גשם חומצי: גורם, השפעות ופתרונות

גשם חומצי מורכב מטיפות מים החומציות בצורה יוצאת דופן בגלל זיהום אטמוספרי, ובמיוחד הכמויות המופרזות של הגופרית והחנקן המופצות על ידי מכוניות ותהליכים תעשייתיים. גשם חומצי נקרא גם בתצהיר חומצות מכיוון שמונח זה כולל צורות אחרות של משקעים חומציים (כמו שלג).

בתצהיר חומצי מופיעים בשני אופנים: רטוב ויבש. תצהיר רטוב הוא כל צורה של משקעים שמוציאה חומצות מהאטמוספרה ומפקידה אותן על פני כדור הארץ. בתצהיר יבש חלקיקים וגזים מזהמים נדבקים לקרקע באמצעות אבק ועשן בהיעדר משקעים. למרות היובש, סוג זה של תצהיר מסוכן גם הוא, מכיוון שמשקעים יכולים בסופו של דבר לשטוף מזהמים לנחלים, אגמים ונהרות.

החומציות עצמה נקבעת על סמך רמת החומציות (כמות החומציות או האלקליות) של טיפות המים. ה סולם pH נע בין 0 ל -14, כאשר pH נמוך יותר הוא חומצי יותר, ואילו pH גבוה הוא אלקליין, ושבע הוא נייטרלי. מי גשם רגילים הם מעט חומציים, עם טווח pH של 5.3-6.0. בתצהיר חומצה זה כל דבר שהוא מתחת לטווח זה. חשוב גם לציין כי סולם ה- pH הוא לוגריתמי, וכל מספר שלם בסולם מייצג שינוי פי עשרה.

כיום קיימת בתצהיר חומצות בצפון-מזרח ארצות הברית, דרום-מזרח קנדה וחלק גדול מאירופה, כולל חלקים משבדיה, נורווגיה וגרמניה. בנוסף, חלקים מדרום אסיה (במיוחד סין, סרי לנקה ודרום הודו) ודרום אפריקה נמצאים בסכנה להיפגע בעתיד בתמצית חומציות.

בתצהיר חומצה יכול להיגרם מקורות טבעיים כמו הרי געש, אך זה נגרם בעיקר בגלל שחרור דו תחמוצת הגופרית ותחמוצת החנקן במהלך הבעירה בדלק מאובנים. כאשר גזים אלה מוזרמים לאטמוספירה הם מגיבים עם המים, החמצן וגזים אחרים שכבר קיימים שם ויוצרים חומצה גופרתית, אמוניום חנקתי וחומצה חנקתית. לאחר מכן חומצות אלה מתפזרות על אזורים גדולים בגלל דפוסי רוח ונופלות בחזרה לאדמה כגשם חומצי או צורות משקעים אחרות.

הגזים האחראים ביותר לתמצית החומצה הם תוצר לוואי של ייצור חשמל ושרפת פחם. כיוון שכך, התצהיר חומצות מעשה ידי אדם החל להיות נושא משמעותי במהלך השנה מהפכה תעשייתית והתגלה לראשונה על ידי הכימאי הסקוטי רוברט אנגוס סמית בשנת 1852. באותה שנה הוא גילה את הקשר בין גשם חומצי לזיהום אטמוספרי במנצ'סטר, אנגליה.

אף על פי שהתגלה בשנות ה- 1800, התצהיר החומצות לא זכה לתשומת לב ציבורית משמעותית עד לשנות ה -60, והמונח "גשם חומצי" נטבע בשנת 1972. תשומת הלב הציבורית גברה עוד יותר בשנות השבעים, כש"ניו יורק טיימס "פרסם דיווחים על בעיות המתרחשות באזור יער הניסיונות של האברד ברוק בניו המפשייר.

לאחר חקר יער האברד ברוק ואזורים אחרים, החוקרים מצאו כמה השפעות חשובות של תמצית חומצות על סביבות טבעיות וגם מעשה ידי אדם. הגדרות מימיות מושפעות באופן הברור ביותר מתמצית חומצות, עם זאת מכיוון שמשקעים חומציים נופלים ישירות לתוכם. שקעים יבשים ורטובים גם בורחים מיערות, שדות וכבישים ונשפכים לאגמים, נהרות ונחלים.

כאשר הנוזל החומצי הזה זורם לגופי מים גדולים יותר, הוא מדולל. עם זאת, לאורך זמן חומצות יכולות לצבור ולהוריד את רמת החומציות הכללית של גוף המים. בתצהיר חומצה גורמים לשחרור קרקעות חימר אלומיניום ו מגנזיום, מוריד עוד יותר את ה- pH באזורים מסוימים. אם החומציות של אגם יורדת מתחת ל -4.8, צמחי ובעלי החיים שלו מסתכנים במוות. ההערכה היא שכ- 50,000 אגמים בארצות הברית ובקנדה הם בעלי pH נמוך מהרגיל (כ- 5.3 במים). כמה מאות כאלה בעלי pH נמוך מכדי לתמוך בכל חיי מים.

מלבד גופים מימיים, תצהיר חומצות יכול להשפיע באופן משמעותי על היערות. כשגשם חומצי יורד על עצים, זה יכול לגרום להם לאבד את העלים שלהם, לפגוע בנביחה שלהם ולמצות את צמיחתם. על ידי פגיעה בחלקים אלה של העץ הוא הופך אותם לפגיעים למחלות, מזג אוויר קיצוני וחרקים. חומצה הנופלת על אדמת יער היא גם מזיקה מכיוון שהיא משבשת חומרים מזינים באדמה, הורגת מיקרואורגניזמים באדמה ולעיתים עלולה לגרום למחסור בסידן. עצים בגבהים רגישים גם הם לבעיות הנגרמות כתוצאה מכיסוי ענני חומצי מכיוון שהלחות בעננים מכסה אותם.

נזק ליערות על ידי גשם חומצי נראה בכל העולם, אך המקרים המתקדמים ביותר הם במזרח אירופה. ההערכה היא שבגרמניה ובפולין מחצית מהיערות נפגעות, בעוד 30% בשוויץ נפגעו.

לבסוף, לתצהיר חומצות יש השפעה גם על האדריכלות והאמנות בגלל היכולת שלה לאשש חומרים מסוימים. כאשר חומצה נוחתת על בניינים (במיוחד אלה שנבנו באבן גיר), היא מגיבה עם מינרלים באבנים, ולעיתים גורמת להם להתפורר ולהתרחץ. תצהיר חומצה יכול גם לגרום להתדרדרות בטון, והוא יכול לשבש מבנים מודרניים, מכוניות, פסי רכבת, מטוסים, גשרי פלדה וצינורות מעל לתחתית הקרקע.

בגלל בעיות אלה וההשפעות השליליות של זיהום האוויר על בריאות האדם, ננקטים מספר צעדים להפחתת פליטות הגופרית והחנקן. באופן הבולט ביותר, ממשלות רבות מחייבות כעת את יצרני האנרגיה לנקות תיקי עישון באמצעות מכשפים מלכודת מזהמים לפני שהם משתחררים לאטמוספירה וכדי להפחית את פליטת המכוניות בזרז ממירים. בנוסף, מקורות אנרגיה חלופיים זוכים לבולטות יותר ומממנים מימון לשיקום מערכות אקולוגיות שנפגעו בגלל גשם חומצי ברחבי העולם.

"ברוך הבא למחקר המערכת האקולוגית של האברד ברוק." מחקר האקוסיסטם של האברד ברוק, הקרן לחקר האברד ברוק.