المطر الحمضي الطبيعي. حقائق مهمة عن المطر الحمضي. هل يمكن للأمطار الحمضية وحدها أن تشكل تهديدا؟

في الآونة الأخيرة ، غالبًا ما تسمع أن المطر الحمضي قد بدأ. يحدث عندما تتفاعل الطبيعة والهواء والماء مع ملوثات مختلفة. يؤدي هذا الترسيب إلى عدد من النتائج السلبية:

• أمراض في البشر.
• موت النباتات الزراعية.
• الحد من مناطق الغابات.

يحدث المطر الحمضي بسبب الانبعاثات الصناعية للمركبات الكيميائية وحرق المنتجات البترولية وأنواع الوقود الأخرى. هذه المواد تلوث الغلاف الجوي. ثم تتفاعل الأمونيا والكبريت والنيتروجين ومواد أخرى مع الرطوبة ، مما يتسبب في أن يصبح المطر حامضيًا.

لأول مرة في تاريخ البشرية ، تم تسجيل المطر الحمضي في عام 1872 ، وبحلول القرن العشرين أصبحت هذه الظاهرة متكررة للغاية. من المطر الحمضي ، يحدث أكبر ضرر للولايات المتحدة والدول الأوروبية. بالإضافة إلى ذلك ، وضع دعاة حماية البيئة خريطة خاصة توضح المناطق الأكثر تعرضًا للأمطار الحمضية الخطرة.

أسباب المطر الحمضي

أسباب هطول الأمطار السامة من صنع الإنسان وطبيعية. نتيجة لتطور الصناعة والتكنولوجيا ، بدأت المصانع والمصانع والشركات المختلفة في إطلاق كميات هائلة من أكاسيد النيتروجين والكبريت في الهواء. لذلك ، عندما يدخل الكبريت الغلاف الجوي ، فإنه يتفاعل مع بخار الماء ، مكونًا حامض الكبريتيك. يحدث الشيء نفسه مع ثاني أكسيد النيتروجين ، يتكون حمض النيتريك ، ويتساقط مع هطول الأمطار في الغلاف الجوي.

مصدر آخر لتلوث الهواء هو غازات عادم السيارات. بمجرد وصولها إلى الهواء ، تتأكسد المواد الضارة وتسقط على الأرض في شكل مطر حمضي. يحدث ترسيب النيتروجين والكبريت في الغلاف الجوي نتيجة احتراق الفحم الخث في محطات الطاقة الحرارية. تدخل كمية كبيرة من أكسيد الكبريت إلى الهواء أثناء معالجة المعادن. تنبعث مركبات النيتروجين أثناء إنتاج مواد البناء.

جزء معين من الكبريت في الغلاف الجوي من أصل طبيعي ، على سبيل المثال ، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكبريت بعد انفجار بركاني. يمكن إطلاق المواد المحتوية على النيتروجين في الهواء نتيجة نشاط بعض ميكروبات التربة وتصريفات الصواعق.

آثار المطر الحمضي

هناك عواقب كثيرة للمطر الحمضي. يمكن للأشخاص الذين يقعون في مثل هذا المطر أن يدمروا صحتهم. هذه الظاهرة الجوية تسبب الحساسية والربو والسرطان. كما أن الأمطار تلوث الأنهار والبحيرات فتصبح المياه غير صالحة للاستعمال. جميع سكان المياه في خطر ، ويمكن أن تموت أعداد كبيرة من الأسماك.

يتساقط المطر الحمضي على الأرض ويلوث التربة. هذا يستنفد خصوبة الأرض ، ويقلل من عدد المحاصيل. بما أن هطول الأمطار يتساقط على مساحات شاسعة فإنه يؤثر سلبًا على الأشجار مما يساهم في تجفيفها. نتيجة لتأثير العناصر الكيميائية ، تتغير عمليات التمثيل الغذائي في الأشجار ، يتم إعاقة تطور الجذور. تصبح النباتات حساسة للتغيرات في درجات الحرارة. بعد أي مطر حمضي ، يمكن للأشجار أن تتساقط أوراقها فجأة.

يعد تدمير الآثار الحجرية والأشياء المعمارية من العواقب الأقل خطورة لهطول الأمطار السامة. كل هذا يمكن أن يؤدي إلى انهيار المباني العامة ومنازل عدد كبير من الناس.

نحن بحاجة إلى التفكير بجدية في مشكلة المطر الحمضي. تعتمد هذه الظاهرة بشكل مباشر على أنشطة الناس ، وبالتالي من الضروري تقليل كمية الانبعاثات التي تلوث الغلاف الجوي بشكل كبير. عندما يتم تقليل تلوث الهواء إلى الحد الأدنى ، سيكون الكوكب أقل عرضة لهطول الأمطار الخطرة مثل المطر الحمضي.

حل مشكلة الأمطار الحمضية البيئية

مشكلة المطر الحمضي مشكلة عالمية بطبيعتها. في هذا الصدد ، لا يمكن حلها إلا إذا تضافرت جهود عدد كبير من الناس. تتمثل إحدى الطرق الرئيسية لحل هذه المشكلة في تقليل الانبعاثات الصناعية الضارة في الماء والهواء. من الضروري في جميع المؤسسات استخدام فلاتر التنظيف والمرافق. الحل الأكثر تكلفة على المدى الطويل ، ولكنه أيضًا أكثر الحلول الواعدة للمشكلة هو إنشاء مؤسسات صديقة للبيئة في المستقبل. يجب استخدام جميع التقنيات الحديثة مع مراعاة تقييم تأثير الأنشطة على البيئة.

تسبب وسائل النقل الحديثة الكثير من الضرر للغلاف الجوي. من غير المحتمل أن يتخلى الناس عن السيارات في المستقبل القريب. اليوم ، ومع ذلك ، يتم تقديم مركبات جديدة صديقة للبيئة. هذه هي السيارات الهجينة والكهربائية. حازت سيارات مثل Tesla بالفعل على اعتراف في بلدان مختلفة من العالم. تعمل على بطاريات خاصة. كما تكتسب الدراجات البخارية الكهربائية شعبية تدريجية. بالإضافة إلى ذلك ، لا تنس النقل الكهربائي التقليدي: الترام ، وحافلات الترولي ، والمترو ، والقطارات الكهربائية.

لا ينبغي لنا أن ننسى أن تلوث الهواء يقوم به الناس أنفسهم. ليست هناك حاجة للاعتقاد بأن شخصًا آخر هو المسؤول عن هذه المشكلة ، وهذا تحديدًا لا يعتمد عليك. هذا ليس صحيحا تماما بالطبع ، شخص واحد غير قادر على إطلاق العوامل السامة والكيميائية في الغلاف الجوي بكميات كبيرة. ومع ذلك ، فإن الاستخدام المنتظم لسيارات الركاب يؤدي إلى حقيقة أنك تطلق غازات العادم بانتظام في الغلاف الجوي ، وبالتالي يصبح هذا سببًا للأمطار الحمضية.

لسوء الحظ ، ليس كل الناس على دراية بمشكلة بيئية مثل المطر الحمضي. حتى الآن ، هناك العديد من الأفلام والمقالات في المجلات والكتب حول هذه المشكلة ، بحيث يمكن لكل شخص بسهولة ملء هذه الفجوة وإدراك المشكلة والبدء في العمل لصالح حلها.

المطر الحمضي مشكلة شائعة في العديد من المناطق حول العالم. إنها تشكل خطرا جسيما على الإنسان والبيئة. لذلك ، من الضروري التعامل مع هذه المشكلة بشكل صحيح ، وتحديدها في الوقت المناسب ، مما سيتيح لك حماية نفسك من مثل هذا التأثير السلبي.

المطر الحمضي - ما هو؟

من المعتقد أن أي ترسيب يجب أن يكون له حموضة في حدود 5.6-5.8 درجة حموضة. في هذه الحالة ، الماء الذي يسقط في منطقة معينة هو محلول حمضي قليلاً. لا يشكل خطرا على البيئة وغير ضار بالناس.

