ฝนกรด

แนวคิดทั่วไปของ "ฝนกรด":

คำว่า "ฝนกรด" ถูกนำมาใช้ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2415 โดยนักสำรวจชาวอังกฤษ แองกัส สมิธ ซึ่งได้รับความสนใจจากหมอกควันในแมนเชสเตอร์ และแม้ว่านักวิทยาศาสตร์ในสมัยนั้นปฏิเสธทฤษฎีการมีอยู่ของฝนกรด แต่ในปัจจุบันนี้ เป็นความจริงที่ชัดเจนว่าฝนกรดเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้สิ่งมีชีวิต ป่าไม้ พืชผล และพืชพรรณชนิดอื่นๆ ตาย นอกจากนี้ ฝนกรดจะทำลายอาคารและอนุสาวรีย์ทางสถาปัตยกรรม ทำให้โครงสร้างโลหะใช้ไม่ได้ ลดความอุดมสมบูรณ์ของดิน และอาจนำไปสู่การรั่วซึมของโลหะที่เป็นพิษสู่ชั้นหินอุ้มน้ำ

คำว่า "ฝนกรด" หมายถึงฝนอุตุนิยมวิทยาทุกประเภท - ฝน, หิมะ, ลูกเห็บ, หมอก, ลูกเห็บ - ซึ่ง pH น้อยกว่าค่า pH เฉลี่ยของน้ำฝนซึ่งมีค่าประมาณ 5.6 ฝนที่ "สะอาด" มักจะมีความเป็นกรดเล็กน้อย เนื่องจากคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2 ) ในอากาศทำปฏิกิริยาทางเคมีกับน้ำฝนทำให้เกิดกรดคาร์บอนิกอ่อน ในทางทฤษฎี ฝนที่เป็นกรดเล็กน้อย "สะอาด" ควรมี pH = 5.6 ซึ่งสอดคล้องกับสมดุลระหว่าง CO 2 ของน้ำกับ CO 2 ของบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการมีอยู่ของสารต่างๆ ในบรรยากาศอย่างต่อเนื่อง ฝนจึงไม่เคย "บริสุทธิ์" เลย และค่า pH ของฝนจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 4.9 ถึง 6.5 โดยมีค่าเฉลี่ยประมาณ 5.0 สำหรับเขตป่าไม้เขตอบอุ่น นอกจาก CO 2 แล้ว สารประกอบกำมะถันและไนโตรเจนหลายชนิดยังเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกโดยธรรมชาติ ซึ่งทำให้เกิดปฏิกิริยาที่เป็นกรดต่อปริมาณน้ำฝน ดังนั้น "ฝนกรด" สามารถเกิดขึ้นได้ด้วยเหตุผลทางธรรมชาติเช่นกัน อย่างไรก็ตาม นอกเหนือจากการเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกด้วยออกไซด์ต่างๆ ด้วยปฏิกิริยาที่เป็นกรดแล้ว ยังมีแหล่งกำเนิดจากมนุษย์ด้วย ซึ่งการปล่อยก๊าซออกมานั้นสูงกว่าแหล่งธรรมชาติหลายเท่า มลภาวะในชั้นบรรยากาศที่มีกำมะถันและไนโตรเจนออกไซด์จำนวนมากสามารถเพิ่มความเป็นกรดของการตกตะกอนได้เป็น pH = 4.0 ซึ่งเกินค่าที่สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ยอมรับได้

สาเหตุของฝนกรด:

สาเหตุหลักของฝนกรดคือการมีอยู่ของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ SO 2 และไนโตรเจนไดออกไซด์ NO 2 ในชั้นบรรยากาศของโลกซึ่งเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศกลายเป็นกรดกำมะถันและไนตริกตามลำดับซึ่งการตกตะกอนนั้น บนพื้นผิวโลกมีผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมโดยทั่วไป

ประเภทของสารประกอบกำมะถัน:

สารประกอบกำมะถันที่สำคัญที่สุดที่พบในชั้นบรรยากาศของโลก ได้แก่ :

1. ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ - SO 2

2. คาร์บอนออกซีซัลไฟด์ - COS

3. คาร์บอนไดซัลไฟด์ - CS 2

4. ไฮโดรเจนซัลไฟด์ - H 2 S

5. ไดเมทิลซัลไฟด์ - (CH 3) 2 S

6. ซัลเฟตไอออน - SO 4 2-

แหล่งที่มาของสารประกอบกำมะถัน:

แหล่งธรรมชาติของการปล่อยกำมะถันสู่บรรยากาศ:

ฉัน. การแยกตัวทางชีวภาพ. แบบจำลองดั้งเดิมของวัฏจักรกำมะถันเกือบจะไม่มีข้อยกเว้นแสดงให้เห็นว่าประมาณ 50% ของกำมะถันปรากฏในบรรยากาศอันเนื่องมาจากการเปลี่ยนแปลงทางชีวภาพในระบบนิเวศของดินและน้ำ สันนิษฐานว่าเป็นผลมาจากกระบวนการทางจุลชีววิทยาต่อเนื่องในระบบนิเวศธรรมชาติเหล่านี้ กำมะถันระเหยในรูปของไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H 2 S) ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์จำนวนมากระบุว่าจุลินทรีย์ผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์ได้สองวิธี:

1. การกู้คืนซัลเฟต

2. การสลายตัวของอินทรียวัตถุ

เดสซัลโฟบริโอเช่นเดียวกับแบคทีเรียที่เกี่ยวข้อง สารลดซัลเฟต อาศัยอยู่ในหนองน้ำ หนองบึง และดินที่ระบายน้ำได้ไม่ดีอย่างอุดมสมบูรณ์ จุลินทรีย์เหล่านี้ใช้ซัลเฟตเป็นตัวรับอิเล็กตรอนสุดท้าย นอกจากนี้ กลุ่มจุลินทรีย์ที่มีขนาดใหญ่และหลากหลาย เช่น แอโรบิก เทอร์โมฟิล ไซโครฟิล แบคทีเรีย แอคติโนมัยซีตและเชื้อรา สลายสารประกอบอินทรีย์ที่มีกำมะถันและปล่อยไฮโดรเจนซัลไฟด์ พื้นผิวของทะเลและชั้นลึกของทะเลยังมีไฮโดรเจนซัลไฟด์อยู่เป็นจำนวนมาก ปัจจุบันยังไม่ทราบแหล่งที่มาของการก่อตัวของไดเมทิลซัลไฟด์ทั้งหมด แต่สันนิษฐานว่าสาหร่ายมีส่วนเกี่ยวข้องกับการเกิดขึ้นของพวกมัน การปล่อยกำมะถันทางชีวภาพไม่เกิน 30-40 ล้านตันต่อปี ซึ่งคิดเป็นประมาณ 1/3 ของปริมาณกำมะถันที่ปล่อยออกมาทั้งหมด

ครั้งที่สอง กิจกรรมภูเขาไฟ. เมื่อภูเขาไฟระเบิด ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซัลเฟต และธาตุกำมะถันจะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกพร้อมกับซัลเฟอร์ไดออกไซด์จำนวนมาก สารประกอบเหล่านี้เข้าสู่ชั้นล่างเป็นส่วนใหญ่ - โทรโพสเฟียร์ และด้วยการปะทุขนาดใหญ่ที่แยกจากกัน การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของสารประกอบกำมะถันจะสังเกตเห็นได้ในชั้นที่สูงขึ้น - ในสตราโตสเฟียร์ เมื่อมีการปะทุของภูเขาไฟ สารประกอบที่มีกำมะถันประมาณ 2 ล้านตันเข้าสู่ชั้นบรรยากาศในแต่ละปีโดยเฉลี่ย สำหรับชั้นโทรโพสเฟียร์ ปริมาณกำมะถันนี้ไม่มีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับการปลดปล่อยทางชีววิทยา ในขณะที่สตราโตสเฟียร์ การปะทุของภูเขาไฟเป็นแหล่งกำมะถันที่สำคัญที่สุด

สาม. พื้นผิวของมหาสมุทร. หลังจากการระเหยของหยดน้ำเข้าสู่ชั้นบรรยากาศจากพื้นผิวของมหาสมุทร เกลือทะเลยังคงอยู่ ซึ่งประกอบด้วยโซเดียมและคลอรีนไอออน สารประกอบกำมะถัน - ซัลเฟต

เมื่อรวมกับอนุภาคของเกลือทะเล กำมะถัน 50 ถึง 200 ล้านตันต่อปีจะเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลก ซึ่งมากกว่าการปล่อยกำมะถันสู่ชั้นบรรยากาศอย่างเป็นธรรมชาติ ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากอนุภาคเกลือมีขนาดใหญ่ อนุภาคเกลือจึงตกลงมาจากชั้นบรรยากาศอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงมีเพียงส่วนที่ไม่มีนัยสำคัญของกำมะถันเท่านั้นที่เข้าสู่ชั้นบนและถูกฉีดพ่นเหนือพื้นดิน อย่างไรก็ตามควรคำนึงถึงความจริงที่ว่าซัลเฟตที่มาทางทะเลไม่สามารถสร้างกรดซัลฟิวริกได้ดังนั้นจากมุมมองของการก่อตัวของฝนกรดจึงไม่สำคัญ อิทธิพลของพวกเขาส่งผลต่อการควบคุมการก่อตัวของเมฆและการตกตะกอนเท่านั้น

แหล่งมานุษยวิทยาของการปล่อยกำมะถันสู่บรรยากาศ:

ประเภทของสารประกอบไนโตรเจน:

องค์ประกอบของบรรยากาศประกอบด้วยสารประกอบที่ประกอบด้วยไนโตรเจนจำนวนหนึ่ง ซึ่งไนตรัสออกไซด์ (N 2 O) เป็นสารประกอบที่พบได้บ่อยที่สุด ก๊าซในชั้นล่างของอากาศนี้เป็นกลางและไม่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของฝนกรด นอกจากนี้ในองค์ประกอบของบรรยากาศของโลกยังมีไนโตรเจนออกไซด์ที่เป็นกรด เช่น ไนตริกออกไซด์ NO และไนโตรเจนไดออกไซด์ NO 2 นอกจากนี้องค์ประกอบของบรรยากาศยังรวมถึงสารประกอบไนโตรเจนอัลคาไลน์เท่านั้น - แอมโมเนีย

สารประกอบไนโตรเจนที่สำคัญที่สุดที่พบในชั้นบรรยากาศของโลก ได้แก่

1. ไนตรัสออกไซด์ - NO 2

2. ไนตริกออกไซด์ - NO

3. ไนตรัสแอนไฮไดรด์ - N 2 O 3

4. ไนโตรเจนไดออกไซด์ - NO 2

5. ไนตริกออกไซด์ - N 2 O 5

แหล่งที่มาของสารประกอบไนโตรเจน:

แหล่งธรรมชาติของการปล่อยสารประกอบไนโตรเจนสู่บรรยากาศ:

ฉัน. การปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ในดินในระหว่างกิจกรรมของแบคทีเรียดีไนตริไฟเออร์ในดิน ไนโตรเจนออกไซด์จะถูกปล่อยออกจากไนเตรต ตามข้อมูลในปี 1990 ไนโตรเจนออกไซด์ประมาณ 8 ล้านตัน (ในรูปของไนโตรเจน) เกิดขึ้นในลักษณะนี้ทุกปีทั่วโลก

