باران اسیدی[1] به رسوبات مرطوب و خشک موادّ جوّی اشاره دارد که غلظت اسید نیتریک و سولفوریک در آنها زیاد است. این رسوبات مرطوب شامل مه، تگرگ، تگرگ ریز[3]، برف و همچنین باران است؛ منظور از رسوب خشک معمولاً گرد و غبار یا دود است.

  باران اسیدی چگونه تشکیل می­شود؟

باران اسیدی یک آلاینده ثانویه هوا محسوب می­شود و مستقیماً در هوا منتشر نمی­شود؛ بلکه، در نتیجه تخلیه دی اکسید سولفور (2SO) و دی اکسید نیتروژن (NOx) در جو تشکیل می­شود. در جو، 2SO با مواد شیمیایی دیگر، در درجه اول آب و اکسیژن، واکنش نشان می­دهد و اسید سولفوریک (2H2SO) تشکیل می­شود؛ اکسیدهای نیتروژن واکنش نشان می­دهند تا اسید نیتریک (3HNO) تشکیل شود. پس از تشکیل این مواد، بادهای موجود می­توانند این ترکیبات را به فواصل دور به طول صدها مایل، در سراسر کشور و در مرزهای ملی منتشر کنند.

اگرچه منابع طبیعی از قبیل فوران آتشفشانی و پوسیدگی مواد گیاهی می­تواند این گازها را منتشر کنند، بیشترین انتشار در درجه اول حاصل از احتراق سوخت­های فسیلی است. در آمریکا، تقریباً 67 درصد از SO2  و 25 درصد از NOx منتشرشده مربوط به نیروگاه‌های برقی است که از سوخت­های فسیلی استفاده می­کنند. منابع دیگر انتشار این گازها در درجه اول ماهیتی صنعتی دارند، از جمله ذوب آهن، ژنراتورهایی که با سوخت زغال سنگ کار می­کنند و احتراق سوخت در موتور وسایل نقلیه.

 باران اسیدی چگونه اندازه­گیری می­شود؟

  همه اسیدها، از جمله باران اسیدی، با استفاده از مقیاس Ph اندازه­گیری می­شوند. مقیاس ph مبتنی بر گرایش یک ماده به انتشار یون­های هیدروژن در محلول است؛ ماده­ای که یون­های هیدروژن بیشتری آزاد کند، اسید قوی­تری است. مقیاس ph از مقدار صفر برای اسید بسیار قوی (باز بسیار ضعیف) تا رقم بالای 14 برای اسید بسیار ضعیف (باز بسیار قوی) را در بر می­گیرد. اگر مبنای محاسبه ما 10 باشد، آبی که ph آن در سطح 4 است نسبت به آبی که ph آن در سطح 5 است، ده برابر اسیدی­تر است. در طبیعت، به ندرت آب مقطر دارای ph با سطح 7 حتی در آب باران خالص دیده می­شود. به این علت که دی اکسیدکربن طبیعی (CO2) در جوّ جذب آب باران می­شود، اسید کربن ضعیفی تشکیل داده و سطح ph را به حدود 5.6 کاهش می­دهد. بر مبنای گزارش سازمان حفاظت از محیط­زیست ایالات متحده[4]، در سال 2000، ph بخش عمده باران اسیدی که در ایالات متحده باریده، تقریباً در حدود 4.3 بوده است. 