ما هو المطر الحمضي

إذا زادت حموضة الترسيب ، فإنها تسمى حمضية. عادةً ما يكون المطر حمضيًا قليلاً ، وهو ما يفسره التفاعل الكيميائي الذي يحدث في الهواء بين ثاني أكسيد الكربون والماء. نتيجة لهذا التفاعل ، يتكون حمض الكربونيك. هي التي تعطي المطر خصائص حمضية قليلاً. يمكن تفسير الزيادة في حموضة هطول الأمطار من خلال وجود ملوثات مختلفة في تكوين الطبقات السفلية من الغلاف الجوي.

في أغلب الأحيان ، تحدث هذه الظاهرة بسبب أكسيد الكبريت. يدخل في تفاعل كيميائي ضوئي ، مما يؤدي إلى تكوين أنهيدريد الكبريتيك. تتفاعل هذه المادة مع الماء الذي ينتهي بتكوين حامض الكبريتيك. يتأكسد تدريجيا في الرطوبة العالية. والنتيجة هي حمض كبريتيك خطير بشكل خاص.

مادة كيميائية أخرى تسبب المطر الحمضي هي أكسيد النيتريك. يتفاعل كيميائيًا مع جزيئات الهواء والماء بنفس الطريقة ، مكونًا مركبات خطرة. يتمثل الخطر الرئيسي لهذا الهطول في أنها لا تختلف ظاهريًا عن العادية في اللون أو الرائحة.

أسباب المطر الحمضي

تسمى أسباب هطول الأمطار ذات الحموضة العالية:

لماذا يتكون المطر الحمضي؟

• عادم المركبهالتي تعمل بالبنزين. عند الاحتراق ، تدخل مواد ضارة إلى الغلاف الجوي وتلوثه ؛
• تشغيل محطات الطاقة الحرارية. لإنتاج الطاقة ، يتم حرق ملايين الأطنان من الوقود ، مما يؤثر سلبًا على البيئة ؛
• استخراج ومعالجة واستخدام مختلف المعادن(خام ، غاز ، فحم) ؛
• نتيجة الانفجارات البركانيةعندما تدخل الكثير من الانبعاثات المسببة للأحماض إلى البيئة ؛
• العمليات النشطة لتحلل المخلفات البيولوجية. نتيجة لذلك ، يتم تكوين مركبات نشطة كيميائيًا (الكبريت والنيتروجين) ؛
• نشاط المنشآت الصناعيةتعمل في صناعة المعادن والهندسة الميكانيكية وإنتاج المنتجات المعدنية ؛
• الاستخدام الفعال للهباء الجوي والبخاخاتتحتوي على كلوريد الهيدروجين الذي يؤدي إلى تلوث الهواء.
• استخدام مكيفات الهواء ومعدات التبريد. إنهم يعملون على حساب الفريون ، الذي يشكل تسربه خطورة على البيئة بشكل خاص ؛
• انتاج مواد البناء. في عملية تصنيعها ، تتشكل انبعاثات ضارة تؤدي إلى هطول أمطار حمضية ؛
• تسميد التربة بالمركبات المحتوية على النيتروجينالتي تلوث الغلاف الجوي تدريجيًا.

تأثير المطر الحمضي على الإنسان والبيئة

يعتبر الترسيب الملوث بالمواد الحمضية خطيرًا جدًا على النظام البيئي بأكمله - النباتات والحيوانات والبشر. مثل هذه الأمطار يمكن أن تثير مشاكل بيئية خطيرة تتطلب نهجا متكاملا لحلها.

عندما تصل الأمطار الحمضية إلى التربة ، يتم تدمير العناصر الغذائية اللازمة للنمو الطبيعي للنباتات. إنهم يرسمون المعادن (الرصاص والألومنيوم) التي تشكل خطورة على البشر ، والتي كانت سابقًا في حالة غير نشطة ، على سطح التربة. مع التعرض الطويل لتربة هذا العامل ، يصبح غير مناسب لزراعة المحاصيل. واستعادة خصائصه يستغرق أكثر من عام وعمل شاق من المتخصصين.

نفس التأثير السلبي لهطول الأمطار مع ارتفاع الحموضة يحدث أيضًا على حالة المسطحات المائية. تصبح غير مناسبة لنمو الأسماك والطحالب حيث يختل توازن بيئتها الطبيعية.

كما أن ارتفاع حموضة الترسيب يؤدي إلى تلوث الهواء. تمتلئ الكتل الهوائية بكمية هائلة من الجسيمات السامة التي يستنشقها الإنسان وتبقى على سطح المباني. إنهم يدمرون أعمال الطلاء والمواد المواجهة والهياكل المعدنية. ونتيجة لذلك ، فإن مظهر المباني والآثار والسيارات وكل ما هو في الهواء الطلق ينزعج.

آثار الترسيب الحمضي

تؤدي الأمطار الحمضية إلى مشاكل بيئية عالمية تؤثر على كل شخص:

• يتغير النظام البيئي للأجسام المائية ، مما يؤدي إلى موت الأسماك والطحالب ؛
• لا يمكن استخدام المياه من الخزانات الملوثة بسبب زيادة تركيز السموم في تركيبتها ؛
• الأضرار التي لحقت بأوراق وجذور الأشجار ، مما يؤدي إلى موتها ؛
• التربة ، حيث يتم ملاحظة زيادة حموضة هطول الأمطار باستمرار ، تصبح غير مناسبة لنمو أي نبات.

للأمطار الحمضية تأثير سلبي ليس فقط على حالة النباتات والحيوانات ، ولكن أيضًا على حياة الإنسان. يؤثر موت الماشية وأنواع الأسماك التجارية والمحاصيل بشكل سلبي على الوضع الاقتصادي في الدولة. ويؤدي الضرر الذي يلحق بالممتلكات (كسوة المباني ، الأشياء التي تمثل الذاكرة المعمارية أو التاريخية) إلى تكاليف إضافية لترميمها.

مثل هذا هطول الأمطار له تأثير سلبي للغاية على صحة السكان. سيشعر الأشخاص المصابون بأمراض الجهاز التنفسي المزمنة ، والذين يقعون في المنطقة المتأثرة بالأمطار الحمضية ، بحالة أسوأ.

تشكل النباتات والأسماك والحيوانات الموجودة في المنطقة التي يُلاحظ فيها هذا الترسيب باستمرار خطورة كبيرة على الناس. تناول بانتظام مثل هذه الأطعمة ، ومركبات الزئبق والرصاص والألمنيوم تخترق الجسم. المواد الموجودة في المطر الحمضي تسبب أمراضًا خطيرة في البشر. إنها تعطل عمل القلب والأوعية الدموية والجهاز العصبي والكبد والكلى وتسبب التسمم والطفرات الجينية.

كيف تحمي نفسك من المطر الحمضي

يعتبر هطول الأمطار مع ارتفاع نسبة الحموضة مشكلة خطيرة في الصين وروسيا والولايات المتحدة ، حيث يوجد العديد من شركات المعادن الضارة وتعدين الفحم. من المستحيل التعامل مع هذه المشكلة محليًا. من الضروري اتخاذ إجراءات شاملة لضمان تفاعل العديد من الدول. يعمل العلماء في جميع أنحاء العالم على تطوير أنظمة علاج فعالة من شأنها تقليل الانبعاثات الضارة في الغلاف الجوي.

يمكن لأي شخص عادي أن يحمي نفسه من آثار المطر الحمضي بمظلة ومعطف واق من المطر. يوصى بعدم الخروج على الإطلاق في الأحوال الجوية السيئة. أثناء المطر ، من الضروري إغلاق جميع النوافذ وعدم فتحها لبعض الوقت بعد انتهائها.

أمطار حمضية

المفهوم العام لـ "المطر الحمضي":

تم تقديم مصطلح "المطر الحمضي" لأول مرة في عام 1872 من قبل المستكشف الإنجليزي أنجوس سميث ، الذي تم لفت انتباهه إلى الضباب الدخاني في مانشستر. وعلى الرغم من رفض العلماء في ذلك الوقت لنظرية وجود المطر الحمضي ، إلا أنه من الواضح اليوم أن المطر الحمضي هو أحد أسباب موت الكائنات الحية والغابات والمحاصيل وأنواع أخرى من الغطاء النباتي. بالإضافة إلى ذلك ، تدمر الأمطار الحمضية المباني والمعالم المعمارية ، وتجعل الهياكل المعدنية غير صالحة للاستعمال ، وتقلل من خصوبة التربة ، ويمكن أن تؤدي إلى تسرب المعادن السامة إلى طبقات المياه الجوفية.

