PROBLEME LEGATE DE SUBSTANȚELE ACIDE ȘI DE BAZĂ DIN MEDIU - MEDIU INCONJURATOR - 2025

Cele Principalele probleme legate de acide și bazice substanțe care au impact asupra mediului sunt direct asociate cu pH - ul modificări pe care le induc și efectul lor indirect sau direct asupra ființelor vii.

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

Figura 1. Pădure afectată de ploi acide. Sursa: Lovecz, de la Wikimedia Commons

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

Activitatea umană a cauzat probleme de mediu extreme. Modul actual de producție, cu utilizarea intensivă a resurselor naturale și o supraîncărcare a poluanților, încalcă capacitatea de transport și rezistența 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 speciilor umane.

Substanțele acide sunt deversate în mediu prin intermediul unor efluenți industriali, activități miniere, utilizarea îngrășămintelor acidifiante din sol și a emisiilor 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 de bază sau alcaline pot proveni, de asemenea, din diverse efluenți industriali și activități miniere.

Ce probleme legate de substanțele acide și de bază afectează mediul?

-Probleme de mediu datorate acidificării: surse

efluenți

Efluenții de acid din unele industrii și drenurile miniere de acid conțin în principal acizi: clorhidric (HCl), sulfuric (H ₂ SO ₄ ), nitric (HNO ₃ ) și hidrofluoric (HF).

Industriile metalurgice, materiale plastice, coloranți, explozibili, produse farmaceutice și rășini sunt generatoare de descărcări de acid.

Figura 3. Descărcarea de efluenți industriali. Sursa: Nigel Wylie, prin Wikimedia Commons

Emisiile

Emisiile de dioxid de carbon (CO ₂ ), dioxid de sulf (SO ₂ ) și oxizi de azot (NO, NO ₂ ) în atmosferă, provenite din arderea combustibililor fosili, cum ar fi cărbunele, petrolul și gazele naturale, sunt cauzate de numai din încălzirea globală a planetei, ci din ploi acide.

Emisiile de CO ₂ conduc, de asemenea, la acidificarea oceanelor și a corpurilor de apă dulce de suprafață (lacuri și râuri), o problemă de mediu cu dimensiuni catastrofale.

îngrăşăminte

Utilizarea prelungită a îngrășămintelor anorganice care conțin azot amoniac și superfosfați are un efect rezidual de acidifiere a solurilor.

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

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

Ploaie acidă

Gazele de dioxid de sulf (SO ₂ ) și oxizii de azot (NO și NO ₂ ), produse în arderea combustibililor fosili în industrii, centrale, transport aerian, maritim și terestru și la topirea pentru extragerea metalelor , sunt cauzele precipitațiilor ploioase fiind acide.

În troposferă, SO ₂ suferă oxidare pentru a forma acid sulfuric (H ₂ SO ₄ ), un acid puternic, iar oxizii de azot sunt transformați, de asemenea, 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 (CaCO ₃ ) din calcarul din clădiri și marmură și cu metale. Ploaia acidă acidifică, de asemenea, solurile și corpurile de apă de pe planetă.

Figura 4. Deteriorarea clădirilor generate de ploaia acidă, gargara din Catedrala Notre Dame (Paris, Franța), care dăunează spatelui. Sursa: Michael Reeve, prin Wikimedia Commons

Metale în sol

Ploile acide modifică compoziția solului, transferă metalele grele toxice în soluția de sol și în apele subterane.

La valori ale pH-ului foarte acid, apare o modificare intensă a mineralelor din sol, datorită deplasării cationilor de către ionii H ⁺ prezenți în concentrații mari. Acest lucru generează instabilitate în structura solului, concentrații mari 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 de nutrienți potasiu (K), fosfor (P), sulf (S), sodiu (Na), molibden (Mo), calciu (Ca) și magneziu (Mg) este redusă în special.

microorganismele

Condițiile acide nu permit dezvoltarea microorganismelor solului (în principal bacterii), care sunt descompunători de materie organică.

