20.2.2: Utuaji wa asidi

Utuaji wa asidi ni neno linalomaanisha mchanganyiko wa utuaji wa mvua na kavu (nyenzo zilizoingia) kutoka kwenye anga iliyo na kiwango cha juu kuliko kawaida cha asidi ya nitriki na sulfuriki. Precursors, au watangulizi kemikali, ya asidi utuaji malezi kutokana na vyanzo vyote vya asili, kama vile volkano na mimea kuoza, na vyanzo binadamu, hasa uzalishaji wa svaveldioxid (SO ₂) na oksidi nitrojeni (NO _x) kutokana na mafuta mwako (takwimu \(\PageIndex{a}\)). Uhifadhi wa asidi hutokea wakati gesi hizi huguswa katika anga na maji, oksijeni, na kemikali nyingine ili kuunda misombo mbalimbali ya tindikali. Matokeo yake ni suluhisho kali la asidi sulfuriki na asidi ya nitriki. Wakati dioksidi ya sulfuri na oksidi za nitrojeni hutolewa kutoka kwenye mimea ya nguvu na vyanzo vingine, upepo uliopo hupiga misombo hii katika mipaka ya serikali na kitaifa, wakati mwingine zaidi ya mamia ya maili.

Kielelezo\(\PageIndex{a}\): Mchoro huu unaonyesha vyanzo vya anthropogenic na asili vya uhifadhi wa asidi. Tete misombo hai (VOC), svaveldioxid (SO ₂), oksidi nitrojeni (NO _X), zebaki (Hg), lakini tu SO ₂ na NO _X kuguswa na kuunda asidi. Makundi matatu ya uchafuzi huingiliana. Hizi ni uchafuzi wa gesi katika anga, uchafuzi wa chembe katika anga, na uchafuzi katika maji ya wingu na precipitates. Makundi mawili ya zamani huunda uhifadhi kavu, na mwisho huunda uhifadhi wa mvua. Uhifadhi wa asidi (wote kavu na mvua) hufikia maeneo ya asili, ambayo inaweza kuwa duniani (kama picha) au majini.

Uhifadhi wa asidi hupimwa kwa kutumia kiwango kinachoitwa “pH.” PH ya chini ya dutu, zaidi ya tindikali ni. Maji safi yana pH ya 7.0. Hata hivyo mvua ya kawaida ni tindikali kidogo kwa sababu dioksidi kaboni (CO ₂) hupasuka ndani yake na kutengeneza asidi kaboni dhaifu, ikitoa mchanganyiko unaosababisha pH ya takriban 5.6 katika viwango vya kawaida vya anga vya CO ₂. PH ya wastani ya mvua nchini Marekani mwaka 1980 ilikuwa 4.6, lakini imekuwa ikiongezeka kwa hatua kwa hatua kutokana na kupungua kwa dioksidi sulfuri na uzalishaji wa oksidi ya nitrojeni (takwimu\(\PageIndex{b}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{b}\): pH inachukua jinsi tindikali au msingi ufumbuzi ni, ambayo inategemea mkusanyiko wa ions hidrojeni. Precipitation kawaida ni tindikali kidogo, na pH ya karibu 5.6. (Kitu chochote chini ya pH = 7 kinachukuliwa kuwa tindikali.) pH ya mvua ilikuwa tindikali zaidi katika sehemu kubwa ya Pwani ya Mashariki ya Marekani mwaka 1986 (utuaji wa asidi) huku sehemu za Michigan, Ohio, Pennsylvania, na jimbo la New York likifikia pH ya chini ya au sawa na 4.1. PH ya magharibi ya Marekani mwaka 1986 ilikuwa karibu na 5.0. Kutokana na jitihada za kupunguza uchafuzi wa hewa, pH ya mvua imehamia karibu na kawaida. Kufikia mwaka 2016, pH ya mashariki ya Marekani ilikuwa imeongezeka hadi karibu 4.9, na pH ya magharibi ya Marekani ilikuwa imerejea zaidi kwa kawaida, huku mikoa mingi ikiwa na pH kubwa kuliko au sawa na 5.7. Picha na Programu ya Taifa ya Uhifadhi wa Anga (uwanja wa umma).