يشير مصطلح "المطر الحمضي" إلى جميع أنواع ترسيب الأرصاد الجوية - المطر والثلج والبرد والضباب والصقيع - التي يكون الرقم الهيدروجيني لها أقل من متوسط ​​قيمة الرقم الهيدروجيني لمياه الأمطار ، والتي تساوي تقريبًا 5.6. عادة ما يكون المطر "النظيف" حمضيًا قليلاً لأن ثاني أكسيد الكربون (CO 2) في الهواء يتفاعل كيميائيًا مع مياه الأمطار لتكوين حمض كربونيك ضعيف. من الناحية النظرية ، يجب أن يكون لمثل هذا المطر "النظيف" قليل الحمضية درجة حموضة = 5.6 ، وهو ما يتوافق مع التوازن بين ثاني أكسيد الكربون في الماء وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي. ومع ذلك ، نظرًا للوجود المستمر للعديد من المواد في الغلاف الجوي ، فإن المطر ليس "نقيًا" تمامًا ، ويتراوح الأس الهيدروجيني من 4.9 إلى 6.5 ، بمتوسط ​​قيمة حوالي 5.0 لمنطقة الغابات المعتدلة. بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون ، تدخل العديد من مركبات الكبريت والنيتروجين بشكل طبيعي إلى الغلاف الجوي للأرض ، مما يؤدي إلى تفاعل حمضي مع هطول الأمطار. وبالتالي ، يمكن أن يحدث "المطر الحمضي" أيضًا لأسباب طبيعية. ومع ذلك ، بالإضافة إلى الدخول الطبيعي لأكاسيد مختلفة في الغلاف الجوي للأرض مع تفاعل حمضي ، هناك أيضًا مصادر بشرية المنشأ ، يكون الانبعاث منها أعلى بعدة مرات من الطبيعي. يمكن أن يؤدي تلوث الغلاف الجوي بكمية كبيرة من أكاسيد النيتروجين والكبريت إلى زيادة حموضة الترسيب إلى الرقم الهيدروجيني = 4.0 ، وهو ما يتجاوز القيم التي تتحملها معظم الكائنات الحية.

أسباب المطر الحمضي:

السبب الرئيسي للمطر الحمضي هو وجود ثاني أكسيد الكبريت SO 2 وثاني أكسيد النيتروجين NO 2 في الغلاف الجوي للأرض ، والتي نتيجة التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الغلاف الجوي ، تتحول إلى حامض الكبريتيك والنتريك ، على التوالي ، والتي ترسب على سطح الأرض يؤثر على الكائنات الحية والبيئة بشكل عام.

أنواع مركبات الكبريت:

تشمل أهم مركبات الكبريت الموجودة في الغلاف الجوي للأرض ما يلي:

1. ثاني أكسيد الكبريت - SO 2

2. أوكسي كبريتيد الكربون - COS

3. ثاني كبريتيد الكربون - CS 2

4. كبريتيد الهيدروجين - H 2 S.

5. ثنائي ميثيل كبريتيد - (CH 3) 2 S

6. أيون الكبريتات - SO 4 2-

مصادر مركبات الكبريت:

المصادر الطبيعية لانبعاث الكبريت في الغلاف الجوي:

أنا. العزلة البيولوجية. تقريبًا بدون استثناء ، أظهرت النماذج التقليدية لدورة الكبريت أن حوالي 50٪ من الكبريت يظهر في الغلاف الجوي بسبب تحولاته البيولوجية في النظم البيئية للتربة والمياه. من المفترض أنه نتيجة للعمليات الميكروبيولوجية الجارية ، في هذه النظم البيئية الطبيعية ، يتطاير الكبريت على شكل كبريتيد الهيدروجين (H 2S). تشير العديد من البيانات العلمية إلى أن الكائنات الحية الدقيقة تنتج كبريتيد الهيدروجين بطريقتين أساسيتين:

1. استرجاع الكبريتات.

2. تحلل المواد العضوية.

ديسولفوفيبريوفضلا عن البكتيريا ذات الصلة ، ومخفضات الكبريتات ، وتسكن المستنقعات والمستنقعات والتربة سيئة الصرف بكثرة. تستخدم هذه الكائنات الحية الدقيقة الكبريتات كمستقبل نهائي للإلكترون. أيضا ، مجموعة كبيرة ومتنوعة من الكائنات الحية الدقيقة ، بما في ذلك الأيروبس ، والحرارة ، والميكروفيل ، والبكتيريا ، والفطريات الشعاعية والفطريات ، تحلل المركبات العضوية المحتوية على الكبريت وتطلق كبريتيد الهيدروجين. يمكن أن يحتوي سطح البحر وطبقاته العميقة أيضًا على كميات كبيرة من كبريتيد الهيدروجين. في الوقت الحاضر ، مصادر تكوين ثنائي ميثيل الكبريتيد غير معروفة تمامًا ، ولكن من المفترض أن الطحالب متورطة في حدوثها. لا تتجاوز انبعاثات الكبريت البيولوجية 30-40 مليون طن سنويًا ، أي ما يقرب من ثلث إجمالي كمية الكبريت المنبعثة.

ثانيًا. النشاط البركاني. عندما ينفجر البركان ، تدخل كبريتيد الهيدروجين والكبريتات والكبريت الأولي الغلاف الجوي للأرض جنبًا إلى جنب مع كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكبريت. تدخل هذه المركبات بشكل أساسي إلى الطبقة السفلية - طبقة التروبوسفير ، ومع الانفجارات الكبيرة المنفصلة ، لوحظ زيادة في تركيز مركبات الكبريت في الطبقات العليا - في الستراتوسفير. مع ثوران البراكين ، يدخل حوالي 2 مليون طن من المركبات المحتوية على الكبريت الغلاف الجوي سنويًا في المتوسط. بالنسبة لطبقة التروبوسفير ، فإن هذه الكمية من الكبريت لا تذكر مقارنة بالإطلاق البيولوجي ، بينما بالنسبة لطبقة الستراتوسفير ، فإن الانفجارات البركانية هي أهم مصادر الكبريت.

ثالثا. سطح المحيطات. بعد تبخر قطرات الماء التي تدخل الغلاف الجوي من سطح المحيطات ، بقايا ملح البحر تحتوي ، إلى جانب أيونات الصوديوم والكلور ، على مركبات كبريتية - كبريتات.

جنبًا إلى جنب مع جزيئات ملح البحر ، يدخل من 50 إلى 200 مليون طن من الكبريت سنويًا الغلاف الجوي للأرض ، وهو أكثر بكثير من انبعاث الكبريت في الغلاف الجوي بطريقة طبيعية. في الوقت نفسه ، نظرًا لحجمها الكبير ، تسقط جزيئات الملح بسرعة من الغلاف الجوي ، وبالتالي ، يدخل جزء ضئيل فقط من الكبريت إلى الطبقات العليا ويتم رشه على الأرض. ومع ذلك ، ينبغي للمرء أن يأخذ في الاعتبار حقيقة أن الكبريتات ذات الأصل البحري لا يمكن أن تشكل حامض الكبريتيك ، وبالتالي ، من وجهة نظر تكوين المطر الحمضي ، فهي ليست مهمة. يؤثر تأثيرها فقط على تنظيم تكوين السحب وهطول الأمطار.

المصادر البشرية المنشأ لانبعاثات الكبريت في الغلاف الجوي:

أنواع مركبات النيتروجين:

يتضمن تكوين الغلاف الجوي عددًا من المركبات المحتوية على النيتروجين ، وأكثرها شيوعًا هو أكسيد النيتروز (N 2 O). هذا الغاز في الطبقات السفلية من الهواء محايد ولا يشارك في تكوين المطر الحمضي. يوجد أيضًا في تكوين الغلاف الجوي للأرض أكاسيد النيتروجين الحمضية ، مثل: أكسيد النيتريك NO ، وثاني أكسيد النيتروجين NO 2. بالإضافة إلى ذلك ، يتضمن تكوين الغلاف الجوي مركب النيتروجين القلوي الوحيد - الأمونيا.