ครั้งที่สอง พายุฝนฟ้าคะนองในระหว่างการปล่อยประจุไฟฟ้าในบรรยากาศ เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงมากและการเปลี่ยนเป็นสถานะพลาสมา โมเลกุลไนโตรเจนและออกซิเจนในอากาศจะรวมกันเป็นไนโตรเจนออกไซด์ ปริมาณไนโตรเจนออกไซด์ที่เกิดขึ้นในลักษณะนี้คือประมาณ 8 ล้านตัน

สาม. การเผาไหม้ชีวมวลแหล่งที่มาประเภทนี้สามารถเป็นได้ทั้งแหล่งกำเนิดเทียมและโดยธรรมชาติ ปริมาณชีวมวลที่ใหญ่ที่สุดถูกเผาอันเป็นผลมาจากกระบวนการเผาป่า (เพื่อให้ได้พื้นที่การผลิต) และไฟในทุ่งหญ้าสะวันนา ในระหว่างการเผาไหม้ชีวมวล ไนโตรเจนออกไซด์ 12 ล้านตัน (ในรูปของไนโตรเจน) จะเข้าสู่อากาศในระหว่างปี

IV. แหล่งอื่นๆ.แหล่งอื่นๆ ของการปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ตามธรรมชาติมีความสำคัญน้อยกว่าและประเมินได้ยาก ซึ่งรวมถึง: การเกิดออกซิเดชันของแอมโมเนียในบรรยากาศ, การสลายตัวของไนตรัสออกไซด์ที่ตั้งอยู่ในสตราโตสเฟียร์อันเป็นผลมาจากการที่ส่วนผสมของออกไซด์ที่เกิดขึ้น NO และ NO 2 เข้าสู่โทรโพสเฟียร์และในที่สุดกระบวนการโฟโตไลติกและทางชีวภาพใน มหาสมุทร แหล่งที่มาเหล่านี้ร่วมกันผลิตไนโตรเจนออกไซด์ 2 ถึง 12 ล้านตันในระหว่างปี (ในแง่ของไนโตรเจน)

แหล่งมานุษยวิทยาของการปล่อยสารประกอบไนโตรเจนสู่ชั้นบรรยากาศ:

ในบรรดาแหล่งที่มาของการเกิดไนโตรเจนออกไซด์โดยมนุษย์ การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล (ถ่านหิน น้ำมัน ก๊าซ ฯลฯ) เป็นอันดับแรก ในระหว่างการเผาไหม้ อันเป็นผลมาจากการเกิดอุณหภูมิสูง ไนโตรเจนและออกซิเจนในอากาศรวมกัน ในกรณีนี้ ปริมาณไนตริกออกไซด์ NO ที่ผลิตขึ้นจะเป็นสัดส่วนกับอุณหภูมิการเผาไหม้ นอกจากนี้ ไนโตรเจนออกไซด์ยังเกิดขึ้นจากการเผาไหม้ของสารที่มีไนโตรเจนอยู่ในเชื้อเพลิง โดยการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล มนุษยชาติจะปล่อยประมาณ 12 ล้านตันต่อปีสู่แอ่งอากาศของโลก ไนโตรเจนออกไซด์. ไนโตรเจนออกไซด์น้อยกว่าเล็กน้อยประมาณ 8 ล้านตัน ต่อปีมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิง (น้ำมันเบนซิน น้ำมันดีเซล ฯลฯ) ในเครื่องยนต์สันดาปภายใน อุตสาหกรรมทั่วโลกปล่อยประมาณ 1 ล้านตัน ไนโตรเจนทุกปี ดังนั้นอย่างน้อย 37% ของเกือบ 56 ภูเขา การปล่อยไนตริกออกไซด์ประจำปีเกิดขึ้นจากแหล่งที่มนุษย์สร้างขึ้น อย่างไรก็ตาม เปอร์เซ็นต์นี้จะสูงขึ้นมากหากเพิ่มผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของชีวมวลเข้าไป

แอมโมเนียในบรรยากาศ:

แอมโมเนียซึ่งเป็นด่างในสารละลายในน้ำ มีบทบาทสำคัญในการควบคุมฝนกรด เนื่องจากสามารถทำให้สารประกอบที่เป็นกรดในบรรยากาศเป็นกลางได้:

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

ดังนั้นการตกตะกอนของกรดจึงถูกทำให้เป็นกลางและเกิดซัลเฟตและแอมโมเนียมไนเตรต

ดินเป็นแหล่งที่สำคัญที่สุดของแอมโมเนียในบรรยากาศ อินทรียวัตถุในดินถูกทำลายโดยแบคทีเรียบางชนิด และหนึ่งในผลิตภัณฑ์สุดท้ายของกระบวนการนี้คือแอมโมเนีย นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุได้ว่ากิจกรรมของแบคทีเรียซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของแอมโมเนียในท้ายที่สุดนั้น ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความชื้นของดินเป็นหลัก ที่ละติจูดสูงตามภูมิศาสตร์ (อเมริกาเหนือและยุโรปเหนือ) โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงฤดูหนาว การปล่อยแอมโมเนียในดินอาจมีเพียงเล็กน้อย ในเวลาเดียวกัน พื้นที่เหล่านี้มีระดับสูงสุดของการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์ อันเป็นผลมาจากการที่กรดในบรรยากาศไม่ได้ถูกทำให้เป็นกลาง และทำให้ความเสี่ยงของฝนกรดเพิ่มขึ้น ในระหว่างการสลายของปัสสาวะสัตว์เลี้ยง แอมโมเนียจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมา แหล่งที่มาของแอมโมเนียนี้มีความสำคัญมากจนในยุโรปเกินความสามารถของดินในการปล่อยแอมโมเนีย

การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของสารประกอบกำมะถัน:

ตามกฎแล้วกำมะถันจะรวมอยู่ในการปล่อยก๊าซที่ไม่อยู่ในรูปแบบออกซิไดซ์อย่างสมบูรณ์ (สถานะออกซิเดชันของกำมะถันในไดออกไซด์คือ 4 นั่นคืออะตอมของกำมะถันหนึ่งอะตอมติดกับอะตอมออกซิเจนสองอะตอม) หากสารประกอบกำมะถันอยู่ในอากาศเป็นเวลานานพอสมควร สารออกซิไดซ์ที่อยู่ในอากาศจะกลายเป็นกรดซัลฟิวริกหรือซัลเฟตภายใต้การกระทำของสารออกซิไดซ์ ในกระบวนการออกซิเดชันของก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO 2) ด้วยออกซิเจน (O 2) กำมะถันจะเพิ่มสถานะออกซิเดชันและผ่านเข้าไปในซัลเฟอร์ไตรออกไซด์ (SO 3) ซึ่งในทางกลับกันจะเป็นสารดูดความชื้นและมีปฏิกิริยากับน้ำในบรรยากาศ เปลี่ยนเป็น H 2 SO4 อย่างรวดเร็ว ด้วยเหตุผลนี้เองที่ภายใต้สภาวะบรรยากาศปกติ ซัลเฟอร์ไตรออกไซด์จะไม่พบในอากาศในปริมาณมาก อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทำให้เกิดโมเลกุลของกรดซัลฟิวริกซึ่งควบแน่นอย่างรวดเร็วในอากาศหรือบนพื้นผิวของอนุภาคละอองลอย

นอกจากซัลเฟอร์ไดออกไซด์แล้ว ยังมีสารประกอบกำมะถันที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติอื่นๆ อีกจำนวนมากในบรรยากาศ ซึ่งในที่สุดก็ออกซิไดซ์เป็นกรดซัลฟิวริก (หรือซัลเฟต)

การเปลี่ยนแปลงทางเคมีของสารประกอบไนโตรเจน:

ไนตริกออกไซด์ NO เป็นสารประกอบไนโตรเจนที่พบบ่อยที่สุดที่ปล่อยออกมา ซึ่งทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในบรรยากาศเพื่อสร้างไนโตรเจนไดออกไซด์ อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยากับอนุมูลไฮดรอกซิลกลายเป็นกรดไนตริก NO 2 + OH = HNO 3 กรดไนตริกที่ได้รับในลักษณะนี้ ซึ่งแตกต่างจากกรดซัลฟิวริก สามารถคงอยู่ในสถานะก๊าซได้เป็นเวลานาน เนื่องจากไม่สามารถควบแน่นได้ดี เนื่องจากกรดไนตริกมีความผันผวนมากกว่ากรดซัลฟิวริก ไอของกรดไนตริกสามารถดูดซับโดยเมฆหรือหยดน้ำฝนหรืออนุภาคละอองลอย

การตกตะกอนของกรด (ฝนกรด)

ขั้นตอนสุดท้ายในวัฏจักรมลพิษคือการตกตะกอน ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้สองวิธี:

1. ชะล้างตะกอนหรือตะกอนเปียก

2. การตกตะกอนหรือการตกตะกอนแบบแห้ง

การรวมกันของสองกระบวนการนี้เรียกว่าการตกตะกอนของกรด

ผลกระทบของฝนกรดต่อสิ่งแวดล้อม

ผลของการตกตะกอนของกรดคือธาตุในบรรยากาศที่เป็นกรด สารประกอบกำมะถันและไนโตรเจนตกลงบนพื้นผิวโลก ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงในความเป็นกรดของแหล่งน้ำและดิน ประการแรก ความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้นส่งผลต่อสถานะของแหล่งน้ำจืดและป่าไม้ ฝนกรดมีผลต่างกัน ในขั้นต้น ปริมาณน้ำฝนที่มีไนโตรเจนสูงในช่วงแรกจะมีส่วนช่วยในการเจริญเติบโตของต้นไม้ในป่า เนื่องจากต้นไม้จะได้รับสารอาหาร อย่างไรก็ตามเนื่องจากการบริโภคอย่างต่อเนื่องป่าไม้จึงอิ่มตัวมากเกินไปซึ่งนำไปสู่การเป็นกรดของดิน อันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงของความเป็นกรดของดิน ความสามารถในการละลายของโลหะหนักและโลหะที่เป็นพิษในพวกมันเปลี่ยนไป ซึ่งสามารถเข้าสู่ร่างกายของสัตว์และมนุษย์โดยถูกส่งผ่านไปตามห่วงโซ่อาหารซึ่งจะมีการสะสมของพวกมัน ภายใต้การกระทำของความเป็นกรด โครงสร้างทางชีวเคมีของดินเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งนำไปสู่การตายของสิ่งมีชีวิตในดินและพืชบางชนิด

