ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา หลายคนเคยเจอหรืออย่างน้อยก็เคยได้ยินเกี่ยวกับปรากฏการณ์เช่น ฝนกรด
ปรากฏการณ์บรรยากาศดังกล่าวเกิดขึ้นเนื่องจากมลพิษของบรรยากาศและน้ำจากมลพิษที่มนุษย์สร้างขึ้นต่างๆ ฝนกรดที่บันทึกไว้ครั้งแรกลดลงในปี พ.ศ. 2415
บริเวณที่เป็นกรด
ในศตวรรษที่ผ่านมา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในทศวรรษที่ผ่านมา ปรากฏการณ์นี้ไม่ใช่สิ่งผิดปกติอีกต่อไป ฝนกรดเกิดขึ้นที่ไหน? ฝนดังกล่าว (และแนวคิดนี้ยังรวมถึงลูกเห็บที่เป็นกรดและหิมะเดียวกัน) ตกลงไปอย่างสม่ำเสมอในยุโรปและในรัสเซียและในสหรัฐอเมริกา
นักนิเวศวิทยาได้พัฒนาแผนที่ซึ่งแสดงรายละเอียดแต่ละพื้นที่ที่สัมผัสกับปรากฏการณ์อันตรายดังกล่าวอย่างละเอียด
ในอาณาเขตของหน่วยงานที่เป็นส่วนประกอบส่วนใหญ่ของสหพันธรัฐรัสเซีย ปริมาณน้ำฝนของซัลเฟอร์และไนเตรตไนโตรเจนจากแหล่งของตัวเองไม่เกิน 25 เปอร์เซ็นต์ของปริมาณน้ำฝนทั้งหมด การมีส่วนร่วมของแหล่งกำมะถันของตัวเองเกินเกณฑ์นี้ในภูมิภาค Murmansk (70%), Sverdlovsk (64%), Chelyabinsk (50%), Tula และ Ryazan (40%) และในดินแดน Krasnoyarsk (43%)
ในดินแดนยุโรปของรัสเซีย แหล่งกำมะถันเพียง 34 เปอร์เซ็นต์มาจากรัสเซีย ส่วนที่เหลือ 39 เปอร์เซ็นต์มาจากประเทศในยุโรปและ 27 เปอร์เซ็นต์มาจากแหล่งอื่น ในเวลาเดียวกัน ประเทศเพื่อนบ้านมีส่วนสนับสนุนมากที่สุดในการทำให้สภาพเป็นกรดข้ามพรมแดนของสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ: ยูเครน โปแลนด์ เยอรมนี เบลารุส และเอสโตเนีย
ฝนกรดคืออะไร
ค่าปกติคือ 5.6 หากก๊าซทำปฏิกิริยากับน้ำ ตัวบ่งชี้จะลดลงเหลือ 1-4 ทำให้จุลินทรีย์ตายได้ เซลล์ของสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนมากขึ้นก็ตายเช่นกัน
เป็นที่ยอมรับกันว่าฝนกรดเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมโลก พวกเขาไปบ่อยขึ้น สิ่งนี้ไม่สามารถทำให้เกิดความกังวลต่อทั้งชุมชนวิทยาศาสตร์และสาธารณชน การตกตะกอนของพิษส่งผลเสียต่อพืชและสัตว์ในดินแดนทั้งหมด
ผู้คนก็ประสบกับสิ่งนี้เช่นกัน บางครั้งก็เพียงพอแล้วที่จะสัมผัสกับฝนกรดและเป็นโรคปอดหรือโรคหัวใจ
ดังที่ได้กล่าวไปแล้วกรดสามารถปรากฏได้ไม่เฉพาะในสายฝนเท่านั้น แต่ยังอยู่ในหิมะและลูกเห็บด้วย ยิ่งไปกว่านั้น พวกมันยังสามารถอยู่ในหมอกได้อีกด้วย ในเวลาเดียวกัน ยิ่งสิ่งสกปรกในความชื้นมีความเข้มข้นสูงเท่าไร ก็ยิ่งทำให้เกิดอันตรายมากขึ้นเท่านั้น
ส่วนใหญ่มักจะต้องทำการทดสอบในห้องปฏิบัติการเพื่อตรวจหากรดในความชื้นในบรรยากาศ แต่บางครั้งสิ่งนี้เห็นได้จากความรู้สึกแสบร้อนที่ปรากฏในบุคคลเมื่อหายใจและแม้แต่บนผิวหนัง ในหลายกรณี ปริมาณน้ำฝนดังกล่าวมีกลิ่นเปรี้ยว การเปลี่ยนแปลงของสีของน้ำยังเป็นสัญญาณของมลพิษ หากอยู่ในที่โล่งเช่นนี้ทุกอย่างอาจจบลงด้วยกรดไหม้
