Problemi relativi a sostanze acide e di base nell'ambiente

IL Problemi principali legati alle sostanze acide e di base che incidono sull'ambiente, sono direttamente associati ai cambiamenti di pH che inducono e al loro effetto indiretto o diretto sugli esseri viventi.

Le sostanze sia acide che di base possono generare gravi problemi ambientali; in particolare l'acidificazione ambientale provoca problemi di pioggia acidi, acidificazione dell'oceano, acqua dolce e corpi del suolo. L'alcalinizzazione si manifesta soprattutto nelle variazioni del terreno al pH di base.

Figura 1. Foresta colpita dalla pioggia acida. Fonte: Lovecz [dominio pubblico], di Wikimedia Commons

Un problema ambientale può essere definito come una situazione che minaccia l'integrità di qualsiasi ecosistema e che si verifica come conseguenza di un disturbo nell'ambiente naturale.

L'attività umana ha causato problemi ambientali estremi. L'attuale modalità di produzione, con un uso intensivo di risorse naturali e sovraccarico di inquinanti, sta violando la capacità di carico e la resilienza dell'ambiente.

I modi unici per modificare grandi estensioni di terra, emettendo enormi quantità di sostanze tossiche nell'atmosfera e influenzando i corpi idrici, in periodi molto brevi e generando impatti drammatici sull'ambiente, sono esclusivi per le specie umane.

Le sostanze acide vengono scaricate nell'ambiente attraverso alcuni effluenti industriali, attività mineraria, l'uso di fertilizzanti acidificanti del suolo e emissioni di gas che reagiscono con l'acqua piovana o con l'umidità dell'aria che produce.

figura 2. Produzione di emissioni industriali inquinanti. Fonte: Pixabay.com.

Le sostanze di base o alcaline possono anche provenire da vari effluenti industriali e attività minerarie.

L'impatto ambientale di acidi e basi

-Problemi ambientali mediante acidificazione: fonti

Effluenti

Gli effluenti acidi da alcuni settori e il drenaggio acido del mining contengono principalmente acidi: cloridrico (HCl), solforico (H₂SW₄), nitrico (HNO₃) e fluororico (HF).

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Industrie metallurgiche, plastiche, coloranti, esplosivi, farmaceutiche e resine generano fuoriuscite acide.

Figura 3. Viaggi di effluenti industriali. Fonte: Nigel Wylie [dominio pubblico], via Wikimedia Commons

Emissioni

Emissioni di anidride carbonica (CO₂), biossido di zolfo (SO₂) e ossidi di azoto (no, no₂) all'atmosfera, dalla combustione di combustibili fossili come carbone, petrolio e gas naturale, sono non solo del riscaldamento globale del pianeta, ma dalla pioggia acida.

CO Emissioni₂ Originano anche l'acidificazione degli oceani e dei corpi di acqua dolce superficiale (laghi e fiumi), un problema ambientale di dimensioni catastrofiche.

Fertilizzanti

L'uso prolungato di fertilizzanti inorganici contenenti azoto ammoniaco e superfosfati, ha un effetto residuo dell'acidificazione del suolo.

Inoltre, l'applicazione di grandi quantità di materia organica a terreni molto umidi produce acidificazione a causa di acidi umici e altri acidi organici generati.

Tra i problemi ambientali più preoccupanti generati da sostanze acide, menzioneremo la pioggia acida, l'acidificazione dei terreni e l'acidificazione degli oceani terrestri.

Pioggia acida

Gas di biossido di zolfo (così₂) e ossidi di azoto (no e no₂;.

Nella troposfera, il SO₂ subisce l'ossidazione per formare acido solforico (h₂SW₄), acido forte e ossidi di azoto vengono anche trasformati in acido nitrico, un altro acido forte.

Quando piove, questi acidi presenti nell'atmosfera sotto forma di aerosol sono incorporati nell'acqua piovana e l'acidificano.

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Edifici

L'acqua piovana acida corrode edifici, ponti e monumenti, poiché reagisce con carbonato di calcio (Caco₃) del calcare di costruzioni e marmo e con metalli. Anche le precipitazioni acide acidifica i terreni e i corpi idrici sul pianeta.

