ฝนกรด เกิดขึ้นได้อย่างไร และส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม และชีวิตมนุษย์อย่างไร

ฝนกรด (Acid Rain) เกิดขึ้นได้อย่างไร

ปรากฏการณ์ ฝนกรด (Acid Rain) คือการลดลงของค่าความเป็นกรด-ด่าง หรือค่า pH ของน้ำฝนในธรรมชาติ ซึ่งโดยปกติแล้ว น้ำฝนมีฤทธิ์เป็นกรดอ่อนๆ โดยมีค่า pH อยู่ที่ราว 5.6 แต่เนื่องจากการเพิ่มขึ้นของมลพิษทางอากาศในช่วงหลายร้อยปีที่ผ่านมา ส่งผลให้ค่า pH ของน้ำฝนลดต่ำลงกว่าปกติ และในบางพื้นที่ที่มีมลพิษทางอากาศสูง น้ำฝนอาจมีค่า pH อยู่ในช่วง 4.2 ถึง 4.4 เลยทีเดียว

ปรากฏการณ์ ฝนกรด ไม่ใช่การที่มีน้ำกรดบริสุทธิ์ตกลงมาจากท้องฟ้า แต่กล่าวรวมไปถึงการลดลงของค่าความเป็นกรด-ด่างของหยาดน้ำฟ้า (Precipitation) ชนิดต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นฝน หิมะ ลูกเห็บ และหมอกในธรรมชาติ จากการปนเปื้อนสสารหรือก๊าซชนิดต่างๆ ซึ่งส่งผลให้สภาวะความชื้นและองค์ประกอบของอากาศมีความเป็นกรดเพิ่มมากขึ้น

ฝนกรด, มลพิษทางอากาศ
มลพิษทางอากาศในเขตเมืองเป็นสาเหตุทำให้ความเป็นกรดของน้ำฝนเพิ่มขึ้น

สาเหตุของการเกิดปรากฏการณ์ฝนกรด

ปรากฏการณ์ฝนกรดเกิดขึ้นจากการรวมตัวกันของน้ำฝนและก๊าซออกไซด์ของโลหะบางชนิดในอากาศ ซึ่งในธรรมชาติ เมื่อเกิดการระเบิดของภูเขาไฟ หรือ เกิดไฟป่า หรือการเน่าเปื่อยของซากพืช มักเป็นสาเหตุของการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (Sulfur Dioxide: SO2) ปริมาณมากเข้าสู่ชั้นบรรยากาศโลก ทำให้ฝนที่ตกลงมาในช่วงเวลานั้นมีฤทธิ์เป็นกรดมากกว่าน้ำฝนปกติ แต่ปรากฏการณ์ฝนกรดในธรรมชาติเกิดขึ้นไม่บ่อยครั้งนัก

ฝนกรด
ภูเขาไฟระเบิดในไอซ์แลนด์เมื่อปี 2010

ปรากฏการณ์ฝนกรดที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในปัจจุบันมีสาเหตุสำคัญมาจากกิจกรรมของมนุษย์โดยตรง เช่น การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลปริมาณมหาศาล โดยเฉพาะการเผาไหม้ถ่านหินในอุตสาหกรรมไฟฟ้า การปล่อยควันพิษและของเสียจากโรงงานต่างๆ รวมไปถึงมลพิษจากการเผาไหม้ของเครื่องยนต์

กระบวนการทางเคมีของการเกิดปรากฏการณ์ฝนกรด

ฝนกรดเป็นผลมาจากการทำปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างไอน้ำ ออกซิเจน และสสารต่างๆในอากาศ กับก๊าซออกไซด์ของโลหะบางชนิด เช่น ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (Sulfur Dioxide: SO2) และไนโตรเจนออกไซด์ (Nitrogen Oxide: NOx) ซึ่งก่อให้เกิดกรดซัลฟิวริก (Sulfuric Acid: H2SO4) กรดไนตริก (Nitric Acid: HNO3) และสารพิษอื่นๆที่เข้ามาปนเปื้อนอยู่ในน้ำฝน หิมะ และหมอก

