TEŽAVE, POVEZANE S KISLIMI IN BAZIČNIMI SNOVMI V OKOLJU - OKOLJE - 2026

So glavne težave v zvezi z kislih in bazičnih snovi, ki vplivajo so okolje, neposredno povezanih s pH spreminja jih prepričala in njihovo posredno ali neposredno vpliva na živa bitja.

Tako kisle in bazične snovi lahko povzročijo resne okoljske težave; zlasti zakisanost iz okolja povzroča težave s kislim dežjem, zakisanjem oceanov, sladkovodnih teles in tal. Alkalinizacija se kaže zlasti pri spremembi tal na osnovni pH.

Slika 1. Gozd, ki ga je prizadel kisli dež. Vir: Lovecz, z Wikimedia Commons

Okoljski problem je mogoče opredeliti kot situacijo, ki ogroža integriteto katerega koli ekosistema in ki nastane kot posledica motenja naravnega okolja.

Človekova dejavnost je povzročila skrajne okoljske težave. Trenutni način proizvodnje, z intenzivno uporabo naravnih virov in preobremenitvijo onesnaževal, krši nosilnost in odpornost okolja.

Edinstveni načini spreminjanja velikih površin zemlje, oddajanja ogromnih količin strupenih snovi v ozračje in vpliva na vodna telesa v zelo kratkih obdobjih in ustvarjanja dramatičnih vplivov na okolje so izključno za človeško vrsto.

Kisle snovi se v okolje odvajajo z nekaterimi industrijskimi odpadnimi vodami, rudarskimi dejavnostmi, uporabo gnojila, ki zakisajo zemljo, in emisij plinov, ki reagirajo z deževnico ali zračno vlago, ki ustvarjajo kisle spojine.

Slika 2. Proizvodnja onesnaževalnih industrijskih emisij. Vir: pixabay.com.

Osnovne ali alkalne snovi lahko izvirajo tudi iz različnih industrijskih odplak in rudarskih dejavnosti.

Kateri problemi v zvezi s kislimi in bazičnimi snovmi vplivajo na okolje?

- Okoljski problemi zaradi zakisanosti: viri

Odtoki

Kislinske tekočine iz nekaterih industrij in kislinske odtoke vsebujejo predvsem kisline: klorovodikovo (HCl), žveplovo (H ₂ SO ₄ ), dušikovo (HNO ₃ ) in fluorovodikovo (HF).

Metalurška, plastična, barvila, eksplozivi, farmacevtska industrija in industrija smol so generatorji izpustov kislin.

Slika 3. Izpust industrijskih odtokov. Vir: Nigel Wylie, prek Wikimedia Commons

Emisije

Emisije ogljikovega dioksida (CO ₂ ), žveplovega dioksida (SO ₂ ) in dušikovih oksidov (NO, NO ₂ ) v ozračje zaradi izgorevanja fosilnih goriv, ​​kot so premog, nafta in zemeljski plin, ne povzročajo samo od globalnega segrevanja planeta, ampak od kislega dežja.

Tudi emisije CO ₂ vodijo do zakisanja oceanov in površinskih sladkovodnih teles (jezer in rek), kar je okoljski problem katastrofalnih dimenzij.

Gnojila

Dolgotrajna uporaba anorganskih gnojil, ki vsebujejo amoniak dušik in superfosfate, ima zaostali učinek zakisljevanja tal.

Tudi uporaba velikih količin organske snovi na zelo vlažnih tleh povzroči zakisljevanje zaradi učinka humičnih kislin in drugih organskih kislin.

Med najbolj zaskrbljujočimi okoljskimi težavami, ki jih povzročajo kisle snovi, bomo omenili kisli dež, zakisanje tal in zakisanje kopenskih oceanov.

Kisel dež

Žveplov dioksid (SO ₂ ) in dušikovi oksidi (NO in NO ₂ ), ki nastajajo pri zgorevanju fosilnih goriv v industriji, elektrarnah, zračnem, pomorskem in kopenskem prometu ter pri taljenju za pridobivanje kovin , so vzrok, da so deževne padavine kisle.

V troposferi SO ₂ pod oksidacijo tvori žveplovo kislino (H ₂ SO ₄ ), močno kislino, dušikovi oksidi pa se preoblikujejo tudi v dušikovo kislino, drugo močno kislino.

Ko dežuje, se te kisline v atmosferi v obliki aerosolov vključijo v deževnico in jo zakisajo.

Stavbe

Kisla deževnica korodira zgradbe, mostove in spomenike, saj reagira s kalcijevim karbonatom (CaCO ₃ ) iz apnenca v stavbah in marmorju ter s kovinami. Kisli dež tudi zakisa tla in vodna telesa na planetu.

Slika 4. Škoda na zgradbah, ki jih je povzročil kisli dež, gargoyle katedrale Notre Dame (Pariz, Francija), ki prikazuje škodo na hrbtu. Vir: Michael Reeve, prek Wikimedia Commons

Kovine v tleh

Kisli dež spremeni sestavo zemlje, izpodriva strupene težke kovine v raztopino tal in v podtalnico.

Pri zelo kislih pH vrednostih pride do intenzivne spremembe zemeljskih mineralov zaradi premika kationov iz ionov H ^{+, ki so} prisotni v visokih koncentracijah. To ustvarja nestabilnost v strukturi tal, visoke koncentracije strupenih elementov in nizko razpoložljivost hranil za rastline.