ภายใต้อิทธิพลของฝนกรด สารประกอบอนินทรีย์จะถูกชะล้างออกจากพืช ซึ่งรวมถึงองค์ประกอบไมโครและมาโครหลักทั้งหมด ตัวอย่างเช่น โพแทสเซียม แคลเซียม แมกนีเซียม และแมงกานีสมักจะถูกชะล้างออกไปในปริมาณที่มากที่สุด สารประกอบอินทรีย์ต่างๆ เช่น น้ำตาล กรดอะมิโน กรดอินทรีย์ ฮอร์โมน วิตามิน เพคติน และสารฟีนอลิก ฯลฯ ล้วนถูกชะออกจากพืชเช่นกัน อันเป็นผลมาจากกระบวนการเหล่านี้ การสูญเสียองค์ประกอบทางชีวภาพที่จำเป็นสำหรับพืชเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลให้เกิดความเสียหาย

ไอออนของไฮโดรเจนที่เข้าสู่ดินด้วยฝนกรดสามารถแทนที่ด้วยไพเพอร์ในดิน ส่งผลให้เกิดการชะล้างแคลเซียม แมกนีเซียม และโพแทสเซียม หรือการตกตะกอนของไอออนในสภาพที่ขาดน้ำ การเคลื่อนที่ของโลหะหนักที่เป็นพิษ เช่น แมงกานีส ทองแดง และแคดเมียมเพิ่มขึ้น ความสามารถในการละลายของโลหะหนักขึ้นอยู่กับ pH อย่างมาก ละลายและเป็นผลให้พืชดูดซึมได้ง่ายโลหะหนักเป็นพิษต่อพืชและอาจนำไปสู่ความตายได้ องค์ประกอบที่อันตรายที่สุดอย่างหนึ่งสำหรับสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในดินคืออะลูมิเนียมที่ละลายในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดอย่างแรง ดินหลายชนิด เช่น ดินในเขตอบอุ่นทางตอนเหนือและเขตป่าทางเหนือ จะดูดซับอะลูมิเนียมที่มีความเข้มข้นสูงกว่าดินอัลคาไล แม้ว่าพืชหลายชนิดสามารถทนต่ออัตราส่วนนี้ได้ แต่เมื่อฝนกรดตกในปริมาณมาก อัตราส่วนอะลูมิเนียม-แคลเซียมในน้ำในดินจะเปลี่ยนแปลงไปมากจนรากเจริญเติบโตอ่อนแอและต้นไม้ก็ใกล้สูญพันธุ์

การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของดินสามารถเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของจุลินทรีย์ในดิน ส่งผลกระทบต่อกิจกรรมของพวกมัน และด้วยเหตุนี้จึงมีอิทธิพลต่อกระบวนการการสลายตัวและการทำให้เป็นแร่ รวมถึงการตรึงไนโตรเจนและการทำให้เป็นกรดภายใน

แม้จะมีการตกตะกอนของกรด แต่ดินก็มีความสามารถในการปรับสมดุลความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อมเช่น สามารถต้านทานความเป็นกรดที่เพิ่มขึ้นได้ในระดับหนึ่ง ความต้านทานของดินมักจะกำหนดการปรากฏตัวของหินปูนและหินทราย (ซึ่งรวมถึงแคลเซียมคาร์บอเนต CaCO 3) ซึ่งเป็นผลมาจากการไฮโดรไลซิสมีปฏิกิริยาเป็นด่าง

การทำให้เป็นกรดของน้ำจืด

การทำให้เป็นกรดของน้ำจืดคือการสูญเสียความสามารถในการทำให้เป็นกลาง การทำให้เป็นกรดมักเกิดจากกรดแก่ เช่น กรดซัลฟิวริกและกรดไนตริก เป็นเวลานาน ซัลเฟตมีบทบาทสำคัญมากขึ้น แต่ในช่วงเหตุการณ์ (snowmelt) ซัลเฟตและไนเตรตจะทำงานร่วมกัน

กระบวนการทำให้เป็นกรดของแหล่งน้ำสามารถแบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอน:

1. การสูญเสียไบคาร์บอเนตไอออน เช่น ลดความสามารถในการทำให้เป็นกลางที่ค่า pH คงที่

2. ลดค่า pH ด้วยปริมาณไอออนไบคาร์บอเนตที่ลดลง ค่า pH จะลดลงต่ำกว่า 5.5 สิ่งมีชีวิตที่บอบบางที่สุดเริ่มตายแล้วที่ pH = 6.5

การตายของสิ่งมีชีวิต นอกเหนือจากการกระทำของอะลูมิเนียมไอออนที่เป็นพิษสูง อาจเกิดจากความจริงที่ว่าแคดเมียม สังกะสี ตะกั่ว แมงกานีส และโลหะหนักที่เป็นพิษอื่นๆ ถูกปลดปล่อยออกมาภายใต้อิทธิพลของไฮโดรเจนไอออน ปริมาณธาตุอาหารพืชเริ่มลดลง อะลูมิเนียมไอออนสร้างอะลูมิเนียมฟอสเฟตที่ไม่ละลายน้ำด้วยไอออนออร์โธฟอสเฟต ซึ่งจะตกตะกอนในรูปของตะกอนด้านล่าง: Al 3+ + PO 4 3- ª AlPO 4 ตามกฎแล้ว ค่า pH ของน้ำที่ลดลงจะไปควบคู่ไปกับการลดลงของจำนวนประชากรและการตายของปลา สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ไฟโต- และแพลงก์ตอนสัตว์ ตลอดจนสิ่งมีชีวิตอื่นๆ อีกจำนวนมาก

การทำให้เป็นกรดของทะเลสาบและแม่น้ำมีระดับสูงสุดในสวีเดน นอร์เวย์ สหรัฐอเมริกา แคนาดา เดนมาร์ก เบลเยียม ฮอลแลนด์ เยอรมนี สกอตแลนด์ ยูโกสลาเวีย และในหลายประเทศในยุโรป จากการศึกษาทะเลสาบ 5,000 แห่งทางตอนใต้ของนอร์เวย์พบว่า 1,750 แห่งสูญเสียประชากรปลา และทะเลสาบอื่นๆ อีก 900 แห่งตกอยู่ในอันตรายร้ายแรง ในภาคใต้และภาคกลางของสวีเดน มีการสูญเสียปลาในทะเลสาบ 2,500 แห่ง ซึ่งคาดว่าจะเกิดขึ้นเช่นเดียวกันในทะเลสาบอีก 6500 แห่งที่พบสัญญาณของการเป็นกรดแล้ว ทะเลสาบเกือบ 18,000 แห่งมีค่า pH ของน้ำน้อยกว่า 5.5 ซึ่งส่งผลเสียอย่างมากต่อประชากรปลา

ผลกระทบโดยตรงของการตกตะกอนของกรดต่อสิ่งแวดล้อม

1. พืชตาย.การตายโดยตรงของพืชสังเกตได้มากที่สุดใกล้กับแหล่งปล่อยมลพิษโดยตรง เช่นเดียวกับภายในรัศมีหลายสิบกิโลเมตรจากแหล่งกำเนิดนี้ สาเหตุหลักมาจากซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่มีความเข้มข้นสูง สารประกอบนี้ถูกดูดซับบนพื้นผิวของพืช ส่วนใหญ่บนใบของมัน และเจาะเข้าไปในร่างกายของพืช มีส่วนร่วมในปฏิกิริยารีดอกซ์ต่างๆ ภายใต้อิทธิพลของพวกเขาเกิดออกซิเดชันของกรดไขมันไม่อิ่มตัวของเยื่อหุ้มซึ่งจะเปลี่ยนการซึมผ่านของพวกมันซึ่งส่งผลต่อกระบวนการที่สำคัญเช่นการหายใจและการสังเคราะห์ด้วยแสง ประการแรกการตายของไลเคนเกิดขึ้นซึ่งสามารถอยู่ในสภาพแวดล้อมที่สะอาดมากเท่านั้น ไลเคนเป็นตัวบ่งชี้ที่ละเอียดอ่อนของมลพิษทางอากาศประเภทต่างๆ การวิจัยล่าสุดจากมหาวิทยาลัยนอตติงแฮมได้แสดงให้เห็นว่าสายพันธุ์ที่สร้างเบาะของสกุล Cladonia สามารถทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ที่ละเอียดอ่อนของฝนกรด

2. ผลกระทบโดยตรงต่อมนุษย์อนุภาคละอองกรดเป็นอันตรายอย่างยิ่งต่อสุขภาพของมนุษย์ ระดับอันตรายขึ้นอยู่กับขนาดเป็นหลัก อนุภาคละอองลอยขนาดใหญ่จะคงอยู่ในทางเดินหายใจส่วนบน ในขณะที่ละอองขนาดเล็ก (น้อยกว่า 1 ไมครอน) ที่ประกอบด้วยส่วนผสมของกรดซัลฟิวริกและกรดไนตริกสามารถแทรกซึมเข้าไปในส่วนที่ห่างไกลที่สุดของปอดและก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมีนัยสำคัญที่นั่น นอกจากนี้ โลหะ เช่น อะลูมิเนียม (และโลหะหนักอื่นๆ) สามารถเข้าไปในห่วงโซ่อาหารที่ด้านบนสุดซึ่งบุคคลนั้นยืนอยู่ ซึ่งอาจนำไปสู่พิษของเขาได้

3. การกัดกร่อนของโลหะ อาคาร และอนุสาวรีย์สาเหตุของการกัดกร่อนคือการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของไฮโดรเจนไอออนบนพื้นผิวของโลหะซึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการเกิดออกซิเดชัน ในเขตชานเมือง ระดับการกัดกร่อนของโครงสร้างโลหะจะอยู่ที่หลายไมโครเมตรต่อปี ในขณะที่ในเขตเมืองที่มีมลพิษอาจสูงถึง 100 ไมครอน ในปี. ฝนกรดสามารถสร้างความเสียหายได้ไม่เฉพาะกับโลหะเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอาคาร อนุสาวรีย์ และโครงสร้างอื่นๆ ด้วย อนุสาวรีย์ที่สร้างด้วยหินปูนและหินทรายจะถูกทำลายอย่างรวดเร็วเมื่อโดนฝนกรด ที่มีอยู่ในหินทรายและหินปูน CaCO 3 ซึ่งกลายเป็นแคลเซียมซัลเฟต ถูกล้างออกด้วยน้ำฝนได้ง่าย

ปัจจุบันเชื้อเพลิงหลักในเอสโตเนียคือหินน้ำมันฟอสซิลซึ่งมีปริมาณกำมะถันค่อนข้างสูง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการใช้ความร้อน ออกไซด์พื้นฐานจึงถูกปล่อยสู่บรรยากาศด้วย ซึ่งทำให้ส่วนประกอบที่เป็นกรดเป็นกลาง ดังนั้นการเผาหินดินดานจึงไม่ทำให้เกิดฝนกรด ในทางตรงกันข้าม ในเอสโตเนียตะวันออกเฉียงเหนือ ปริมาณน้ำฝนที่เป็นด่างตกลง ซึ่ง pH สามารถสูงถึง 9 หน่วยขึ้นไป

วิธีแก้ปัญหา

เพื่อแก้ปัญหาฝนกรด จำเป็นต้องลดการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์สู่บรรยากาศ ซึ่งสามารถทำได้หลายวิธี ได้แก่ โดยการลดพลังงานที่มนุษย์ได้รับจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล และเพิ่มจำนวนโรงไฟฟ้าที่ใช้ แหล่งพลังงานทดแทน(พลังงานแสงแดด ลม พลังงานคลื่น)โอกาสอื่นๆ ในการลดการปล่อยมลพิษสู่บรรยากาศ ได้แก่:

1. การลดปริมาณกำมะถันในเชื้อเพลิงประเภทต่างๆวิธีแก้ปัญหาที่ยอมรับได้มากที่สุดคือการใช้เชื้อเพลิงที่มีสารประกอบกำมะถันในปริมาณน้อยที่สุดเท่านั้น อย่างไรก็ตาม มีเชื้อเพลิงดังกล่าวน้อยมาก น้ำมันสำรองของโลกเพียง 20% เท่านั้นที่มีปริมาณกำมะถันน้อยกว่า 0.5% และน่าเสียดายที่ในอนาคต ปริมาณกำมะถันของเชื้อเพลิงที่ใช้จะเพิ่มขึ้น เนื่องจากน้ำมันที่มีปริมาณกำมะถันต่ำถูกผลิตขึ้นในอัตราเร่ง เช่นเดียวกับถ่านหินฟอสซิล การกำจัดกำมะถันออกจากองค์ประกอบเชื้อเพลิงกลายเป็นกระบวนการที่มีราคาแพงมากในแง่การเงิน นอกจากนี้ยังสามารถกำจัดสารประกอบกำมะถันออกจากองค์ประกอบเชื้อเพลิงได้ไม่เกิน 50% ซึ่งเป็นปริมาณที่ไม่เพียงพอ

2. การใช้ท่อสูงวิธีนี้ไม่ได้ลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม แต่เพิ่มประสิทธิภาพในการผสมสารมลพิษในชั้นบรรยากาศที่สูงขึ้น ซึ่งนำไปสู่การตกตะกอนของกรดในพื้นที่ห่างไกลจากแหล่งกำเนิดมลพิษ วิธีนี้ช่วยลดผลกระทบของมลภาวะต่อระบบนิเวศในท้องถิ่น แต่เพิ่มความเสี่ยงของฝนกรดในพื้นที่ห่างไกลมากขึ้น นอกจากนี้ วิธีการนี้ถือว่าผิดศีลธรรมอย่างมาก เนื่องจากประเทศที่เกิดการปล่อยมลพิษเหล่านี้จะส่งผลกระทบส่วนหนึ่งไปยังประเทศอื่นๆ

3. การเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยีปริมาณไนโตรเจนออกไซด์ NO ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิการเผาไหม้ ในระหว่างการทดลอง เป็นไปได้ที่จะระบุได้ว่ายิ่งอุณหภูมิการเผาไหม้ต่ำลง ไนโตรเจนออกไซด์ก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น นอกจากนี้ ปริมาณ NO จะขึ้นอยู่กับเวลาที่ใช้โดยเชื้อเพลิงในเขตการเผาไหม้ที่มีอากาศส่วนเกิน ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงเทคโนโลยีที่เหมาะสมสามารถลดการปล่อยมลพิษได้ การลดการปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์สามารถทำได้โดยการลดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์สุดท้าย วิธีที่พบบ่อยที่สุดคือกระบวนการเปียก ซึ่งก๊าซสุดท้ายจะถูกทำให้เป็นฟองผ่านสารละลายหินปูน ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของแคลเซียมซัลไฟต์และซัลเฟต ด้วยวิธีนี้ จะสามารถกำจัดกำมะถันในปริมาณที่มากที่สุดออกจากก๊าซสุดท้ายได้

4. ปูน.เพื่อลดความเป็นกรดของทะเลสาบและดินจะมีการเติมสารอัลคาไลน์ (CaCO 3) เข้าไป การดำเนินการนี้พบได้บ่อยมากในประเทศแถบสแกนดิเนเวีย ซึ่งมะนาวถูกพ่นจากเฮลิคอปเตอร์ลงบนดินหรือในพื้นที่กักเก็บน้ำ ประเทศในแถบสแกนดิเนเวียเป็นประเทศที่ได้รับผลกระทบจากฝนกรดมากที่สุด เนื่องจากทะเลสาบในสแกนดิเนเวียส่วนใหญ่มีพื้นหินแกรนิตหรือหินปูน ทะเลสาบดังกล่าวมีความสามารถในการทำให้กรดเป็นกลางได้ต่ำกว่าทะเลสาบที่ตั้งอยู่ในพื้นที่ที่อุดมไปด้วยหินปูน แต่นอกเหนือจากข้อดีแล้ว ปูนยังมีข้อเสียหลายประการ:

· ในน้ำที่ไหลและผสมอย่างรวดเร็วของทะเลสาบ การวางตัวเป็นกลางนั้นไม่มีประสิทธิภาพเพียงพอ

· มีการละเมิดความสมดุลทางเคมีและชีวภาพของน้ำและดินอย่างร้ายแรง

เป็นไปไม่ได้ที่จะขจัดผลกระทบที่เป็นอันตรายทั้งหมดของการทำให้เป็นกรด

· โลหะหนักไม่สามารถขจัดออกได้ด้วยปูนขาว ในช่วงที่ความเป็นกรดลดลง โลหะเหล่านี้จะกลายเป็นสารประกอบที่ละลายได้น้อยและตกตะกอน แต่เมื่อเติมกรดส่วนใหม่เข้าไป พวกมันจะละลายอีกครั้ง ซึ่งแสดงถึงอันตรายที่อาจเกิดกับทะเลสาบอย่างต่อเนื่อง

ควรสังเกตว่าวิธีการนั้นยังไม่ได้รับการพัฒนาซึ่งเมื่อเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล จะช่วยลดการปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจน และในบางกรณีก็ป้องกันได้อย่างสมบูรณ์

การตกตะกอนของกรด (ฝน) เป็นหนึ่งในเงื่อนไขที่เกิดขึ้นจากการพัฒนาอุตสาหกรรม

มลพิษทางอากาศและฝนกรด

จนถึงปัจจุบัน มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรม: การใช้ทรัพยากรของโลก การเผาไหม้เชื้อเพลิง ตลอดจนการพัฒนาเทคโนโลยีที่บกพร่องทางสิ่งแวดล้อม สิ่งนี้จะนำไปสู่น้ำและแผ่นดิน หนึ่งในอาการดังกล่าวคือการตกตะกอนของกรด

แนวคิดเรื่องฝนกรดถูกกล่าวถึงครั้งแรกในปี พ.ศ. 2415 แต่เริ่มมีความเกี่ยวข้องในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ผ่านมาเท่านั้น ในขณะนี้ ปริมาณน้ำฝนที่เป็นกรดเป็นปัญหาร้ายแรงสำหรับหลายประเทศทั่วโลก (ในทางปฏิบัติแล้วทุกประเทศในยุโรปและสหรัฐอเมริกา) นักนิเวศวิทยาได้พัฒนาแผนที่ฝนที่แสดงให้เห็นพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูงที่ฝนจะตกได้อย่างชัดเจน

น้ำฝนมีลักษณะเป็นกรดในระดับหนึ่ง ภายใต้สภาวะปกติ ดัชนีนี้ควรสอดคล้องกับระดับ pH ที่เป็นกลาง (ตั้งแต่ 5.6 - 5.7 และสูงกว่ามาก) ผลที่ได้คือความเป็นกรดเล็กน้อย อย่างไรก็ตาม มีค่าต่ำมากจนไม่สามารถทำร้ายสิ่งมีชีวิตได้ ปรากฎว่าสาเหตุของการตกตะกอนของกรดนั้นเกี่ยวข้องกับกิจกรรมของมนุษย์ ปัจจัยทางธรรมชาติไม่สามารถอธิบายสิ่งนี้ได้

การตกตะกอนของกรด

กรดตกค้างเกิดขึ้นจากการปล่อยไนโตรเจนออกไซด์จำนวนมากและ

แหล่งที่มาของมลพิษดังกล่าว ได้แก่ โรงไฟฟ้าพลังความร้อน การผลิตโลหะ และยานยนต์ เทคโนโลยีการทำให้บริสุทธิ์มีการพัฒนาในระดับต่ำมาก ซึ่งไม่อนุญาตให้กรองสารประกอบไนโตรเจนและซัลเฟอร์ที่เกิดจากการเผาไหม้ของถ่านหินพรุ ถ่านหิน และวัตถุดิบประเภทอื่นๆ ที่ใช้ในอุตสาหกรรม เมื่ออยู่ในบรรยากาศ ออกไซด์จะรวมกับน้ำอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาภายใต้การกระทำของแสงแดด หลังจากนั้นก็ตกเป็นฝนเรียกว่า "ฝนกรด"

ผลกระทบของฝนกรด

นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการตกตะกอนของกรดเป็นอันตรายต่อพืช คน และสัตว์ ด้านล่างนี้คืออันตรายที่สำคัญที่สุด:

ฝนดังกล่าวเพิ่มความเป็นกรดของแหล่งน้ำทั้งหมดอย่างมีนัยสำคัญ ไม่ว่าจะเป็นแม่น้ำ บ่อน้ำ หรืออ่างเก็บน้ำ เป็นผลให้สังเกตการสูญพันธุ์ของสัตว์และพืชธรรมชาติ ระบบนิเวศของแหล่งน้ำกำลังเปลี่ยนแปลง มีการอุดตัน น้ำขัง และตะกอนเพิ่มขึ้น หลังจากการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว น้ำจะไม่เหมาะสำหรับมนุษย์ จะเพิ่มปริมาณเกลือของโลหะหนักและของผสมที่เป็นพิษต่างๆ ที่จุลินทรีย์ในอ่างเก็บน้ำดูดซึมภายใต้สภาวะปกติ

ฝนเหล่านี้เป็นผลมาจากการสูญพันธุ์ของพืชและความเสื่อมโทรมของป่า ต้นสนได้ประโยชน์สูงสุด ความจริงก็คือใบของพวกมันได้รับการปรับปรุงอย่างช้า ๆ และไม่เปิดโอกาสให้พวกเขาฟื้นตัวได้เองหลังจากฝนตกกรด ป่าไม้อ่อนยังอยู่ภายใต้กระบวนการนี้และคุณภาพของป่าลดลงอย่างรวดเร็ว ปริมาณตะกอนที่มากเกินไปนำไปสู่การทำลายป่าไม้

ในยุโรปและสหรัฐอเมริกา ฝนกรดเป็นสาเหตุที่ใหญ่ที่สุดของการเก็บเกี่ยวที่ไม่ดีและการตายของพืชผลในทุ่งนา สาเหตุของความเสียหายไม่ได้อยู่ที่ผลกระทบอย่างต่อเนื่องของฝนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการละเมิดการทำให้เป็นแร่ของดินด้วย

อนุเสาวรีย์ทางสถาปัตยกรรม อาคารและโครงสร้างต่างๆ ยังต้องทนทุกข์ทรมานจากฝนกรด อันเป็นผลมาจากปรากฏการณ์นี้ กระบวนการกัดกร่อนจะถูกเร่งอย่างมาก กลไกล้มเหลว

