גשם חומצי

גשם חומצי (Acid rain) הוא השם הנפוץ למשקעים שדרגת החומציות שלהם נמוכה מ-pH 5.5 עקב הימצאותן של חומצות הנפלטות ממפעלים וכלי רכב מזהמים כתוצאה משריפת פחם ודלק אחר. לרוב, מדובר במשקעים המכילים חומצה גופרתית וחומצה חנקתית. 
המזהמים העיקריים בגשם החומצי הם הגופרית הדו-חמצנית (SO₂) ותחמוצות החנקן השונות (מהצורה NOx). בנוסף, מכיל הגשם החומצי גם פחמן חד-חמצני (CO) ההופך לחומצה פחמתית, וכן מחמצנים אחרים. 
החומרים המזהמים מגיבים עם המים ליצירת החומצות הללו, והם נוטים להגיב גם בינם לבין עצמם - ויוצרים חומרים מסוכנים יותר. תרכובות הגופרה (SO₃) הנפלטות לאוויר מגיבות עם אדי-המים (H₂O) ליצירת חומצה גופרתית (H₂SO₄). החנקן הדו-חמצני (NO₂) מגיב עם המים ליצירת חומצה חנקתית (HNO₃). הפחמן החד-חמצני מגיב עם אדי המים, כאמור, ליצרת חומצה פחמתית (H₂CO₃).

הגילוי והגורמים

תופעת הגשם החומצי כמזהם אובחנה לראשונה בשנות ה-70, לאחר שחוקרים ניסו להסביר את תופעת תמותת היערות שהלכה והתרחבה. החוקרים גילו כי העשן הנפלט מבתי-הזיקוק, מפעלי התעשייה וכלי הרכב הנגרם כתוצאה משריפת דלק אורגני, הוביל להופעתן של תרכובות גופרית וחנקן במי הגשמים כתוצאה מהמסת התרכובות בעננים. תרכובות אלה, ובעיקר גופרית דו-חמצנית, ידועות ברעילותן הרבה ובפגיעתן בבעלי-חיים וצמחים. 
תרכובות גופרית וחנקן מופיעות בטבע באופן טבעי וגשם חומצי נוצר גם בתהליכים טבעיים שונים. בתהליכי הפירוק של חומרים אורגניים נפלטות תרכובות אלה, וגם כתוצאה משריפות יער והתפרצויות געשיות. אולם בטבע מופיעות תופעות אלה לרוב בקנה מידה קטן יחסית והן מאוזנות על ידי תהליכים טבעיים שונים המפחיתים את שיעור פגיעת הגשם החומצי ה"טבעי" במאזן האקולוגי. אך זיהום האוויר כתוצאה משריפת דלק - תהליך קבוע ומתמשך ששיעורו רק הולך וגדל עם השנים - מפר את האיזון האקו-סיסטמי ומוביל להתגברות תופעת הגשם החומצי והחרפת נזקיה.

הנזקים וההשלכות

הגשם החומצי גורם נזקים ליערות, לחקלאות, למבנים ולבעלי חיים שונים. הוא גורם לשיתוך (קורוזיה) של מתכות ומסב נזקים רבים לגומחות אקולוגיות שונות מאחר שהוא משבש את התהליכים הטבעיים בהן, ובעיקר בעקבות הפגיעה בצמחייה וזיהום מקורות המים. קרקעות חומציות פוגעות בשורשי הצמחים ופוגעות באספקת המינרלים החיוניים לצמח – מגנזיום, סידן, אשלגן ומינרלים נוספים. 
הגשם החומצי הוביל להכחדתם של אורגניזמים שונים, ופגיעה בבית הגידול שלהם. כמה בתי גידול טבעיים בעולם נעלמו לחלוטין כתוצאה מהגשם החומצי, ורבים הצטמצמו בשיעור ניכר. בצמחים, הפגיעה העיקרית היא, כאמור, ביכולותו של הצמח לספוג חומרי מזון מן הקרקע, ומקטינה את כמות העלים, וגם בתפוצת הצמחים ורבייתם.
הגשם החומצי פוגע גם בבריאותם של בני-האדם. מחקרים הראו כי חשיפה לגשם חומצי עשויה להעלות את שיעור הסובלים ממחלות נשימה שונות (אסתמה, לדוגמה) וזיהומים בדרכי הנשימה. עיקר הפגיעה היא בקרב ילדים, קשישים וחולים כרוניים. מאחר שהגשם החומצי משתך מתכות חשופות, הוא מעלה את רמת המתכות הכבדות והרעילוֹת המגיעות למי-השתייה. מתכות אלה גורמות למחלות שונות ומסוכנות, כשהעיקריות בהן – הרעלת עופרת ומחלות ממאירות שונות.
עוד פוגע הגשם החומצי בבניינים ומבנים שונים, וכן בפסלים ואנדרטאות. החומצות המומסות בו מגיבות עם האבן ממנה הם עשויים בתגובת סתירה הגורמת לשחיקה של האבן והתפוררותה. 
דוגמה לנזקי הגשם החומצי היא הפגיעה בפסל דוד של מיכלאנג'לו בואונרוטי שהועבר ממיקומו המקורי וההיסטורי בכיכר העיר פירנצה. לאחר שהפסל נאכל על ידי החומצות הוא הועבר למוזיאון בעיר, שם הוא מוגן מפגעי הגשם החומצי.

היקף הפגיעה

הגשם החומצי פוגע בעיקר במקומות בהם שורר אקלים לח ורב משקעים. באזורים יבשים, כמו בישראל, היקף התופעה ונזקיה נמוך יותר, אך ככל שעולה שיעור זיהום האוויר הולכות ומתגברות השלכות הגשם החומצי גם באזורי אקלים אלה. כצפוי, התופעה נפוצה בעיקר באזורים מתועשים בכבדות או מקומות בהם קיימים עורקי תחבורה מרכזיים. הגשם החומצי מושפע בין היתר מתופעות אקלימיות שונות, ותנועתם של העננים ממקום למקום עשויה להוביל את החומצות גם למקומות בהם שיעורי הזיהום לא גבוהים במיוחד. כך, עלול הגשם החומצי לפגוע לא רק במקור הזיהום, אלא גם בסביבתו הקרובה והרחוקה.
על פי ההערכות, מגיעים מדי שנה נזקיו של הגשם החומצי למאות מיליארדי דולרים ברחבי העולם.