عوادم السيارات، هل تتسبب في تكوين شكل جديد من الأمطار الحمضية؟

عندما يسمح صِمام الإدخال في محرِّك السيارة بدخول خَلِيطِ الوَقُود والهواء داخِل أسطوانة الاحتراق، فإنهما يقومان بالاختلاط معًا، بشرط أنْ تكون نسبة الوَقُود صغيرةً مُقارَنةً بكميَّة الهواء، وبعد عمليَّة الاختلاط ينضغطان معًا إلى أنْ ترتَفِع درجة الحرارة تدريجيًّا، وعندما يُصبِح الخليط عند ضغْط عالٍ تنطَلِق شرارة كهربيَّة ويحتَرِق الخليط وترتَفِع درجة الحرارة والضغط ارتفاعًا كبيرًا، وعندها يندَفِع مكبس المحرِّك للأسفل بأقصى قوَّته، إلى أنْ يصل لأدنى قيمة له، فينفَتِح وقتئذٍ صِمام العادم لتخرج منه نواتج الاحتراق.

وبشكلٍ عام تُعَدُّ نواتج الاحتراق والمعروفة بغازات عادم المحرك - طبيعيَّة وغير ضارَّة (النيتروجين، ثاني أكسيد الكربون، بخار الماء)، في حين يُعَدُّ بعضها ضارًّا وسامًّا (أول أكسيد الكربون، مجموعة الهيدروكربونات غير المحترقة، أكاسيد النيتروجين)، وذلك في حالة كون محرِّك السيارة بحالة جيِّدة؛ أي: عندما يرتَفِع معدَّل كفاءة الاحتراق داخله.

أمَّا عندما يكون بالسيارة خللٌ ما - كاختلال النِّسَب الصحيحة بين الوَقُود والهواء مثلاً - فإنَّ نواتج الاحتراق الضارَّة تُصبِح حينئذٍ خطَرًا مُحدِقًا على الصحَّة العامَّة للإنسان؛ وذلك بسبب قابليَّتها للاستِنشاق وإمكانيَّة نَفاذِها لأعماق الرِّئتين، بالإضافة لاعتِبارها تهديدًا حقيقيًّا للبيئة الطبيعيَّة من حولنا بتسبُّبها في تكوُّن ظاهرة الاحتِباس الحراري green house effect، التي تُؤدِّي لسرعة ذوبان الثُّلوج في القطبَيْن المتجمدَيْن، وهي تُسبِّب ارتفاعَ درجة حرارة الأرض global warming، وزيادة عدد الموجات الحارَّة في كافَّة أقطار العالم المختلفة.

ولقد نشرت "مجلة العلوم الأمريكية - scientific American" إحدى أقدم المجلاَّت العلميَّة الأمريكيَّة (1845) وأكثرها انتظامًا في الصُّدور منذ ذلك الحين - تقريرًا نبَّه خلالَه عددٌ من الباحثين الأمريكيين على أنَّ عوادم السيارات قد تكون هي السببَ الفعلي في تكوُّن شكل جديد من الأمطار الحامضيَّة acid rains تختلف عن تلك التي كانت تتولَّد من قبلُ، كأحد النتائج السلبيَّة لأنشطة محطَّات توليد الطاقة والكهرباء وأنشطة المراكز الصناعيَّة الضخمة، والتي كانت تضخُّ في الجو يوميًّا وبشكلٍ مُتزايِد كميَّات هائلةً من الوَقُود مسببةً أضرارًا جسيمة للبشرية.

ولكن، ما هي الأمطار الحمضية؟

من المعروف أنَّ مياه المطر النقيَّة تَمِيل بطبيعتها للحموضة قليلاً، ولكن نسبة الحموضة هذه لا تَصلُح لإطلاق صفة الحامضيَّة عليها.

الأمطار الحمضيَّة هي: رذاذٌ دقيقٌ معلَّق في الهواء، تنقله الرياح من مكانٍ لآخَر، ويُطلَق هذا المصطلح عمومًا على أيِّ نوعٍ من المياه الهاطلة المحتوية على أحماض، والتي تَظهَر بشكلٍ خاص كنتيجةٍ لتفاعل مركَّبات النيتروجين والكبريت أثناء القِيام بالأنشطة البشرية الصناعية.

ومن أهمِّ هذه الغازات ثاني أكسيد الكبريت، الذي يَتفاعَل مع الأكسجين في وجود الأشعة فوق البنفسجيَّة، لينتج ثالث أكسيد الكبريت، الذي يتَّحِد بدوره مع بخار الماء، فيُعطِي حمض الكبريت، الذي يظلُّ عالقًا في الجوِّ الساكن، ينتظر تيَّارات الهواء ليبرح مكانه لمكانٍ آخَر بعيد عنه نسبيًّا - ممَّا يعني: أنَّ التلوث يتَّخِذ طابعًا عالميًّا غير مقصورٍ على المكان المحلي المنتِج له، فقد تسقُط مثلاً الأمطار الحمضيَّة الملوثة التي تتسبَّب فيها الدول الصناعيَّة على منطقة رعويَّة خالية تمامًا من أيِّ أنشطة صناعية.

عندما يتَّحِد حمض الكبريت مع غاز النشادر فإنَّه ينتج كبريتات النشادر، وعندما يكون الجوُّ جافًّا غير مهيَّأٍ لسقوط الأمطار، فإنَّ رذاذ حمض الكبريت وشذرات كبريتات النشادر يظهران على شكل ضَباب خفيف قد يُعِيق الرؤية في بعض الأحيان، أمَّا عندما تصبح الظروف مهيَّأة لسقوط المطر، فإنهما ينحلاَّن في مياه المطر ويَذُوبان فيه، ويسقطان على سطح الأرض في شكل مطر حمضي.

عندما يسقُط المطر الحمضي فإنَّ التربة الزراعيَّة مثلاً تتأثَّر بارتِفاع نِسَبِ الحموضة بها، وينخَفِض نشاط البكتريا المثبتة للنيتروجين، وينخَفِض معدَّل تفكُّك المواد العضويَّة، وتسمك طبقة بقايا النباتات ويتعذَّر تحلُّلها، فيَصعُب نَفاذ المياه داخلها وتتوقَّف البذور عن الإنبات، وبمرور الوقت تقلُّ إنتاجيَّة الغابات وتُوشِك على الانقِراض (وهو ما أطلق عليه البعض: "موت الغابات").

وعندما تهطل تلك الأمطار الحمضيَّة فوقَ البحيرات، فإنَّ نِسَبَ حمض الكبريت وحمض النيتروجين (الأزوت) تَزداد بها، وفضلاً عن خطورة تغيُّر النِّسَب الأصليَّة للعناصر المكوِّنة لتلك المياه، وبخلاف خطورة تسمُّم بعض القشريَّات والأسماك الصغيرة بسبب اعتِمادها على الطعام المسمَّم المحتوي على نِسَبٍ عالية من الحموضة، والتي إنْ لم تمُتْ تختزن تلك السموم في أنسجتها، فتنتقل للكائنات التي تتغذَّى عليها، وبذلك تتَّسِع دورة انتِقال السميَّات في السلسلة الغذائيَّة، فإنَّ الأمطار الحمضية تجرف معها بعضَ العناصر المعدنية المختلفة التي تتَّخِذ شكل مركَّبات من الزئبق والرَّصاص والنُّحاس والألومونيوم، والتي تُسهِم في قتْل الكائنات الحيَّة التي تستَوطِن هذه البحيرات، كما أنَّ ارتِفاع الحموضة يُذِيب بعض المركَّبات القاعدية القلوية الموجودة بصخور القاع، فتنطلق لذلك شوارد البيكربونات التي تُسبِّب خللاً بيئيًّا في مياه تلك البحيرات.

تعدَّت النتائج المدمِّرة للمطر الحمضي مجرَّد تأثيرها على الإنسان والحيوان والتربة والحياة النباتية والمحاصيل الزراعية والكائنات البحريَّة، حتى أحاطت بكلِّ جوانب الحياة وأسهمَتْ في تشويهها؛ فقد يُسبِّب تفاعُل حمض الكبريتيك مع مركَّبات الكالسيوم الموجودة في الأحجار الجيرية والرخام والجرانيت في تشقُّق المباني والآثار التاريخيَّة العتيقة، كما يُسبِّب تفاعُل حمض الأزوت مع المعادن الموجودة في العديد من المنشآت الصناعيَّة في التسبُّب في تخريبها.