ในบางกรณี ฝนกรดอาจทำให้เกิดอันตรายต่อมนุษย์และสัตว์ที่ไม่สามารถแก้ไขได้ เมื่ออยู่ในพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูง พวกเขาเริ่มกังวลเกี่ยวกับโรคของระบบทางเดินหายใจส่วนบน หากเป็นเช่นนี้ต่อไป ในไม่ช้าไนเตรตและกรดดำที่มีความเข้มข้นสูงเกินไปจะหลุดออกมา ในกรณีนี้ ภัยคุกคามต่อชีวิตมนุษย์จะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

สู้ฝนกรด

แน่นอน คุณไม่สามารถฝืนธรรมชาติได้ - การจัดการกับหยาดน้ำฟ้านั้นไม่สมจริง การตกตะกอนของกรดในทุ่งนาและพื้นที่ขนาดใหญ่อื่นๆ ทำให้เกิดอันตรายที่แก้ไขไม่ได้ และไม่มีวิธีแก้ปัญหาที่สมเหตุสมผลสำหรับปัญหานี้ เป็นอีกเรื่องหนึ่งเมื่อจำเป็นต้องกำจัดผลที่ตามมาไม่ใช่ แต่เป็นสาเหตุของการปรากฏตัว เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดฝนกรด คุณต้องปฏิบัติตามกฎหลายข้ออย่างต่อเนื่อง: การขนส่งทางถนนที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและปลอดภัย เทคโนโลยีการทำความสะอาดแบบพิเศษ เทคโนโลยีการผลิตใหม่ แหล่งพลังงานทางเลือก และอื่นๆ

มนุษยชาติได้หยุดลงแล้ว เราทุกคนใช้ทรัพยากรที่มีอยู่อย่างไม่จำกัดในโลกของเรา ก่อมลพิษ และไม่ต้องการที่จะยอมรับผลที่ตามมา แต่เป็นกิจกรรมของมนุษย์ที่ทำให้โลกอยู่ในสภาพเช่นนี้ สิ่งนี้อันตรายมาก เพราะถ้าเราไม่เริ่มดูแลโลก ผลที่ตามมาจะกลายเป็นหายนะ

ฝนกรดทำให้ผู้คนหวาดกลัวด้วยเหตุผลที่ดี: ในขณะที่ความเป็นกรดของการตกตะกอนทั่วไปคือ 5.6 การลดลงในระดับนี้เพียงหนึ่งในสิบทำให้เกิดการตายของแบคทีเรียที่เป็นประโยชน์จำนวนมาก และถ้ามันลดลงเหลือ 4.5 รับประกันการตายของสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำแมลงและปลาและรอยไหม้จะปรากฏขึ้นบนใบของพืช

การเดินท่ามกลางสายฝนเช่นนี้จะไม่ก่อให้เกิดประโยชน์ต่อร่างกายมนุษย์เช่นกัน ในเวลาเดียวกัน แม้การออกไปข้างนอกในช่วงสองสามชั่วโมงแรกหลังจากการตกตะกอนของกรดก็เป็นอันตรายอย่างยิ่ง: การสูดดมก๊าซพิษในบรรยากาศอาจทำให้เกิดโรคหอบหืด โรคปอดร้ายแรง และโรคหัวใจได้

ฝนกรดหมายถึงการตกตะกอนของอุตุนิยมวิทยาทุกประเภทในระหว่างที่มีปฏิกิริยาเป็นกรดอย่างแรง ซึ่งเกิดจากความเป็นกรดที่ลดลงอันเนื่องมาจากมลพิษทางอากาศที่มีไฮโดรเจนคลอไรด์ออกไซด์ของกำมะถัน ไนโตรเจน และสารประกอบที่เป็นกรดอื่นๆ ตามที่นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาฝนกรด นิพจน์นี้ไม่ได้สะท้อนปรากฏการณ์ทั้งหมด เนื่องจากในกรณีนี้ คำว่า "การตกตะกอนของกรด" เหมาะสมกว่า เนื่องจากสารพิษตกออกมาทั้งในรูปของฝนและลูกเห็บ หิมะ หมอก และ แม้แต่ฝุ่นและก๊าซในฤดูแล้ง

เป็นที่น่าสังเกตว่า pH ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ความเป็นกรดของสารละลายในน้ำสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 14 แม้ว่าระดับความเป็นกรดของของเหลวที่เป็นกลางคือเจ็ด สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดจะมีลักษณะเฉพาะโดยตัวบ่งชี้ที่ต่ำกว่าค่านี้ สภาพแวดล้อมที่เป็นด่างคือ สูงขึ้น ในแง่ของปริมาณน้ำฝน ปริมาณน้ำฝนปกติมีค่า pH 5.6 หรือสูงกว่าเล็กน้อย ขึ้นอยู่กับภูมิภาคที่ฝนตก

น้ำฝนใดๆ ก็ตามพบความเป็นกรดในระดับเล็กน้อย ซึ่งอธิบายได้จากคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ ซึ่งหลังจากทำปฏิกิริยากับเม็ดฝน จะทำให้เกิดกรดคาร์บอนิกอ่อน เมื่อ pH ลดลงหนึ่งค่าความเข้มข้นของกรดจะเพิ่มขึ้นเป็นสิบเท่า ดังนั้นฝนที่ต่ำกว่า 5.3 ถือว่าเป็นกรด (ในยุโรปค่าความเป็นกรดสูงสุดของปริมาณน้ำฝนที่บันทึกไว้คือ pH 2.3 ในประเทศจีน 2.25 ในภูมิภาคมอสโก 2.15) .

สำหรับระดับความเป็นกรดของฝนทั่วไป อยู่ที่ 5.6 หรือสูงกว่าเล็กน้อย ความเป็นกรดต่ำจึงไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตพืชและสัตว์ ไม่ต้องสงสัยเลยว่าการตกตะกอนของกรดเริ่มตกลงมาบนพื้นผิวโลกอันเป็นผลมาจากกิจกรรมของมนุษย์ที่กระฉับกระเฉง

ปริมาณน้ำฝน

เมื่อพูดถึงแหล่งที่มาและสาเหตุของการเกิดฝนกรด อันดับแรกผู้เชี่ยวชาญกล่าวถึงกิจกรรมของผู้ประกอบการอุตสาหกรรมที่ปล่อยซัลเฟอร์และไนโตรเจนออกไซด์จำนวนมากสู่ชั้นบรรยากาศ (การผลิตทางโลหะวิทยาเป็นอันตรายอย่างยิ่ง) ก๊าซไอเสียของรถยนต์จำนวนมากโรงไฟฟ้าพลังความร้อนก็มีอิทธิพลเช่นกัน

น่าเสียดายที่ปัจจุบันเทคโนโลยีการทำให้บริสุทธิ์ไม่อนุญาตให้กรองสารประกอบที่เป็นกรดที่เป็นอันตรายซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ก๊าซ พีท ถ่านหิน น้ำมัน และวัตถุดิบประเภทอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง

ดังนั้นกลไกการเกิดฝนกรดจึงเป็นดังนี้: ไฮโดรเจนคลอไรด์ ซัลเฟอร์ และไนโตรเจนออกไซด์ เมื่ออยู่ในอากาศ เริ่มมีปฏิสัมพันธ์กับหยดและรังสีดวงอาทิตย์ ก่อตัวเป็นสารประกอบที่เป็นกรดต่างๆ (กรดไนตริก กำมะถัน กำมะถัน และไนตรัส) .

หลังจากนั้นสารประกอบที่เป็นอันตรายจะไม่หายไปทุกที่และกลับสู่โลกในรูปของการตกตะกอน หากพบว่าตนเองอยู่ในบริเวณที่มีความชื้นในบรรยากาศจะรวมตัวกับหยดน้ำในเมฆ หลังจากนั้นกรดที่ละลายแล้วจะตกออกมาในรูปของฝน ลูกเห็บ หิมะ หมอก ก่อให้เกิดอันตรายไม่เพียงแต่กับพืชพรรณเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสัตว์ด้วย: พวกมันสกัดจากดินเป็นสารที่มีคุณค่าทางโภชนาการเช่นเดียวกับโลหะที่เป็นพิษเช่นอลูมิเนียมตะกั่ว ฯลฯ

หากฝนกรดเข้าสู่แหล่งน้ำจืดหรือแหล่งน้ำจืด ความสามารถในการละลายของอะลูมิเนียมในน้ำจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ซึ่งนำไปสู่โรคและการตายของปลา การพัฒนาของสาหร่ายและแพลงก์ตอนพืชช้าลง และน้ำจะไม่เหมาะสำหรับการบริโภคโดยสิ้นเชิง

หากอากาศแห้งสนิท สารประกอบที่เป็นกรดอาจตกลงสู่พื้นผิวโลกในรูปของฝุ่นหรือหมอกควัน เมื่ออยู่บนพื้นผิวโลกพวกเขานอนรอสักครู่แล้วรอฝนก็ลงไปที่พื้นพร้อมกับกระแสน้ำ

ความตายของโลกที่มีชีวิต

หลังจากฝนกรดตก องค์ประกอบของดินจะเปลี่ยนไปอย่างมาก ซึ่งทำให้ต้นไม้ พืชพรรณ และพืชผลตาย และลดความอุดมสมบูรณ์ของดิน เมื่อลงสู่พื้นดินแล้วน้ำพิษจะแทรกซึมเข้าไปในอ่างเก็บน้ำอันเป็นผลมาจากการที่น้ำเสียและออกซิไดซ์ซึ่งเป็นสาเหตุให้สิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมดตาย (สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำปลาและแบคทีเรียตายที่ pH 4.5 และตัวแทนของสัตว์และพืชจำนวนมาก โลกจะหายไปแม้ในสภาวะความเป็นกรดต่ำ )

ปัญหารุนแรงขึ้นอย่างมากในต้นฤดูใบไม้ผลิในช่วงที่หิมะละลาย: ในเวลานี้ สารมลพิษทั้งหมดที่สะสมในช่วงฤดูหนาวจะถูกปล่อยและแทรกซึมลงสู่พื้นดินและแหล่งน้ำ และลูกปลาและลูกน้ำของแมลงจะเปราะบางที่สุด

เป็นที่น่าสังเกตว่าก่อนที่จะตกลงสู่พื้นฝนกรดจะลดความบริสุทธิ์ของอากาศส่งผลเสียต่อโครงสร้างต่าง ๆ อนุเสาวรีย์ทำลายอาคารและหันหน้าไปทาง (หินปูน, หินอ่อน) วัสดุ, ท่อ, ละลายสี, ทำลายรถยนต์, ทำให้เกิดการกัดกร่อนของโลหะ พื้นผิว

ผลกระทบของฝนกรดมีผลกระทบทางลบอย่างยิ่งต่อธรรมชาติ ผู้คน และวัตถุที่สร้างขึ้นโดยพวกมันทั้งที่มีชีวิตและไม่มีชีวิต ในเวลาเดียวกัน ฝนที่เป็นพิษอาจทำให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมร้ายแรง เช่น:

• การตายของพืชและสัตว์ในแหล่งน้ำอันเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงในระบบนิเวศ สำหรับมนุษย์ อ่างเก็บน้ำที่เป็นแหล่งน้ำก็ไม่เหมาะสมอย่างยิ่งเช่นกัน เนื่องจากปริมาณเกลือของโลหะหนักและสารพิษต่างๆ ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งปกติแล้วจุลินทรีย์ในอ่างเก็บน้ำจะดูดซับ
• การตายของต้นไม้ (โดยเฉพาะต้นสน) เนื่องจากความเสียหายต่อใบ ราก ซึ่งทำให้ไม่สามารถป้องกันน้ำค้างแข็งและโรคต่างๆ ได้
• อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ดินบางส่วนสูญเสียธาตุและมีคุณค่าทางโภชนาการน้อยลงซึ่งชะลอการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช (ในเวลาเดียวกันสารพิษจำนวนมากเข้าสู่ต้นไม้ผ่านราก)
• ผู้ที่อาศัยอยู่ในบริเวณที่มีฝนกรดมักมีปัญหาร้ายแรงเกี่ยวกับทางเดินหายใจส่วนบน
• ฝนกรด การสึกกร่อนของซีเมนต์ และส่งผลเสียต่อผิวหน้าและวัสดุก่อสร้าง ทำลายอนุสาวรีย์สถาปัตยกรรม อาคาร และโครงสร้างอื่นๆ อย่างร้ายแรง ทำให้ทนทานน้อยลง

วิธีการป้องกันการตกตะกอนที่เป็นอันตราย?

