नीचे दो कथन दिए गए हैं, जिनमें से एक को अभिकथन (A) तथा दूसरे को कारण (R) कहा गया है । अभिकथन (A) : CO2, SO2 और NO2 गैसें वर्षा जल में घुल जाती हैं और अम्लीय वर्षा उत्पन्न करती हैं । कारण (R) : कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन के ऑक्साइड जैसी गैसों की उच्च सांद्रता के कारण वायुमंडलीय वायु प्रदूषित होती है । नीचे दिए गए कूट में से सही उत्तर चुनिए :
- (a)(A) और (R) दोनों सही हैं और (R), (A) की सही व्याख्या करता है ।
- (b)(A) ग़लत है, किन्तु (R) सही है ।
- (c)(A) और (R) दोनों सही हैं, किन्तु (R), (A) की सही व्याख्या नहीं करता है ।
- (d)(A) सही है, किन्तु (R) ग़लत है ।
सही उत्तर — (a) (A) और (R) दोनों सही हैं और (R), (A) की सही व्याख्या करता है। जैसा लिखा है वैसे ही लेने पर, अभिकथन अम्लीय निक्षेपण (acid deposition) की मानक क्रियाविधि बताता है: वायु में मौजूद अम्लीय ऑक्साइड वायुमंडलीय नमी में घुल जाते हैं और अम्लीकृत वर्षण के रूप में नीचे गिरते हैं। सल्फर डाइऑक्साइड घुलकर सल्फ्यूरस अम्ल बनाता है और ऑक्सीकृत होकर सल्फ्यूरिक अम्ल बन जाता है; नाइट्रोजन डाइऑक्साइड नाइट्रस तथा नाइट्रिक अम्ल देता है; कार्बन डाइऑक्साइड घुलकर कार्बोनिक अम्ल बनाता है। कारण फिर वह वजह प्रस्तुत करता है जिसे अभिकथन पहले ही मान लेता है — वर्षा तभी अम्लीय बनती है जब वायु में इन ऑक्साइडों की सांद्रता बढ़ जाती है, मुख्यतः कोयला-आधारित ताप-विद्युत केंद्रों और गलाने की भट्टियों (SO2) तथा इंजनों व भट्ठों में उच्च-तापमान दहन (NOx) से। चूँकि प्रदूषक भार ही वह ठीक-ठीक कारण है जो घुलन-प्रक्रिया को इतने बड़े पैमाने पर घटित करता है कि वर्षा अम्लीय हो जाए, इसलिए (R), (A) की केवल साथ-साथ मौजूदगी नहीं बल्कि व्याख्या करता है, और कुंजी (a) को चिह्नित करती है। एक बारीकी जो गंभीर विद्यार्थी को साथ रखनी चाहिए, क्योंकि UPSC ने ठीक इसी बिंदु की परीक्षा ली है: तीनों नामित गैसों में से केवल सल्फर तथा नाइट्रोजन के ऑक्साइड ही वे प्रबल अम्ल देते हैं जो अम्लीय वर्षा को परिभाषित करते हैं। कार्बन डाइऑक्साइड घुलकर कार्बोनिक अम्ल देता है, जो दुर्बल है और स्वच्छ वायु में पहले से ही मौजूद रहता है, इसलिए यह प्राकृतिक आधार-रेखा तय करता है — बिना प्रदूषित वर्षा का pH लगभग 5.6 होता है — और 'अम्लीय वर्षा' को परंपरागत रूप से इस आधार-रेखा से अधिक अम्लीय वर्षण के रूप में परिभाषित किया जाता है। UPSC प्रारंभिक परीक्षा 2003 में इसी विषय पर एक अभिकथन-कारण प्रश्न को (b) पर कुंजीबद्ध किया गया था, इस आधार पर कि कार्बन के ऑक्साइड अम्लीय वर्षा के प्रमुख पूर्ववर्ती (precursors) नहीं हैं। UPPSC का प्रश्न भिन्न ढंग से शब्दांकित है: इसका कारण कार्बन को अलग से चिह्नित नहीं करता, यह तीनों ऑक्साइडों को ही प्रदूषण-भार के रूप में नाम देता है, इसलिए जोड़ी संगत बनी रहती है और (a) कायम रहता है।
