اصول مهندسی اسید

زمانی که بخواهد، پایداری، ثبات و زیبایی محیط زیست را حفظ کند کار درستی را انجام داده است. در غیر این صورت عمل اشتباهی را انجام می‌دهد. آلدو لیپوید

دیوید نیهان از گلوب بستن توضیح می‌دهد که چگونه آلودگی هوا به تغییرات موجود در جهان مرتبط است، «باد، باران و مواد رادیواکتیو در مرز کشور برای کنترل پاسپورت متوقف می شوند، و هر جایی که بخواهند می روند. آلودگی؟ به زودی نزدیک شما خواهد آمد …

هم اکنون همه مادر جهت باد قرار داریم. در حال حاضر شما با مواد آلوده کننده ای که در این متن در حال حرکت هستند برخورد می کنید: مواد رادیواکتیو حاصل از انفجار چرنوبیل، مواد آلوده کننده بنیادی و سر سخت که به طرف قطب شمال و دریاها و سرزمین‌های اطراف آن در حال حرکت هستند، و دود حاصل از آتش سوزی‌های بزرگ.

این بخش در مورد دسته بزرگ دیگری از مواد آلوده کننده در حال حرکت بحث خواهد کرد: مواد اسیدی و منابع آنها. و ازما می پرسد که بعد از رها شدن اسید از هوا به زمین و آب چه اتفاقی خواهد افتاد، همانطور که در بسیاری از مناطق اطراف زمین اتفاق افتاده است.

در قسمت اول این بخش مواد آلوده کننده که مسئول رها سازی اسیدها هستند معرفی می‌شوند، و توضیح می‌دهد که چگونه آنها تشکیل می‌شوند. و مرور کلی بر روی یک بررسی نیم میلیون دلاری دارد که در آمریکا و برای فهم بهتر رها سازی اسید انجام شده است.

قسمت دوم، تأثیرات زیان آور رها شدن اسید در آب و زندگی آبزیان، جنگل و خاک آن را مورد بررسی قرار می‌دهد.

قسمت سوم منابع صادر کننده مواد آلوده کننده تشکیل دهنده اسید و چگونگی کاهش این منابع را بررسی می‌کند.

قسمت چهارم، بر روی مسائل بین المللی پیرامون موضوع رها شدن اسید بحث می‌کند.

رها سازی اتمسفری پدیده‌ای است که در آن مواد شیمیایی و یا ذرات تولید شده در هوا (که شامل اسیدها، فلزات، مواد شیمیایی بنیادی، میکروب و یا گرده‌ها می شود از هوا به زمین و آب وارد می‌شود. اسیدها در میان تعداد زیادی از مواد آلوده کننده رها شده وجود دارند.

باران آنها را شسته و ذرات آلوده کننده بسیار کوچک می توانند در مکانهای خشک ته نشین شوند. در این مورد مثالی می زنیم. هیچ مدرکی وجود ندارد که ددت و یا پی سی بی (انواع ایزومرهای کلردار بی فنیل) در جنگلهای ایالت نیوها مپشیر استفاده می‌شوند، اما هر دوی این مواد در خاکهای آنجا پیدا شده‌اند که احتمالاً با تغییرات جوی از جاهای دیگر آمده‌اند.

با تأیید این تفسیر باید بگوییم حقیقت این است که چگال سازی آنها در ارتفاعات بالاتر نسبت به ارتفاعات پائین‌تر بیشتر است. مخصوصاً در گل و لای‌هایی که با بادهای غالب مواجه می‌شوند. میزان رها شده به نظر می رسد که برای سلامتی جنگل تهدید کننده باشد. متأسفانه، رها شدن اسید درست بوده و میزان آسیب رساندن آلوده کننده‌های هوا در اطراف زمین به میزان فراوانی دیده می‌شود،

قسمت اول         مواد آلوده کننده اسیدی

دی اکسید سولفور (LSO₂ و اکسید نیتروژن (NO_X) از مهمترین منابع آزاد سازی اسید به شمار می روند. این گازها بعد از ساطع شدن با اکسیژن موجود در اتمسفر برای تشکیل مواد شیمیایی اسیدی واکنش نشان می دهند. یادآوری: شکلهای 5.2 و 5.3. سپس شکل 6.1 را مورد بررسی قرار دهید که مربوط به منابع طبیعی و منابع ساخت انسانها در ساختن منابع اسیدی، انتقال و تغییر شکل آنها و سرانجام ریزش و رها سازی آنها به خاک و آب می‌باشد. نور خورشید میزان تغییر شکل را افزایش می‌دهد.