ปัจจุบันภูมิภาคที่มีการบันทึกปริมาณน้ำฝนที่เป็นกรดมากที่สุดคือเอเชีย (โดยเฉพาะจีนซึ่งผู้ประกอบการอุตสาหกรรมเผาถ่านหิน) และสหรัฐอเมริกา เนื่องจากปริมาณน้ำฝนมีแนวโน้มลดลงในระยะห่างจากจุดที่เมฆก่อตัว แคนาดาและญี่ปุ่นก็มีความเสี่ยงเช่นกัน

นอกจากนี้ ด้วยการเติบโตอย่างแข็งขันของอุตสาหกรรม ปัญหาฝนกรดจึงรุนแรงขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้น ในอนาคตอันใกล้ ผลกระทบอันหายนะของการตกตะกอนดังกล่าวจะทำให้ตัวเองรู้สึกได้อย่างแน่นอนหากนักวิทยาศาสตร์ไม่พัฒนาโครงการป้องกันสารพิษ ฝนก่อนหน้านั้น

เมื่อพูดถึงการต่อสู้กับฝนกรดต้องจำไว้ว่าก่อนอื่นจำเป็นต้องต่อสู้กับแหล่งที่มาที่ก่อให้เกิดฝนกรดเนื่องจากไม่สามารถต่อสู้กับฝนได้ เพื่อป้องกันผลกระทบด้านลบของการตกตะกอนที่เป็นพิษ นักสิ่งแวดล้อมและนักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาสาเหตุและผลที่ตามมาของฝนกรด ทำงานเกี่ยวกับการพัฒนาเทคโนโลยีสำหรับการผลิตและการทำให้บริสุทธิ์ของการปล่อยในบรรยากาศ การสร้างแหล่งการผลิตพลังงานที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ยานพาหนะที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ฯลฯ

จนกว่ารัฐบาลของประเทศต่างๆ รวมกัน จะแก้ปัญหานี้และเริ่มมองหาทางออกจากภัยพิบัติทางนิเวศที่ใกล้เข้ามา ปัญหาจะไม่ได้รับการแก้ไข

เนื่องจากฝนกรดเช่นเดียวกับฝนประเภทอื่นๆ สามารถครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ได้ ในอนาคตอันใกล้นี้ ฝนกรดอาจกลายเป็นเหตุการณ์ปกติที่เกิดขึ้นทั่วโลก ในเวลาเดียวกัน สารประกอบที่เป็นกรด เมื่อเข้าสู่ปฏิกิริยาเคมีเพิ่มเติม จะไม่หยุดเปลี่ยนรูป อันเป็นผลมาจากการที่กรดซัลฟิวริกอาจเริ่มเทลงบนศีรษะของคนที่เดินผ่านไปมาในไม่ช้า

ฝนกรดเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่ร้ายแรง และสาเหตุของฝนอาจเรียกได้ว่าเป็นมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมระดับสากล ฝนกรดบ่อยครั้งทำให้เกิดความกังวลไม่เพียง แต่สำหรับนักวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่สำหรับคนทั่วไปด้วยเนื่องจากการตกตะกอนประเภทนี้ส่งผลเสียต่อสุขภาพ

ฝนกรดมีลักษณะ pH ต่ำ ปริมาณน้ำฝนทั่วไปมีระดับของตัวบ่งชี้นี้ที่ 5.6 ควรสังเกตว่าแม้จะมีการเบี่ยงเบนเล็กน้อยจากบรรทัดฐาน แต่ผลที่ตามมาสำหรับสิ่งมีชีวิตก็อาจร้ายแรง

ด้วยการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ ระดับความเป็นกรดที่ลดลงอาจทำให้ปลาตายได้ เช่นเดียวกับแมลงหลายชนิดและแม้แต่สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ นอกจากนี้ ในพื้นที่ที่เกิดฝนกรด บางครั้งสังเกตเห็นกรดไหม้บนใบต้นไม้ และพืชบางชนิดถึงกับตาย หลายคนสามารถสัมผัสผลกระทบด้านลบหลังฝนกรดได้ตกลงมา หลังจากฝนที่ตกลงมาดังกล่าว อาจเกิดการสะสมของก๊าซพิษในชั้นบรรยากาศ และเป็นสิ่งที่ไม่พึงปรารถนาอย่างยิ่งที่จะหายใจเอามวลก๊าซและอากาศดังกล่าว ผลที่ตามมาจะตามมาในไม่ช้า แม้จะเดินไปไม่ไกลในช่วงที่มีฝนตกเช่นนี้ อาจเกิดโรคหลอดเลือดหัวใจ โรคหลอดลมโป่งพอง และโรคหอบหืดได้

ฝนกรดเพียงอย่างเดียวสามารถคุกคามได้หรือไม่?

ปัญหาฝนกรดได้ทวีความรุนแรงขึ้นทั่วโลกในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา ดังนั้นชาวโลกทุกคนควรพิจารณาถึงบทบาทของพวกเขา ไม่ว่าจะเป็นด้านบวกหรือด้านลบ ในปรากฏการณ์ทางธรรมชาตินี้ คุณควรรู้ว่าสารอันตรายส่วนใหญ่ที่เข้าสู่อากาศเป็นผลจากชีวิตมนุษย์และในทางปฏิบัติจะไม่หายไปไหน ส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในชั้นบรรยากาศและวันหนึ่งจะกลับสู่โลกพร้อมกับปริมาณน้ำฝน และผลกระทบจากฝนกรดก็ร้ายแรงมากจนในบางกรณีอาจต้องใช้เวลามากกว่าหนึ่งร้อยปีในการกำจัดผลที่ตามมา

ในการทำความคุ้นเคยกับผลที่ตามมาของฝนกรด ขอแนะนำให้เข้าใจว่าแนวคิดนี้มีอะไรบ้าง นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่มีมติเป็นเอกฉันท์เชื่ออย่างเป็นเอกฉันท์ว่าสูตรดังกล่าวถือได้ว่าแคบเกินไปเพื่อที่จะรวบรวมศักยภาพของปัญหาระดับโลกได้อย่างเต็มที่ เราไม่ควรศึกษาเฉพาะฝน แต่ควรให้ความสนใจกับลูกเห็บที่เป็นกรด หมอก และหิมะ ซึ่งเป็นพาหะของสารและสารประกอบที่เป็นอันตรายด้วย เนื่องจากการก่อตัวของพวกมันส่วนใหญ่เหมือนกันในแง่ของกระบวนการ ไม่ควรลืมว่าในสภาพอากาศแห้งคงที่ ก๊าซพิษหรือเมฆฝุ่น หรือทั้งสองอย่าง อาจปรากฏขึ้น แต่การก่อตัวเหล่านี้ยังเป็นของการตกตะกอนของกรดอีกด้วย

สาเหตุของฝนกรด

สาเหตุของฝนกรดนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยของมนุษย์โดยตรง มลภาวะในบรรยากาศคงที่ด้วยการใช้สารประกอบที่เป็นกรด (เช่น ซัลเฟอร์ออกไซด์ ไฮโดรเจนคลอไรด์ ไนโตรเจน เป็นต้น) ทำให้เกิดความไม่สมดุล ผู้ผลิตที่สำคัญที่สุดของสารดังกล่าว แน่นอน ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เช่น โลหะ โรงกลั่นน้ำมัน โรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่เผาถ่านหินหรือน้ำมันเชื้อเพลิง แม้จะมีตัวกรองและระบบการทำให้บริสุทธิ์ แต่เทคโนโลยีสมัยใหม่ยังไม่ถึงระดับที่จะช่วยให้สามารถกำจัดผลกระทบด้านลบได้อย่างสมบูรณ์ไม่เพียง แต่ยังรวมถึงของเสียจากอุตสาหกรรมด้วย

นอกจากนี้ ยังมีฝนกรดที่เกี่ยวข้องกับการเติบโตของยานพาหนะบนโลกอีกด้วย ก๊าซไอเสียจำนวนมากแม้จะใช้ในปริมาณน้อย แต่ก็ยังก่อให้เกิดสารประกอบที่เป็นกรดที่เป็นอันตราย และถ้าคุณคำนวณจำนวนยานพาหนะทั้งหมดใหม่ ระดับของมลพิษอาจกล่าวได้ว่าได้มาถึงระดับวิกฤตแล้ว นอกเหนือจากทั้งหมดข้างต้นแล้ว ยังมีสิ่งของในครัวเรือนอีกมากมาย เช่น สเปรย์ฉีด น้ำยาทำความสะอาด / ผงซักฟอก เป็นต้น

อีกสาเหตุหนึ่งของฝนกรด นอกเหนือจากปัจจัยของมนุษย์ อาจเป็นกระบวนการทางธรรมชาติบางอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การปะทุของภูเขาไฟสามารถนำไปสู่การเกิดขึ้นได้ ซึ่งในระหว่างนั้นจะมีการปล่อยกำมะถันออกมาเป็นจำนวนมาก นอกจากนี้ยังเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของสารประกอบก๊าซในกระบวนการย่อยสลายสารอินทรีย์แต่ละชนิดซึ่งจะนำไปสู่มลพิษทางอากาศ

กลไกการเกิดฝนกรด

สารอันตรายทั้งหมดที่ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศเริ่มทำปฏิกิริยากับองค์ประกอบของพลังงานแสงอาทิตย์ คาร์บอนไดออกไซด์ หรือน้ำ ส่งผลให้เกิดสารประกอบที่เป็นกรด เมื่อรวมกับการระเหยของความชื้นแล้วพวกมันก็ลอยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศหลังจากนั้นเมฆก็ก่อตัวขึ้น ดังนั้นการก่อตัวของฝนกรดจึงเกิดขึ้น การก่อตัวของเกล็ดหิมะหรือลูกเห็บซึ่งจะคืนทุกสิ่งที่พวกมันดูดซึมกลับคืนสู่พื้นโลกพร้อมกับสารเคมีอื่น ๆ