Bacteriile care fixează azotul funcționează optim la valori ale pH-ului cuprinse între 7 și 6,5; rata sa de fixare scade dramatic când pH-ul este mai mic de 6.

De asemenea, microorganismele favorizează agregarea particulelor de sol, ceea ce favorizează structurarea, aerarea și buna drenare a solului, esențiale pentru creșterea plantelor.

Acidificarea oceanelor, lacurilor și râurilor

Acidificarea apelor de suprafață - oceane, lacuri și râuri - este produsă în principal prin absorbția de CO ₂ care provine din arderea combustibililor fosili.

Apele de suprafață ale planetei acționează ca chiuvete naturale pentru CO ₂ atmosferic. În special, oceanele constituie marea chiuvetă de dioxid de carbon a Pământului. CO ₂ este absorbit de apă și reacționează cu aceasta, producând acid carbonic (H ₂ CO ₃ ):

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

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

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → H ⁺ + HCO ₃ ^-

Concentrațiile excesive 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 exoscheleturi de carbonat de calciu (cochilii, cochilii și alte structuri de susținere sau de protecție), deoarece ionii H ⁺ înlocuiesc calciul din carbonat și îl dizolvă , prevenind formarea lor.

Speciile de corali, stridii, scoici, arici de mare, crabi și plancton cu exoscheleturi sunt cele mai direct afectate de acidifierea oceanelor.

Viața tuturor speciilor marine depinde în mare măsură de recifele de corali, deoarece sunt zonele cu cea mai mare biodiversitate din mare. O mare parte din fauna mai mică se refugiază și trăiește acolo, servind hrană pentru consumatorii secundari ai ecosistemului marin, precum pești, balene și delfini.

Acidifierea din cauza excesului de CO ₂ în atmosfera terestră constituie o amenințare serioasă pentru întregul ecosistem marin. Istoria planetei nu a înregistrat un proces de acidificare a oceanului la ratele curente - cea mai mare din ultimii 300 de milioane de ani - care reduce , de asemenea , capacitatea sa ca o chiuveta pentru CO ₂ .

-Probleme de mediu datorate alcalinizării: surse

Industriale și miniere

Industriile de detergent și săpun, textile, vopsitorii, fabricarea hârtiei și industria farmaceutică, printre altele, generează efluenți de bază care conțin în principal hidroxid de sodiu (NaOH), bază puternică și alte baze precum carbonatul de sodiu (Na ₂ CO ₃ ), care este o bază slabă.

Tratamentul bauxitei minerale cu NaOH pentru extracția aluminiului generează nămol roșu extrem de alcalin. De asemenea, extracția uleiului și industria petrochimică produc efluenți alcalini.

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

Alcalinizarea solului

Solurile alcaline au valori de pH mai mari de 8,5, au o structură foarte slabă, cu particule împrăștiate și straturi calcaroase compacte între 0,5 și 1 metru adâncime, care împiedică creșterea rădăcinii 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, AF, Van Vuuren, DP, Derwent, RG și Posch, M. (2002) O analiză globală a acidificării și eutrofizării ecosistemelor terestre. Poluarea apei, aerului și solului. 41,349-382.
2. Doney, SC, Fabry, VJ, Feely, RA și Kleypas, JA (2009). Acidificarea oceanică: Celălalt CO ₂ revizuire anuală a științelor marine. 1, 169-192.
3. Ghassemi, F., Jakeman, AJ și Nix, HA (1995). Salinizarea resurselor terestre și de apă: cauze umane, întindere, management și studii de caz. CAB International, Wallinford, Marea Britanie. 544pp.
4. Kleypas, JA și Yates, KK (2009). Recifele de corali și acidifierea oceanelor. Oceanografie. 22,108-117.
5. Mason, C. (2002). Ecologia poluării apelor dulci. Pearson Education Limited. 400pp.