Figura 4. Danno agli edifici generati dalla pioggia acida, Gargoyle della Cattedrale di Notre Dame (Parigi, Francia) che presenta danni alla schiena. Fonte: Michael Reeve [GFDL (http: // www.gnu.Org/copyleft/fdl.html) o cc-be-sa-3.0 (http: // creativeCommons.Org/licenze/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons

Metalli sul suolo

La pioggia acida altera la composizione del terreno, sposta i metalli pesanti tossici verso la soluzione di terra e le acque sotterranee.

Si verifica un valori di pH molto acido, si verifica un'intensa alterazione dei minerali del suolo, a causa dello spostamento cationico da parte degli ioni h⁺ presente in alte concentrazioni. Ciò genera instabilità nella struttura del suolo, alte concentrazioni di elementi tossici e bassa disponibilità di nutrienti per le piante.

I terreni acidi con pH inferiore a 5 contengono concentrazioni elevate e tossiche per lo sviluppo delle piante di alluminio (AL), il manganese (Mn) e il ferro (fede).

Microrganismi

Le condizioni dell'acido non consentono lo sviluppo di microrganismi del suolo (principalmente batteri), che stanno decomponendo la materia organica.

I batteri fissi di azoto funzionano in modo ottimale a valori di pH tra 7 e 6.5; Il suo tasso di fissaggio diminuisce drasticamente quando il pH è inferiore a 6.

I microrganismi favoriscono anche l'aggregazione delle particelle del suolo, che promuove la strutturazione, l'aerazione e il buon drenaggio del suolo, indispensabile per la crescita delle piante.

Acidificazione dell'oceano, laghi e fiumi

L'acidificazione delle acque superficiali -Cei, laghi e fiumi - si verifica principalmente dall'assorbimento di CO₂  che deriva da combustibili fossili in fiamme.

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Le acque superficiali del pianeta fungono da lavandini naturali del CO₂ atmosferico. In particolare, gli oceani costituiscono il grande lavandino di anidride carbonica della terra. Il co₂ È assorbito dall'acqua e reagisce con questo acido carbonico produttore (h₂Co₃)

Co₂ +H₂O → h₂Co₃

L'acido carbonico si dissocia in acqua, fornendo ioni H⁺ all'acqua degli oceani:

H₂ Co₃+H₂O → h⁺ +HCO₃^-

Concentrazioni eccessive di Hone H⁺ produrre un aumento dell'acidità delle acque marine del pianeta.

Ecosistemi marini

Questo eccesso di acidità influisce drammaticamente sugli ecosistemi marini e in particolari organismi che formano esosqueletos di carbonato di calcio (conchiglie, bucce e altre strutture protettive), poiché gli ioni H⁺ Si muovono per carbonizzare il calcio e dissolverlo, impedendo la loro formazione.

Le specie di coralli, ostriche, vongole, ricci di mare, granchi e plancton con esoscheletro, sono le più direttamente colpite dall'acidificazione degli oceani.

-Problemi ambientali per alcalinizzazione: fonti

Industriale e mining

The detergents and soap industries, textiles, dyeing, paper and pharmaceutical manufacturing, among others, generate basic effluents that mainly contain sodium hydroxide (NaOH), strong base, and other bases such as sodium carbonate (Na na₂Co₃), che è una base debole.

Il trattamento minerale di bauxite con NaOH per estrazione in alluminio, genera fanghi rossi altamente alcalini. Anche l'estrazione del petrolio e l'industria petrolchimica producono effluenti alcalini.

Alcalizzazione del suolo

I terreni alcali hanno valori di pH maggiori di 8.5, hanno una struttura molto scarsa, con particelle sparse e strati calcarei compatti tra 0.Profondo da 5 a 1 metro, che impediscono la crescita delle radici e l'infiltrazione, la percolazione e il drenaggio dell'acqua.

Riferimenti

1. Kleypas, J.A. E yates, k. K. (2009). Reef coralline e acidificazione degli oceani. Oceanografia. 22.108-117.
2. Mason, c. (2002). L'ecologia dell'inquinamento da acqua dolce. Pearson Education Limited. 400pp.