ในบางภูมิภาคของโลก มีการสังเกตความเบี่ยงเบนจากบรรทัดฐานภายใน 2-3 หน่วย ดังนั้น ด้วยระดับความเป็นกรดที่ยอมรับได้ของ pH 5.6 ในภูมิภาคมอสโกและจีน มีกรณีของการตกตะกอนที่มีระดับ pH 2.15 เป็นไปไม่ได้ที่จะคาดการณ์ตำแหน่งที่แน่นอนของฝนกรด เนื่องจากเป็นไปได้ว่าเมฆที่ก่อตัวขึ้นสามารถถูกลมพัดปลิวไปในระยะทางไกลจากจุดที่เกิดมลพิษ

องค์ประกอบของฝนกรด

ส่วนประกอบหลักของฝนกรด ได้แก่ กรดกำมะถันและกรดกำมะถัน ตลอดจนการปรากฏตัวของโอโซนที่เกิดขึ้นระหว่างพายุฝนฟ้าคะนอง นอกจากนี้ยังมีการตกตะกอนประเภทไนโตรเจนซึ่งมีกรดไนตริกและไนตรัสเป็นกรดหลัก คลอรีนและมีเทนสามารถเป็นสาเหตุของฝนกรดได้ และแน่นอน สารอันตรายอื่นๆ อาจตกหล่นจากการตกตะกอน โดยพิจารณาจากสิ่งที่อยู่ในองค์ประกอบของของเสียในครัวเรือนและของเสียจากอุตสาหกรรมที่ปล่อยสู่บรรยากาศในภูมิภาคเฉพาะ

ทำไมฝนกรดจึงเป็นอันตราย

ฝนกรดพร้อมกับผลที่ตามมาเป็นเรื่องของการสังเกตการณ์อย่างต่อเนื่องซึ่งดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์จากทุกประเทศ อย่างไรก็ตาม การคาดการณ์ของพวกเขาน่าผิดหวังอย่างยิ่ง ปริมาณน้ำฝนซึ่งระดับ pH ต่ำลง ก่อให้เกิดอันตรายไม่เพียงต่อมนุษย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงพืชและสัตว์ด้วย

เมื่อกระทบพื้นดิน ฝนกรดจะทำลายพืชโดยขาดสารอาหารที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตและพัฒนา เหนือสิ่งอื่นใด โลหะที่เป็นพิษจะถูกดึงขึ้นสู่ผิวน้ำ ด้วยกรดที่มีความเข้มข้นสูง ต้นไม้สามารถตายได้เนื่องจากการตกตะกอน ทำให้ดินใช้ไม่ได้สำหรับการเพาะปลูกพืชผลต่อไป และจะใช้เวลาหลายทศวรรษในการฟื้นฟู

สถานการณ์เดียวกันกับอ่างเก็บน้ำ องค์ประกอบของฝนกรดทำให้เกิดความไม่สมดุลในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติหลังจากนั้นปัญหามลพิษในแม่น้ำก็เกิดขึ้น ในทางกลับกันนี้นำไปสู่การตายของปลาและยังชะลอการเจริญเติบโตของสาหร่าย ดังนั้น แหล่งน้ำ ทะเลสาบ และแม่น้ำทั้งหมดอาจไม่ดำรงอยู่เป็นเวลานาน

ก่อนกระทบพื้น ฝนกรด ผ่านมวลอากาศ ทิ้งอนุภาคสารพิษในบรรยากาศ สิ่งนี้ถือว่าไม่เอื้ออำนวยอย่างยิ่ง เนื่องจากส่งผลเสียต่อสุขภาพของคนและสัตว์ และยังสร้างความเสียหายให้กับอาคารอีกด้วย ดังนั้นสีและสารเคลือบเงาและวัสดุที่ใช้เคลือบส่วนใหญ่ โครงสร้างโลหะจึงเริ่มละลายทันทีที่ฝนที่โชคร้ายตกลงมา

ปัญหาสิ่งแวดล้อมโลกของฝนกรด

ปัญหาสิ่งแวดล้อมโลกที่เกิดจากฝนกรด ได้แก่:

• การเปลี่ยนแปลงในระบบนิเวศของแหล่งน้ำที่นำไปสู่การตายของพืชและสัตว์ เป็นไปไม่ได้ที่จะใช้แหล่งดังกล่าวในการดื่มเพราะโลหะหนักจะเกินมาตรฐานหลายครั้ง
• ความเสียหายต่อรากและใบจะนำไปสู่การทำลายการป้องกันความหนาวเย็นและโรค โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับต้นสนที่มีน้ำค้างแข็งรุนแรง
• การปนเปื้อนของดินด้วยสารพิษ โลกของพืชที่ตั้งอยู่บนพื้นที่ปนเปื้อนในดิน จะอ่อนแอหรือตายลงอย่างแน่นอน องค์ประกอบที่เป็นอันตรายจะมาพร้อมกับสารที่มีประโยชน์ซึ่งจะน้อยลง

อันตรายจากฝนกรดต่อผู้คน

การตายของสัตว์เลี้ยง สายพันธุ์ปลาเชิงพาณิชย์ พืชผล - ทั้งหมดนี้จะส่งผลกระทบต่อคุณภาพชีวิตและเศรษฐกิจของรัฐใด ๆ

เนื้อปลาหรือสัตว์อาจเป็นอันตรายต่อสุขภาพได้เมื่อรับประทานในสถานที่ที่เกิดพิษจากกรด เนื้อสัตว์ดังกล่าวอาจมีเนื้อหาที่สำคัญของสารพิษหรือไอออนของโลหะหนัก หากเข้าสู่ร่างกายมนุษย์ อาจนำไปสู่ภาวะมึนเมารุนแรง โรคตับหรือไตอย่างรุนแรง การอุดตันของเส้นประสาท และการเกิดลิ่มเลือด ผลกระทบบางอย่างของพิษจากกรดอาจต้องใช้เวลาหลายชั่วอายุคน

วิธีจัดการกับฝนกรด

วันนี้ สหรัฐอเมริกา จีน และแน่นอน รัสเซีย เป็นผู้นำกลุ่มเสี่ยงหลักสำหรับการตกตะกอนของกรด ที่จริงแล้ว ในรัฐเหล่านี้ อุตสาหกรรมแปรรูปถ่านหินและโลหะวิทยาได้รับการพัฒนาอย่างมาก ดังนั้นจึงมีองค์กรดังกล่าวจำนวนมาก อย่างไรก็ตาม ทั้งแคนาดาและญี่ปุ่นถือว่าอันตรายในทิศทางที่ฝนกรดสามารถขับเคลื่อนด้วยลมได้ จากการศึกษาบางกรณี หากไม่มีมาตรการป้องกัน รายชื่อของรัฐดังกล่าวอาจถูกเติมเต็มด้วยผู้สมัครจำนวนมาก และไม่ต้องรอนาน

การต่อสู้กับฝนกรดในระดับท้องถิ่นนั้นแทบจะไร้ประโยชน์ เพื่อให้สถานการณ์เปลี่ยนแปลงไปในทางที่ดีขึ้น ต้องมีมาตรการที่ครอบคลุม และเป็นไปได้ด้วยการดำเนินการพร้อมกันและประสานงานกันของหลายประเทศเท่านั้น วิทยาศาสตร์เชิงวิชาการกำลังพยายามค้นหาระบบการทำให้บริสุทธิ์ใหม่เพื่อลดการปล่อยสารอันตรายสู่ชั้นบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม องค์ประกอบร้อยละของการตกตะกอนของกรดนั้นเพิ่มขึ้นเท่านั้น

หากคุณมีคำถามใด ๆ - ทิ้งไว้ในความคิดเห็นด้านล่างบทความ เราหรือผู้เยี่ยมชมของเรายินดีที่จะตอบคำถามเหล่านี้

วลีที่เป็นกรดในยุคปัจจุบัน โดยเฉพาะชีวิตในเมืองได้กลายเป็นเรื่องธรรมดา ชาวเมืองในฤดูร้อนมักจะบ่นว่าหลังจากการเร่งรัดที่ไม่พึงประสงค์ดังกล่าว พืชเริ่มเหี่ยวเฉาและการเคลือบสีขาวหรือสีเหลืองปรากฏขึ้นในแอ่งน้ำ

มันคืออะไร

วิทยาศาสตร์มีคำตอบที่ชัดเจนสำหรับคำถามที่ว่าฝนกรดคืออะไร สิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นที่รู้จักซึ่งมีน้ำอยู่ต่ำกว่าปกติ ค่า pH 7 ถือเป็นค่าปกติ หากการศึกษาแสดงการประเมินค่าตัวเลขนี้ต่ำไปในการตกตะกอน ค่าเหล่านี้ถือเป็นค่ากรด ในบริบทของความเฟื่องฟูของอุตสาหกรรมที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ความเป็นกรดของฝน หิมะ หมอก และลูกเห็บนั้นสูงกว่าปกติหลายร้อยเท่า

สาเหตุ

ฝนกรดตกลงมาครั้งแล้วครั้งเล่า สาเหตุมาจากการปล่อยสารพิษจากโรงงานอุตสาหกรรม ก๊าซไอเสียของรถยนต์ และในระดับที่น้อยกว่ามาก - ในการสลายตัวขององค์ประกอบทางธรรมชาติ ในบรรยากาศเต็มไปด้วยซัลเฟอร์และไนตริกออกไซด์ ไฮโดรเจนคลอไรด์ และสารประกอบอื่นๆ ที่สร้างกรด ผลที่ได้คือฝนกรด

มีปริมาณน้ำฝนและเป็นด่าง ประกอบด้วยแคลเซียมหรือแอมโมเนียไอออน แนวคิดเรื่อง "ฝนกรด" ก็เข้ากับพวกเขาเช่นกัน นี่คือคำอธิบายโดยข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อเข้าไปในอ่างเก็บน้ำหรือดิน ปริมาณน้ำฝนดังกล่าวส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงความสมดุลของน้ำ-ด่าง

อะไรทำให้เกิดการตกตะกอนของกรด

แน่นอนว่าการเกิดออกซิเดชันของธรรมชาติโดยรอบไม่ได้ส่งผลดีแต่อย่างใด ฝนกรดเป็นอันตรายอย่างยิ่ง สาเหตุของการตายของพืชพรรณหลังจากการตกของฝนดังกล่าวอยู่ในความจริงที่ว่าองค์ประกอบที่มีประโยชน์มากมายถูกชะล้างออกจากโลกด้วยกรดนอกจากนี้ยังสังเกตมลภาวะจากโลหะอันตรายเช่นอลูมิเนียมตะกั่วและอื่น ๆ ตะกอนที่ปนเปื้อนทำให้เกิดการกลายพันธุ์และการตายของปลาในแหล่งน้ำ การพัฒนาที่ไม่เหมาะสมของพืชในแม่น้ำและทะเลสาบ พวกมันยังส่งผลเสียต่อสภาพแวดล้อมปกติ: มีส่วนสำคัญในการทำลายวัสดุที่หันเข้าหาธรรมชาติ และทำให้เกิดการกัดกร่อนอย่างรวดเร็วของโครงสร้างโลหะ