أهم مركبات النيتروجين الموجودة في الغلاف الجوي للأرض هي:

1. أكسيد النيتروز - NO 2

2. أكسيد النيتريك - لا

3. أنهيدريد النيتروز - N 2 O 3

4. ثاني أكسيد النيتروجين - NO 2

5. أكسيد النيتريك - N 2 O 5

مصادر مركبات النيتروجين:

المصادر الطبيعية لانبعاث مركبات النيتروجين في الغلاف الجوي:

أنا. انبعاث أكاسيد النيتروجين في التربة.أثناء نشاط بكتيريا نزع النتروجين التي تعيش في التربة ، يتم إطلاق أكاسيد النيتروجين من النترات. وفقًا لبيانات عام 1990 ، يتم تكوين حوالي 8 ملايين طن من أكاسيد النيتروجين (من حيث النيتروجين) بهذه الطريقة كل عام في جميع أنحاء العالم.

ثانيًا. عواصف رعدية.أثناء التفريغ الكهربائي في الغلاف الجوي ، وبسبب ارتفاع درجة الحرارة والانتقال إلى حالة البلازما ، يتحد النيتروجين الجزيئي والأكسجين في الهواء ليشكلوا أكاسيد النيتروجين. تبلغ كمية أكسيد النيتروجين المتكون بهذه الطريقة حوالي 8 ملايين طن.

ثالثا. حرق الكتلة الحيوية.يمكن أن يكون هذا النوع من المصادر من أصل اصطناعي وطبيعي. يتم حرق أكبر كمية من الكتلة الحيوية نتيجة عملية حرق الغابة (من أجل الحصول على مساحة الإنتاج) والحرائق في السافانا. أثناء احتراق الكتلة الحيوية ، يدخل 12 مليون طن من أكاسيد النيتروجين (من حيث النيتروجين) إلى الهواء خلال العام.

رابعا. مصادر أخرى.المصادر الأخرى للانبعاثات الطبيعية لأكاسيد النيتروجين أقل أهمية ويصعب تقييمها. وتشمل هذه: أكسدة الأمونيا في الغلاف الجوي ، وتحلل أكسيد النيتروز الموجود في الستراتوسفير ، ونتيجة لذلك يدخل خليط من الأكاسيد المتكونة NO و NO 2 إلى طبقة التروبوسفير ، وأخيراً ، عمليات التحلل الضوئي والبيولوجية في الغلاف الجوي. المحيطات. تنتج هذه المصادر بشكل مشترك خلال العام من 2 إلى 12 مليون طن من أكاسيد النيتروجين (من حيث النيتروجين).

المصادر البشرية المنشأ لانبعاث مركبات النيتروجين في الغلاف الجوي:

من بين المصادر البشرية لتكوين أكسيد النيتروجين ، يحتل احتراق الوقود الأحفوري (الفحم والنفط والغاز وما إلى ذلك) المرتبة الأولى. أثناء الاحتراق ، نتيجة لحدوث ارتفاع في درجة الحرارة ، يتحد النيتروجين والأكسجين في الهواء. في هذه الحالة ، تتناسب كمية أكسيد النيتريك NO الناتج مع درجة حرارة الاحتراق. بالإضافة إلى ذلك ، تتشكل أكاسيد النيتروجين نتيجة احتراق المواد المحتوية على النيتروجين الموجودة في الوقود. من خلال حرق الوقود الأحفوري ، تطلق البشرية سنويًا حوالي 12 مليون طن في الحوض الجوي للأرض. أكاسيد النيتروجين. أكاسيد النيتروجين أقل بقليل ، حوالي 8 مليون طن. في العام يأتي من احتراق الوقود (بنزين ، ديزل ، إلخ) في محركات الاحتراق الداخلي ، وتنتج الصناعة حول العالم حوالي مليون طن. النيتروجين سنويا. وهكذا ، فإن ما لا يقل عن 37٪ من ما يقرب من 56 جبلًا. تتكون الانبعاثات السنوية لأكسيد النيتريك من مصادر بشرية المنشأ. ومع ذلك ، ستكون هذه النسبة أعلى بكثير إذا تمت إضافة منتجات احتراق الكتلة الحيوية إليها.

الأمونيا الجوية:

تلعب الأمونيا ، وهي قلوية في محلول مائي ، دورًا مهمًا في تنظيم المطر الحمضي ، حيث يمكنها تحييد المركبات الحمضية في الغلاف الجوي:

NH 3 + H 2 SO 4 \ u003d NH 4 HSO 4

NH 3 + NH 4 HSO 4 = (NH 4) 2 SO 4

NH 3 + HNO 3 \ u003d NH 4 NO 3

وهكذا ، يتم معادلة ترسيب الحمض وتتشكل الكبريتات ونترات الأمونيوم.

التربة هي أهم مصدر للأمونيا في الغلاف الجوي. يتم تكسير المادة العضوية في التربة بواسطة بكتيريا معينة ، ومن المنتجات النهائية لهذه العملية الأمونيا. تمكن العلماء من إثبات أن نشاط البكتيريا ، الذي يؤدي في النهاية إلى تكوين الأمونيا ، يعتمد بشكل أساسي على درجة حرارة التربة ورطوبتها. في خطوط العرض الجغرافية المرتفعة (أمريكا الشمالية وأوروبا الشمالية) ، خاصة خلال أشهر الشتاء ، يمكن أن يكون إطلاق الأمونيا في التربة ضئيلًا. في الوقت نفسه ، تحتوي هذه المناطق على أعلى مستويات انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت وأكسيد النيتروجين ، ونتيجة لذلك لا يتم تحييد الأحماض الموجودة في الغلاف الجوي ، وبالتالي يزداد خطر هطول الأمطار الحمضية. أثناء انهيار بول الحيوانات الأليفة ، يتم إطلاق كميات كبيرة من الأمونيا. هذا المصدر للأمونيا مهم للغاية لدرجة أنه في أوروبا يتجاوز قدرة التربة على إطلاق الأمونيا.

التحولات الكيميائية لمركبات الكبريت:

كقاعدة عامة ، يتم تضمين الكبريت في الانبعاثات غير المؤكسدة تمامًا (حالة أكسدة الكبريت في ثاني أكسيده هي 4 ، أي يتم ربط ذرة كبريت واحدة بذرتين من الأكسجين). إذا كانت مركبات الكبريت موجودة في الهواء لفترة طويلة بما فيه الكفاية ، فعندئذ تحت تأثير العوامل المؤكسدة الموجودة في الهواء ، فإنها تتحول إلى حمض الكبريتيك أو الكبريتات. في عملية أكسدة غاز ثاني أكسيد الكبريت (SO 2) بالأكسجين (O 2) ، يزيد الكبريت من حالة الأكسدة ويمر إلى ثالث أكسيد الكبريت (SO 3) ، والذي بدوره مادة استرطابية للغاية وتتفاعل مع الماء الجوي ، يتحول بسرعة كبيرة إلى H 2 SO4. ولهذا السبب ، في ظل الظروف الجوية العادية ، لا يوجد ثالث أكسيد الكبريت في الهواء بكميات كبيرة. نتيجة للتفاعل ، تتشكل جزيئات حمض الكبريتيك ، والتي تتكثف بسرعة في الهواء أو على سطح جزيئات الهباء الجوي.

بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكبريت ، توجد أيضًا كميات كبيرة من مركبات الكبريت الطبيعية الأخرى في الغلاف الجوي ، والتي تتأكسد في النهاية إلى حمض الكبريتيك (أو الكبريتات).