- (b)(A) ग़लत है, किन्तु (R) सही है । — अस्वीकृत, क्योंकि अभिकथन गलत नहीं है। तीनों नामित गैसों में से हर एक जल में घुलकर वास्तव में एक अम्ल देती है — SO2 सल्फ्यूरस और फिर सल्फ्यूरिक अम्ल में, NO2 नाइट्रस और नाइट्रिक अम्ल में, CO2 कार्बोनिक अम्ल में — और परिणामी अम्लीकृत वर्षण को ही अम्लीय वर्षा कहा जाता है। कोई यह तर्क दे सकता है कि कार्बन डाइऑक्साइड को सल्फर और नाइट्रोजन के ऑक्साइडों के समान धरातल पर रखने से अभिकथन अशुद्ध (imprecise) है, पर अशुद्धता असत्यता नहीं है, और कुंजी इस कथन को सत्य मानती है।
- (c)(A) और (R) दोनों सही हैं, किन्तु (R), (A) की सही व्याख्या नहीं करता है । — यह जाल-विकल्प है, और यह तथ्यों पर नहीं बल्कि तर्क पर विफल होता है। दोनों कथन वस्तुतः सत्य हैं, पर ये स्वतंत्र अवलोकन नहीं हैं: अभिकथन प्रभाव बताता है और कारण उसकी वजह बताता है। अम्लीय ऑक्साइड तभी वर्षा में अम्लीकारी मात्रा में घुल सकते हैं जब वे वायु में बढ़ी हुई सांद्रता में मौजूद हों, और यही ठीक-ठीक वह बात है जो (R) कहता है। जहाँ कोई कारण अभिकथन की क्रियाविधि की अनिवार्य शर्त प्रस्तुत करता है, वहाँ वह सही व्याख्या होता है, इसलिए (c) इस जुड़ाव को कमतर आँकता है।
- (d)(A) सही है, किन्तु (R) ग़लत है । — कारण गलत नहीं है। कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन के ऑक्साइडों की बढ़ी हुई वायुमंडलीय सांद्रता ही मानव-जनित वायु प्रदूषण की परिभाषात्मक पहचान है — SO2 मुख्यतः सल्फर-युक्त कोयले के दहन तथा अयस्क गलाने से, NOx वाहनों व बॉयलरों में उच्च तापमान पर दहन से, CO2 सभी जीवाश्म-ईंधन दहन से। ये तीनों ही भारत के राष्ट्रीय परिवेशी वायु गुणवत्ता मानकों के अंतर्गत सूचीबद्ध प्रदूषक हैं, इसलिए (R) एक सीधा तथ्यात्मक कथन है।
अम्लीय वर्षा वह वर्षण — वर्षा, हिम, कोहरा या शुष्क निक्षेपित कण — है जिसे प्रदूषक गैसों ने असामान्य रूप से अम्लीय बना दिया हो। स्वच्छ वर्षा भी हल्की अम्लीय होती है, क्योंकि वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड उसमें घुलकर कार्बोनिक अम्ल बनाती है, जिससे pH लगभग 5.6 हो जाता है; इस आँकड़े से मापने योग्य रूप से कम वर्षा को अम्लीय वर्षा कहा जाता है। अतिरिक्त अम्लता सल्फर डाइऑक्साइड तथा नाइट्रोजन के ऑक्साइडों से आती है, जो वायुमंडल में ऑक्सीकृत होकर जल के साथ मिलकर सल्फ्यूरिक तथा नाइट्रिक अम्ल बनाते हैं — प्रबल अम्ल, कार्बोनिक अम्ल के विपरीत। चूँकि यह अभिक्रिया वायु-राशि के गतिमान रहते हुए होती है, इसलिए क्षति प्रायः उस चिमनी से सैकड़ों किलोमीटर हवा की दिशा में दूर पड़ती है जिसने इसे उत्पन्न किया, यही कारण है कि अम्लीय वर्षा सीमापार प्रदूषण का शास्त्रीय उदाहरण बन गई।