ฝนกรดเป็นกรดเจือจาง ด้วยเหตุนี้ อากาศและดิน (ส่วนใหญ่เป็นชั้นที่อุดมสมบูรณ์) จึงอิ่มตัวด้วยสารพิษ เนื่องจากกรด สัตว์และพืชตาย แร่ธาตุถูกทำลาย ผลิตภัณฑ์อาหารจึงกลายเป็นพิษ
การฟื้นตัวของพื้นที่ได้รับผลกระทบเป็นเวลานาน กรดที่ซึมเข้าสู่ดินค่อยๆ จมลงไปในส่วนลึก ปนเปื้อนน้ำบาดาล
สาเหตุของการตกตะกอนของกรด
ถือเป็นบรรทัดฐานเมื่อมีกรดคาร์บอนิกอ่อนในการตกตะกอน นี้เป็นที่ยอมรับว่าเป็นสภาพธรรมชาติ ความจริงก็คือมีคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศอยู่เสมอ และกรดนี้ถูกสร้างขึ้นเมื่อทำปฏิกิริยากับความชื้น การตกตะกอนที่ผิดปกติจะเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกัน แต่ในขณะเดียวกัน ความชื้นก็มีปฏิกิริยากับสารระเหยอื่นๆ ส่งผลให้เมฆอิ่มตัวด้วยกรดซัลฟิวริกหรือกรดไนตริก ในขณะเดียวกัน ยิ่งอากาศปนเปื้อนด้วยสารประกอบกำมะถันหรือเพียงแค่กำมะถันหรือสารประกอบไนโตรเจน ความเข้มข้นของกรดในการตกตะกอนก็จะยิ่งสูงขึ้น
สาเหตุของการตกตะกอนที่ผิดปกติมีดังนี้:
- ภูเขาไฟระเบิดปล่อยเถ้าถ่านและก๊าซต่างๆ สู่ชั้นบรรยากาศ เหล่านี้คือซัลเฟอร์ออกไซด์ ซัลเฟต และสารไฮโดรเจนซัลไฟด์
- ในระหว่างการสลายตัวของสารอินทรีย์ตกค้าง ทั้งสัตว์และพืช สารประกอบกำมะถันและไนโตรเจนจะเข้าสู่บรรยากาศ
- การปล่อยฟ้าผ่ายังทำให้เกิดมลภาวะในชั้นบรรยากาศตามธรรมชาติอีกด้วย เป็นที่ทราบกันดีว่าในแต่ละปีเนื่องจากฟ้าผ่า ปริมาตรของกรดที่ก่อตัวขึ้นถึงแปดล้านตัน
ปัจจุบันมลพิษทางอากาศส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดจากปัจจัยทางธรรมชาติ แต่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ ชุมชนวิทยาศาสตร์ตระหนักดีว่าผลกระทบต่อมนุษย์ในเรื่องนี้อยู่ระหว่าง 89 ถึง 92% มลพิษทางอากาศเกิดจาก:
- การปล่อยมลพิษจากองค์กรที่ทำงานด้านวิศวกรรมเครื่องกลและโลหกรรม โรงไฟฟ้าพลังความร้อน
- เมื่อเผาถ่านหิน ผลิตภัณฑ์น้ำมัน ก๊าซ ฟืน
- เกิดจากการปล่อยก๊าซมีเทนซึ่งเกิดขึ้นในทุ่งที่มีการปลูกธัญพืช
- เนื่องจากการใช้ปุ๋ยที่มีไนโตรเจนเช่นเดียวกับการบำบัดพืชผลด้วยยาฆ่าแมลง
- ในการทำเหมือง โดยเฉพาะในเหมืองเปิด
- ฟรีออนถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศจากตู้เย็นที่ชำรุด
- เมื่อใช้ละอองลอยที่มีไฮโดรเจนคลอไรด์
ฝนกรดเกิดขึ้นได้อย่างไร
กลไกการตกตะกอนของกรดสามารถอธิบายได้ง่ายๆ ด้วยสูตรทางเคมี มีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของการตกตะกอนของกรดโดยการปล่อยสารอันตรายที่เกิดขึ้นระหว่างการดำเนินงานของสถานประกอบการเหมืองแร่และการแปรรูป การปล่อยเหล่านี้ประกอบด้วยกำมะถันและสารประกอบมากถึง 65% พวกมันละลายในความชื้น
ฝนกำมะถัน
