Probleme legate de substanțele acide și bazice din mediu

3756
Alexander Pearson

principalele probleme legate de substanțele acide și de bază care au un impact asupra mediului, sunt direct asociate cu modificările de pH pe care le induc și efectul lor indirect sau direct asupra ființelor vii.

Atât substanțele acide, cât și cele bazice pot genera probleme grave de mediu; în special acidificarea mediului cauzează problemele ploii acide, acidificării oceanelor, a corpurilor de apă dulce și a solurilor. Alcalinizarea se manifestă mai ales în modificările solului la pH-ul de bază.

Figura 1. Pădure afectată de ploi acide. Sursa: Lovecz [Domeniul public], din Wikimedia Commons

O problemă de mediu poate fi definită ca o situație care amenință integritatea oricărui ecosistem și care apare ca o consecință a perturbării mediului natural.

Activitatea umană a provocat probleme extreme de mediu. Modul actual de producție, cu o utilizare intensivă a resurselor naturale și o supraîncărcare de poluanți, încalcă capacitatea de încărcare și reziliența mediului..

Modalitățile unice de a modifica suprafețe mari de pământ, de a emite cantități uriașe de substanțe toxice în atmosferă și de a afecta corpurile de apă, în perioade foarte scurte și de a genera impacturi dramatice asupra mediului, sunt exclusive speciei umane..

Substanțele acide sunt deversate în mediu prin intermediul unor efluenți industriali, activități miniere, utilizarea îngrășămintelor acidifiante din sol și emisiile de gaze care reacționează cu apa de ploaie sau umiditatea aerului, producând compuși acizi..

Figura 2. Producția de emisii industriale poluante. Sursa: pixabay.com.

Substanțele bazice sau alcaline pot proveni și din diverse efluenți industriali și activități miniere..

Ce probleme legate de substanțele acide și bazice afectează mediul?

-Probleme de mediu datorate acidificării: surse

Efluenți

Efluenții acizi din unele industrii și canalele de scurgere a acidului conțin în principal acizi: clorhidric (HCI), sulfuric (HDouăSW4), azotic (HNO3) și hidrofluoric (HF).

Industria metalurgică, a materialelor plastice, a coloranților, a explozibililor, a produselor farmaceutice și a rășinilor sunt generatoare de descărcări de acid.

Figura 3. Evacuarea efluenților industriali. Sursa: Nigel Wylie [Domeniul public], prin Wikimedia Commons
Emisii

Emisiile de dioxid de carbon (CODouă), dioxid de sulf (SODouă) și oxizi de azot (NO, NODouă) în atmosferă, din arderea combustibililor fosili precum cărbunele, petrolul și gazele naturale, sunt cauza nu numai a încălzirii globale a planetei, ci și a ploilor acide.

Emisiile de CODouă Acestea provoacă, de asemenea, acidificarea oceanelor și a corpurilor de apă dulce de suprafață (lacuri și râuri), o problemă de mediu cu dimensiuni catastrofale..

Îngrășăminte

Utilizarea îndelungată a îngrășămintelor anorganice care conțin azot amoniacal și superfosfați au un efect rezidual de acidificare a solurilor..

De asemenea, aplicarea unor cantități mari de materie organică pe soluri foarte umede produce acidificare datorită efectului acizilor humici și al altor acizi organici generați..

Printre cele mai îngrijorătoare probleme de mediu generate de substanțele acide, vom menționa ploile acide, acidificarea solurilor și acidificarea oceanelor terestre..

Ploaie acidă

Gazele de dioxid de sulf (SODouă) și oxizi de azot (NO și NODouă), produse în arderea combustibililor fosili în industrii, centrale electrice, transportul aerian, maritim și terestru, și în topirea pentru extracția metalelor, sunt cauza precipitațiilor acide.

În troposferă, SODouă suferă oxidare pentru a forma acid sulfuric (HDouăSW4), acidul puternic și oxizii de azot sunt de asemenea transformați în acid azotic, un alt acid puternic.

Când plouă, acești acizi prezenți în atmosferă sub formă de aerosoli sunt încorporați în apa de ploaie și o acidulează..

Clădiri

Apa de ploaie acidă corodează clădirile, podurile și monumentele, deoarece reacționează cu carbonatul de calciu (CaCO3) a calcarului din construcții și din marmură și cu metale. Ploaia acidă acidifică și solurile și corpurile de apă de pe planetă.

Figura 4. Deteriorarea clădirilor generate de ploile acide, gargola de la Catedrala Notre Dame (Paris, Franța) care prezintă daune la spate. Sursă: Michael Reeve [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) sau CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)] , prin Wikimedia Commons
Metale în sol

Ploaia acidă modifică compoziția solului, deplasează metalele grele toxice în soluția solului și în apele subterane.

La valori de pH foarte acide, apare o alterare intensă a mineralelor din sol, datorită deplasării cationilor de către ionii H+ prezente în concentrații mari. Acest lucru generează instabilitate în structura solului, concentrații ridicate de elemente toxice și disponibilitate redusă de nutrienți pentru plante..

Solurile acide cu un pH mai mic de 5 conțin concentrații mari și toxice pentru dezvoltarea plantelor de aluminiu (Al), mangan (Mn) și fier (Fe).

În plus, disponibilitatea nutrienților potasiu (K), fosfor (P), sulf (S), sodiu (Na), molibden (Mo), calciu (Ca) și magneziu (Mg) este redusă în mod semnificativ..

Microorganisme

Condițiile acide nu permit dezvoltarea microorganismelor din sol (în principal bacterii), care sunt descompunători ai materiei organice.

Bacteriile fixatoare de azot funcționează optim la valori de pH cuprinse între 7 și 6,5; rata sa de fixare scade dramatic când pH-ul este mai mic de 6.

Microorganismele favorizează, de asemenea, agregarea particulelor de sol, care favorizează structurarea, aerarea și drenajul bun al solului, esențial pentru creșterea plantelor..

Acidificarea oceanelor, lacurilor și râurilor

Acidificarea apelor de suprafață - oceane, lacuri și râuri - este produsă în principal prin absorbția CODouă  care provine din arderea combustibililor fosili.

Apele de suprafață ale planetei acționează ca chiuvete naturale pentru CODouă atmosferic. În special, oceanele reprezintă marea chiuvetă de dioxid de carbon a Pământului. CODouă este absorbit de apă și reacționează cu aceasta, producând acid carbonic (HDouăCO3):

CODouă +HDouăO → HDouăCO3

Acidul carbonic se disociază în apă, contribuind cu ioni de H+ la apa oceanelor:

HDouă CO3+HDouăO → H+ +HCO3-

Concentrații în exces de ioni H+ produc o creștere a acidității apelor marine ale planetei.

Ecosistemele marine

Acest exces de aciditate afectează dramatic ecosistemele marine și, în special, organismele care formează exoscheletele de carbonat de calciu (cochilii, cochilii și alte structuri de susținere sau de protecție), deoarece ioni H+ deplasează calciul din carbonat și dizolvă-l, prevenind formarea acestuia.

Speciile de corali, stridii, scoici, arici, crabi și plancton cu exoschelet sunt cele mai afectate direct de acidificarea oceanelor.

Viața tuturor speciilor marine depinde în mare măsură de recifele de corali, deoarece acestea sunt zonele cu cea mai mare biodiversitate din mare. Multe dintre faunele mai mici se refugiază și locuiesc acolo, care servesc drept hrană consumatorilor secundari ai ecosistemului marin, precum pești, balene și delfini..

Acidificarea prin exces de CODouă în atmosfera terestră, constituie o amenințare serioasă pentru întregul ecosistem marin. Istoria planetei nu a înregistrat niciodată un proces de acidificare a oceanului la ritmurile actuale - cel mai mare din ultimii 300 de milioane de ani -, care, de asemenea, scade capacitatea sa de chiuvetă pentru CO.Două.

-Probleme de mediu datorate alcalinizării: surse

Industriale și miniere

Detergentul și săpunul, industria textilă, vopsirea, fabricarea hârtiei și industria farmaceutică, printre altele, generează efluenți bazici care conțin în principal hidroxid de sodiu (NaOH), baze puternice și alte baze precum carbonatul de sodiu (NaDouăCO3), care este o bază slabă.

Tratarea bauxitei minerale cu NaOH pentru extracția aluminiului generează nămol roșu foarte alcalin. Extracția petrolului și industria petrochimică produc, de asemenea, efluenți alcalini.

Principala problemă de mediu produsă de substanțele de bază este alcalinizarea solurilor.

Alcalinizarea solului

Solurile alcaline au valori ale pH-ului mai mari de 8,5, au o structură foarte slabă, cu particule împrăștiate și straturi calcaroase compacte cuprinse între 0,5 și 1 metru adâncime, care împiedică creșterea rădăcinilor și infiltrarea, percolarea și drenarea apei..

Prezintă concentrații toxice de sodiu (Na) și bor (B) și sunt soluri extrem de infertile. 

Figura 5. Sol alcalin. Sursa: Pixabay.com

Referințe

  1. Bowman, A. F., Van Vuuren, D. P., Derwent, R. G. și Posch, M. (2002) O analiză globală a acidificării și eutrofizării pe ecosistemele terestre. Poluarea apei, aerului și a solului. 41,349-382.
  2. Doney, S. C., Fabry, V. J., Feely, R. A. și Kleypas, J.A. (2009). Acidificarea oceanului: Celălalt CODouă Revista anuală a științelor marine. 1, 169-192.
  3. Ghassemi, F., Jakeman, A.J. și Nix, H.A. (o mie noua sute nouazeci si cinci). Salinizarea resurselor terestre și de apă: cauze umane, amploare, management și studii de caz. CAB International, Wallinford, Marea Britanie. 544pp.
  4. Kleypas, J.A. și Yates, K. K. (2009). Recifele de corali și acidificarea oceanelor. Oceanografie. 22.108-117.
  5. Mason, C. (2002). Ecologia poluării cu apă dulce. Pearson Education Limited. 400pp.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.