التحولات الكيميائية لمركبات النيتروجين:

أكثر مركبات النيتروجين شيوعًا التي تشكل جزءًا من الانبعاثات هو أكسيد النيتريك NO ، والذي عند تفاعله مع الأكسجين الموجود في الغلاف الجوي ، يكون ثاني أكسيد النيتروجين. الأخير ، نتيجة للتفاعل مع شق الهيدروكسيل ، يتحول إلى حمض النيتريك NO 2 + OH = HNO 3. يمكن أن يبقى حمض النيتريك الذي يتم الحصول عليه بهذه الطريقة ، على عكس حامض الكبريتيك ، في حالة غازية لفترة طويلة ، لأنه لا يتكثف جيدًا. هذا يرجع إلى حقيقة أن حامض النيتريك أكثر تطايرًا من حامض الكبريتيك. يمكن امتصاص أبخرة حمض النيتريك عن طريق السحب أو قطرات الترسيب أو جزيئات الهباء الجوي.

الترسيب الحمضي (المطر الحمضي)

الخطوة الأخيرة في دورة الملوثات هي الترسيب ، والذي يمكن أن يحدث بطريقتين:

1. غسل الرواسب أو الترسيب الرطب

2. الترسيب أو الترسيب الجاف

يسمى الجمع بين هاتين العمليتين بالترسيب الحمضي.

تأثير المطر الحمضي على البيئة

نتيجة الترسيب الحمضي هي أن العناصر النزرة الحمضية في الغلاف الجوي والكبريت والنيتروجين تسقط على سطح الأرض ، مما يؤدي إلى تغيرات قوية في حموضة المسطحات المائية والتربة. بادئ ذي بدء ، تؤثر الزيادة في الحموضة على حالة خزانات المياه العذبة والغابات. المطر الحمضي له تأثيرات مختلفة. في البداية ، يساهم هطول الأمطار الذي يحتوي على نسبة عالية من النيتروجين في البداية في نمو الأشجار في الغابة ، حيث يتم تزويد الأشجار بالمغذيات. ومع ذلك ، نتيجة لاستهلاكها المستمر ، فإن الغابة مشبعة بها بشكل مفرط ، مما يؤدي إلى تحمض التربة. نتيجة للتغيرات في حموضة التربة ، تتغير قابلية ذوبان المعادن الثقيلة والسامة فيها ، والتي يمكن أن تدخل جسم الحيوانات والبشر عن طريق انتقالها عبر السلسلة الغذائية ، حيث يحدث تراكمها. تحت تأثير الحموضة ، يتغير التركيب الكيميائي الحيوي للتربة ، مما يؤدي إلى موت الكائنات الحية في التربة وبعض النباتات.

تحت تأثير المطر الحمضي ، يتم غسل المركبات غير العضوية من النباتات ، والتي تشمل جميع العناصر الدقيقة والكبيرة. لذلك ، على سبيل المثال ، عادة ما يتم غسل البوتاسيوم والكالسيوم والمغنيسيوم والمنغنيز بكميات كبيرة. المركبات العضوية المختلفة ، مثل السكريات ، والأحماض الأمينية ، والأحماض العضوية ، والهرمونات ، والفيتامينات ، والبكتين ، والمواد الفينولية ، وما إلى ذلك ، تخضع أيضًا للنض من النباتات. نتيجة لهذه العمليات ، يزداد فقدان العناصر الحيوية الضرورية للنباتات ، مما يؤدي إلى تلفها.

يمكن استبدال أيونات الهيدروجين التي تدخل التربة بالمطر الحمضي بالكاتيونات الموجودة في التربة ، مما يؤدي إما إلى ترشيح الكالسيوم والمغنيسيوم والبوتاسيوم ، أو ترسبها في صورة مجففة. تزداد حركة المعادن الثقيلة السامة مثل المنغنيز والنحاس والكادميوم. ذوبان المعادن الثقيلة يعتمد بشدة على الرقم الهيدروجيني. المعادن الثقيلة المذابة وبالتالي تمتصها النباتات بسهولة ، تعتبر سامة للنباتات ويمكن أن تؤدي إلى موتها. من أخطر العناصر على الكائنات الحية التي تعيش في التربة هو الألمنيوم المذاب في بيئة شديدة الحموضة. في العديد من التربة ، على سبيل المثال في مناطق الغابات الشمالية المعتدلة والشمالية ، لوحظ امتصاص تركيزات أعلى من الألومنيوم مقارنة بتركيزات الكاتيونات القلوية. على الرغم من أن العديد من الأنواع النباتية قادرة على تحمل هذه النسبة ، عندما تسقط كميات كبيرة من الأمطار الحمضية ، فإن نسبة الألومنيوم والكالسيوم في مياه التربة تتغير كثيرًا بحيث يضعف نمو الجذور وتتعرض الأشجار للخطر.

التغييرات في تكوين التربة يمكن أن تغير تكوين الكائنات الدقيقة في التربة ، وتؤثر على نشاطها ، وبالتالي تؤثر على عمليات التحلل والتمعدن ، وكذلك تثبيت النيتروجين والتحميض الداخلي.

على الرغم من هطول الأمطار الحمضية ، فإن التربة لديها القدرة على معادلة حموضة البيئة ، أي إلى حد ما ، يمكن أن تقاوم الزيادة في الحموضة. تحدد مقاومة التربة عادةً وجود صخور الحجر الجيري والحجر الرملي (والتي تشمل كربونات الكالسيوم CaCO 3) ، والتي ، نتيجة للتحلل المائي ، يكون لها تفاعل قلوي.

تحمض المياه العذبة.

تحمض المياه العذبة هو فقدان قدرتها على التحييد. يحدث التحمض عادة بسبب الأحماض القوية مثل حامض الكبريتيك وحمض النيتريك. على مدى فترة طويلة ، تلعب الكبريتات دورًا أكثر أهمية ، ولكن خلال الأحداث العرضية (ذوبان الجليد) ، تعمل الكبريتات والنترات معًا.

يمكن تقسيم عملية تحمض المسطحات المائية إلى 3 مراحل:

1. فقدان أيونات البيكربونات ، أي انخفاض في القدرة على تحييد قيمة ثابتة للأس الهيدروجيني.

2. انخفاض الرقم الهيدروجيني مع انخفاض كمية أيونات البيكربونات. ثم تنخفض قيمة الأس الهيدروجيني إلى أقل من 5.5. تبدأ أكثر أنواع الكائنات الحية حساسية في الموت بالفعل عند درجة الحموضة = 6.5.

يمكن أيضًا أن يكون سبب موت الكائنات الحية ، بالإضافة إلى عمل أيون الألومنيوم عالي السمية ، هو حقيقة أن الكادميوم والزنك والرصاص والمنغنيز والمعادن الثقيلة السامة الأخرى يتم إطلاقها تحت تأثير أيون الهيدروجين. تبدأ كمية المغذيات النباتية في الانخفاض. يشكل أيون الألومنيوم فوسفات الألومنيوم غير القابل للذوبان مع أيون الفوسفات ، والذي يترسب على شكل رواسب قاعية: Al 3+ + PO 4 3- AlPO 4. كقاعدة عامة ، يتوازى انخفاض درجة حموضة الماء مع انخفاض عدد السكان وموت الأسماك والبرمائيات والعوالق النباتية والحيوانية ، بالإضافة إلى العديد من الكائنات الحية الأخرى.

وصل تحمض البحيرات والأنهار إلى أكبر نطاق في السويد والنرويج والولايات المتحدة الأمريكية وكندا والدنمارك وبلجيكا وهولندا وألمانيا واسكتلندا ويوغوسلافيا وفي عدد من الدول الأوروبية. وجدت دراسة أجريت على 5000 بحيرة في جنوب النرويج أن 1750 منها قد فقدت تجمعاتها السمكية ، وأن 900 بحيرة أخرى كانت في خطر شديد. في الأجزاء الجنوبية والوسطى من السويد ، هناك خسارة في الأسماك في 2500 بحيرة ، ومن المتوقع حدوث نفس الشيء في 6500 بحيرة أخرى حيث تم العثور بالفعل على علامات التحميض. ما يقرب من 18000 بحيرة بها درجة حموضة مائية أقل من 5.5 ، مما يؤثر بشكل سلبي للغاية على تجمعات الأسماك.