अभिकथन-कारण प्रश्न दो चरणों में तय होता है: पहले हर कथन को अपने आप में परखें, फिर पूछें कि क्या दूसरा पहले का कारण है। यहाँ दोनों कथन पहले चरण में टिके रहते हैं, इसलिए पूरा प्रश्न दूसरे चरण पर टिक जाता है, और प्रलोभन यह होता है कि (c) पर संतोष कर लिया जाए — वह सुरक्षित दिखने वाला 'दोनों सही पर असंबंधित' विकल्प जिसे परीक्षक उन अभ्यर्थियों को पकड़ने के लिए रखते हैं जो कारणात्मक जुड़ाव की जाँच नहीं करते। इसे स्पष्ट रूप से परखिए: वर्षा अम्लीय *इसलिए* होती है *क्योंकि* वायु इन ऑक्साइडों से भरी होती है, इसलिए कारण ही वजह है, कोई संयोग नहीं। शब्दांकन की दिशा पर भी ध्यान दें। UPPSC का कारण तीनों गैसों को ही प्रदूषण-भार के रूप में नाम देता है, जिससे जोड़ी संगत बनी रहती है; यदि कारण केवल कार्बन के ऑक्साइडों को अम्लीकारी कारक के रूप में चिह्नित करता, तो सही कूट पलट जाता, ठीक वैसे ही जैसे इस प्रश्न के UPSC 2003 संस्करण में हुआ था। चुनाव करने से पहले यह पढ़ें कि कारण वास्तव में क्या दावा कर रहा है।
- बिना प्रदूषित वर्षा का pH लगभग 5.6 होता है क्योंकि घुली हुई वायुमंडलीय CO2 दुर्बल कार्बोनिक अम्ल बनाती है; इस pH से नीचे के वर्षण को अम्लीय वर्षा कहा जाता है, और बुरी तरह प्रभावित क्षेत्रों में लगभग 4 से 5 के पठन आम हैं।
- अम्लीय वर्षा के प्रबल अम्ल SO2 (सल्फ्यूरस, फिर सल्फ्यूरिक अम्ल में) तथा नाइट्रोजन के ऑक्साइडों (नाइट्रस तथा नाइट्रिक अम्ल में) से आते हैं। कोयला-आधारित ताप-विद्युत केंद्र और धातु गलाने की भट्टियाँ SO2 के मुख्य स्रोत हैं; NOx वहाँ बनता है जहाँ भी दहन गर्म चलता है, वाहन इंजनों सहित।
- 'अम्लीय वर्षा' शब्द स्कॉटिश रसायनज्ञ रॉबर्ट एंगस स्मिथ ने 1852 में औद्योगिक मैनचेस्टर के आसपास वर्षा के अपने अध्ययन से गढ़ा था।
- अम्लीय वर्षा झीलों और मिट्टी को अम्लीकृत करती है, पोषक तत्वों को बहा ले जाती है और विषैले एल्युमिनियम को गतिशील बनाती है, वनों के मुरझाने (dieback) का कारण बनती है, और कार्बोनेट पत्थर को क्षत-विक्षत करती है — संगमरमर और चूना-पत्थर में मौजूद CaCO3, सल्फ्यूरिक अम्ल से अभिक्रिया कर घुलनशील जिप्सम बनाता है, वही 'संगमरमर कैंसर' जिसका हवाला ताजमहल की रक्षा के अभियान में दिया जाता है, जिसके कारण ताज ट्रैपेज़ियम ज़ोन में प्रदूषण फैलाने वाले उद्योगों पर प्रतिबंध लगाए गए।
