Problem relaterade till sura och basiska ämnen i miljön

4631
Basil Manning

De huvudproblem relaterade till sura ämnen och grundläggande som påverkar miljön, är direkt associerade med de pH-förändringar de inducerar och deras indirekta eller direkta effekt på levande varelser.

Både sura och basiska ämnen kan skapa allvarliga miljöproblem. speciellt miljöförsurning orsakar problem med surt regn, försurning av hav, sötvattenförekomster och jord. Alkalinisering manifesteras särskilt i jordförändringar till grundläggande pH.

Figur 1. Skog påverkad av surt regn. Källa: Lovecz [Public domain], från Wikimedia Commons

Ett miljöproblem kan definieras som en situation som hotar integriteten i vilket ekosystem som helst och som uppstår till följd av en störning i den naturliga miljön.

Mänsklig aktivitet har orsakat extrema miljöproblem. Det nuvarande produktionssättet, med intensiv användning av naturresurser och en överbelastning av föroreningar, bryter mot miljöns bärförmåga och motståndskraft..

De unika sätten att modifiera stora markområden, att släppa ut stora mängder giftiga ämnen i atmosfären och att påverka vattendrag, under mycket korta perioder och generera dramatiska miljöpåverkan, är exklusiva för mänskliga arter..

Syrliga ämnen släpps ut i miljön genom vissa industriella avloppsvatten, gruvaktiviteter, användning av markförsurande gödningsmedel och gasutsläpp som reagerar med regnvatten eller luftfuktighet, vilket ger sura föreningar..

Figur 2. Produktion av förorenande industriutsläpp. Källa: Pixabay.com.

Basiska eller alkaliska ämnen kan också komma från olika industriella avlopp och gruvaktiviteter..

Vilka problem relaterade till sura och basiska ämnen påverkar miljön?

-Miljöproblem på grund av försurning: källor

Utflöden

Syrautsläpp från vissa industrier och syrabrytningsavlopp innehåller huvudsakligen syror: saltsyra (HCl), svavelsyra (HtvåSW4salpetersyra (HNO3) och fluorväte (HF).

Metallindustrin, plast, färgämnen, sprängämnen, läkemedel och hartsindustrin genererar syrautsläpp.

Figur 3. Utsläpp av industriellt avlopp. Källa: Nigel Wylie [Public domain], via Wikimedia Commons
Utsläpp

Koldioxidutsläpp (COtvåsvaveldioxid (SOtvå) och kväveoxider (NO, NOtvå) in i atmosfären, från förbränningen av fossila bränslen som kol, olja och naturgas, är inte bara orsaken till den globala uppvärmningen på jorden utan också till surt regn.

CO-utsläpptvå De orsakar också försurning av haven och ytvattenförekomsterna (sjöar och floder), ett miljöproblem med katastrofala dimensioner..

Gödselmedel

Långvarig användning av oorganiska gödningsmedel som innehåller ammoniakkväve och superfosfater har en kvarvarande effekt av försurning av jordarna..

Användningen av stora mängder organiskt material på mycket fuktiga jordar ger också försurning på grund av effekten av humussyror och andra genererade organiska syror..

Bland de mest oroande miljöproblemen som genereras av sura ämnen kommer vi att nämna surt regn, försurning av jord och försurning av de markbundna haven..

Surt regn

Svaveldioxidgaser (SOtvå) och kväveoxider (NO och NOtvå), som produceras vid förbränning av fossila bränslen i industrier, kraftverk, luft, sjötransport och landtransport och vid smältning för utvinning av metaller, är orsaken till surt regn.

I troposfären, SOtvå genomgår oxidation för att bilda svavelsyra (HtvåSW4), stark syra och kväveoxider omvandlas också till salpetersyra, en annan stark syra.

När det regnar införlivas dessa syror i atmosfären i form av aerosoler i regnvattnet och försurar det..

Byggnader

Surt regnvatten korroderar byggnader, broar och monument, eftersom det reagerar med kalciumkarbonat (CaCO3) av kalkstenen av konstruktioner och marmor och med metaller. Surt regn försurar också jordar och vattendrag på planeten.

Figur 4. Skador på byggnader genererade av surt regn, gargoyle i katedralen Notre Dame (Paris, Frankrike) som visar skador på baksidan. Källa: Michael Reeve [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) eller CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)] , via Wikimedia Commons
Metaller i jord

Surt regn förändrar jordens sammansättning, förskjuter giftiga tungmetaller i marklösningen och i grundvattnet.

Vid mycket sura pH-värden inträffar en intensiv förändring av jordmineraler på grund av förskjutning av katjoner av H-joner+ närvarande i höga koncentrationer. Detta genererar instabilitet i markens struktur, höga koncentrationer av giftiga element och låg tillgänglighet av näringsämnen för växter..

