كيف يدخل المطر الحمضي في دورة المياه؟

في القرن التاسع عشر ، لاحظ روبرت أنجوس سميث أنه ، على عكس المناطق الساحلية في إنجلترا ، كان هطول الأمطار على المناطق الصناعية يحتوي على مستويات عالية من الحموضة. خلال الخمسينيات من القرن الماضي ، اكتشف علماء الأحياء النرويجيون انخفاضًا مقلقًا في أعداد الأسماك في بحيرات جنوب النرويج ، وتتبعوا المشكلة إلى هطول أمطار شديدة الحموضة. حدثت نتائج مماثلة في كندا خلال الستينيات.

يتراوح مقياس الأس الهيدروجيني من صفر ، وهو شديد الحموضة ، إلى 14.0 ، وهو أساسي ، ولا يحتوي على حموضة على الإطلاق. تحتوي معظم المياه السطحية على درجة حموضة 7.0 وهي محايدة. المطر العادي له قيمة pH بين 5.0 و 5.5 وهو حمضي قليلاً. عندما يتحد المطر مع أكاسيد النيتروجين أو ثاني أكسيد الكبريت ، يصبح المطر الطبيعي أكثر حمضية ويمكن أن يحدث لها قيمة pH حوالي 4.0. في قيم الأس الهيدروجيني ، يعني التحول من 5.0 إلى 4.0 أن الحموضة زادت بمقدار عشرة مرات.

يدخل ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين إلى الغلاف الجوي من خلال الانبعاثات الناتجة عن احتراق الوقود المحتوي على الكبريت ، مثل:

• نحاس
  
• قيادة
  
• الزنك

يعرف العلماء الآن أن التركيزات العالية لحمض النيتريك وحمض الكبريتيك في المطر ناتجة عن أكسدة النيتروجين في الغلاف الجوي أكاسيد وثاني أكسيد الكبريت ، وأن هذه الأحماض تدخل دورة الماء حيث تتأكسد في قطرات السحب وفي قطرات المطر. أنفسهم.

يعتبر ثاني أكسيد الكبريت سامًا عند مستويات عالية وينتمي إلى مجموعة من الغازات شديدة التفاعل تُعرف باسم "أكاسيد الكبريت". على مستوى عالٍ للغاية درجات الحرارة ، مثل حرق الفحم والنفط والغاز ، يتأكسد ثاني أكسيد الكبريت - يتفاعل مع الأكسجين - في الغلاف الجوي ينتج الكبريت حامض. في عملية تسمى الترسيب الحمضي ، يسقط حمض الكبريتيك من السحب في قطرات المطر.

أكاسيد النيتروجين هي أيضًا غازات شديدة التفاعل ، وتتشكل عندما يتفاعل الأكسجين والنيتروجين عند درجات حرارة عالية. تنبع الانبعاثات التي تحتوي على أكاسيد النيتروجين من حرق الكتلة الحيوية في المناطق الاستوائية واحتراق الفحم والنفط والغاز في خطوط العرض الشمالية الوسطى. عندما تتأكسد أكاسيد النيتروجين في الغلاف الجوي ، فإنها تنتج حامض النيتريك. على غرار حمض الكبريتيك ، يساهم حمض النيتريك في ترسب الحمض وهو مكون رئيسي للمطر الحمضي.

دورة مياه الكوكب عبارة عن نظام مغلق وكل المياه الموجودة على الأرض موجودة في مرحلة ما من الدورة. يُخزن الماء في المحيط ويتبخر ، مكونًا غيومًا من بخار الماء. عندما يتكثف البخار ، فإنه يتراجع إلى الأرض على شكل ترسيب. يتم تحييد المطر الحمضي فقط عندما يسقط على التربة القلوية ، مثل الحجر الجيري وكربونات الكالسيوم. بمجرد دمجها مع الماء ، لا تتبخر الأحماض ، وما لم ترتبط الجزيئات بشيء أساسي ، أو يتدفق الماء بعيدًا إلى جسم أكبر ، ويظل الرقم الهيدروجيني للأجسام المائية منخفضًا ويظل الحمض محاصرًا مكان. تؤثر المياه المحمضة سلبًا على المحيط ، حيث يؤدي انخفاض درجة الحموضة إلى الإضرار بالكائنات التي تصنع الشعاب المرجانية.