กระบวนการเกิดฝนกรดสามารถจำแนกออกเป็น 2 ประเภท คือ

  • การตกสะสมของกรดแบบเปียก (Wet Deposition) คือการรวมตัวกันของกรดซัลฟิวริกหรือกรดไนตริกกับเมฆบนท้องฟ้า ซึ่งส่งผลให้ฝนและหิมะที่ตกลงสู่พื้นดิน รวมไปถึงหมอกที่เกิดขึ้น มีฤทธิ์เป็นกรด
  • การตกสะสมของกรดแบบแห้ง (Dry Deposition) คือการตกลงมาของอนุภาคหรือละออง ซึ่งไม่มีน้ำเป็นองค์ประกอบและมีฤทธิ์เป็นกรด เช่น อนุภาคซัลเฟต (Sulfate) และอนุภาคไนเตรต (Nitrate) ที่แขวนลอยอยู่ในอากาศ โดยอนุภาคเหล่านี้สามารถเคลื่อนที่ไปตามแรงลมได้ไกลหลายร้อยกิโลเมตร ก่อนตกลงสู่พื้นดิน แหล่งน้ำ หรือสะสมอยู่ตามต้นไม้ อาคาร และสิ่งก่อสร้าง

ผลกระทบจากปรากฏการณ์ฝนกรด

ถึงแม้ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์จะไม่ใช่ตัวการสำคัญที่ก่อให้เกิดภาวะเรือนกระจก แต่ก๊าซทั้ง 2 ชนิดสามารถสร้างความเสียหายอย่างรุนแรงต่อทั้งสิ่งแวดล้อมและสิ่งมีชีวิต เช่น

  • ความเสียหายต่อดินและป่าไม้: ฝนกรดสร้างความเสียหายต่อธาตุอาหารของพืชในดิน โดยละลายและพัดพาสารอาหารที่จำเป็น เช่น แคลเซียม (Calcium) แมกนีเซียม (Magnesium) และโพแทสเซียม (Potassium) ในดินลงสู่แหล่งน้ำ รวมถึงสารพิษต่างๆ เช่น อะลูมิเนียม (Aluminum) และปรอท (Mercury) ส่งผลให้พืชดูดซึมธาตุอาหารเหล่านี้ได้ยาก นอกจากนี้ การที่มีก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในอากาศปริมาณมาก ยังส่งผลต่อกระบวนการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ และการทำงานของปากใบ ซึ่งลดทอนความสามารถในการสังเคราะห์แสงของพืช ฝนกรดยังสร้างความเสียหายทางกายภาพต่อต้นไม้อีกด้วย ทำให้ป่าไม้มีความเสี่ยงต่อการติดโรคและเผชิญกับภัยจากแมลงต่างๆ
ฝนกรด, ผลกระทบ
สภาพของต้นไม้ที่ได้รับน้ำฝนที่มีความเป็นกรด
  • ความเสียหายต่อแหล่งน้ำและสิ่งมีชีวิต: ฝนกรดสร้างผลกระทบทางระบบนิเวศมากมาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อแหล่งน้ำในธรรมชาติ ไม่ว่าจะเป็นทะเลสาบ ลำธาร พื้นที่ชุ่มน้ำ หรือแหล่งน้ำบาดาล ฝนกรดทำให้น้ำมีสภาวะเป็นกรดมากขึ้น รวมถึงการพัดพาสารพิษต่างๆในดินลงสู่แหล่งน้ำ ส่งผลเสียต่อสัตว์ชนิดต่างๆ โดยเฉพาะสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในน้ำ ซึ่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตบางชนิดอาจสร้างความเสียหายต่อเนื่องไปยังสิ่งมีชีวิตลำดับถัดไปในห่วงโซ่อาหาร และทำให้ระบบนิเวศเสียสมดุลในท้ายที่สุด
  • ความเสียหายต่อสิ่งก่อสร้าง: ฝนกรดทำให้โครงสร้างทางกายภาพเสียหาย โดยเฉพาะอาคารที่สร้างจากหินปูนและหินอ่อน รวมไปถึงสิ่งของหรือยานพาหนะที่มีส่วนประกอบของเหล็ก ซึ่งฝนกรดทำให้เกิดการผุกร่อนรวดเร็วกว่าปกติ
  • ผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย์: ฝนกรดเป็นมลพิษทางอากาศชนิดหนึ่ง ซึ่งสามารถสร้างความระคายเคืองต่อผิวหนัง ดวงตา และระบบทางเดินหายใจ รวมไปถึงระบบทางเดินอาหาร เนื่องจากการบริโภคน้ำฝนที่เพิ่งตกลงมาใหม่ๆอาจเสี่ยงต่อการดื่มน้ำที่มีสภาวะเป็นกรดและมีสารพิษปนเปื้อน