Sura jordar med ett pH lägre än 5 innehåller höga och giftiga koncentrationer för växtutveckling av aluminium (Al), mangan (Mn) och järn (Fe).

Dessutom minskas tillgängligheten av näringsämnena kalium (K), fosfor (P), svavel (S), natrium (Na), molybden (Mo), kalcium (Ca) och magnesium (Mg)..

Mikroorganismer

Sura förhållanden tillåter inte utveckling av jordmikroorganismer (främst bakterier), som är sönderdelare av organiskt material.

Kvävebindande bakterier fungerar optimalt vid pH-värden mellan 7 och 6,5; dess fixeringshastighet sjunker dramatiskt när pH är mindre än 6.

Mikroorganismer gynnar också aggregering av jordpartiklar, vilket främjar strukturering, luftning och god markavlopp, vilket är viktigt för växttillväxt..

Försurning av hav, sjöar och floder

Försurning av ytvatten - hav, sjöar och floder - produceras främst genom absorption av COtvå  som kommer från att bränna fossila bränslen.

Jordens ytvatten fungerar som naturliga sänkor för COtvå atmosfärisk. I synnerhet är haven jordens stora koldioxid sjunker. Kompaniettvå absorberas av vatten och reagerar med det och producerar kolsyra (HtvåCO3):

COtvå +HtvåO → HtvåCO3

Kolsyra dissocieras i vatten och bidrar till H-joner+ till havets vatten:

Htvå CO3+HtvåO → H+ +HCO3-

Överdrivna koncentrationer av H-joner+ producerar en ökning av surheten i planetens marina vatten.

Marina ekosystem

Detta sura överskott påverkar dramatiskt marina ekosystem och i synnerhet de organismer som bildar kalciumkarbonat exoskelett (skal, skal och andra stödjande eller skyddande strukturer), eftersom H-joner+ förskjuta kalcium från karbonat och lösa upp det och förhindra dess bildning.

De arter av koraller, ostron, musslor, sjöborrar, krabbor och plankton med exoskelett påverkas mest av havsförsurning..

Livet för alla marina arter beror till stor del på korallrev, eftersom de är de områden med den största biologiska mångfalden i havet. Många av de mindre faunorna tar tillflykt och bor där, som fungerar som mat för sekundära konsumenter av det marina ekosystemet, såsom fisk, valar och delfiner..

Försurning med överskott av COtvå i den markbundna atmosfären utgör det ett allvarligt hot mot hela marina ekosystemet. Planetens historia har aldrig registrerat en försurningsprocess för havet i nuvarande takt - den högsta under de senaste 300 miljoner åren - vilket också minskar dess kapacitet som en sänka för CO.två.

-Miljöproblem på grund av alkalisering: källor

Industri och gruvdrift

Detergent- och tvål-, textil-, färgnings-, papperstillverknings- och läkemedelsindustrin genererar bland annat basiska utflöden som huvudsakligen innehåller natriumhydroxid (NaOH), stark bas och andra baser såsom natriumkarbonat (NatvåCO3), vilket är en svag bas.

Behandlingen av mineralet bauxit med NaOH för extraktion av aluminium genererar mycket alkaliskt rött slam. Oljeutvinning och petrokemisk industri producerar också alkaliska avloppsvatten.

Det huvudsakliga miljöproblemet som produceras av basiska ämnen är alkalisering av jordar.

Jordalkalisering

Alkaliska jordar har pH-värden större än 8,5, har en mycket dålig struktur, med spridda partiklar och kompakta kalkhaltiga lager mellan 0,5 och 1 meter djupa, vilket förhindrar rottillväxt och infiltration, genomträngning och dränering av vatten..

De uppvisar giftiga koncentrationer av natrium (Na) och bor (B) och är mycket infertila jordar. 

Figur 5. Alkalisk jord. Källa: Pixabay.com

Referenser

  1. Bowman, A. F., Van Vuuren, D. P., Derwent, R. G. och Posch, M. (2002) En global analys av försurning och eutrofiering på terrestriska ekosystem. Vatten-, luft- och jordföroreningar. 41,349-382.
  2. Doney, S. C., Fabry, V. J., Feely, R. A. och Kleypas, J.A. (2009). Försurning av havet: den andra COtvå Årlig granskning av marinvetenskap. 1, 169-192.
  3. Ghassemi, F., Jakeman, A.J. och Nix, H.A. (nittonhundranittiofem). Försaltning av mark och vattenresurser: mänskliga orsaker, omfattning, hantering och fallstudier. CAB International, Wallinford, Storbritannien. 544pp.
  4. Kleypas, J.A. och Yates, K. K. (2009). Korallrev och försurning av havet. Oceanografi. 22108-117.
  5. Mason, C. (2002). Ekologin för sötvattenföroreningar. Pearson Education Limited. 400pp.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.