Kisla tla s pH nižjo od 5 vsebujejo visoke koncentracije in strupeno za rast rastlin aluminij (Al), mangan (Mn) in železo (Fe).

Poleg tega je bistveno zmanjšana razpoložljivost hranilnih snovi kalij (K), fosfor (P), žveplo (S), natrij (Na), molibden (Mo), kalcij (Ca) in magnezij (Mg).

Mikroorganizmi

Kisle razmere ne dovoljujejo razvoja mikroorganizmov v tleh (v glavnem bakterij), ki so razkroji organske snovi.

Bakterije za fiksiranje dušika optimalno delujejo pri vrednostih pH med 7 in 6,5; njegova hitrost fiksacije drastično pade, ko je pH nižji od 6.

Mikroorganizmi so tudi naklonjeni združevanju delcev tal, kar pospešuje strukturiranje, prezračevanje in dobro drenažo tal, ki so ključnega pomena za rast rastlin.

Zakisanje oceanov, jezer in rek

Zakisljevanje površinskih voda - oceanov, jezer in rek - nastane predvsem z absorpcijo CO _2, ki nastane pri izgorevanju fosilnih goriv.

Površinske vode planeta delujejo kot naravni ponori za atmosferski CO ₂ . Zlasti oceani predstavljajo velik zemeljski ponor ogljikovega dioksida. CO ₂ absorbira voda in reagira z njo, pri čemer nastane ogljikova kislina (H ₂ CO ₃ ):

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

Ogljikova kislina disociira v vodi in prispeva ione H ⁺ v oceansko vodo:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → H ⁺ + HCO ₃ ^-

Prekomerne koncentracije ionov H ⁺ povzročajo povečanje kislosti morskih voda planeta.

Morski ekosistemi

Ta presežna kislost močno vpliva na morske ekosisteme in zlasti na organizme, ki tvorijo eksoskelete kalcijevega karbonata (školjke, školjke in druge nosilne ali zaščitne strukture), saj ioni H ⁺ izpodrivajo kalcij iz karbonata in ga raztopijo , ki preprečujejo njihovo nastajanje.

Vrste koral, ostrige, školjk, morskih ježkov, rakov in planktona z eksoskeleti so najbolj neposredno prizadete zakisljevanja oceanov.

Življenje vseh morskih vrst je v veliki meri odvisno od koralnih grebenov, saj so območja največje biotske raznovrstnosti v morju. Velik del manjše favne se tam zateče in živi in ​​služi kot hrana za sekundarne porabnike morskega ekosistema, kot so ribe, kiti in delfini.

Zakisanje zaradi presežka CO ₂ v zemeljski atmosferi predstavlja resno grožnjo celotnemu morskemu ekosistemu. Zgodovina planeta še nikoli ni zabeležila procesa zakisljavanja oceanov s sedanjimi hitrostmi - najvišjimi v zadnjih 300 milijonih let -, ki tudi zmanjšujejo njegovo zmogljivost kot ponor za CO ₂ .

- Okoljski problemi zaradi alkalizacije: viri

Industrijska in rudarska

Pralna sredstva in milo, tekstilna industrija, barvanje, papirna in farmacevtska industrija med drugim ustvarjajo osnovne odtoke, ki večinoma vsebujejo natrijev hidroksid (NaOH), močno bazo in druge baze, kot je natrijev karbonat (Na ₂ CO ₃ ), kar je šibka osnova.

Obdelava mineralnega boksita z NaOH za pridobivanje aluminija ustvarja visoko alkalno rdeče blato. Tudi črpanje nafte in petrokemična industrija proizvajata alkalne odpadne vode.

Glavni okoljski problem, ki ga povzročajo osnovne snovi, je alkalizacija tal.

Alkalizacija tal

Alkalna tla imajo pH vrednosti večje od 8,5, imajo zelo slabo strukturo, z razpršenimi delci in kompaktnimi apnenčastimi plastmi med 0,5 in 1 metrom globine, ki preprečujejo rast korenin in infiltracijo, perkolacijo in odtekanje vode.

Predstavljajo strupene koncentracije natrija (Na) in bora (B) in so visoko neplodna tla.

Slika 5. Alkalna tla. Vir: Pixabay.com

Reference

1. Bowman, AF, Van Vuuren, DP, Derwent, RG in Posch, M. (2002) Globalna analiza zakisljevanja in evtrofikacije na kopenskih ekosistemih. Onesnaževanje vode, zraka in tal. 41,349-382.
2. Doney, SC, Fabry, VJ, Feely, RA in Kleypas, JA (2009). Zakisanost oceanov: Drugi letni pregled pomorskih znanosti o CO ₂ . 1, 169–192.
3. Ghassemi, F., Jakeman, AJ in Nix, HA (1995). Salinizacija zemljišč in vodnih virov: človeški vzroki, obseg, upravljanje in študije primerov. CAB International, Wallinford, Združeno kraljestvo. 544 str.
4. Kleypas, JA in Yates, KK (2009). Koralni grebeni in zakisanje oceanov. Oceanografija. 22,108-117.
5. Mason, C. (2002). Ekologija onesnaževanja sladke vode. Pearson Education Limited. 400 str.