با بارش باران، این گازها به اسید سولفوریک و اسید نیتریک تبدیل می‌شود که در باران، برف و مه وجود دارد. بعضی اوقات، مه اسیدی مستقیماً با درختهایی برخورد می‌کند که در ارتفاعات بالا و یا در مناطق ساحلی وجود دارند. در مناطق خشک دی اکسید سولفور و اکسید نیتروژن به سولفات و نیترات تبدیل شده که به آرامی توسط نیرو جاذبه زمین ته نشین می‌شوند. حدود نیمی از اسید رها شده خشک است. و این اسیدها احتمالاً در نزدیکی منابع ساطع شده ته نشین می‌شوند.

مواد شیمیایی دیگر به میزان کمی موجب رها سازی اسید می‌شوند. دی اکسید کربن در یک آب و هوای مرطوب می‌تواند تبدیل به اسید کربنیک شود. ذرات کوچک اسیدهای اصلی مانند اسید فرمیک و اسید استیک نیز ممکن است در جو وجود داشته باشد که از فرآیندهای طبیعی و فعالیت‌های صنعتی ساطع می‌شوند. اما دی اکسید سولفور و اکسید نیتروژن از مشکلات اصلی محسوب می‌شوند.

پیش زمینه

اولین بار در سال 1852 در مورد رها سازی اسید مطالبی بیان شد. در نیمه اول قرن 21 آسیب شدیدی به درختان و سبزیجات در نزدیکی نقطه ذوب [1] دیده شده که غالباً مقدار زیادی از دی اکسید سولفوراز کانه‌های فلزی سرشار از سولفور آزاد می شدند. گاهی اوقات ساطع شدن دی اکسید سولفور از نیروی الکتریکی که با سوختن سوخت‌های فسیلی شامل سولفور ایجاد می‌شود سبب آسیب به سبزی‌ها و آبهای محلی می‌شود. برای حمایت از محیط‌های محلی قانون هوای پاک آمریکا که مصوب سال 1970 است به نیروی گیاهان و نقاط ذوب نیاز داشت تا توده‌های ساطع شده در هزار فوتی سطح زمین را بسازد.

انتظار می رفت که رها شدن این مواد آلوده کننده در این ارتفاع سبب تضعیف آنها در جو شده به نحوی که به هیچ مکانی آسیب نرساند. بعد از اینکه این توده‌ها در ارتفاع ساخته شدند، آسیبهای محلی کاهش یافت، اما مشکل متفاوت دیگری به آرامی شروع شد: ساطع شدن توده‌های دی اکسید سولفور و اکسید گازها در جو تبدیل به ایروسل‌های (اسپری) اسیدی می‌شوند.

ایروسل‌ها روی زمین، آب و یا روی مواد ساخته بشر جاری شده و یا ته‌نشین می‌شوند. در مقایسه با مناطق ساطع کننده، این مواد آلوده کننده به میزان گسترده‌ای کاهش یافته‌اند. همچنین، برخی خاکهای قلیایی به خنثی کردن اسید رها شده در طول دوره‌های طولانی ادامه می دهند. هر چند که طبیعتاً برخی اسید‌ها و یا خاکهای قلیایی ضعیف نیروی محدود شده‌ای برای خنثی کردن اسید دارند.

بنابراین، خاک اسیدی شده و اسید به نهرها و دریاچه‌های نزدیک ریخته می‌شود. اسید‌رها شده همچنین در برف زمستانی محصور شده تا اینکه در بهار برفها آب شده و آنها به خاک‌ها نفوذ کرده و یا درون آبها ریخته شوند. اسید همچنین مستقیماً به آبها نفوذ می‌کند. برای فهم معنای اسید و درجه اسیدی و قلیای (PH) و اینکه چگونه یک پ هاش اسیدی می‌تواند در زندگی آبزیان تأثیر گذار باشد به باکس 6.2 و شکل 6.2 نگاه کنید. اسید جاری شده و اسید رها شده از هوا می‌تواند آب را به اندازه‌ی اسیدی کند که به ماهی‌ها و دیگر اورگانیسم‌های آبزی آسیب برساند و یا آنها را از بین ببرد. (شکل 6.2) و همان طور که در ابتدا در نروژ و آلمان در سال 1960 دیده شد، رشد جنگل کاهش یافته و ممکن است درختان از بین بروند.

PH: تأثیر آن بر زندگی آبزیان:
7 هفت پ هاش خنثی است.
6 حفروتها و چنگاره‌ها کم کم نابود می‌شوند. (چنگاره‌ها جزء جانوران ریز دریایی هستند.)
5 تخم‌های ماهی‌ها از بین رفته و برخی از ماهی‌ها می میرند.
5-4.5 برخی از گونه‌های ماهی‌ها مانند ماهی خاردار و ماهی قزل آلا کم کم نابود می‌شوند.
4 ممکن است سبب نابودی مگسها و قورباغه‌ها شود.

[1]– نقطه ذوب، کانه‌هایی را ذوب و یا گداخته می‌کند که شامل فلزات هستند و یا برای جدا سازی فلزاتی به کار می رود که شامل کانه هستند.