باران اسیدی در چه صورت تبدیل به مسئله می­شود؟

 در ایالات متحده، باران اسیدی در اصل در نیمه شرقی این کشور، در بخش­هایی از شمال شرق و شمال غرب میانه یک مسئله است. کمترین مقادیر ph -حاصل از صنعتی­شدن شدید در پنسیلوانیا[5]، اوهایو[6] و ایلینویزز[7]- در نیویورک و نیوانگلند مرکزی[8] و همچنین در اونتاریو[9]، کبک[10] و استان­های ساحلی در کانادا مشاهده شده است. به استثنای برخی موارد محلی که مقدار ph کمی پایین­تر بوده، این مسئله در بخش­های جنوبی و غربی ایالات متحده کمتر محسوس است.   در پیمایش ملی آبهای آب‌های سطحی[11] که توسط سازمان حفاظت محیط ­زیست ایالات متحده در اواسط دهه 1980 میلادی اجرا شد، بیش از 1000 دریاچه بزرگ‌تر از ده جریب و بسیاری از رودخانه‌هایی را که تصور می­شد در برابر اسیدی‌شدن آسیب­پذیر باشند، مورد بررسی قرار گرفتند. نتیجه این پیمایش نشان داد که بسیاری از این دریاچه‌ها و رودخانه‌ها از اسیدی‌شدن مزمن رنج می­برند و سطح ph آنها به‌طور دائم پایین است. این پیمایش نشان داد که از همه دریاچه‌ها و رودخانه‌هایی که مورد بررسی قرار گرفتند، عامل اسیدی‌بودن 75 درصد از دریاچه‌ها و 50 درصد از رودخانه‌های اسیدی باران اسیدی بوده است. بر اساس نتایج این پیمایش، کوه‌های آدیرونداکس[12] و کَتسکیل[13] در نیویورک، ارتفاعات میانی آپالاچی[14] در امتداد سواحل شرقی، شمال غرب میانه و نواحی کوهستانی غرب مناطقی بودند که در آنها سطح بسیاری از آب­ها  آب‌ها به‌طور خاص با اسیدی‌شدن آسیب­پذیر بودند.   نظارت­های مداوم پیمایش زمین­شناسی ایالات متحده[15] و نیز مطالعه انجام‌گرفته توسط بنیاد پژوهشی هوبارد بروک[16]، نشان داد که وضعیت خیلی بهبود نیافته است. در شمال شرقی، جایی که خاک،­ اندکی توانایی خنثی­سازی اسیدها را داشت (که با عنوان ظرفیت بافری شناخته شده است)، برخی دریاچه‌ها هم‌اکنون ph ای در حد 5 یا کمتر دارند و کمترین ph گزارش‌ به میزان 4.2 و در دریاچه لیتل اکو[17] در فرانکلینِ نیویورک است. اگر دریاچه‌های کوچک‌تر از ده جریب را در نظر بگیریم، محدوده این مسئله از این هم بیشتر است.

  شرق کانادا خاکی کاملاً مشابه کوهستان­های آدیرونداکس دارد و دریاچه‌هایش در برابر اسیدی­شدن مزمن به‌شدت آسیب­پذیرند. بر اساس برآورد دولت کانادا، 14000 دریاچه در این منطقه اسیدی هستند و نیز در معرض اثرات رسوبات اسیدی رودخانه‌هایی قرار دارند که بر روی خاک با ظرفیت بافری اندک جریان می­یابند. این پیمایش نشان داد که 580 رودخانه در دشت­های ساحلی آتلانتیک میانه اسیدی‌اند. بالاترین غلظت رودخانه اسیدی در نیوجرسی پاینلندز[18] یافت شد، جایی که بیش از 90 درصد رودخانه‌ها اسیدی هستند. در ارتفاعات آتلانتیک میانه، بیش از 1350 رودخانه اسیدی‌اند.

  علاوه بر اسیدی‌شدن مزمن، می­توان دوره‌های کوتاهی با عنوان اسیدی‌شدن بازگشتی[19] را مشاهده کرد که زمانی روی می­دهد که میزان ph به دلیل بارندگی­های سنگین یا روان­آبِ حاصل از ذوب‌شدن برف افت می­کند. بسیاری از دریاچه‌ها و رودخانه‌ها در ایالات متحده و کانادا مستعد این اثرات بازگشتی هستند. بر اساس برآورد سازمان حفاظت از محیط ­زیست آمریکا حدود 70 درصد از دریاچه‌ها در آدیرونداکس در معرض خطر قرار دارند.

  باران­های اسیدی دارای چه اثراتی هستند؟

اثرات زیست­محیطی باران­های اسیدی آشکارتر از همه در محیط آب­های آب‌های سطحی مثل رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و باتلاق­ها مشاهده شده است. باران اسیدی مستقیماً بر این زیستگاه‌های آبی می­بارد و جریان­ روان­آب­های اسیدی، پس از بارش بر مناطق شهری و روستایی بدان­ها سرازیر می­شود. اثرات آن می­تواند فاجعه­آمیز باشد. در ایالات متحده، بسیاری از گونه‌های آبزیان در معرض اثرات کشنده وضعیت مزمن شرایط اسیدی هستند و گاهی اوقات این اثر به حدی است که کل جمعیت همه گونه‌ها کاهش یافته و گونه‌هایی که به سطح کم ph حساس­ترند منقرض می­شوند. همه این اثرات به کاهش تنوع زیستی سیستم­های آسیب‌دیده کمک می­کند. در برخی دریاچه‌های اسیدی دیگر ماهی یافت نمی­شود.

