی در هوا باقی بمانند و صدها کیلومتر مسافت را طی کنند و به این ترتیب از کشوری به کشور دیگر انتقال یابند.
اگر غبار اسیدی با ذرات آب موجود در اتمسفر هوا مخلوط شود، به صورت باران اسیدی فرو می‌ریزد و به محیط زیست ما به راه‌های گوناگون آسیب می‌رساند. باران اسیدی مستقیماً به درختان و روییدنی‌ها اثر می‌کند. در خاک فرومی‌رود و تعادل شیمیایی آن را به هم می‌ریزد. این باران پس از فرود آمدن بر زمین به داخل رودخانه‌ها و دریاچه‌ها راه می‌یابد و حیوانات و گیاهان آبزی را به هلاکت می‌رساند. البته اگر مقدار اسید این باران کم باشد؛ نه تنها زیان آور نیست بلکه از جهاتی هم مفید است. زیرا به حل کانی‌های موجود در خاک کمک می‌کند و گیاهان به راحتی می‌توانند از آن تغذیه کنند.
تاریخچه باران اسیدی
پدیده باران اسیدی در سالهای پایانی دهه ۱۸۰۰ در انگلستان کشف شد، اما پس از آن تا دهه ۱۹۶۰ به دست فراموشی سپرده شد. « اسمیت » در سال ۱۸۷۳ 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 ۱۹۸۷ 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.
تاثیر باران اسیدی بر گیاهان و محیط زیست
جنگل‌ها نقش مهمی را در حیات انسان ایفا می‌کنند. صرف نظر از نقش آنها در حیات زیستی ما، چوب درختان جنگلی منبع عمده تهیه سلولز به شمار می‌رود که یکی از نیازهای اولیه صنعت کاغذ سازی است. جنگل‌ها همچنین آب و هوای اطراف خود را تنظیم می‌کنند و زیستگاه مناسبی برای حیوانات وحشی به شمار می‌روند. امروزه این منبع طبیعی، در نقاطی از جهان که عوامل تشکیل دهنده باران اسیدی مهیا هستند، شدیداً در معرض نابودی قرار دارند. باران اسیدی با فرود آمدن بر روی درختان رشد آنها را دچار اختلال ساخته و به پوست آنها آسیب می‌رساند. آسیب دیدن پوست درختان موجب می‌گردد که آنها مورد حمله حشرات و بیماری‌های گیاهی قرار گیرند و در مدت کوتاهی از رشد و نمو باز بمانند.
باران اسیدی گذشته از اثر مستقیم خود بر درختان، بر خاک اطراف درختان نیز اثر سوء گذاشته و مواد غذایی درختان را که در خاک قرار دارد از بین می‌برد.
به طور کلی، گیاهان و خاک در یک مجموعهٔ طبیعی پیچیده زندگی می‌کنند. وقتی که مواد غذایی در اثر عواملی از قبیل باران اسیدی در خاک از بین برود و خاک در اثر آلودگی به اسید مواد مورد نیاز درختان را از دست بدهد، این نظم طبیعی به هم خواهد خورد و مرگ درختان و گیاهان فرا خواهد رسید.
باران اسیدی وقتی که به دریاچه‌ها فرو می‌ریزد به مرور زمان باعث از بین رفتن موجودات زنده در درون آنها می‌گردد. از این رو آب دریاچه‌ها زلال شده و مواد ریز موجود در آب به ته آنها نشست می‌کند و ته آنها مثل بیابان و آب آنها نیز مثل بلور صاف به نظر می‌رسد. البته لازم به توضیح است که در این نوع دریاچه‌ها، مادامی که اسید از حد خاصی فراتر نرفته، تعداد محدودی از ماهیان می‌توانند به حیات خود ادامه دهند. چنانچه میزان اسید از این حد هم بالاتر رود، این گروه ماهی‌ها نیز از بین خواهند رفت.
سیلابی که از بارش باران اسیدی جاری می‌شود، بر روی زمین، مسیر خود را می‌شوید و سر انجام به دریاچه‌ها می‌ریزد. در ضمن این فرسایش خاک، فلزات سمی که از آن آزاد شده‌اند را به دریاچه‌ها وارد می‌کند. یکی از مهمترین فلزات سمی، آلومینیوم است که به همراه آب وارد دستگاه تنفسی ماهی ها شده و موجب مرگ آنها می‌گردد. در مناطقی که دارای فضای آلوده به مواد اسیدی هستند، در فصل بهار، دریاچه‌ها آلوده‌ترین آب‌ها را دارند. زیرا با ذوب شدن برف های زمستان، اسید همراه آنها به دریاچه‌ها روانه می‌گردد.
رویه‌های سنگی ساختمان‌ها، پل‌ها، سدها و… توسط باران اسیدی، ساییده شده و موجبات نابودی آنها را فراهم می‌کند. باران‌های اسیدی آسیب‌های ویران کننده و غیرقابل جبرانی بر بناهای تاریخی و گنجینه‌های فرهنگی وارد می‌سازند. ساختمان‌های مشهوری همانند پارتنون در آتن، مجسمه آزادی در نیویورک، کلیسای سن پول در لندن، تاج محل در هندوستان، بنای ترایان در رم و کلیسای قدیمی کلن در شهر کلن آلمان به وسیله باران اسیدی مورد حمله قرار گرفته‌اند و رویه آنها در اثر سایش شیمیایی، تغییر شکل یافته است.
غبار و باران اسیدی وقتی بر چنین ساختمان‌هایی فرومی‌نشیند، به علت آنکه رویهٔ آنها معمولاً از سنگ‌های آهک دار است، با کانی‌های سنگ‌ها فعل و انفعالات شیمیایی انجام داده و آنهارا به ماده پودر مانندی تبدیل می‌کند. (به دلیل واکنش اسیدها با آهک، که خود همان عمل ساخته شدن غارهاست، از مشابه همین عمل برای خنثی سازی اسید دریاچه‌ها استفاده می‌شود)به دلیل همین واکنش هاست که از ضخامت مجسمه مرمری آبراهام لینکلن در واشینگتن در طی حدود ۸۰ سال، بیش از ۸ میلیمتر کاسته شده است.
فقط رویه این ساختمان‌ها و بناها نیست که در معرض سایش قرار می‌گیرند. بلکه شیشه‌های رنگی آنها نیز از آسیب در امان نیستند. خطوط راه آهن و پل‌های فلزی و حتی خود ماشین‌ها که در معرض باران اسیدی هستند، به علت قرار گرفتن در فضای آزاد، بیشترین آسیب را از غبار و باران اسیدی، متحمل می‌شوند و رویه آنها در اثر باران اسیدی، ساییدگی شیمیایی پیدا می‌کند.
اسیدهای موجود در باران اسیدی
اسید های عمده در باران اسیدی ، اسید سولفوریک و اسید نیتریک می‌باشد. بطور کلی این اسیدها به هنگام حمل توده هوایی که آلاینده‌های نوع اول مثل و را دربر دارند، بوجود می‌آیند. از این رو معمولا محل نزول باران اسیدی دورتر از منبع آلاینده‌ها می‌باشد. باران اسیدی یک مشکل آلودگی است که به علت حمل دوربرد آلاینده‌های هوا توسط باد حد و مرز جغرافیایی نمی‌شناسد.
مضرات باران اسیدی
باران اسیدی گیاهان و جانوران کل اکوسیستم، از شیمی خاک گرفته تا زندگی آب زیان، را تحت تاثیر قرار می‌دهد. این تخریب، حتی آثار تاریخی و سازه‌ها را نیز امان نداده است. در زیر به برخی از اثرات خطرناک باران اسیدی بر محیط، اشاره شده است.
اثرات باران اسیدی بر پوشش گیاهی
باران اسیدی به عنوان عامل مخرب و خورنده‌ی پوشش محافظ برگ‌های گیاهان شناخته شده است، که فتوسنتز گیاهان را تحت تأثیر قرار می‌دهد. به دلیل ضعف در تغذیه، گیاهان در برابر بیماری آسیب پذیر می‌شوند. این یکی از دلایل مهمی است که گفته می‌شود جنگل‌ها در آلمان رو به نا بودی هستند. یکی دیگر از دلایل عدم تغذیه مناسب درختان، ممکن است از جذب باران اسیدی توسط خاک باشد. اسیدهای مضر می توانند عوارض خطرناک در ریشه‌های درختان داشته باشند.