- अम्लीय निक्षेपण सीमापार प्रकृति का है — उत्सर्जन वायु-राशि के साथ यात्रा करते हैं और बहुत दूर हवा की दिशा में गिरते हैं — यही कारण है कि इसे संधि के माध्यम से निपटा गया, 1979 के दीर्घ-दूरी सीमापार वायु प्रदूषण संधि (Convention on Long-Range Transboundary Air Pollution) और उसके सल्फर प्रोटोकॉलों के जरिए।
- कारणता को वास्तव में परखे बिना 'दोनों सही पर R व्याख्या नहीं करता' पर संतोष कर लेना — यह अभिकथन-कारण प्रश्नों में सबसे अधिक चुना जाने वाला गलत विकल्प है।
- हर संदर्भ में कार्बन डाइऑक्साइड को एक अम्लीय-वर्षा गैस मान लेना। यह वास्तव में कार्बोनिक अम्ल बनाती है और वर्षा का प्राकृतिक pH लगभग 5.6 तय करती है, पर वास्तविक अम्लीय वर्षा SO2 और NOx को दी जाती है; UPSC ने विशेष रूप से इसी भेद पर एक प्रश्न कुंजीबद्ध किया है, इसलिए पढ़ें कि कथन अम्लता की आधार-रेखा के बारे में है या उस प्रदूषण के बारे में जो वर्षा को उससे नीचे धकेलता है।
- अम्लीय वर्षा को ग्रीनहाउस प्रभाव या ओज़ोन क्षरण के साथ गड्डमड्ड करना। अम्लीय वर्षा SO2 और NOx से होती है, तापन CO2, मीथेन तथा अन्य ग्रीनहाउस गैसों से, और ओज़ोन-परत की क्षति CFC तथा हैलोन से।
यह क्षेत्र UPPSC और UPSC दोनों में तीन रूपों में एक स्थायी विषय है — क्रियाविधि पर अभिकथन-कारण, 'निम्नलिखित में से कौन-सी गैसें अम्लीय वर्षा का कारण बनती हैं', तथा स्मारक-क्षरण जैसे प्रभावों पर मिलान या कथन-आधारित प्रश्न। परीक्षा-योग्य मूल संक्षिप्त है: SO2 और NOx प्रबल अम्ल देते हैं, CO2 प्राकृतिक pH लगभग 5.6 तय करती है, और क्षति हवा की दिशा में दूर तक यात्रा करती है।
अभिकथन (A): कोयला-आधारित ताप-विद्युत केंद्र अम्लीय वर्षा में योगदान करते हैं। कारण (R): कोयला जलने पर कार्बन के ऑक्साइड उत्सर्जित होते हैं।
- (a) A और R दोनों व्यक्तिगत रूप से सही हैं और R, A की सही व्याख्या है
- (b) A और R दोनों व्यक्तिगत रूप से सही हैं परंतु R, A की सही व्याख्या नहीं है
- (c) A सही है परंतु R गलत है
- (d) A गलत है परंतु R सही है
उत्तर(b) A और R दोनों व्यक्तिगत रूप से सही हैं परंतु R, A की सही व्याख्या नहीं है
अम्लीय वर्षा पर वही अभिकथन-कारण संरचना, पर अलग कुंजी — और यही अंतर सबक है। वहाँ कारण ने कार्बन के ऑक्साइडों को अलग से चिह्नित किया, जो अम्लीय वर्षा के प्रमुख पूर्ववर्ती नहीं हैं, इसलिए जुड़ाव टूट गया और उत्तर 'दोनों सही पर R, A की व्याख्या नहीं करता' रहा। यहाँ कारण सल्फर तथा नाइट्रोजन के ऑक्साइडों को भी नाम देता है, इसलिए कारणात्मक जुड़ाव कायम रहता है।
निम्नलिखित पर विचार कीजिए: 1. हाइड्रोजन के ऑक्साइड 2. नाइट्रोजन के ऑक्साइड 3. सल्फर के ऑक्साइड उपर्युक्त में से कौन-सा/से अम्लीय वर्षा का कारण बनता/बनते है/हैं?