سیستم­های آبی، تنها سیستم تحت‌تأثیر این وضعیت نیستند. سیستم­های جنگلی در اروپا، آمریکای شمالی و آسیا نیز از باران اسیدی آسیب دیده­اند؛ این وضعیت بر تولید نهال، تراکم درخت و بقای کلی جنگل­ها اثر منفی گذاشته است. این مسئله به‌طور خاص در جنگل­هایی که در ارتفاعات بالا قرار دارند، جایی که درختان در معرض بارش اسیدی طولانی‌مدت هستند، جدی است. مستقیم­ترین آسیب به نهال­ها و بافت درختان بالغ وارد می­شود. با این حال، اسیدی‌شدن بیشتر می­تواند مواد مغذی خاک را بشوید و فلزاتی از قبیل آلومینیوم را که برای گیاهان سمّ است به حرکت درآورد. به‌علاوه، درختان ضعیف شده در برابر حشرات و بیماری­ها آسیب­پذیری بیشتری خواهند داشت.

  علاوه بر صدمه وارده بر محیط­زیست طبیعی، باران اسیدی می­تواند به اشیای غیرطبیعی نیز صدمه بزند. در بسیاری از شهرها، بارش اسید بسیاری از ساختمان­ها و آثار هنری معاصر و تاریخی را نابود می­کند. مکان­های دارای سنگ آهک و مرمر- مثل پارتنون[20]، تاج محل[21]، یادبود واشنگتن و کلیساهای متعدد قرون وسطی در سراسر اروپا- به علت واکنش‌پذیری بالا در برابر اسید بسیار آسیب­پذیر هستند. به­علاوه، بارش اسید می­تواند آهن را در بتن مسلح دچار زنگ‌زدگی کند و به ساختمان­ها، پل­ها و جاده‌ها آسیب بزند. طبق برآورد شورای کیفیت محیط زیست[22]، میزان خسارت‌های اقتصادی واردشده به هزینه‌های مستقیم در آمریکا تقریباً در حدود 4.8 میلیارد دلار در سال است.

چه می­توان کرد؟

به این علت که بارش اسیدی نتیجه آلودگی هواست، مؤثرترین راهبرد، کاهش انتشار آلاینده‌های جوّی است. فناوری‌های جدید به کارخانه‌ها اجازه داده است تا میزان انتشار SO2  از دودکش‌های خود را کاهش دهند. با این وجود،با وجود این، افزایش انتشار NOx نشان می­دهد که به مقررات دقیق­تری در زمینه آلودگی هوا نیاز د‌اریم.

همچنین نگاه کنید به: محیط زیست، هرزآب و هوپرورش (انباشتگی خوراکه آب)؛ محیط زیست، انتقال پس­آب؛ سامان­دهی آب؛ کیفیت آب؛ منابع آب.

منابع برای مطالعه بیشتر:

Environment Canada. 2002. “Acid Rain.” Retrieved December 3, 2007 (http://www.ec.gc.ca/acidrain/)

Hubbard Brook Research Foundation. “Acid Rain.” Retrieved December 3, 2007 (http://www.hubbard brookfoundation.org/article/view/12940/1/2076/)

U.S. Environmental Protection Agency. 2007. “Acid Rain.” Retrieved December 3, 2007 (http://www.epa.gov/acidrain/)

U.S. Geological Survey. “Acid Deposition.” RetrievedDecember 3, 2007 (http://www.usgs.gov/science/science.php?term=6)

   [1]. Acid rain

[2]. Karen A. Swanson

  [3]. sleet

[4]. U.S. Environmental Protection Agency (USEPA)

[5]. Pennsylvania

[6]. Ohio

[7]. Illinois

[8]. central New England

[9]. Ontario

[10]. Quebec

[11]. National Surface Water Survey

 [12]. Adirondacks

 [13]. Catskill

[14]. Appalachian

[15]. U.S. Geological Survey

 [16]. Hubbard Brook Research Foundation

[17]. Little Echo Pond

[18]. New Jersey Pinelands

[19]. episodic

[20]. Parthenon

[21]. Taj Mahal

 [22]. Council on Environmental Quality