เมื่อทำความคุ้นเคยกับลักษณะทั่วไปของปรากฏการณ์บรรยากาศนี้แล้ว เราสามารถสรุปได้ว่าปัญหาฝนกรดเป็นปัญหาเร่งด่วนที่สุดประการหนึ่งจากมุมมองของนิเวศวิทยา

การวิจัยทางวิทยาศาสตร์

สิ่งสำคัญคือต้องอาศัยรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับรูปแบบของมลภาวะทางเคมีของธรรมชาติ ฝนกรดเป็นสาเหตุของปัญหาสิ่งแวดล้อมมากมาย ลักษณะการตกตะกอนดังกล่าวปรากฏขึ้นในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 เมื่อนักเคมีชาวอังกฤษ R. Smith ระบุเนื้อหาของสารอันตรายในไอระเหยและควัน ซึ่งเปลี่ยนภาพทางเคมีของการตกตะกอนอย่างมาก นอกจากนี้ ฝนกรดยังเป็นปรากฏการณ์ที่แผ่ขยายไปทั่วพื้นที่กว้างใหญ่ โดยไม่คำนึงถึงแหล่งที่มาของมลพิษ นักวิทยาศาสตร์ยังตั้งข้อสังเกตถึงการทำลายล้างที่เกิดจากตะกอนที่ปนเปื้อน ได้แก่ โรคพืช การสูญเสียสีในเนื้อเยื่อ การเกิดสนิมขึ้นอย่างรวดเร็ว และอื่นๆ

ผู้เชี่ยวชาญมีความแม่นยำมากขึ้นในคำจำกัดความของฝนกรด แท้จริงแล้วมันคือหิมะ หมอก เมฆ และลูกเห็บ ปริมาณน้ำฝนที่แห้งโดยขาดความชื้นในบรรยากาศจะตกในรูปของฝุ่นและก๊าซ

เกี่ยวกับธรรมชาติ

ทะเลสาบกำลังจะตายจำนวนสันดอนของปลาลดลงป่ากำลังหายไป - ทั้งหมดนี้เป็นผลลัพธ์ที่เลวร้ายของการเกิดออกซิเดชันของธรรมชาติ ดินในป่าไม่ได้มีความไวต่อการทำให้เป็นกรดเท่ากับแหล่งน้ำ แต่พืชรับรู้การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดในความเป็นกรดในทางลบอย่างมาก เช่นเดียวกับละอองลอย การตกตะกอนที่เป็นอันตรายจะห่อหุ้มใบไม้และเข็ม ชุบลำต้น และแทรกซึมดิน พืชพรรณได้รับการไหม้จากสารเคมี ค่อยๆ อ่อนตัวลงและสูญเสียความสามารถในการดำรงชีวิต ดินสูญเสียความอุดมสมบูรณ์และทำให้พืชผลที่เติบโตอิ่มตัวด้วยสารพิษ

ทรัพยากรชีวภาพ

เมื่อทำการศึกษาทะเลสาบในประเทศเยอรมนีพบว่าในอ่างเก็บน้ำที่ดัชนีน้ำเบี่ยงเบนไปจากปกติอย่างมีนัยสำคัญปลาหายไป เฉพาะในทะเลสาบบางแห่งเท่านั้นที่จับตัวอย่างได้

มรดกทางประวัติศาสตร์

การสร้างสรรค์ของมนุษย์ที่ดูเหมือนคงกระพันอาจต้องทนทุกข์ทรมานจากฝนกรด อะโครโพลิสโบราณตั้งอยู่ในกรีซ เป็นที่รู้จักไปทั่วโลกจากโครงร่างของรูปปั้นหินอ่อนอันยิ่งใหญ่ ยุคสมัยไม่ใช้วัสดุจากธรรมชาติ: หินชั้นสูงถูกทำลายโดยลมและฝน การก่อตัวของฝนกรดจะกระตุ้นกระบวนการนี้ต่อไป การฟื้นฟูผลงานชิ้นเอกทางประวัติศาสตร์ ปรมาจารย์สมัยใหม่ไม่ได้ใช้มาตรการป้องกันข้อต่อโลหะจากสนิม ผลที่ได้คือฝนกรดที่เกิดจากการออกซิไดซ์ของเหล็กทำให้เกิดรอยแตกขนาดใหญ่ในรูปปั้น รอยแตกลายหินอ่อนเนื่องจากแรงดันของสนิม

อนุสรณ์สถานทางวัฒนธรรม

องค์การสหประชาชาติได้ริเริ่มการศึกษาผลกระทบของฝนกรดต่อแหล่งมรดกทางวัฒนธรรม ในระหว่างนั้นผลเชิงลบของการกระทำของฝนบนหน้าต่างกระจกสีที่สวยที่สุดของเมืองในยุโรปตะวันตกได้รับการพิสูจน์แล้ว แว่นตาสีหลายพันชิ้นมีความเสี่ยงที่จะถูกลืมเลือน จนถึงศตวรรษที่ 20 พวกเขาพอใจผู้คนด้วยความแข็งแกร่งและความคิดริเริ่มของพวกเขา แต่ทศวรรษที่ผ่านมาซึ่งถูกฝนกรดบดบัง คุกคามที่จะทำลายภาพวาดกระจกสีอันวิจิตรงดงาม ฝุ่นที่อิ่มตัวด้วยกำมะถันจะทำลายเครื่องหนังและกระดาษโบราณ ผลิตภัณฑ์โบราณที่อยู่ภายใต้อิทธิพลสูญเสียความสามารถในการต้านทานปรากฏการณ์ในชั้นบรรยากาศ เปราะบาง และในไม่ช้าอาจสลายเป็นฝุ่นผง

ภัยพิบัติทางนิเวศวิทยา

ฝนกรดเป็นปัญหาร้ายแรงต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ น่าเสียดายที่ความเป็นจริงของชีวิตสมัยใหม่ต้องการการขยายตัวของการผลิตภาคอุตสาหกรรมที่เพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งเพิ่มปริมาณของสารพิษ ประชากรของโลกเพิ่มขึ้น มาตรฐานการครองชีพเพิ่มขึ้น มีรถยนต์มากขึ้นเรื่อย ๆ การใช้พลังงานกำลังผ่านไป หลังคา. ในเวลาเดียวกัน โรงไฟฟ้าพลังความร้อนของสหพันธรัฐรัสเซียเพียงแห่งเดียวสร้างมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมทุกปีด้วยแอนไฮไดรด์ที่มีกำมะถันหลายล้านตัน

ฝนกรดและรูโอโซน

หลุมโอโซนนั้นไม่ธรรมดาและทำให้เกิดความกังวลมากขึ้น เมื่ออธิบายสาระสำคัญของปรากฏการณ์นี้ต้องบอกว่านี่ไม่ใช่การแตกของเปลือกบรรยากาศที่แท้จริง แต่เป็นการละเมิดความหนาของชั้นโอโซนซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 8-15 กม. และขยายไปสู่สตราโตสเฟียร์ สูงสุด 50 กม. การสะสมของโอโซนส่วนใหญ่จะดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตรายจากแสงอาทิตย์ ปกป้องโลกจากรังสีที่แรงที่สุด นั่นคือเหตุผลที่รูโอโซนและฝนกรดเป็นภัยคุกคามต่อชีวิตปกติของโลก โดยต้องให้ความสนใจมากที่สุด

ความสมบูรณ์ของชั้นโอโซน

จุดเริ่มต้นของศตวรรษที่ 20 เพิ่มคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs) ในรายการสิ่งประดิษฐ์ของมนุษย์ คุณลักษณะของมันคือความเสถียรเป็นพิเศษ ไม่มีกลิ่น ไม่ติดไฟ ไม่มีพิษ CFCs ค่อยๆ เริ่มถูกนำมาใช้ในทุกหนทุกแห่งในการผลิตหน่วยทำความเย็นต่างๆ (ตั้งแต่รถยนต์ไปจนถึงศูนย์การแพทย์) เครื่องดับเพลิง และละอองลอยในครัวเรือน

ในช่วงปลายครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 นักเคมี เชอร์วูด โรแลนด์ และมาริโอ โมลินา เสนอว่าสารมหัศจรรย์เหล่านี้ หรือที่เรียกว่าฟรีออน ส่งผลกระทบต่อชั้นโอโซนอย่างรุนแรง ในเวลาเดียวกัน CFCs สามารถ "ลอย" ในอากาศได้นานหลายทศวรรษ พวกมันค่อยๆ ลอยขึ้นจากพื้นดินไปถึงสตราโตสเฟียร์ ซึ่งรังสีอัลตราไวโอเลตทำลายสารประกอบฟรีออน ปล่อยอะตอมของคลอรีนออกมา อันเป็นผลมาจากกระบวนการนี้ โอโซนจะถูกแปลงเป็นออกซิเจนได้เร็วกว่าในสภาพธรรมชาติปกติมาก

สิ่งที่น่ากลัวคือต้องใช้อะตอมของคลอรีนเพียงไม่กี่อะตอมในการปรับเปลี่ยนโมเลกุลโอโซนหลายแสนโมเลกุล นอกจากนี้ คลอโรฟลูออโรคาร์บอนยังถือเป็นก๊าซเรือนกระจกที่ก่อให้เกิดภาวะโลกร้อนอีกด้วย เพื่อความเป็นธรรม ควรเสริมด้วยว่าธรรมชาติมีส่วนในการทำลายชั้นโอโซนด้วย ดังนั้น ก๊าซภูเขาไฟจึงมีสารประกอบมากถึงร้อยชนิด รวมทั้งคาร์บอนด้วย ฟรีออนตามธรรมชาติมีส่วนทำให้ชั้นโอโซนบางลงเหนือขั้วของโลกของเรา

สิ่งที่สามารถทำได้?

การค้นหาว่าอันตรายของฝนกรดนั้นไม่เกี่ยวข้องอีกต่อไป ในวาระการประชุมในทุกรัฐ ในสถานประกอบการอุตสาหกรรมทุกแห่ง ประการแรก ควรมีมาตรการเพื่อรับรองความบริสุทธิ์ของอากาศโดยรอบ

ในรัสเซีย โรงงานขนาดยักษ์ เช่น RUSAL ได้เริ่มแก้ไขปัญหานี้อย่างมีความรับผิดชอบในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา พวกเขาไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการติดตั้งตัวกรองที่เชื่อถือได้ที่ทันสมัยและสิ่งอำนวยความสะดวกในการกรองที่ป้องกันไม่ให้ออกไซด์และโลหะหนักเข้าสู่บรรยากาศ

มีการใช้วิธีการอื่นในการรับพลังงานมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งไม่ก่อให้เกิดผลกระทบที่เป็นอันตราย พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ (เช่น ในชีวิตประจำวันและสำหรับรถยนต์) ไม่ใช่เรื่องเพ้อฝันอีกต่อไป แต่เป็นการฝึกฝนที่ประสบความสำเร็จซึ่งช่วยลดปริมาณการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตราย

การขยายพื้นที่ป่าไม้ การทำความสะอาดแม่น้ำและทะเลสาบ การจัดการขยะอย่างเหมาะสม ทั้งหมดนี้เป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการต่อสู้กับมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม