Jakie problemy związane z kwaśnymi i podstawowymi substancjami wpływają na środowisko?

The Główne problemy związane z substancjami kwasowymi oraz podstawowy wpływ na środowisko, są bezpośrednio związane ze zmianami pH, które indukują i pośrednio lub bezpośrednio oddziałują na żywe istoty.

Zarówno substancje kwasowe, jak i zasadowe mogą powodować poważne problemy środowiskowe; W szczególności zakwaszenie środowiska powoduje problemy z kwaśnymi deszczami, zakwaszanie oceanów, ciała słodkiej wody i gleby. Alkalizacja objawia się zwłaszcza w zmianach gleby przy pH zasadowym.

Problem środowiskowy można zdefiniować jako sytuację, która zagraża integralności jakiegokolwiek ekosystemu i która występuje w wyniku zakłóceń w środowisku naturalnym.

Działalność człowieka spowodowała ekstremalne problemy środowiskowe. Obecny sposób produkcji, przy intensywnym wykorzystaniu zasobów naturalnych i przeciążeniu zanieczyszczeniami, narusza nośność i odporność środowiska.

Unikalne sposoby modyfikowania dużych obszarów ziemi, emitowania ogromnych ilości substancji toksycznych do atmosfery i oddziaływania na zbiorniki wodne, w bardzo krótkich okresach i generowania dramatycznego wpływu na środowisko, są unikalne dla gatunku ludzkiego..

Substancje kwaśne są odprowadzane do środowiska przez niektóre ścieki przemysłowe, z działalności wydobywczej, z wykorzystaniem zakwaszających nawozów glebowych i emisji gazów, które reagują z wodą deszczową lub z wilgocią w powietrzu wytwarzając związki kwasowe.

Substancje zasadowe lub alkaliczne mogą również pochodzić z różnych ścieków przemysłowych i działalności górniczej.

Indeks

• 1 Problemy środowiskowe wynikające z zakwaszenia
  • 1.1 Źródła zakwaszenia
  • 1.2 Kwaśny deszcz
  • 1.3 Zakwaszenie gleb i wód gruntowych
  • 1.4 Zakwaszenie oceanów, jezior i rzek
• 2 Problemy środowiskowe spowodowane alkalizacją
  • 2.1 Źródła alkalizacji
  • 2.2 Alkalizacja gleb
• 3 referencje

Problemy środowiskowe spowodowane zakwaszeniem

Źródła zakwaszenia

Ścieki

Kwaśne ścieki z niektórych gałęzi przemysłu i kwaśnych ścieków zawierają głównie kwasy: chlorowodorowy (HCl), siarkowy (H₂TAK₄), azotowy (HNO₃) i fluorowodorowy (HF).

Przemysł metalurgiczny, tworzywa sztuczne, barwniki, materiały wybuchowe, przemysł farmaceutyczny i żywiczny generują wycieki kwasów.

Emisje

Emisje dwutlenku węgla (CO₂), dwutlenek siarki (SO)₂) i tlenki azotu (NIE, NIE₂) do atmosfery, ze spalania paliw kopalnych, takich jak węgiel, ropa naftowa i gaz ziemny, są spowodowane nie tylko globalnym ociepleniem planety, ale także kwaśnym deszczem.

Emisje CO₂ powodują również zakwaszenie oceanów i powierzchownych ciał świeżej wody (jezior i rzek), problem środowiskowy katastrofalnych wymiarów.

Nawozy

Długotrwałe stosowanie nawozów nieorganicznych zawierających azot amoniakalny i superfosfaty ma resztkowy efekt zakwaszenia gleby.

Ponadto stosowanie dużych ilości materii organicznej na bardzo wilgotne gleby powoduje zakwaszenie z powodu działania kwasów huminowych i innych wytwarzanych kwasów organicznych.

Wśród najbardziej niepokojących problemów środowiskowych powodowanych przez substancje kwaśne wspomnimy kwaśne deszcze, zakwaszenie gleb i zakwaszenie oceanów lądowych.

Kwaśny deszcz

Gazy dwutlenku siarki (SO₂) i tlenki azotu (NIE i NIE₂), wytwarzane w procesie spalania paliw kopalnych w przemyśle, elektrowniach, transporcie powietrznym, morskim i lądowym oraz w wytapianiu w celu wydobycia metali, są przyczyną kwaśnych opadów deszczu.

W troposferze, SO₂ ulega utlenieniu, tworząc kwas siarkowy (H₂TAK₄), silny kwas i tlenki azotu są również przekształcane w kwas azotowy, inny silny kwas.

Kiedy pada deszcz, kwasy obecne w atmosferze w postaci aerozoli zostają włączone do wody deszczowej i zakwaszają ją.

Budynki

Kwaśna woda deszczowa niszczy budynki, mosty i pomniki, ponieważ reaguje z węglanem wapnia (CaCO)₃) budownictwa wapiennego i marmuru i metali. Również kwaśne opady deszczu zakwaszają glebę i zbiorniki wodne planety.

Zakwaszenie gleb i wód podziemnych

Metale w glebie

Kwaśne deszcze zmieniają skład gleby, wypierają toksyczne metale ciężkie do roztworu glebowego i do wód gruntowych.

Przy bardzo kwaśnych wartościach pH następuje intensywna przemiana minerałów w glebie z powodu przemieszczenia kationów przez jony H.⁺ obecne w wysokich stężeniach. Powoduje to niestabilność struktury gleby, wysokie stężenie pierwiastków toksycznych i niską dostępność składników odżywczych dla roślin.

Kwaśne gleby o pH niższym niż 5 zawierają wysokie i toksyczne stężenia dla rozwoju roślin z aluminium (Al), manganu (Mn) i żelaza (Fe).

Ponadto dostępność składników pokarmowych potasu (K), fosforu (P), siarki (S), sodu (Na), molibdenu (Mo), wapnia (Ca) i magnezu (Mg) jest znacznie zmniejszona..

Mikroorganizmy

Warunki kwasowe nie pozwalają na rozwój mikroorganizmów glebowych (głównie bakterii), które rozkładają materię organiczną.

Bakterie wiążące azot działają optymalnie przy wartościach pH od 7 do 6,5; jego szybkość utrwalania drastycznie spada, gdy pH jest mniejsze niż 6.

Mikroorganizmy sprzyjają również agregacji cząstek gleby, co sprzyja strukturowaniu, napowietrzaniu i dobremu drenażowi gleby, niezbędnemu dla wzrostu roślin.

Zakwaszenie oceanów, jezior i rzek

Zakwaszenie wód powierzchniowych - oceanów, jezior i rzek - powstaje głównie w wyniku absorpcji CO₂  to pochodzi ze spalania paliw kopalnych.

Wody powierzchniowe planety działają jak naturalne pochłaniacze CO₂ atmosferyczny W szczególności oceany są wielkim zlewem dwutlenku węgla na Ziemi. CO₂ jest wchłaniany przez wodę i reaguje z nią tworząc kwas węglowy (H₂CO₃):

CO₂ +H₂O → H₂CO₃

Kwas węglowy dysocjuje w wodzie, dostarczając jony H⁺ do wody oceanów:

H₂ CO₃+H₂O → H⁺ +HCO₃^-

Nadmierne stężenia jonów H⁺ spowodować wzrost kwasowości wód morskich planety.

Ekosystemy morskie

Ta nadmierna kwasowość wpływa dramatycznie na ekosystemy morskie, aw szczególności na organizmy, które tworzą egzoszkielety węglanu wapnia (muszle, muszle i inne struktury podtrzymujące lub ochronne), ponieważ jony H⁺ wypierają wapń węglanowy i rozpuszczają go, zapobiegając jego powstawaniu.

Gatunki koralowców, ostryg, małży, jeżowców, krabów i planktonu z egzoszkieletem są najbardziej dotknięte bezpośrednio zakwaszeniem oceanów.

Życie wszystkich gatunków morskich zależy w dużym stopniu od raf koralowych, ponieważ są to obszary o największej bioróżnorodności w morzu. Duża część mniejszej fauny żyje tam i przyjmuje schronienie, służąc jako pożywienie dla wtórnych konsumentów ekosystemu morskiego, takich jak ryby, wieloryby i delfiny..

Zakwaszenie z powodu nadmiaru CO₂ w atmosferze ziemskiej stanowi poważne zagrożenie dla całego ekosystemu morskiego. Historia planety nigdy nie zarejestrowała procesu zakwaszania oceanu przy obecnych prędkościach - najwyższych z ostatnich 300 milionów lat - które również zmniejszają jego zdolność jako pochłaniacza CO.₂.

Problemy środowiskowe spowodowane alkalizacją

Źródła alkalizacji

Przemysł i górnictwo

Branże detergentów i mydeł, tekstyliów, farbiarstwa, papiernictwa i farmaceutyków wytwarzają między innymi podstawowe ścieki zawierające głównie wodorotlenek sodu (NaOH), mocną zasadę i inne zasady, takie jak węglan sodu (Na₂CO₃), która jest słabą bazą.

Obróbka minerału boksytowego za pomocą NaOH w celu ekstrakcji aluminium powoduje powstanie wysoce alkalicznego szlamu czerwonego. Również wydobycie ropy naftowej i przemysł petrochemiczny wytwarzają alkaliczne ścieki.

Głównym problemem środowiskowym powodowanym przez substancje podstawowe jest alkalizacja gleb.

Alkalizacja gleby

Gleby alkaliczne mają wartości pH większe niż 8,5, mają bardzo słabą strukturę, z rozproszonymi cząstkami i zwartymi wapiennymi warstwami o głębokości od 0,5 do 1 metra, które zapobiegają wzrostowi korzeni i infiltracji, przesączaniu i odprowadzaniu wody.

Mają toksyczne stężenia sodu (Na) i boru (B) i są wysoce niepłodnymi glebami. 

Referencje

1. Bowman, A. F., Van Vuuren, D. P., Derwent, R. G. i Posch, M. (2002) Globalna analiza zakwaszenia i eutrofizacji ekosystemów lądowych. Zanieczyszczenie wody, powietrza i gleby. 41 349-382.
2. Doney, S.C., Fabry, V.J., Feely, R.A. i Kleypas, J.A. (2009). Zakwaszenie oceanów: drugi CO₂ Roczny przegląd nauk morskich. 1, 169-192.
3. Ghassemi, F., Jakeman, A.J. i Nix, H.A. (1995). Zasolenie ziemi i zasobów wodnych: przyczyny ludzkie, zakres, zarządzanie i studia przypadków. CAB International, Wallinford, Wielka Brytania. 544pp.
4. Kleypas, J.A. i Yates, K. K. (2009). Rafy koralowe i zakwaszenie oceanów. Oceanografia. 22 108-117.
5. Mason, C. (2002). Ekologia zanieczyszczenia wody słodkiej. Pearson Education Limited. 400pp.