การอยู่นอกเขตพื้นที่เมืองหรืออุตสาหกรรม ไม่สามารถช่วยให้เราหลบเลี่ยงผลกระทบจากปรากฏการณ์ฝนกรดที่เกิดขึ้นนี้ได้ แหล่งน้ำในพื้นที่ห่างไกล หรือแม้แต่ป่าไม้บนภูเขาสูง ต่างได้รับผลกระทบจากฝนกรดที่เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์ เพราะกระแสลมสามารถพัดพาทั้งฝน หิมะ ฝุ่นละออง และหมอกที่มีการปนเปื้อนของมลพิษไปได้ไกลหลายร้อยกิโลเมตร ดังนั้น ปัญหาของฝนกรดจะยังคงอยู่ ตราบใดที่มนุษย์เรายังทำการเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลในปริมาณมหาศาลทุกวัน

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

กรมวิทยาศาสตร์บริการ – http://siweb.dss.go.th/repack/fulltext/IR16.pdf

กรมควบคุมมลพิษ – http://www.pcd.go.th/info_serv/air_aciddeposition.html

กรมส่งเสริมคุณภาพสิ่งแวดล้อม – http://local.environnet.in.th/formal_data2.php?id=616

U.S. Geological Survey (USGS) – https://www.usgs.gov/special-topic/water-science-school/science/acid-rain-and-water?qt-science_center_ objects=0#qt-science_center_objects

National Geographic – https://www.nationalgeographic.com/environment/global-warming/acid-rain/


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : สายฟ้าภูเขาไฟ (Volcanic Lightning)

เรื่องแนะนำ

บางส่วนของออสเตรเลียเคยเป็นส่วนหนึ่งของทวีปอเมริกาเหนือ

บางส่วนของออสเตรเลียเคยเป็นส่วนหนึ่งของทวีปอเมริกาเหนือ ผลการศึกษาใหม่ทางธรณีวิทยาโดยทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคอร์ติน ในรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลีย ได้วิจัยชั้นดินใต้เมืองจอร์จทาวน์ ในภูมิภาคนอร์ทควีนส์แลนด์ ทางตอนเหนือของออสเตรเลีย พวกเขาพบว่าดินแดนแถบนี้เคยเป็นส่วนหนึ่งของผืนทวีปอเมริกาเหนือและได้แยกตัวออกมา เคลื่อนตัวเดินทางไปทั่วโลก แตกกระจายเป็นทวีปเล็กทวีปน้อย ก่อนจะมาตั้งอยู่ ณ พื้นที่นี้ในปัจจุบัน ย้อนกลับไปเมื่อ 300 ล้านปีก่อน แผ่นดินทั่วโลกเชื่อมต่อกันเป็นผืนเดียวเรียกว่ามหาทวีป Nuna หรือ Columbia ก่อนที่จะแยกตัวออกจากกันกลายเป็นทวีปต่างๆ ทีมวิจัยพบว่าบางส่วนของทวีปอเมริกาเหนือที่พวกเขาพบนี้ไม่เพียงแต่ครอบคลุมพื้นที่ทางตอนเหนือของออสเตรเลียเท่านั้น แต่ยังรวมไปถึงชั้นดินที่อยู่ใต้เมืองจอร์จทาวน์ด้วย เมืองเล็กๆ ที่มีประชากรราว 250 คนนี้ มีชั้นหินเก่าแก่จากแคนาดาที่สามารถย้อนอายุได้ไกลถึงบรมยุคโพรเทอโรโซอิก (ช่วงเวลาหนึ่งทางธรณีกาล ที่อยู่ระหว่าง 2,500 ล้านปีถึง 542 ล้านปีก่อน) รายงานการค้นพบระบุเมื่อราว 1,660 ล้านปีก่อน เกิดช่องว่างขนาดใหญ่ขึ้นระหว่างแผ่นดินของเมืองจอร์จทาวน์ปัจจุบันกับแผ่นดินของทวีปอเมริกาเหนือส่งผลให้เกิดการแยกตัวออก แทนที่ผืนดินขนาดเล็กที่แยกตัวออกมานี้จะเคลื่อนที่ตามทวีปใหญ่ Adam Nordsvan หัวหน้าผู้ศึกษาวิจัยโครงการนี้จากมหาวิทยาลัยเคอร์ตินอธิบายว่า ผืนดินของเมืองจอร์จทาวน์เป็นเหมือนกับชั้นหินเก่าที่ถูกล้อมรอบด้วยชั้นหินที่มีอายุอ่อนกว่า “นิวซีแลนด์เองก็เป็นตัวอย่างที่น่าสนใจในกรณีนี้” เขากล่าว ขณะนี้ทีมนักวิจัยกำลังพยายามประมวลภาพของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นว่าโฉมหน้าของทวีปบนโลกนั้นเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในอดีตที่ผ่านมา เรื่อง Lulu Morris   อ่านเพิ่มเติม ภูมิประเทศอันน่ามหัศจรรย์จากเทคโนโลยี Laser Scanner