اثرات باران اسیدی بر روی خاک
خاک دارای مقدار زیادی از فلزات مختلف و مواد معدنی است. هنگامی که این فلزات در تماس با باران اسیدی باشند، می‌تواند منجر به برخی از واکنش‌های شیمیایی مضر شود. این واکنش می‌تواند منجر به فرسایش خاک شود. باران‌های اسیدی به عنوان کاهنده‌ی میزان باروری خاک شناخته شده‌اند، و زمین را بی ثمر می‌کنند. اسیدهای مضر نیز می‌توانند میزان میکرو ارگانیسم‌های خاک را کاهش دهند، میکرو ارگانیسم‌هایی که کار بسیار مهمی چون شکستن و پوسیده کردن گیاهان مرده و دیگر موجودات را انجام می‌دهند.
اثرات باران اسیدی در گیاهان و جانوران آب زی
باران اسیدی دارای اثرات طولانی مدت است که به طور مستقیم می‌تواند بر زندگی آب زیان تأثیر بگذارد، چرا که میزان بالایی از اسید سولفوریک و اسید نیتریک موجود در باران‌های اسیدی به طور مستقیم توسط حیوانات و گیاهان آب زی مصرف می‌شود. اسیدهای مضر، توانایی ماهی را در جذب مواد غذایی، نمک، و اکسیژن، تحت تأثیر قرار می‌دهد.
حیوانات آب زی، اکسیژن را از آب داخل آب شش‌های خود می‌گیرند، ولی اسیدهای مضر منجر به شکل گیری ماده‌ی مخاطی در آب شش‌ها می‌شوند، که درنتیجه توانایی آب شش‌ها را برای تنفس کاهش می‌دهد. باران‌های اسیدی بر سطح PH آب تأثیر می‌گذارند که باعث کاهش ظرفیت جذب مواد مغذی ضروری در آب زیان می‌شود. هم چنین روند تولید مثل ماهی را مختل می‌کند که منجر به تولید تخم ضعیف و شکننده می‌شود.
اثرات باران اسیدی بر سلامت انسان
اثر باران‌های اسیدی در همه‌ی موردهای فوق، قطعاً بر زندگی انسان نیز تأثیر گذار است. همان طور که باران اسیدی بر خاک تأثیر گذاشته و آن را سمی می‌کند، مواد غذایی که در این خاک رشد می‌کنند نیز آلوده هستند. این مواد غذایی به طور جدی می‌توانند سیستم بدن ما را مختل کنند و یا ممکن است منجر به مرگ شوند. باران‌های اسیدی می‌توانند آب آشامیدنی را آلوده کنند که منجر به خطرات مختلف بهداشتی شود. انتشار گازهای مختلف در جو نیز منجر به مشکلات ریوی می‌شود. برخی از دانشمندان علت مرگ زود رس را به آلودگی‌های زیست محیطی مرتبط دانسته‌اند.
تأثیر باران اسیدی روی آثار تاریخی
باران اسیدی پنجره‌های شیشه‌ای رنگی را تخریب می‌کند، باعث خوردگی فلزها می‌شود و هم چنین رنگ نقاشی‌ها را خراب می‌کند. باران اسیدی با کلسیم واکنش می‌دهد تا بی کربنات کلسیم تولید شود، که می‌تواند به راحتی شسته شود. یکی از اثرات شدید باران اسیدی را می‌توان در یکی از عجایب هفت گانه جهان، تاج محل، در هند دید. دیوارهای سنگ مرمر و ستون‌های این بنای بزرگ تاریخی ساخته‌ی بشر، توسط باران‌های اسیدی خورده شده است. حتی کلیسای جامع سنت پل در لندن و مجسمه آزادی در نیویورک نیز چند نمونه از این تخریب‌ها هستند.
پیشنهادی: همه چیز درباره آلودگی هوا
