Il principali problemi legati alle sostanze acide e di base che hanno un impatto sull'ambiente, sono direttamente associati ai cambiamenti di pH che inducono e al loro effetto indiretto o diretto sugli esseri viventi.
Sia le sostanze acide che quelle basiche possono generare gravi problemi ambientali; in particolare l'acidificazione ambientale causa i problemi delle piogge acide, dell'acidificazione degli oceani, dei corpi d'acqua dolce e dei suoli. L'alcalinizzazione si manifesta soprattutto nelle modifiche del suolo al pH basico.
Un problema ambientale può essere definito come una situazione che minaccia l'integrità di qualsiasi ecosistema e che si verifica in conseguenza di un disturbo nell'ambiente naturale.
L'attività umana ha causato problemi ambientali estremi. L'attuale modalità di produzione, con un uso intensivo delle risorse naturali e un sovraccarico di inquinanti, viola la capacità di carico e la resilienza dell'ambiente..
I modi unici di modificare vaste aree di terra, di emettere enormi quantità di sostanze tossiche nell'atmosfera e di influenzare i corpi idrici, in periodi molto brevi e di generare impatti drammatici sull'ambiente, sono esclusivi della specie umana..
Le sostanze acide vengono scaricate nell'ambiente attraverso alcuni effluenti industriali, attività minerarie, l'uso di fertilizzanti acidificanti del suolo ed emissioni di gas che reagiscono con l'acqua piovana o l'umidità dell'aria, producendo composti acidi..
Le sostanze basiche o alcaline possono anche provenire da vari effluenti industriali e attività minerarie..
Gli effluenti acidi di alcune industrie e gli scarichi delle miniere acide contengono principalmente acidi: cloridrico (HCl), solforico (HDueSW4), nitrico (HNO3) e fluoridrico (HF).
Le industrie metallurgiche, delle materie plastiche, dei coloranti, degli esplosivi, dei prodotti farmaceutici e delle resine sono generatrici di scarichi acidi.
Emissioni di anidride carbonica (CODue), anidride solforosa (SODue) e ossidi di azoto (NO, NODue) nell'atmosfera, dalla combustione di combustibili fossili come carbone, petrolio e gas naturale, sono la causa non solo del riscaldamento globale del pianeta, ma anche delle piogge acide.
Emissioni di CODue Inoltre provocano l'acidificazione degli oceani e dei corpi d'acqua dolce superficiali (laghi e fiumi), un problema ambientale di dimensioni catastrofiche..
L'uso prolungato di fertilizzanti inorganici contenenti azoto ammoniacale e superfosfati ha un effetto residuo di acidificazione dei terreni..
Inoltre, l'applicazione di grandi quantità di materia organica a terreni molto umidi produce acidificazione a causa dell'effetto degli acidi umici e di altri acidi organici generati..
Tra i problemi ambientali più preoccupanti generati dalle sostanze acide, citeremo le piogge acide, l'acidificazione dei suoli e l'acidificazione degli oceani terrestri..
Gas di anidride solforosa (SODue) e ossidi di azoto (NO e NODue), prodotti nella combustione di combustibili fossili nelle industrie, nelle centrali elettriche, nell'aria, nel trasporto marittimo e terrestre e nella fusione per l'estrazione dei metalli, sono la causa delle piogge acide.
Nella troposfera, il SODue subisce ossidazione per formare acido solforico (H.DueSW4), 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 vengono incorporati nell'acqua piovana e la acidificano..
L'acqua piovana acida corrode edifici, ponti e monumenti, poiché reagisce con il carbonato di calcio (CaCO3) del calcare delle costruzioni e del marmo e con i metalli. La pioggia acida acidifica anche i terreni e le acque del pianeta.
La pioggia acida altera la composizione del suolo, sposta i metalli pesanti tossici nella soluzione del suolo e nelle acque sotterranee.
A valori di pH molto acidi, si verifica un'intensa alterazione dei minerali del suolo, a causa dello spostamento dei cationi da parte degli ioni H+ presente in alte concentrazioni. Ciò genera instabilità nella struttura del suolo, alte concentrazioni di elementi tossici e scarsa disponibilità di nutrienti per le piante..