التأثيرات المباشرة للترسيب الحمضي على البيئة

1. موت النبات.يتم ملاحظة الموت المباشر للنباتات بالقرب من المصدر المباشر للانبعاثات ، وكذلك داخل دائرة نصف قطرها عدة عشرات من الكيلومترات من هذا المصدر. السبب الرئيسي هو التركيز العالي لثاني أكسيد الكبريت. يتم امتصاص هذا المركب على سطح النبات ، بشكل رئيسي على أوراقه ، ويخترق جسم النبات ، ويشارك في تفاعلات الأكسدة والاختزال المختلفة. تحت تأثيرها ، يحدث أكسدة الأحماض الدهنية غير المشبعة للأغشية ، وبالتالي تغيير نفاذية لها ، مما يؤثر بشكل أكبر على العمليات الحيوية مثل التنفس والتمثيل الضوئي. بادئ ذي بدء ، يحدث موت الأشنات ، والتي لا يمكن أن توجد إلا في حالة بيئة نظيفة جدًا. الأشنات هي مؤشرات حساسة لأنواع مختلفة من تلوث الهواء. أظهرت الأبحاث الحديثة من جامعة نوتنغهام أن الأنواع التي تشكل الوسادة من جنس كلادونيا يمكن أن تكون بمثابة مؤشرات حساسة للأمطار الحمضية.

2. التأثير المباشر على البشر.تشكل جزيئات الهباء الحمضي خطراً خاصاً على صحة الإنسان. درجة خطورتها تعتمد في المقام الأول على حجمها. تبقى جزيئات الهباء الجوي الكبيرة باقية في الجهاز التنفسي العلوي ، بينما يمكن للقطرات الصغيرة (أقل من 1 ميكرون) المكونة من خليط من أحماض الكبريتيك والنتريك أن تخترق الأجزاء الأبعد من الرئتين وتسبب أضرارًا كبيرة هناك. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تدخل معادن مثل الألمنيوم (وغيره من المعادن الثقيلة) في السلسلة الغذائية التي يقف الشخص في الجزء العلوي منها ، مما قد يؤدي إلى التسمم.

3. تآكل المعادن والمباني والآثار.سبب التآكل هو زيادة تركيز أيونات الهيدروجين على سطح المعادن ، والتي تعتمد عليها أكسدة بشكل كبير. في مناطق الضواحي ، تصل درجة تآكل الهياكل المعدنية إلى عدة ميكرومتر في السنة ، بينما في المناطق الحضرية الملوثة يمكن أن تصل إلى 100 ميكرون. في العام. يمكن للأمطار الحمضية أن تسبب أضرارًا ليس فقط للمعادن ، ولكن أيضًا للمباني والآثار وغيرها من الهياكل. يتم تدمير الآثار المبنية من الحجر الجيري والحجر الرملي بسرعة كبيرة عند تعرضها للأمطار الحمضية. يتحول كربونات الكالسيوم 3 إلى كبريتات الكالسيوم ، الموجود في الحجر الرملي والحجر الجيري ، ويمكن غسله بسهولة بمياه الأمطار.

حاليًا ، الوقود الرئيسي في إستونيا هو الصخر الزيتي الأحفوري ، الذي يحتوي على نسبة عالية من الكبريت. ومع ذلك ، نظرًا لاستخدامه الحراري ، تنبعث الأكاسيد الأساسية أيضًا في الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى تحييد المكونات الحمضية. لذلك ، فإن حرق الصخر الزيتي لا يسبب المطر الحمضي. على العكس من ذلك ، في شمال شرق إستونيا ، يسقط الترسيب القلوي ، حيث يمكن أن يصل الرقم الهيدروجيني إلى 9 وحدات أو أكثر.

طرق حل المشاكل

لحل مشكلة المطر الحمضي ، من الضروري تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت وأكسيد النيتروجين في الغلاف الجوي. يمكن تحقيق ذلك بعدة طرق ، بما في ذلك عن طريق تقليل الطاقة التي يتلقاها البشر من حرق الوقود الأحفوري وزيادة عدد محطات الطاقة التي تستخدم مصادر طاقه بديله(طاقة ضوء الشمس والرياح وطاقة المد والجزر).الفرص الأخرى لتقليل انبعاثات الملوثات في الغلاف الجوي هي:

1. تقليل محتوى الكبريت في أنواع مختلفة من الوقود.سيكون الحل الأكثر قبولًا هو استخدام أنواع الوقود التي تحتوي على كميات قليلة من مركبات الكبريت. ومع ذلك ، هناك عدد قليل جدًا من أنواع الوقود هذه. يحتوي 20٪ فقط من احتياطيات النفط العالمية على نسبة كبريت أقل من 0.5٪. وفي المستقبل ، لسوء الحظ ، سيزداد محتوى الكبريت في الوقود المستخدم حيث يتم إنتاج النفط الذي يحتوي على نسبة منخفضة من الكبريت بمعدل متسارع. وينطبق الشيء نفسه على الفحم الأحفوري. تبين أن إزالة الكبريت من تركيبة الوقود عملية مكلفة للغاية من الناحية المالية ، علاوة على ذلك ، من الممكن إزالة ما لا يزيد عن 50 ٪ من مركبات الكبريت من تركيبة الوقود ، وهي كمية غير كافية.

2. استخدام الأنابيب العالية.لا تقلل هذه الطريقة من التأثير على البيئة ، بل تزيد من كفاءة خلط الملوثات في الطبقات العليا من الغلاف الجوي ، مما يؤدي إلى هطول حمضي في المناطق النائية عن مصدر التلوث. تقلل هذه الطريقة من تأثير التلوث على النظم البيئية المحلية ، ولكنها تزيد من خطر هطول الأمطار الحمضية في المناطق النائية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذه الطريقة غير أخلاقية للغاية ، لأن الدولة التي تحدث فيها هذه الانبعاثات تنقل جزءًا من العواقب إلى بلدان أخرى.

3. التغييرات التكنولوجية.تعتمد كمية أكاسيد النيتروجين NO ، التي تتكون أثناء الاحتراق ، على درجة حرارة الاحتراق. في سياق التجارب التي تم إجراؤها ، كان من الممكن إثبات أنه كلما انخفضت درجة حرارة الاحتراق ، قل ظهور أكسيد النيتروجين ، علاوة على ذلك ، فإن كمية أكسيد النيتروجين تعتمد على الوقت الذي يقضيه الوقود في منطقة الاحتراق مع الهواء الزائد. وبالتالي ، يمكن للتغييرات المناسبة في التكنولوجيا أن تقلل من الانبعاثات. يمكن الحصول على تخفيضات في انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت عن طريق إزالة الكبريت من الغازات النهائية. الطريقة الأكثر شيوعًا هي العملية الرطبة ، حيث يتم فقاعات الغازات النهائية من خلال محلول من الحجر الجيري ، مما يؤدي إلى تكوين كبريتات الكالسيوم وكبريتات. بهذه الطريقة ، يمكن إزالة أكبر كمية من الكبريت من الغازات النهائية.

4. التجيير.لتقليل تحمض البحيرات والتربة ، تضاف إليها المواد القلوية (CaCO 3). هذه العملية شائعة جدًا في الدول الاسكندنافية ، حيث يتم رش الجير من طائرات الهليكوبتر على التربة أو في منطقة مستجمعات المياه. الدول الاسكندنافية هي الأكثر تضررًا من الأمطار الحمضية ، حيث تحتوي معظم البحيرات الاسكندنافية على الجرانيت أو طبقة الحجر الجيري الفقيرة. تتمتع هذه البحيرات بقدرة أقل بكثير على معادلة الأحماض من البحيرات الموجودة في المناطق الغنية بالحجر الجيري. ولكن إلى جانب المزايا ، فإن للجير أيضًا عددًا من العيوب:

· في مياه البحيرات المتدفقة والمختلطة بسرعة ، فإن المعادلة ليست فعالة بما فيه الكفاية ؛

· وجود انتهاك جسيم للتوازن الكيميائي والبيولوجي للمياه والتربة.

