تويت
الأمطار الحمضية، المطر الحمضي أو الترسب الحمضي: هو مصطلح واسع يتضمن أي شكل من هطول المطر الذي يحوي مواد حمضية، مثل حمض الكبريت وحمض الآزوت، وفقًا لوكالة الحماية البيئية EnvironmentalProtection Agency EPA.
لا ضرورة لأن تكون هذه الهواطل رطبةً أو سائلةً، إذ يتضمن التعريف الغبار والغاز والمطر والثلج والضباب والبرَد. يُدعى نوع المطر الحمضي الذي يحتوي على المياه بالهطول الرطب، بينما يُدعى المطر الحمضي الذي تشكل مع الغاز أو الدخان بالهطول الجاف.
أسباب الأمطار الحمضية (المطر الحمضي)
صيغ مصطلح المطر الحمضي عام 1852 من قِبل الكيميائي الاسكتلندي روبرت أنغوس سميث RobertAngos Smith، وفقًا للجمعية الملكية للكيمياء Royal Society of Chemistry، والتي لقبته بأبي المطر الحمضي.
أقر سميث مصطلح الأمطار الحمضية بينما كان يختبر التركيب الكيميائي لمياه الأمطار قرب المدن الصناعية في إنجلترا واسكتلندا. فكتب حول اكتشافاته -عام 1872 في كتاب-: «الهواء والمطر: بدايات علم المناخ الكيميائي».
في خمسينيات القرن العشرين، بدأ العلماء في الولايات المتحدة الأمريكية بدراسة هذه الظاهرة، وفي الستينيات وبداية السبعينيات، أُقروا بأن الأمطار الحمضية شكلت بيئيةً أثرت على غرب أوروبا وشرقي أمريكا.
أشجار ميتة تحد ضفة نهر بالقرب من نورليسك Norlisk في روسيا، التي كانت مركزًا صناعيًا أساسيًا في سيبيريا، وأحد أكثر المدن تلوثًا في العالم، حسب ناشونال جيوغرافيك.
رغم أن الملوثات البشرية تسبب معظم الهَطل الحمضي حاليًا، يمكن للكوارث الطبيعية أن تكون عاملًا آخر. فعلى سبيل المثال، من الممكن أن تسبب البراكين المطر الحمضي عن طريق نفث الملوثات في الهواء، ومن الممكن أن تُحمل هذه الملوثات حول العالم بتيارات نفاثة وتتحول إلى أمطار حمضية بعيدًا عن البركان.
بعد أن قضى كويكب على الديناصورات قبل 65.5 مليون عام حسب الافتراضات، تحرر ثلاثي أكسيد الكبريت في الهواء، وعند اصطدامه بالهواء تحول إلى حمض كبريتي، مولدًا هَطلانًا من المطر الحمضي، وذلك وفقًا لدراسة نشرت عام 2014 في دورية نيتشر لعلوم الأرض Nature Geoscience. وقبل ذلك حتى، قبل أكثر من 4 مليارات عام، يُعتقد أن وجود ثاني أكسيد الكربون في الهواء كان يقارب 10000 ضعف ما يوجد به حاليًا.
دعم علماء الأرض بجامعة ويسكونسن ماديسون Wisconsin – Madison هذه النظرية عبر دراسة الصخور، وقد نُشرت النتائج في إحدی إصدارات دورية أبحاث الأرض وعلوم الكواكب Earth and Palnetary Science letters عام 2008.
يقول جون فالي John Valley -أحد أعضاء الفريق الذي قام بالدراسة:
يُعد إطلاق ثاني أكسيد الكبريت So2 وأكاسيد النيتروجين NOx في الهواء من محطات الطاقة العاملة بالوقود الأحفوري، والمركبات ومصافي النفط أهم أسباب الأمطار الحمضية اليوم، وذلك وفقًا لوكالة الحماية البيئية؛ إذ يأتي ثلثا ثاني أكسيد الكبريت الموجود في الغلاف الجوي من مولدات الطاقة الكهربائية.
يحصل التفاعل الكيميائي باختلاط ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين مع الماء، والأكسجين وعناصر كيميائية أخرى في الهواء. تصبح بعدها تلك المركبات حموضًا كبريتيةً وآزوتيةً تختلط مع الهَطول وتنهمر على الأرض، ويُعتبر الهطول حمضيًا عندما يكون الأس الهيدروجيني pH حوالي 5.2 أو أقل، وفقًا لموسوعة بريتانيكا Encyclopdia Britannica: يُعد الأس الهيدروجيني الطبيعي للمطر حوالي 5.6.
آثار المطر الحمضي على البيئة
يؤثر المطر الحمضي على كل شيء تقريبًا، بما في ذلك النباتات والتربة والأشجار والأبنية، وحتى التماثيل؛ إذ يمكن أن يغير من شكلها.
لوحظ أن المطر الحمضي شديد الضرر على الأشجار، إذ يُضعف الأشجار عن طريق إزالة الغشاء الواقي عن الأوراق، ويعيق النمو.