เมื่อซัลเฟอร์ไดออกไซด์เข้าสู่ชั้นบรรยากาศ จะเกิดปฏิกิริยาที่เรียกว่าโฟโตเคมิคัลออกซิเดชันพร้อมกับการเกิดซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ ปฏิกิริยาต่อมาคือปฏิกิริยากับไอน้ำ ทำให้เกิดกรดซัลเฟอร์ แต่กระบวนการไม่ได้หยุดเพียงแค่นั้น ปฏิกิริยาของสารประกอบนี้กับน้ำจะดำเนินต่อไป และกรดนี้จะถูกเปลี่ยนเป็นกรดซัลฟิวริก
ฝนไนโตรเจน
ฝนกรดครึ่งหนึ่งเป็นไนโตรเจน ในกรณีนี้ การก่อตัวของน้ำฝนเกิดขึ้นเนื่องจากสารประกอบที่ประกอบด้วยไนโตรเจน ละลายในไอน้ำจะกลายเป็นไนตรัสหรือกรดไนตริก เมื่อฝนตกลงมาบนพื้น ปฏิกิริยาเคมีจะยังคงอยู่ในดิน ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของไนเตรตและไนไตรต์
ฝนเกลือ
มันเกิดขึ้นที่ภายใต้อิทธิพลของสารประกอบที่มีคลอรีนทำให้เกิดฝนเกลือ ก๊าซนี้อยู่ในอากาศพร้อมกับมีเธน สิ่งนี้เกิดขึ้นระหว่างการปล่อยมลพิษจากผู้ประกอบการอุตสาหกรรมจำนวนหนึ่งและในระหว่างการเผาขยะ
นอกจากสารเหล่านี้แล้ว สารประกอบที่มีความเป็นพิษสูงยังเข้าสู่บรรยากาศด้วย ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมก็เป็นผู้กระทำผิดเช่นกัน การระเหยที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของขยะในครัวเรือนก็มีส่วนเช่นกัน
ผลของฝนกรด
ฝนกรดสามารถทำร้ายพื้นที่ทั้งหมดได้ เวลาของการสลายตัวของสารพิษที่เข้าสู่ดินหรือน้ำอย่างสมบูรณ์ถึง 15 ปี ฝนกรดทำอันตรายอะไรกับพืช? เมื่ออยู่ในดิน สารเหล่านี้จะทำลายทุกสิ่งที่พืชต้องการ ซึ่งจะปล่อยเกลือของโลหะออกมา เช่น ตะกั่ว อะลูมิเนียม และปรอท บนดินดังกล่าว พืชไม่สามารถดำรงอยู่ได้ หากมีกรดเข้มข้นมากในสายฝน พืชและเมล็ดที่โตเต็มที่ก็จะตาย ในขณะเดียวกัน สารพิษบางชนิดก็เป็นพิษในอากาศ
ปัญหาระดับโลก
ภายใต้อิทธิพลของฝนกรด ปัญหาสิ่งแวดล้อมทั่วโลกดังกล่าวปรากฏขึ้น:
- โครงสร้างของน้ำเปลี่ยนแปลงไป ความแข็งแกร่งของมันเพิ่มขึ้นน้ำอิ่มตัวด้วยสารพิษและกรด ฝนกรดเป็นสิ่งที่อันตรายที่สุดสำหรับพืชและสัตว์ ส่งผลให้สัตว์และพืชตาย มันเกิดขึ้นว่าหลังฝนตก เนื้อหาของโลหะหนักในน้ำจะสูงกว่าค่ามาตรฐานสูงสุดที่อนุญาต 8 เท่า
- เนื่องจากใบและระบบรากของพืชได้รับความเสียหาย พืชจึงตาย ผลที่ตามมาคือการตายของสัตว์กินพืชซึ่งบังคับให้สัตว์ที่กินสัตว์อื่นอพยพไปยังดินแดนอื่น นั่นคือ ห่วงโซ่อาหารถูกทำลาย
- ดินชั้นบนที่ปนเปื้อนเนื่องจากลมพัดทำให้อากาศเสียต่อไป ลมพัดพาฝุ่นพิษมาแต่ไกล ทำให้ธรรมชาติเป็นพิษด้วยเช่นกัน
อิทธิพลต่อบุคคล
ฝนกรดก็ส่งผลเสียต่อมนุษย์เช่นกัน เมื่อทำปฏิกิริยากับวัสดุก่อสร้างหลายชนิด พวกมันจะปล่อยโพลีคาร์บอเนตออกจากพวกมัน การทำลายล้างถึงระดับที่สารเหล่านี้รวมทั้งความชื้นในอากาศเริ่มออกซิไดซ์โลหะที่มีอยู่ในโครงสร้าง ด้วยเหตุนี้อาคารจึงพังทลายอย่างรวดเร็ว เนื่องจากฝนกรด ปศุสัตว์กำลังจะตาย พืชผลและผู้อาศัยในแหล่งประมงกำลังประสบกับความทุกข์ทรมาน