لا يمكن القضاء على جميع الآثار الضارة للتحمض ؛

· المعادن الثقيلة لا يمكن إزالتها عن طريق التجيير. أثناء انخفاض الحموضة ، تتحول هذه المعادن إلى مركبات قليلة الذوبان وترسب ، ولكن عند إضافة جزء جديد من الحمض ، فإنها تذوب مرة أخرى ، مما يمثل خطرًا محتملاً دائمًا على البحيرات.

وتجدر الإشارة إلى أنه لم يتم تطوير طريقة حتى الآن ، عند حرق الوقود الأحفوري ، ستسمح بتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت والنيتروجين ، وفي بعض الحالات منع ذلك تمامًا.

المطر الحمضي - ثمن التقدم

لطالما دق العلماء ناقوس الخطر: لقد وصل التلوث البيئي إلى مستويات لا تصدق. تصريف النفايات السائلة في المسطحات المائية ، وغازات العادم والمواد الكيميائية المتطايرة في الغلاف الجوي ، ودفن البقايا النووية تحت الأرض - كل هذا جعل البشرية على شفا كارثة بيئية.

لقد شهدنا بالفعل بداية التحولات في النظام البيئي للكوكب: بين الحين والآخر في الأخبار يبلغون عن ظواهر الطقس غير النمطية لمنطقة معينة ، فإن Green Peace يدق ناقوس الخطر فيما يتعلق بالاختفاء الجماعي لأنواع كاملة من الحيوانات ، المطر الحمضي أصبح شائعا ، بل أصبح منتظما ، يمر بانتظام فوق المدن الصناعية. يواجه الشخص وضعا غامضا: ارتفاع مستوى المعيشة مصحوب بتدهور في البيئة ، مما يؤثر على الحالة الصحية. منذ فترة طويلة هذه المشكلة معترف بها في جميع أنحاء العالم. يجب أن يفكر الجنس البشري: هل يستحق التقدم التكنولوجي العواقب المترتبة عليه؟ لفهم هذه المشكلة بشكل أفضل ، فكر في أحد "إنجازات" الصناعة الحديثة - المطر الحمضي ، والذي يُقال في عصرنا حتى في المدرسة. هل هم حقا بهذه الخطورة؟

المطر الحمضي: الأسباب والعواقب

لا يمكن أن يكون المطر حمضيًا فحسب ، بل يمكن أيضًا أن يكون الثلج والندى وحتى الضباب. ظاهريا

هطول الأمطار الطبيعي ، ولكن قيمها الحمضية أعلى بكثير من المعتاد ، وهذا هو سبب تأثيرها السلبي على البيئة. آلية تكوين المطر الحمضي هي كما يلي: غازات العادم والنفايات الصناعية الأخرى التي تحتوي على جرعات كبيرة من أكسيد الكبريت والصوديوم تدخل الغلاف الجوي ، حيث ترتبط بقطرات الماء ، مكونة محلول حمضي ضعيف التركيز ، والذي يسقط على الأرض كترسيب ، تسبب ضررا لا يمكن إصلاحه للطبيعة. يؤدي المطر الحمضي إلى تسمم الماء الذي تشربه الحيوانات ؛ عند سقوطهم في المسطحات المائية ، يدمرون ببطء النباتات والحيوانات المحلية ، ويقتلون المحاصيل الزراعية ، وينتقلون فوق الحقول ، ويسقطون في التربة ، ويسممونها. يسبب هذا الترسيب أضرارًا كبيرة حتى للهياكل الهندسية ، مما يؤدي إلى تآكل الجدران الحجرية للمباني وتقويض الهياكل الحاملة للخرسانة المسلحة. هطول الأمطار ليس مصير المدن الكبيرة والصناعية فقط

يمكن أن تنتقل السحب السامة عن طريق الكتل الهوائية لآلاف الكيلومترات وأن تسقط فوق الغابات والبحيرات.

كيف تتعامل مع المطر الحمضي؟

عواقب المطر الحمضي ضارة ليس فقط بالبيئة ، ولكن أيضًا بالاقتصاد ، والجميع يعرف ذلك. فلماذا لا يتم اتخاذ إجراءات حاسمة لتحسين الوضع؟ من أجل الحد من الانبعاثات في الغلاف الجوي ، هناك حاجة إلى استثمارات بمليارات الدولارات: من الضروري تحديث تكنولوجيا الإنتاج ؛ أما بالنسبة لعوادم السيارات ، فمن الضروري التحول إلى أنواع أكثر حداثة من الوقود. ستكون النتيجة ملموسة فقط عندما يشارك المجتمع الدولي بأسره في حل هذه المشكلة. لسوء الحظ ، في السعي لتحقيق الازدهار ونمو الناتج المحلي الإجمالي ، لا تولي حكومات العديد من البلدان الاهتمام الواجب لمشكلة حماية البيئة.

إزالة ومعالجة والتخلص من النفايات من فئة 1 إلى 5 درجات خطر

نحن نعمل مع جميع مناطق روسيا. رخصة سارية. مجموعة كاملة من المستندات الختامية. نهج فردي للعميل وسياسة تسعير مرنة.

باستخدام هذا النموذج ، يمكنك ترك طلب لتقديم الخدمات أو طلب عرض تجاري أو الحصول على استشارة مجانية من المتخصصين لدينا.

إرسال

المطر الحمضي عبارة عن مزيج من المواد ، الرطبة والجافة ، التي تسقط على الأرض من الغلاف الجوي. تحتوي على مستويات مرتفعة من أحماض النيتريك والكبريتيك. ببساطة ، هذا يعني أن المطر يصبح حامضيًا بسبب وجود ملوثات في الهواء. يغير الهواء تركيبته بسبب الانبعاثات الصادرة عن الآلات وعمليات التصنيع. المكون الرئيسي للمطر الحمضي هو النيتروجين.يوجد الكبريت أيضًا في المطر الحمضي.

يتسبب احتراق الوقود الأحفوري والصناعات التي تنبعث منها أكاسيد النيتروجين (NOx) وثاني أكسيد الكبريت (SO2) في تغيرات لا رجعة فيها في الغلاف الجوي. يتم تحديد الحموضة بناءً على مستوى الأس الهيدروجيني في قطرات الماء. مياه الأمطار العادية حمضية قليلاً مع درجة حموضة تتراوح من 5.3 إلى 6.0. يتفاعل ثاني أكسيد الكربون والماء الموجودان في الهواء معًا لتكوين حمض الكربونيك ، وهو حمض ضعيف. عندما ينخفض ​​مستوى الأس الهيدروجيني لمياه الأمطار عن هذا النطاق ، يتشكل الترسيب المذكور أعلاه.

عندما تتفاعل هذه الغازات مع الماء وجزيئات الأكسجين ، تتشكل أحماض النيتريك والكبريتيك ، من بين مواد كيميائية أخرى موجودة في الغلاف الجوي. وتسمى أيضًا المركبات الكيميائية ذات الحموضة المتوسطة. تميل إلى التسبب في تجوية المادة وتآكل المعدن وتقشير الطلاء على سطح المباني.

تحتوي الانفجارات البركانية أيضًا على مواد كيميائية معينة يمكن أن تسبب المطر الحمضي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن حرق الوقود الأحفوري وتشغيل المصانع والمركبات نتيجة للأنشطة البشرية يؤدي أيضًا إلى زيادة حموضة التكوينات في الغلاف الجوي.

حاليًا ، لوحظ وجود كمية كبيرة من الأمطار الحمضية في جنوب شرق كندا والولايات الشمالية الشرقية من أمريكا ومعظم أوروبا. إنهم يعانون بشكل كبير في روسيا والسويد والنرويج وألمانيا ، على الأقل وفقًا لإحصاءات غير متحيزة. بالإضافة إلى ذلك ، لوحظت أحداث هطول الأمطار الحمضية الأخيرة في جنوب آسيا وجنوب أفريقيا وسريلانكا وجنوب الهند.

أشكال الترسيب

يأتي الترسيب الحمضي في شكلين

• مبتل
• جاف

كل واحد منهم له تأثير مختلف على سطح الأرض. ويتكون كل منهم من عناصر كيميائية مختلفة. يُعتقد أن الأشكال الجافة لهطول الأمطار أكثر ضررًا ، لأنها تنتشر على مسافات كبيرة ، وغالبًا ما تعبر ليس فقط حدود المدن ، ولكن أيضًا الدول.

