مم يتكون المطر الحمضي

نظرة عامة حول المطر الحمضي وأشكاله المختلفة

يعدُّ المطر الحمضي (بالإنجليزية: Acid Rain) إحدى القضايا البيئية واسعة النطاق مُنذ القرن التاسع عشر الميلادي، إذ يُشير إلى الطُرق المختلفة التي تسقط فيها الأحماض من الغلاف الجوي إلى سطح الأرض، أمّا الترسيب الحمضي (بالإنجليزية: Acid Deposition) فيُمثّل المفهوم الأكثر دِقّةً لوصف هذه الطرق، إذ يشمل كلا الأشكال الرطبة والجافّة التي تسقط بها الأحماض على الأرض.

يشمل الترسيب الرطب (بالإنجليزية :Wet Deposition) الثلوج، والضباب، والمطر الحمضي، إذ يسقط على سطح الأرض، ويتدفّق عبر الأراضي والمسطّحات المائية، ويلُحق آثارًا وأضرارًا بالحيوانات والنباتات المختلفة، ولكن يُشار إلى أنَّ مقدار حِدّة تأثير الأمطار الحمضية على الحياة البرية يعتمد على عِدّة عوامل، منها؛ درجة حموضة المياه، ونوع الكائن الحي الذي تصل إليه الأمطار، بما في ذلك الأسماك، والأشجار، وغيرها من الكائنات التي تعتمد على المياه، بالإضافة إلى كيمياء التربة وقدرتها التخزينية المؤقّتة.

أمّا الترسيب الجافّ (بالإنجليزية :Dry Deposition) فيقصد به الجزئيات والغازات الحمضية التي تسقط على الأرض، إذ تهبّ الرياح المُحمّلة بها، وتصل إلى المباني، والأشجار، والمركّبات، ويُشار إلى أنَّ ما نسبته 50% تقريباً من الأحماض الموجودة في الغلاف الجوي تسقط على الأرض من خلال هذا النوع من الترسيب، كما من المُمكن أن تختلط الأمطار الساقطة فيما بعد بالجزيئات والغازات المُتراكمة على الأسطح، ممّا يجعل تركيبة الأمطار أكثر حمضية.

مكوّنات المطر الحمضي

تتكوّن الأمطار الحمضية من مزيج من أحماض النيتريك (HNO₃) والكبريتيك (H₂SO₄)، والتي تنتج من تفاعل انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت (SO₂) وأكاسيد النيتروجين (NO_X) المُتصاعدة عبر تيارات الهواء والرياح في الغلاف الجوي مع كلّ من الماء، والأكسجين، والمركبات الكيميائية الأخرى، إذ تختلط أحماض النيتريك والكبريتيك فيما بعد مع الماء، وتسقط على شكل أمطار حمضية على الأرض، ويُمكن توضيح تلك التفاعلات من خلال المعادلات الكيميائية الآتية:

• تفاعل ثاني أكسيد الكبريت لإنتاج حمض الكبريتيك:
  • SO₂ + H₂O → H₂SO₄
  • H₂SO₄ →← H⁺ + HSO₄^– →← 2H⁺ + SO₄^-2
• تفاعل أكاسيد النيتروجين لإنتاج حمض النيتريك:
  • NO₂ + H₂O → HNO₃
  • ^–HNO₃→ H⁺ + NO₃

يُعدّ الماء النَّقي مادةً مُتعادلة، فهو ليس حمضياً ولا قاعدياً، إذ تعادل قيمة الرقم الهيدروجيني (PH) له 7، في حين يتراوح الرقم الهيدروجيني للأمطار النظيفة في الأوضاع الطبيعية ما بين 5.0-5.5، ممّا يعني أنَّ الأمطار العادية حمضية قليلاً، بينما يصل الرقم الهيدروجيني للأمطار الحمضية إلى 4، ويعني انخفاض الرقم الهيدروجيني من 5 إلى 4 أنَّ الحموضة ازدادت بمقدار عشرة أضعاف.

مصادر مكوّنات المطر الحمضي

ترجع مصادر مكوّنات المطر الحمضي إلى مصادر انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين، والتي تنتج بفِعل الأنشطة البشرية والطبيعية، وتهبّ مع الرياح لمسافات طويلة، الأمر الذي يجعل قضية المطر الحمضي تُلحق الأضرار بمساحات واسعة، وليس فقط بالمناطق التي تقع بالقُرب من مصدر انبعاث هذه الأكاسيد، وفيما يأتي توضيح لذلك:

• مصادر انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت: تُعدُّ انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت مسؤولةً عن ما نسبته 60-70% من الترسيب الحمضي الذي يحدث على مستوى العالم، وتتوزّع هذه المصادر ما بين:
  • الأنشطة البشرية: تُساهِم الأنشطة البشرية في ما نسبته 90% تقريباً من انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت، وتشمل أنشطة حرق الفحم، إذ يحتوي الفحم على 2-3% من الكبريت، وعند احتراقه يتحرّر ثاني أكسيد الكبريت، بالإضافة إلى عمليات صهر خامات كبريتيدات الفلزّات من أجل الحصول على معادن نقية، إذ تُستخدَم هذه الطريقة بشكل واسع للحصول على معادن النيكل، والنحاس، والزنك، كما تُنتِج عمليات الاحتراق في الأنشطة الصناعية ما نسبته 69.4% من ثاني أكسيد الكبريت، فيما تُنتِج وسائل النقل 3.7% منه.
  • الأنشطة الطبيعية: تُعدُّ الأنشطة الطبيعية مسؤولةً عن ما نسبته 10% من انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت، وتشمل الأنشطة البركانية، فقد تؤدّي الأنشطة البركانية إلى انبعاث الكثير من ثاني أكسيد الكبريت في الغلاف الجوي عند انفجارها، إلى جانب تحلُّل المواد العضوية، والنباتات المُتعفّنة، ورذاذ البحر، بالإضافة إلى العوالق النباتية والحيوانية.
• مصادر انبعاثات أكاسيد النيتروجين: تشمل مصادر انبعاثات أكاسيد النيتروجين ما يأتي:
  • الأنشطة البشرية: تُعدّ السبب الرئيسي في انبعاث مُعظم أكاسيد النيتروجين في الغلاف الجوي، إذ تُنتِج ما نسبته 95% منها، وذلك من خلال عِدّة أنشطة، منها؛ الصناعات الكيميائية مثل إنتاج الأسمدة، بإلاضافة إلى العمليات التي تُطلق درجات حرارة مرتفعة للغاية مثل عمليات الاحتراق في محرّكات المركبات ومولّدات الطاقة الكهربائية، والتي تُنتِج ما نسبته 25% من هذه الانبعاثات.
  • الأنشطة الطبيعية: تُنتِج الأنشطة الطبيعية فقط ما نسبته 5% من انبعاثات أكاسيد النيتروجين، وتشمل الأنشطة البركانية، وحرق الغابات، والبرق، بإلاضافة إلى أنشطة البكتيريا في التربة.