- (a) केवल 1 और 2
- (b) केवल 3
- (c) केवल 2 और 3
- (d) 1, 2 और 3
उत्तर(c) केवल 2 और 3
उस रसायन विज्ञान को अलग करता है जिस पर अभिकथन निर्भर करता है: कौन-से ऑक्साइड वास्तव में वर्षा को अम्लीय बनाते हैं। यह तय करना कि केवल नाइट्रोजन तथा सल्फर के ऑक्साइड ही मानक उत्तर हैं, वही है जो UPPSC के अभिकथन में कार्बन डाइऑक्साइड की सम्मिलितता को घबराए बिना, विश्वास के साथ परखने देता है।
धूम्र-कुहासा (smog) मूलतः वायुमंडल में किसकी उपस्थिति से होता है
- (a) ऑक्सीजन तथा ओज़ोन
- (b) ओज़ोन तथा नाइट्रोजन
- (c) ऑक्सीजन तथा नाइट्रोजन
- (d) नाइट्रोजन तथा सल्फर के ऑक्साइड
उत्तर(d) नाइट्रोजन तथा सल्फर के ऑक्साइड
शहरी वायु प्रदूषण के दूसरे शास्त्रीय प्रभाव के माध्यम से वही प्रदूषक जोड़ी पूछी गई है। धूम्र-कुहासा और अम्लीय वर्षा एक ही रसायन विज्ञान — निचले वायुमंडल में नाइट्रोजन और सल्फर के ऑक्साइड — के दो परिणाम हैं, इसलिए दोनों प्रश्न एक-दूसरे को सुदृढ़ करते हैं।
- अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
बिना प्रदूषित वर्षा जल का अनुमानित pH, जिससे नीचे वर्षण को अम्लीय वर्षा वर्गीकृत किया जाता है, है :
- (a)7.0
- (b)6.5
- (c)5.6
- (d)4.0
उत्तर(c) 5.6 — घुली हुई वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड दुर्बल कार्बोनिक अम्ल बनाती है, इसलिए स्वच्छ वर्षा भी लगभग pH 5.6 पर हल्की अम्लीय होती है; इससे नीचे के पठन को अम्लीय वर्षा माना जाता है, और भारी कोयला उपयोग वाले क्षेत्रों की हवा की दिशा में लगभग 4 से 5 के मान आम हैं।
- अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
ताजमहल जैसे संगमरमर के स्मारकों का अम्लीय वर्षा से क्षरण, जिसे कभी-कभी 'संगमरमर कैंसर' कहा जाता है, इसलिए होता है क्योंकि सल्फ्यूरिक अम्ल संगमरमर से अभिक्रिया कर बनाता है :
- (a)कैल्शियम सल्फेट
- (b)कैल्शियम कार्बोनेट
- (c)कैल्शियम सिलिकेट
- (d)कैल्शियम नाइट्राइड
उत्तर(a) कैल्शियम सल्फेट — संगमरमर कैल्शियम कार्बोनेट है, और सल्फ्यूरिक अम्ल इसे कैल्शियम सल्फेट (जिप्सम) में बदल देता है, जो अधिक मुलायम, अधिक स्थूल होता है और बह जाता है, जिससे पत्थर गड्ढेदार और धुंधला हो जाता है। इसी चिंता ने आगरा के आसपास प्रदूषण फैलाने वाले उद्योगों पर ताज ट्रैपेज़ियम ज़ोन नियंत्रणों को प्रेरित किया।