ค้นพบออโรราชนิดใหม่เป็นสีม่วง

ค้นพบออโรราชนิดใหม่เป็นสีม่วง ออโรราชนิดใหม่ที่เพิ่งถูกค้นพบนี้เป็นสีม่วง และมันถูกตั้งชื่อว่า “STEVE” ซึ่งย่อมาจาก Strong Thermal Emission Velocity Enhancement ปกติแล้วออโรราที่เราคุ้นเคยกันมักจะถูกเรียกว่าแสงเหนือหรือแสงใต้ ปรากฏในรูปลำแสงวูบวาบสีเขียวอมเหลือง และบางครั้งมีชอบสีม่วงหรือชมพู แต่ครั้งนี้ออโรราดังกล่าวมีลักษณะแปลกออกไป การค้นพบครั้งนี้เกิดขึ้นโดยนักดูดาวสมัครเล่นคนหนึ่ง เขาได้เก็บภาพถ่ายของออโรรารูปแบบใหม่นี้เอาไว้ และส่งต่อให้กับนักฟิสิกส์ ในออโรราทั่วไปเกิดจากอนุภาคคองดวงอาทิตย์กระทบเข้ากับสนามแม่เหล็กของโลก นักฟิสิกส์คาดการณ์ว่าในกรณีของออโรรา STEVE นั้นแตกต่าง มันน่าจะเกิดจากอนุภาคของพลาสมาร้อนที่ไหลมาตามสนามแม่เหล็กของโลก โดยเกิดขึ้นที่ความสูงราว 100 ไมล์ ซึ่งสูงกว่าการเกิดออโรราทั่วไปถึง 40 ไมล์ ส่วนสาเหตุการเกิดที่แน่ชัดนั้นยังไม่สามารถระบุได้ และทำไมมันจึงปรากฏเป็นสีม่วงนั้น นี่ก็เป็นอีกปริศนาหนึ่งที่นักวิทยาศาสตร์ต้องหาคำตอบกันต่อไป   อ่านเพิ่มเติม ดอกไม้เรืองแสง

ฟ้าทะลายโจรป้องกัน COVID 19 ได้จริงหรือ

สารสกัดสมุนไพร ฟ้าทะลายโจร มีสรรพคุณในการฆ่าไวรัสโคโรนา 2019 ในหลอดทดลองได้ ในสถานการณ์ปัจจุบัน ผู้ป่วยโควิด-19 ในประเทศไทยเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้ประชาชนมองหาสิ่งต่างๆ ที่จะช่วยทำให้ตนเองปลอดภัย เมื่อเร็ว ๆ นี้ กรมการแพทย์แผนไทยและการแพทย์ทางเลือกค้นพบว่า สารสกัดสมุนไพร ฟ้าทะลายโจร มีสรรพคุณในการฆ่าไวรัสโคโรนา 2019 ในหลอดทดลองได้ จึงทำให้ประชาชนต่างให้ความสนใจหาผลิตภัณฑ์ฟ้าทะลายโจรมาบริโภคเป็นจำนวนมาก นับเป็นปรากฎการณ์ที่ทำให้คนไทยตื่นตัวในการดูแลและป้องกันตนเองมากขึ้น แต่ในการใช้ยาสมุนไพรฟ้าทะลายโจรในมนุษย์มีประสิทธิภาพป้องกันโควิด – 19 ได้จริงหรือ ฟ้าทะลายโจร มีชื่อวิทยาศาสตร์ว่า Andrographis paniculata ( Burm.f. ) Wall. ex Nees เป็นสมุนไพรที่มีรสขม ส่วนของใบมีสรรพคุณในการรักษาอาการไข้ ไอ และท้องเสีย ต่อมาค้นพบสารสำคัญในใบ คือสารแอนโดรกราฟาไลด์ มีฤทธิ์ลดการบีบตัวของลำไส้ ต้านเชื้อแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของอาการท้องเสีย ช่วยรักษาอาการไอ เจ็บคอ ป้องกันและบรรเทาหวัด ในการศึกษาเปรียบเทียบการใช้ฟ้าทะลายโจรเพื่อป้องกันหวัด ซึ่งทำในช่วงฤดูหนาว โดยให้นักเรียนรับประทานยาเม็ดฟ้าทะลายโจรแห้ง ขนาด 200 มิลลิกรัมต่อวัน ติดตามผลไปในเดือนแรกของการทดลองไม่พบความแตกต่างระหว่างกลุ่มที่รับประทานยาและกลุ่มควบคุม แต่หลังจาก 3 […]