لقد ظهرَتْ أولى الآثار المدمِّرة للأمطار الحمضيَّة في القرن السابع عشر عقب انطِلاق شرارة الثورة الصناعيَّة بفترةٍ وجيزةٍ، وظلَّتْ الحكومات تُعانِي بشدَّة من الخسائر الماديَّة لسقوط المطر الحمضي على الأرض، بلغَتْ مثلاً خسائر دولة ألمانيا الغربية خلالَ عامٍ واحد ما يقرُبُ من 600 مليون دولار؛ بسبب الأضرار التي لحقَتْ بالمحاصيل الزراعيَّة هناك؛ ولذلك أصبح السؤال المحوري الذي يَطرَح نفسه على مَدار قرونٍ هو: ترى هل هناك مَن يستطيع أنْ يُوقِف المطر الحمضي؟.

حاوَلَت الحكومات من جهة محاولة الحدِّ من استخدام الملوثات؛ فأوصَتْ مثلاً باستخدام الفحم المحتَوِي على نِسَبٍ منخفضة من الكبريت، وحاوَلت استخراج الفحم من الملوثات الحمضيَّة أثناء عمليَّة الاحتِراق قبل تسرُّبه لطبقات الغِلاف الجوي، وقامَتْ من جهةٍ أخرى بمحاوَلة علاج نتائج سقوط الأمطار الحمضيَّة؛ كمحاولة مُعادَلة مياه الأنهار والبحيرات الحمضيَّة بمواد قلويَّة، وطلاء واجهات المنشَآت الصناعيَّة بأنواعٍ خاصَّة من الطلاء تُقاوِم تدمير الأمطار الحامضيَّة.

نجحت الجهود المبذولة من الحكومات ومن المدافِعين عن البيئة في الحدِّ الفعلي من الانبِعاثات الكيميائيَّة المسبِّبة لظاهرة المطر الحمضي، وذكَرَتْ وكالة حماية البيئة الأمريكيَّة (EPA) أنَّ انبِعاثات ثاني أكسيد الكبريت انخفضَتْ بواقع 70 % في الفترة الزمنيَّة الممتدَّة ما بين 1990 - 2008، في الوقت الذي تراجعَتْ فيه انبِعاثات ثاني أكسيد النيتروجين عن نفس الفترة إلى 35 %.

وتُشِير دراسة "مجلة العلوم الأمريكية" إلى أنَّ انبِعاثات النيتروجين المتسرِّبة من عوادم السيارات حاليًّا، تتراكَم في طبقات الجوِّ العليا وتسقُط على الأرض مع المطر، ولكن هذه المرَّة على شكل "حمض النيتريك"؛ ممَّا يبدو وكأنَّه تكرار لظاهرة الأمطار الحمضية.

وخِلال العواصف الرعديَّة تتكوَّن بشكلٍ طبيعي كميَّاتٌ كبيرة من ذلك الحمض - الذي كان أوَّل مَن اكتشفه جابر بن حيَّان في القرن التاسع الميلادي - وتسقُط على الأرض مع المطر على شكل محلولٍ خفيف، وهو ما يَسمَح للنيتروجين الموجود في الهواء بأنْ يصبح جزءًا من التربة في شكلٍ يُمَكِّن النبات من استِخدامه، ويُعَدُّ هذا الحمض من أقدم الأحماض المكتشَفَة والمعروفة، وقد أُطلِق عليه "الماء المُحَلِّل"؛ لأنَّ إيراق قطرة واحدة منه على قطعةٍ ذهبية تُبيِّن ما إذا كانت من الذهب الأصلي أو من البلاتين.

وبخلاف الاستِخدامات الصناعيَّة لتحضير حمض النيتريك واستِخدامه في صنْع المتفجِّرات ودافعات الصواريخ، وفضلاً عن تفاعُله مع التولوين Toluene ليكون مادة TNT شديدة الانفجار، فإنَّه يعتبر حمضًا معدنيًّا قويًّا وسامًّا، شديد التآكُلية corrosion يفتك بالأشجار والغابات والكائنات البحريَّة، ويُحرِّر معادن سامَّة كالألومنيوم، والذي يتدفَّق نحو المجاري المائيَّة ليدمِّرها ويذرها قاعًا صفصفًا.

فهل يُمكِن أنْ يُعِيد التاريخ نفسه؟ وهل تعود ظاهرة الأمطار الحمضيَّة مرة أخرى للظهور، ولكنَّها تعود هذه المرَّة محمَّلة بحمض النيتريك بدلاً من حمض الكبريتيك؟ فمَن سيستطيع هذه المرة إيقافَ المطر الحمضي؟ ومَن سيعترض الكارثة التي تتقدَّم نحونا ببطء؛ ولكن بإصرار؟