Madhara ya utuaji Acid

Uhifadhi wa asidi husababisha acidification ya maziwa na mito na huchangia uharibifu wa miti kwenye miinuko ya juu (kwa mfano, miti nyekundu ya spruce juu ya miguu 2,000) na udongo mingi nyeti wa misitu. Aidha, utuaji wa asidi huharakisha kuoza kwa vifaa vya ujenzi na rangi, ikiwa ni pamoja na majengo yasiyotumiwa, sanamu, na sanamu ambazo ni sehemu ya urithi wa utamaduni wa taifa letu. Kabla ya kuanguka duniani, dioksidi sulfuri (SO ₂) na oksidi ya nitrojeni (NO _x) gesi na derivatives zao chembechembe sali-sulfates na nitrati-kuchangia uharibifu wa kuonekana na kuharibu afya ya umma.

Madhara ya kiikolojia ya utuaji wa asidi yanaonekana wazi zaidi katika majini, au maji, mazingira, kama vile mito, maziwa, na mabwawa. Maziwa na mito mengi huwa na pH kati ya 6 na 8, ingawa baadhi ya maziwa ni asili tindikali hata bila madhara ya utuaji wa asidi. Uhifadhi wa asidi huathiri hasa miili nyeti ya maji, ambayo iko katika maji ya maji ambayo udongo una uwezo mdogo wa kuondokana na misombo ya tindikali (inayoitwa “uwezo wa kuzuia”). Maziwa na mito huwa tindikali (yaani, thamani ya pH inakwenda chini) wakati maji yenyewe na udongo wake unaozunguka haviwezi kuimarisha utuaji wa asidi wa kutosha kuupunguza. Katika maeneo ambako uwezo wa kupumua ni mdogo, utuaji wa asidi hutoa alumini kutoka kwenye udongo ndani ya maziwa na mito; alumini ni sumu kali kwa spishi nyingi za viumbe vya majini. Uhifadhi wa asidi husababisha ukuaji wa polepole, kuumia, au kifo cha misitu. Bila shaka, uhifadhi wa asidi sio sababu pekee ya hali hiyo. Sababu nyingine zinachangia katika matatizo ya jumla ya maeneo haya, ikiwa ni pamoja na uchafuzi wa hewa, wadudu, magonjwa, ukame, au hali ya hewa baridi sana. Katika hali nyingi, kwa kweli, athari za uhifadhi wa asidi kwenye miti ni kutokana na athari za pamoja za uhifadhi wa asidi na matatizo mengine ya mazingira.

Utuaji wa asidi huchangia kutu kwa metali (kama vile shaba) na kuzorota kwa rangi na mawe (kama vile marumaru na chokaa). Madhara haya hupunguza thamani ya kijamii ya majengo, madaraja, vitu vya kitamaduni (kama vile sanamu, makaburi, na makaburi), na magari (takwimu\(\PageIndex{c}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{c}\): Gargoyle ambayo imeharibiwa na uhifadhi wa asidi.

Sulfati na nitrati zinazounda katika anga kutokana na dioksidi sulfuri (SO ₂) na uzalishaji wa oksidi za nitrojeni (NO _x) huchangia kuharibika kwa kujulikana, maana hatuwezi kuona mbali au kwa uwazi kupitia hewa. Uchafuzi unaosababisha asidi amana-sulfuri dioksidi (SO ₂) na oksidi za nitrojeni (NO _x) -kuharibu afya ya binadamu. Gesi hizi huingiliana katika anga ili kuunda chembe nzuri za sulfate na nitrati ambazo zinaweza kusafirishwa umbali mrefu na upepo na kuvuta ndani ya mapafu ya watu. Chembe nzuri pia zinaweza kupenya ndani ya nyumba. Tafiti nyingi za kisayansi zimetambua uhusiano kati ya viwango vya juu vya chembe faini na kuongezeka kwa ugonjwa na kifo cha mapema kutokana na matatizo ya moyo na mapafu, kama vile pumu na mkamba.

Attribution

Ilibadilishwa na Melissa Ha kutoka kwa Mvua ya Biolojia ya Mazingira na Mathayo R. Fisher (leseni chini ya CC-BY)