هطول الأمطار

عندما يكون الطقس رطبًا ، تسقط الأحماض على الأرض كمطر أو صقيع أو ضباب. يتكيف المناخ بدافع الحاجة إلى الاستجابة. تتم إزالة الأحماض من الغلاف الجوي وتترسب على سطح الأرض. عندما يصل الحمض إلى الأرض ، يكون له تأثير سلبي على عدد كبير من الحياة الحيوانية والنباتية والمائية. يدخل الماء في الأنهار والقنوات التي تختلط بمياه البحر فتؤثر بالتالي على الموائل البحرية.

هطول جاف

إنه خليط من الغازات والجزيئات الحمضية. ما يقرب من نصف الحموضة في الغلاف الجوي تعود إلى الأرض من خلال الترسب الجاف. إذا هبت الرياح في الأماكن التي يكون فيها الطقس جافًا ، تتحول الملوثات الحمضية إلى غبار أو دخان وتسقط على الأرض كجزيئات جافة. هذه المواد لها تأثير سلبي على السيارات والمنازل والأشجار والمباني. يتم إعادة تدوير ما يقرب من 50٪ من الملوثات الحمضية من الغلاف الجوي من خلال الترسيب الجاف. يمكن أن تنجرف هذه الملوثات الحمضية بعيدًا عن سطح الأرض بواسطة العواصف المطيرة. ثم يرتفع مستوى حموضة الموارد المائية أكثر.

إذا تبخر هطول الأمطار الرطب عاجلاً أو آجلاً مرة أخرى في الغلاف الجوي ، فعندئذٍ ، في الغابات ، يسد هطول الأمطار الجافة مسام أوراق الأشجار.

تاريخ

لطالما عُرف المطر الحمضي وحقائق مثيرة للاهتمام عنها. تم ذكر المطر الحمضي لأول مرة في القرن التاسع عشر ، خلال الثورة الصناعية. كان الكيميائي الاسكتلندي روبرت أنجوس سميث أول من أبلغ عن هذه الظاهرة في عام 1852. كرس حياته للبحث في العلاقة بين المطر الحمضي وتلوث الهواء في مانشستر ، إنجلترا. جذبت أعماله انتباه الجمهور فقط في الستينيات. تمت صياغة المصطلح في عام 1972 عندما نشرت صحيفة نيويورك تايمز تقارير عن تأثير تغير المناخ على نمو الغابات.

يعتبر هطول الأمطار الحمضي مصدرًا لكوارث طبيعية وكوارث من صنع الإنسان. ولكن هناك أيضًا تأثير معاكس. هذه الكوارث هي في الغالب مصادر الأمطار الحمضية. والسبب الرئيسي لذلك هو حرق الوقود الأحفوري المصحوب بانبعاثات ثاني أكسيد الكبريت (SO2) وأكاسيد النيتروجين (NOx) في الغلاف الجوي.

ينابيع طبيعية

المصادر الطبيعية لهطول الأمطار الإشكالية:

1. العامل المسبب الطبيعي الرئيسي للمطر الحمضي هو الانبعاثات البركانية. تنبعث من البراكين غازات حمضية تخلق حموضة غير طبيعية. على خلفيتها ، تهطل كمية قياسية من الأمطار. تعاني الارض من ظواهر مثل الضباب والثلج. ويعاني الغطاء النباتي وصحة السكان في محيط التكوينات البركانية.
2. تعفن الغطاء النباتي وحرائق الغابات والعمليات البيولوجية في البيئة وتولد أمطارًا حمضية مكونة غازات.
3. ثنائي ميثيل كبريتيد هو مثال نموذجي للمصادر البيولوجية الرئيسية للعناصر المحتوية على الكبريت في الغلاف الجوي. إنها انبعاثاتها التي تتفاعل مع جزيئات الماء بمساعدة النشاط الكهربائي. يتحول حمض النيتريك إلى مطر حمضي.

مصادر تكنوجينيك

الأنشطة البشرية التي تطلق غازات كيميائية مثل الكبريت والنيتروجين هي السبب الرئيسي للأمطار الحمضية. نحن البشر المسؤولون عن حقيقة أن الغلاف الجوي يدمر الكوكب. يرتبط هذا النشاط بمصادر تلوث الهواء. إنها عواقب الأنشطة التكنولوجية التي تؤدي إلى انبعاثات الكبريت والنيتروجين من المصانع ومنشآت الطاقة والسيارات. على وجه الخصوص ، يعد استخدام الفحم لتوليد الكهرباء أكبر مصدر للانبعاثات الغازية ، مما يؤدي إلى هطول الأمطار الحمضية.

تطلق السيارات والمصانع أيضًا كميات كبيرة من الانبعاثات الغازية في الهواء. أسوأ ما في الأمر أن هذه العملية تتكرر يوميًا ، خاصة في المناطق الصناعية من المدينة التي تشهد ازدحامًا كثيفًا للسيارات. تتفاعل هذه الغازات في الغلاف الجوي مع الماء والأكسجين والمواد الكيميائية الأخرى لتكوين مركبات حمضية مختلفة مثل حامض الكبريتيك ونترات الأمونيوم وحمض النيتريك. نتج عن هذه التجارب كميات عالية للغاية من الأمطار الحمضية.

تحمل الرياح الحالية هذه الخلائط الحمضية على مساحات واسعة عبر الحدود. تعود إلى الأرض كمطر حمضي أو أشكال أخرى من الترسيب. عند الوصول إلى الأرض ، ينتشرون على السطح ، وينقعون في التربة ويدخلون البحيرات والأنهار ، ويختلطون أخيرًا بمياه البحر.

يتم اشتقاق غازات ثاني أكسيد الكبريت (SO2) وأكاسيد النيتروجين (NOx) بشكل أساسي من الكهرباء الناتجة عن احتراق الفحم وهي سبب الأمطار الحمضية.

آثار المطر الحمضي

للأمطار الحمضية تأثير كبير على البيئة والصحة العامة. التأثير على البيئة المائية مرتفع للغاية. تتساقط الأمطار الحمضية إما مباشرة على المسطحات المائية أو تتدفق عبر الغابات والحقول والطرق إلى الجداول والأنهار والبحيرات. على مدى فترة من الزمن ، تتراكم الأحماض في الماء وتخفض درجة الحموضة. تحتاج النباتات والحيوانات المائية إلى مستوى معين من الأس الهيدروجيني. للبقاء على قيد الحياة ، يجب أن تظل عند حوالي 4.8. إذا انخفض الرقم الهيدروجيني إلى أقل من ذلك ، تصبح الظروف معادية لبقاء الكائنات المائية.

يميل المطر الحمضي إلى تغيير درجة الحموضة وتركيز الألومنيوم. هذا يؤثر بشكل كبير على مستوى الأس الهيدروجيني للمياه السطحية ، وبالتالي يؤثر على الأسماك وكذلك أشكال الحياة المائية الأخرى. أقل من الرقم الهيدروجيني 5 ، لن يفقس معظم البيض.

يمكن أن تقتل المستويات المنخفضة أيضًا الأسماك البالغة. تقلل الرواسب من مستجمعات المياه التي يتم تصريفها في الأنهار والبحيرات التنوع البيولوجي في الأنهار والبحيرات. يصبح الماء أكثر حمضية. العديد من الأنواع ، بما في ذلك الأسماك والنباتات والحشرات المختلفة في البحيرات والأنهار والجداول ، أصبحت مريضة ، وتم القضاء على بعضها تمامًا بسبب هطول الأمطار الحمضية الزائدة على موارد المياه.

يقرع السياسيون والعلماء وعلماء البيئة والباحثون الأجراس في محاولة لتثقيف الناس حول أضرار الأمطار الحمضية. على عكس التهطال الرطب ، يصعب قياس التهطال الجاف. عندما يترسب الحمض ، يتم غسل الكائنات الضارة الموجودة على الأرض في البحيرات والجداول ، مما قد يتسبب في تغير مناخي لا يمكن السيطرة عليه.