أظهرت ورقة بحثية صادرة في النسخة الإلكترونية لدورية علوم البيئة والتقنية عام 2005 دليل إعاقة المطر الحمضي لنمو أوراق الأشجار.
قال غريغ لورنس، عالم المسح الجيولوجي الذي قاد الدراسة:
يمكن للمطر الحمضي أيضًا أن يغير تركيب التربة والمسطحات المائية جاعلًا منها بيئةً غير ملائمة للحياة بالنسبة للحيوانات والنباتات المحلية. على سبيل المثال، تمتلك البحيرات السليمة أُسًا هيدروجينيًا يساوي 6.5 أو أكثر.
وحين يزيد المطر الحمضي من درجة الحموضة، تميل الأسماك لأن تموت؛ لا يمكن لمعظم أنواع الأسماك أن تنجو في مياه لها أس هيدروجيني أقل من 5. عندما يساوي الأس الهيدروجيني 4 تُعتبر البحيرة ميتةً (غير قابلة للحياة)، حسب National Atmospheric Deposition Program.
يمكن أيضًا للأمطار الحمضية أن تتلف الأحجار الكلسية والأبنية الرخامية كالآثار والأضرحة.
حلول الأمطار الحمضية
يوجد عدة حلول لإيقاف الأمطار الحمضية الناتجة عن الفعل البشري، إذ يُعد تنظيم الانبعاثات الآتية من المركبات والأبنية خطوةً مهمةً، حسب وكالة الحماية البيئية، ويمكن أن يتم هذا فقط عبر منع استخدام الوقود الأحفوري والتركيز على مصادر الطاقة المستدامة كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن لكل شخص أن يؤدي دوره الخاص عبر التقليل من استخدام المركبات، إذ يُعد استخدام وسائل النقل العامة، والمشي، وركوب الدراجات أو تشارك السيارات بدايةً جيدةً حسب وكالة الحماية البيئية، كما يمكن للأفراد أيضًا تقليل استخدامهم للكهرباء التي تولَّد غالبًا باستخدام الوقود الأحفوري، واستبدالها بالطاقة الشمسية، إذ تقدم العديد من شركات الكهرباء لزبائنها اشتراكات طاقة شمسية لا تتطلب التركيب وبأسعار منخفضة.
لا ضرورة لأن تكون هذه الهواطل رطبةً أو سائلةً، إذ يتضمن التعريف الغبار والغاز والمطر والثلج والضباب والبرَد. يُدعى نوع المطر الحمضي الذي يحتوي على المياه بالهطول الرطب، بينما يُدعى المطر الحمضي الذي تشكل مع الغاز أو الدخان بالهطول الجاف.
أسباب الأمطار الحمضية (المطر الحمضي)
صيغ مصطلح المطر الحمضي عام 1852 من قِبل الكيميائي الاسكتلندي روبرت أنغوس سميث RobertAngos Smith، وفقًا للجمعية الملكية للكيمياء Royal Society of Chemistry، والتي لقبته بأبي المطر الحمضي.
أقر سميث مصطلح الأمطار الحمضية بينما كان يختبر التركيب الكيميائي لمياه الأمطار قرب المدن الصناعية في إنجلترا واسكتلندا. فكتب حول اكتشافاته -عام 1872 في كتاب-: «الهواء والمطر: بدايات علم المناخ الكيميائي».
في خمسينيات القرن العشرين، بدأ العلماء في الولايات المتحدة الأمريكية بدراسة هذه الظاهرة، وفي الستينيات وبداية السبعينيات، أُقروا بأن الأمطار الحمضية شكلت بيئيةً أثرت على غرب أوروبا وشرقي أمريكا.
أشجار ميتة تحد ضفة نهر بالقرب من نورليسك Norlisk في روسيا، التي كانت مركزًا صناعيًا أساسيًا في سيبيريا، وأحد أكثر المدن تلوثًا في العالم، حسب ناشونال جيوغرافيك.
رغم أن الملوثات البشرية تسبب معظم الهَطل الحمضي حاليًا، يمكن للكوارث الطبيعية أن تكون عاملًا آخر. فعلى سبيل المثال، من الممكن أن تسبب البراكين المطر الحمضي عن طريق نفث الملوثات في الهواء، ومن الممكن أن تُحمل هذه الملوثات حول العالم بتيارات نفاثة وتتحول إلى أمطار حمضية بعيدًا عن البركان.
بعد أن قضى كويكب على الديناصورات قبل 65.5 مليون عام حسب الافتراضات، تحرر ثلاثي أكسيد الكبريت في الهواء، وعند اصطدامه بالهواء تحول إلى حمض كبريتي، مولدًا هَطلانًا من المطر الحمضي، وذلك وفقًا لدراسة نشرت عام 2014 في دورية نيتشر لعلوم الأرض Nature Geoscience. وقبل ذلك حتى، قبل أكثر من 4 مليارات عام، يُعتقد أن وجود ثاني أكسيد الكربون في الهواء كان يقارب 10000 ضعف ما يوجد به حاليًا.
