المپياد جهاني شيمي
 وضعیت خاک و آب پس از باران‌های اسیدی
وضعیت خاک و آب پس از باران‌های اسیدیزنگ تفريح شيمي
حدود ربع قرن است که مقررات دولتی محدودسازی انتشار گوگرد و نیتروژن‌اکسید از نیروگاه‌هایی که با سوخت زغال سنگ کار می‌کنند، سبب حل مشکل باران‌های اسیدی شده است.

 

 

  اما در بازیابی دریاچه‌های مناطق شمال شرقی ایالات متحده و شرق کانادا پیشرفتی صورت نگرفته است. دانشمندان علت این موضوع را در کمبود بافرکننده‌های اسیدی در خاک‌های اطراف می‌دانند. این خاک‌ها علیرغم کاهش آلودگی همچنان اسیدی می‌شوند. با این وجود اکنون یک مطالعه برای اولین بار نشان می‌دهد اسیدی شدن خاک در مناطق وسیعی از وسترن انتاریو تا Maine در حال کاهش است. محققان امیدوارند سلامت جنگل‌ها و کیفیت آب دریاچه‌ها نیز در ادامه‌ی این روند رخ خواهد داد.

باران اسیدی هنگامی شکل می‌گیرد که دی‌اکسید گوگرد و نیتروژن اکسید (NOx) حاصل از سوزاندن سوخت‌های فسیلی با قطرات آب هوا واکنش می‌دهند و سولفوریک‌ و نیتریک اسید را تولید می‌کنند. در ابتدا اکوسیستم‌ها در برابر این باران‌ها و برف-های اسیدی مقاومت می‌کنند زیرا بافرکننده‌ی طبیعی داخل خاک مانند کلسیم این اسیدها را خنثی می‌کنند. اما با گذشت زمان و کاهش میزان کلسیم توسط باران‌های اسیدی، اسیدها در خاک تجمع می‌کنند و pH را کاهش می‌دهند. به گفته‌ی Gregory B. Lawrence زیست‌شیمی‌دان اهل امریکا در این زمان آلومینیوم معدنی محلول آزاد می‌شود. خاک حاوی اشکالی بی‌ضرر از آلومینیوم متصل به مواد آلی و معدنی است، اما اسید این فلز را به شکلی بسیار سمی و در حالت محلول آزاد می‌کند. این فلز سپس به دریاچه‌ها راه می‌یابد و ماهی‌ها و پلانکتون‌ها را از بین می‌برد.

 

 



مجموعه‌ای از قوانین که از دهه‌ی ۱۹۹۰ در ایالات متحده امریکا و کانادا به اجرا گذاشته شده‌اند به طور چشمگیری روند رسوب اسیدی را کاهش داده‌اند و منجر به افت میزان سولفوریک اسید موجود در دریاچه‌ها شده‌اند. با این وجود در زمینه‌ی pH و مقدار آلومینیوم بهبود خاصی مشاهده نشده است. شواهد بسیاری بیان می‌کند که این مسئله به دلیل کمبود کلسیم در خاک‌های اطراف دریاچه‌هاست که اصطلاحاً به آن پوکی استخوان اکوسیستم گفته می‌شود. محققان دریافته‌اند که علیرغم کاهش باران‌های اسیدی خاک‌ها همچنان به اسیدی شدن خود ادامه می‌دهند. اما این مطالعات بر اساس داده‌هایی تا سال ۲۰۰۴ انجام شده بود. Lawrence عقیده داشت با گذشت زمان انجام مطالعه‌ای دقیق‌تر در این زمینه ممکن است نتایج متفاوتی را حاصل کند.

 


برای به دست آوردن نتیجه‌ی بهتر وی با همکاری تیم خود از همکارانشان در شرکتی که از خاک‌های هشت تا بیست و چهار سال گذشته نمونه برداری کرده بودند درخواست کمک کردند. این افراد به مناطق بررسی شده مراجعه کردند و نمونه‌های تازه‌ای از خاک را در جنگل‌هایی از Maine، کوه‌های Adirondack، نزدیکی شهر کبک و وسترن انتاریو جمع‌آوری کردند. نمونه‌های خاک جمع‌آوری شده از ۲۷ منطقه‌ی مختلف شامل انواع جنگل‌ها و خاک‌ها می‌شد. دانشمندان نمونه‌ها را از لایه‌ی آلی بالایی و لایه‌ی معدنی زیرین برداشتند. در آزمایشگاه محققان تست‌هایی مشابه قبل در زمینه‌ی کلسیم، pH و آلومینیوم خاک انجام دادند. نتایج این تست‌ها قابل مقایسه با نتایجی بود که چند سال پیش به دست آورده بودند.


با استفاده از آزمون‌های آماری، تحقیقات مشخص کرد که آیا میزان این مواد با گذشت زمان در هر منطقه تغییر کرده است یا خیر. در این باره Lawrence می‌گوید: «ما در بسیاری از مناطق شاهد تغییرات مثبت بودیم.» بزرگترین تفاوت مربوط به آلومینیوم لایه‌ی آلی بالایی خاک است که در ۱۴ منطقه غلظت آن به طور متوسط چهل درصد کاهش داشته است. مقادیر pH در بسیاری از مناطق در هر دو لایه‌ی آلی و معدنی افزایش پیدا کرده است. هیچ کدام از مناطق کاهشی در غلظت کلسیم در لایه‌ی آلی نداشته‌اند و در برخی موارد افزایش آن نیز مشاهده شده است. وی می‌گوید: «این نتایج نشان از تثبیت یا بهبود وضعیت کلسیم در خاک دارد.» کلسیم در لایه‌ی آلی به دلیل هوازدگی مواد معدنی لایه‌ی زیرین ایجاد می‌شود. بنابراین با کاهش رسوب سولفوریک اسید احتمالاً زمان کافی برای جبران کلسیم از دست رفته گذشته است.

 


به گفته‌ی Chris E. Johnson ژئوشیمیدان دانشگاه Syracuse مطالعه‌ی انجام شده از اولین مطالعاتی است که نشان می‌دهد وضعیت خاک‌ها به دنبال کاهش گازهای SO2 و NOx در حال بهبود است. ارزش فراوان این مطالعه به این دلیل است که مناطق بررسی شده در آن بسیار متفاوت هستند.

 

 

 


منبع:


Scientific American

 

منابع مفيد:


گازهاي اسيدي


اسيد نيتريک


باران اسيدي


علوم زيستي


پاک سازي آب


اسيدهاي قوي و قوي ترين اسيد دنيا


سوخت موشک


بافرها


محلول بافر


پلانکتون-ويکيپديا


کلسيم-ويکيپديا


فسيل-ويکيپديا


باران اسيدي-ويکيپديا

 

1394/5/18لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 المپياد شيمي

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد شيمي
 پيوندها
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  3835
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  3835