ภายใต้อิทธิพลของฝนกรด ผู้คนจะเกิดโรคต่างๆ เช่น หลอดลมอักเสบ โรคปอดบวม หลอดลมอักเสบ โรคหอบหืด ในบางกรณี ผู้คนถึงกับถูกไฟไหม้จากสารเคมี
ขออภัย นี่ไม่ใช่จุดสิ้นสุดของเรื่อง ผลิตภัณฑ์จากเนื้อสัตว์ ปลา ผลิตภัณฑ์จากพืช อิ่มตัวด้วยปรอท ตะกั่ว กำมะถัน สารหนู ซีลีเนียม เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ ทั้งกรดและเกลือถูกเก็บไว้ในผลิตภัณฑ์ที่มาจากสัตว์เนื่องจากอาหารเป็นพิษ ในกรณีนี้ตับ, ตับอ่อน, ไต, ระบบไหลเวียนโลหิตและระบบประสาทต้องทนทุกข์ทรมาน
ผลกระทบทางเศรษฐกิจ
ฝนกรดยังก่อให้เกิดความเสียหายอย่างมากต่อเศรษฐกิจ ต้องใช้ค่าใช้จ่ายจำนวนมากเพื่อชดเชยความเสียหายที่เกิดกับการเกษตร ป่าไม้ และแหล่งน้ำ เนื่องจากพื้นที่เพาะปลูกได้รับผลกระทบเช่นกัน การสูญเสียพืชผลจึงมีมูลค่ามหาศาล
ผลที่ตามมาอาจเป็นความอดอยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงพื้นที่ด้อยพัฒนา
เนื่องจากการเผาไหม้ของสารเคมี โรคที่เกิดจากสารอันตรายที่เข้าสู่ร่างกาย จึงมีความจำเป็นที่ต้องให้การรักษาพยาบาลในปริมาณมาก ค่ายาและการทำงานของบุคลากรทางการแพทย์เพิ่มขึ้น ค่าชดเชยสำหรับผลที่ตามมาของโครงการดังกล่าวเพียงอย่างเดียวถึงหลายหมื่นล้านดอลลาร์
มาตรการป้องกันการตกตะกอนของกรด
การพัฒนามาตรการป้องกันอันตรายจากฝนกรดกำลังดำเนินการในสหรัฐอเมริกา รัสเซีย และจีน เหตุผลก็คือมีบริษัททำเหมืองถ่านหินจำนวนมากในประเทศเหล่านี้ และสถานประกอบการทางโลหการมากมาย
การต่อสู้กับปัญหาสิ่งแวดล้อมในระดับท้องถิ่นนั้นเป็นไปไม่ได้ เราต้องการแนวทางแบบบูรณาการเพื่อลดการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตราย สารที่เป็นกรดสู่ชั้นบรรยากาศ น้ำ และดิน ซึ่งเป็นไปได้ด้วยความร่วมมือระหว่างรัฐเท่านั้น การใช้แหล่งพลังงานทดแทนโดยไม่ใช้ถ่านหิน น้ำมัน และก๊าซ ยังนำไปสู่การตกตะกอนของกรดอีกด้วย การใช้ถ่านหินกำมะถันต่ำหรือการทำให้บริสุทธิ์จากกำมะถันก็จะช่วยได้เช่นกัน งานดังกล่าวกำลังดำเนินการอยู่
นักออกแบบพัฒนาตัวกรองอากาศและระบบทำความสะอาดประสิทธิภาพสูง อย่างไรก็ตาม ปัญหาดังกล่าวไม่สามารถแก้ไขได้ในเวลาอันสั้น ผลกระทบด้านลบของมลภาวะในบรรยากาศพร้อมกับฝนกรดที่ตามมายังคงเพิ่มขึ้นทุกปี ผู้ประกอบการอุตสาหกรรมขนาดใหญ่จำนวนมากมีหน้าที่รับผิดชอบในการก่อตัวของฝนกรด
หากไม่มีการวิเคราะห์ที่เหมาะสม จะไม่สามารถระบุได้ว่ากรดมีอยู่ในสายฝน หิมะ และหมอกหรือไม่ ดังนั้นหากได้รับคำเตือนเกี่ยวกับภัยคุกคามจากการตกตะกอนของกรด ประตูและหน้าต่างของอาคารที่พักอาศัยและโรงงานอุตสาหกรรมควรปิดอย่างระมัดระวังเป็นพิเศษ ในกรณีเช่นนี้ สารระเหยมักมีอยู่เสมอ ซึ่งอาจส่งผลร้ายแม้ว่าบุคคลจะไม่โดนฝนหรือหิมะก็ตาม
