ฝนกรดและการสะสมของกรด

การสะสมของกรดคือการถ่ายเทสารประกอบที่เป็นกรดจากชั้นบรรยากาศสู่พื้นผิว ซึ่งโดยทั่วไปรู้จักกันในชื่อฝนกรด

Definition

การสะสมของสารที่เป็นกรดจากชั้นบรรยากาศ ทั้งในรูปของหยาดน้ำฟ้าเป็นการสะสมแบบเปียก หรือในรูปของก๊าซและอนุภาคในการสะสมแบบแห้ง ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจากการปล่อยซัลเฟอร์และไนโตรเจนออกไซด์

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมถึงการก่อตัว การขนส่ง และผลกระทบของการสะสมของกรดในฐานะปัญหามลพิษทางอากาศ โดยกล่าวถึงวิธีการที่การปล่อยซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์ถูกออกซิไดซ์เป็นกรดซัลฟิวริกและกรดไนตริก ความแตกต่างระหว่างการสะสมแบบเปียกและแบบแห้ง และผลกระทบต่อทะเลสาบ ดิน ป่าไม้ และสิ่งก่อสร้าง นอกจากนี้ยังรวมถึงบทบาทของความสามารถในการบัฟเฟอร์ในการกำหนดความไวของระบบนิเวศและการตอบสนองด้านกฎระเบียบเพื่อลดการปล่อยสารตั้งต้น

Core questions

• สารตั้งต้นที่ทำให้เกิดกรดถูกเปลี่ยนเป็นกรดในชั้นบรรยากาศได้อย่างไร?
• ความแตกต่างระหว่างการสะสมของกรดแบบเปียกและแบบแห้งคืออะไร?
• เหตุใดทะเลสาบและดินบางแห่งจึงไวต่อการเป็นกรดมากกว่าที่อื่น?
• การสะสมของกรดส่งผลกระทบต่อระบบนิเวศและวัสดุอย่างไร?

Key theories

การออกซิเดชันของสารตั้งต้นเป็นกรดแก่

ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์ถูกออกซิไดซ์ในชั้นบรรยากาศเป็นกรดซัลฟิวริกและกรดไนตริก ซึ่งลดค่า pH ของหยาดน้ำฟ้าและวัสดุที่สะสมลงต่ำกว่าค่า pH ของน้ำฝนธรรมชาติมาก

ความสามารถในการบัฟเฟอร์และความไวของระบบนิเวศ

ความอ่อนไหวของทะเลสาบหรือดินต่อการเป็นกรดขึ้นอยู่กับความสามารถในการทำให้กรดเป็นกลาง ระบบที่อยู่บนธรณีวิทยาที่มีบัฟเฟอร์ต่ำและมีเบสน้อยจะเกิดกรดได้ง่าย ในขณะที่ระบบที่อุดมด้วยคาร์บอเนตจะต้านทานการเปลี่ยนแปลง

Clinical relevance

การสะสมของกรดทำลายสิ่งมีชีวิตในน้ำ ชะล้างสารอาหารและเคลื่อนย้ายโลหะมีพิษในดิน ทำลายป่าไม้ และกัดกร่อนโครงสร้าง การทำความเข้าใจเคมีของสารตั้งต้นทำให้เกิดการควบคุมการปล่อยซัลเฟอร์และไนโตรเจน

Evidence & guidelines

การติดตามการสะสมของกรดในระยะยาวเป็นข้อมูลสำหรับโครงการควบคุมการปล่อยมลพิษที่มุ่งลดสารมลพิษที่ทำให้เกิดกรด บริบทนี้อธิบายไว้ที่นี่เพื่ออธิบายว่าการสะสมของกรดได้รับการแก้ไขอย่างไร ไม่ใช่เป็นแนวทางที่กำหนด

History

โรเบิร์ต แองกัส สมิธ บัญญัติศัพท์ฝนกรดในศตวรรษที่สิบเก้า และไลเคนส์และบอร์แมนน์ได้บันทึกความรุนแรงในระดับภูมิภาคในอเมริกาเหนือในทศวรรษ 1970 ซึ่งกระตุ้นให้เกิดโครงการลดการปล่อยซัลเฟอร์และไนโตรเจนออกไซด์

Key figures

• Gene E. Likens
• F. Herbert Bormann
• Robert Angus Smith

Seminal works

• likens1974
• seinfeld2016
• manahan2017

Frequently asked questions

อะไรคือสาเหตุของฝนกรด?

ฝนกรดเกิดขึ้นเมื่อซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งส่วนใหญ่มาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ถูกออกซิไดซ์ในชั้นบรรยากาศเป็นกรดซัลฟิวริกและกรดไนตริก ซึ่งตกลงสู่พื้นผิวในรูปของหยาดน้ำฟ้าหรือสะสมในรูปของก๊าซและอนุภาค

เหตุใดทะเลสาบบางแห่งจึงได้รับความเสียหายจากฝนกรดในขณะที่บางแห่งไม่ได้รับความเสียหาย?

ทะเลสาบและดินมีความสามารถในการทำให้กรดเป็นกลางแตกต่างกันไป ทะเลสาบและดินที่อยู่บนหินฐานที่มีเบสน้อยและมีบัฟเฟอร์ต่ำจะเกิดกรดอย่างรวดเร็ว ในขณะที่ทะเลสาบและดินที่อุดมด้วยแร่คาร์บอเนตสามารถทำให้กรดที่เข้ามาเป็นกลางและต้านทานการเป็นกรดได้