دعم علماء الأرض بجامعة ويسكونسن ماديسون Wisconsin – Madison هذه النظرية عبر دراسة الصخور، وقد نُشرت النتائج في إحدی إصدارات دورية أبحاث الأرض وعلوم الكواكب Earth and Palnetary Science letters عام 2008.
يقول جون فالي John Valley -أحد أعضاء الفريق الذي قام بالدراسة:
مع هذه المستويات من ثاني أكسيد الكربون، ستحصل على مطر حمضي ضار جدًا وتأثيرات احتباس حراري شديدة؛إذ تستطيع هذه الظروف إذابة الحجارة.
يُعد إطلاق ثاني أكسيد الكبريت So2 وأكاسيد النيتروجين NOx في الهواء من محطات الطاقة العاملة بالوقود الأحفوري، والمركبات ومصافي النفط أهم أسباب الأمطار الحمضية اليوم، وذلك وفقًا لوكالة الحماية البيئية؛ إذ يأتي ثلثا ثاني أكسيد الكبريت الموجود في الغلاف الجوي من مولدات الطاقة الكهربائية.
يحصل التفاعل الكيميائي باختلاط ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين مع الماء، والأكسجين وعناصر كيميائية أخرى في الهواء. تصبح بعدها تلك المركبات حموضًا كبريتيةً وآزوتيةً تختلط مع الهَطول وتنهمر على الأرض، ويُعتبر الهطول حمضيًا عندما يكون الأس الهيدروجيني pH حوالي 5.2 أو أقل، وفقًا لموسوعة بريتانيكا Encyclopdia Britannica: يُعد الأس الهيدروجيني الطبيعي للمطر حوالي 5.6.
آثار المطر الحمضي على البيئة
يؤثر المطر الحمضي على كل شيء تقريبًا، بما في ذلك النباتات والتربة والأشجار والأبنية، وحتى التماثيل؛ إذ يمكن أن يغير من شكلها.
لوحظ أن المطر الحمضي شديد الضرر على الأشجار، إذ يُضعف الأشجار عن طريق إزالة الغشاء الواقي عن الأوراق، ويعيق النمو.
أظهرت ورقة بحثية صادرة في النسخة الإلكترونية لدورية علوم البيئة والتقنية عام 2005 دليل إعاقة المطر الحمضي لنمو أوراق الأشجار.
قال غريغ لورنس، عالم المسح الجيولوجي الذي قاد الدراسة:
من خلال تقديم التربة الوحيدة المحفوظة في العالم المجموعة قبل بدء فترة المطر الحمضي، ساعد الروس فريقنا الدولي في تتبع نمو الأشجار لأول مرة مع وجود تغيرات في التربة ناتجة عن المطر الحمضي، فلقد علمنا أن المطر الحمضي يُحمّض المياه السطحية، لكن هذه المرة الأولى التي استطعنا فيها مقارنة نمو الأشجار وتتبعها في الغابات المحتوية على تربة تتغير بسبب المطر الحمضي.
يمكن للمطر الحمضي أيضًا أن يغير تركيب التربة والمسطحات المائية جاعلًا منها بيئةً غير ملائمة للحياة بالنسبة للحيوانات والنباتات المحلية. على سبيل المثال، تمتلك البحيرات السليمة أُسًا هيدروجينيًا يساوي 6.5 أو أكثر.
وحين يزيد المطر الحمضي من درجة الحموضة، تميل الأسماك لأن تموت؛ لا يمكن لمعظم أنواع الأسماك أن تنجو في مياه لها أس هيدروجيني أقل من 5. عندما يساوي الأس الهيدروجيني 4 تُعتبر البحيرة ميتةً (غير قابلة للحياة)، حسب National Atmospheric Deposition Program.
يمكن أيضًا للأمطار الحمضية أن تتلف الأحجار الكلسية والأبنية الرخامية كالآثار والأضرحة.
حلول الأمطار الحمضية
يوجد عدة حلول لإيقاف الأمطار الحمضية الناتجة عن الفعل البشري، إذ يُعد تنظيم الانبعاثات الآتية من المركبات والأبنية خطوةً مهمةً، حسب وكالة الحماية البيئية، ويمكن أن يتم هذا فقط عبر منع استخدام الوقود الأحفوري والتركيز على مصادر الطاقة المستدامة كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن لكل شخص أن يؤدي دوره الخاص عبر التقليل من استخدام المركبات، إذ يُعد استخدام وسائل النقل العامة، والمشي، وركوب الدراجات أو تشارك السيارات بدايةً جيدةً حسب وكالة الحماية البيئية، كما يمكن للأفراد أيضًا تقليل استخدامهم للكهرباء التي تولَّد غالبًا باستخدام الوقود الأحفوري، واستبدالها بالطاقة الشمسية، إذ تقدم العديد من شركات الكهرباء لزبائنها اشتراكات طاقة شمسية لا تتطلب التركيب وبأسعار منخفضة.