I terreni acidi con un pH inferiore a 5 contengono concentrazioni elevate e tossiche per lo sviluppo vegetale di alluminio (Al), manganese (Mn) e ferro (Fe).
Inoltre, la disponibilità dei nutrienti potassio (K), fosforo (P), zolfo (S), sodio (Na), molibdeno (Mo), calcio (Ca) e magnesio (Mg) è notevolmente ridotta..
Le condizioni acide non consentono lo sviluppo di microrganismi del suolo (principalmente batteri), che sono decompositori di materia organica.
I batteri che fissano l'azoto funzionano in modo ottimale a valori di pH compresi tra 7 e 6,5; la sua velocità di fissazione diminuisce drasticamente quando il pH è inferiore a 6.
I microrganismi favoriscono inoltre l'aggregazione delle particelle del suolo, che favorisce la strutturazione, l'aerazione e un buon drenaggio del suolo, fondamentali per la crescita delle piante..
L'acidificazione delle acque superficiali - oceani, laghi e fiumi - è prodotta principalmente dall'assorbimento di CODue che proviene dalla combustione di combustibili fossili.
Le acque superficiali del pianeta fungono da pozzi naturali per la CODue atmosferico. In particolare, gli oceani sono il grande serbatoio di anidride carbonica della Terra. Il CODue viene assorbito dall'acqua e reagisce con essa, producendo acido carbonico (H.DueCO3):
CODue +HDueO → HDueCO3
L'acido carbonico si dissocia in acqua, contribuendo con gli ioni H.+ all'acqua degli oceani:
HDue CO3+HDueO → H+ +HCO3-
Concentrazioni eccessive di ioni H.+ produrre un aumento dell'acidità delle acque marine del pianeta.
Questo eccesso di acidità colpisce drammaticamente gli ecosistemi marini e in particolare gli organismi che formano esoscheletri di carbonato di calcio (conchiglie, conchiglie e altre strutture di supporto o di protezione), poiché gli ioni H+ spostare il calcio dal carbonato e dissolverlo, prevenendone la formazione.
Le specie di coralli, ostriche, vongole, ricci di mare, granchi e plancton con esoscheletri sono le più direttamente colpite dall'acidificazione degli oceani.
La vita di tutte le specie marine dipende in gran parte dalle barriere coralline, in quanto sono le aree di maggiore biodiversità nel mare. Molte delle faune più piccole si rifugiano e vivono lì, che servono da cibo per i consumatori secondari dell'ecosistema marino, come pesci, balene e delfini..
Acidificazione per eccesso di CODue nell'atmosfera terrestre, costituisce una seria minaccia per l'intero ecosistema marino. La storia del pianeta non ha mai registrato un processo di acidificazione degli oceani ai tassi attuali - i più alti degli ultimi 300 milioni di anni -, che diminuiscono anche la sua capacità di assorbimento di CO.Due.
Le industrie di detersivi e saponi, tessile, tintoria, fabbricazione della carta e farmaceutica, tra le altre, generano effluenti di base che contengono principalmente idrossido di sodio (NaOH), base forte e altre basi come il carbonato di sodio (NaDueCO3), che è una base debole.
Il trattamento della bauxite minerale con NaOH per l'estrazione dell'alluminio, genera fanghi rossi altamente alcalini. Anche l'estrazione del petrolio e l'industria petrolchimica producono effluenti alcalini.
Il principale problema ambientale prodotto dalle sostanze di base è l'alcalinizzazione dei suoli.
I terreni alcalini hanno valori di pH superiori a 8,5, hanno una struttura molto povera, con particelle sparse e strati calcarei compatti tra 0,5 e 1 metro di profondità, che impediscono la crescita delle radici e le infiltrazioni, la percolazione e il drenaggio dell'acqua..
Presentano concentrazioni tossiche di sodio (Na) e boro (B) e sono terreni altamente sterili.
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