PROBLEM RELATERADE TILL SURA OCH BASISKA ÄMNEN I MILJÖN - MILJÖ - 2025

De huvudsakliga problemen relaterade till sura och basiska ämnen som påverkar miljön är direkt förknippade med pH-förändringar som de framkallar och deras indirekta eller direkta effekt på levande varelser.

Både sura och basiska ämnen kan generera allvarliga miljöproblem; särskilt försurning av miljön orsakar problem med surt regn, surgöring av hav, sötvattenförhållanden och jord. Alkalinisering manifesterar sig särskilt i markförändringar till basiskt pH.

Bild 1. Skog påverkad av surt regn. Källa: Lovecz, från Wikimedia Commons

Ett miljöproblem kan definieras som en situation som hotar integriteten i alla ekosystem och som uppstår som en 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, kränker miljöns bärförmåga och motståndskraft.

De unika sätten att modifiera stora landområden, att släppa ut enorma mängder giftiga ämnen i atmosfären och påverka vattenmassor på mycket korta perioder och generera dramatiska effekter på miljön är exklusiva för människans art.

Sura ämnen släpps ut i miljön genom vissa industriella avloppsvatten, gruvaktiviteter, användning av jordförsurande gödningsmedel och gasutsläpp som reagerar med regnvatten eller luftfuktighet som producerar sura föreningar.

Bild 2. Produktion av förorenande industriutsläpp. Källa: pixabay.com.

Basiska eller alkaliska ämnen kan också komma från olika industriella avloppsvatten och gruvverksamhet.

Vilka problem relaterade till sura och basiska ämnen påverkar miljön?

-Miljöproblem på grund av försurning: källor

avloppsvatten

Sura avloppsvatten från vissa branscher och sura gruvavlopp innehåller huvudsakligen syror: klorväte (HCl), svavelsyra (H ₂ SO ₄ ), salpetersyra (HNO ₃ ) och fluorväte (HF).

Metallindustrin, plast, färgämnen, sprängämnen, läkemedel och hartsindustrin är generatorer för syrautsläpp.

Bild 3. Utsläpp av industriellt avloppsvatten. Källa: Nigel Wylie, via Wikimedia Commons

utsläpp

Utsläppen av koldioxid (CO ₂ ), svaveldioxid (SO ₂ ) och kväveoxider (NO, NO ₂ ) till atmosfären från förbränning av fossila bränslen som kol, olja och naturgas orsakar inte bara från den globala uppvärmningen av planeten, men från surt regn.

CO ₂ -utsläpp även leda till försurning av haven och ytan sötvatten organ (sjöar och floder), ett miljöproblem av katastrofala dimensioner.

Gödsel

Långvarig användning av oorganiska gödselmedel som innehåller ammoniakkväve och superfosfater har en kvarvarande effekt av att surgöra marken.

Applicering av stora mängder organisk substans på mycket fuktig jord ger också surgöring på grund av effekten av humussyror och andra genererade organiska syror.

Bland de mest oroande miljöproblem som orsakas av sura ämnen, kommer vi att nämna surt regn, surgöring av jordar och försurning av markjordarna.

Surt regn

Svaveldioxidgaser (SO ₂ ) och kväveoxider (NO och NO ₂ ), producerade vid förbränning av fossila bränslen i industrier, kraftverk, luft, sjö- och landtransport, och i smältning för utvinning av metaller , är orsaken till att de regniga nederbörden är sura.

I troposfären, SO ₂ genomgår oxidation för att bilda svavelsyra (H ₂ SO ₄ är), en stark syra, och kväveoxider också omvandlas till salpetersyra, en annan stark syra.

När det regnar integreras dessa syror i atmosfären i form av aerosoler i regnvattnet och surgör det.

Byggnader

Syra regnvatten korroderar byggnader, broar och monument, eftersom det reagerar med kalciumkarbonat (CaCO ₃ ) från kalksten i byggnader och marmor och med metaller. Surt regn surgör också jordar och vattendrag på planeten.

Bild 4. Skador på byggnader genererade av surt regn, gargoyle i katedralen i Notre Dame (Paris, Frankrike) som visar skador på ryggen. Källa: Michael Reeve, via Wikimedia Commons

Metaller i jord

Surt regn förändrar markens sammansättning, förskjuter giftiga tungmetaller i marklösningen och i grundvatten.

Vid mycket sura pH-värden sker en intensiv förändring av jordmineralerna på grund av förskjutning av katjoner med H ⁺ -jonerna närvarande i höga koncentrationer. Detta genererar instabilitet i jordstrukturen, höga koncentrationer av giftiga element och låg tillgänglighet av näringsämnen för växter.

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

Dessutom reduceras 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.

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

Mikroorganismer gynnar också aggregeringen av jordpartiklar, vilket främjar strukturering, luftning och god dränering av marken, väsentlig för växttillväxt.

Försurning av hav, sjöar och floder

Försurning av ytvatten - hav, sjöar och floder - produceras främst genom absorption av CO ₂ som kommer från förbränning av fossila bränslen.

Ytvatten på planeten fungerar som naturliga sänkor för atmosfärisk CO ₂ . I synnerhet utgör oceanerna jordens stora koldioxiduttag. CO ₂ absorberas av vatten och reagerar med den och producerar kolsyra (H ₂ CO ₃ ):

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

Kolsyra dissocierar i vatten och bidrar med H ⁺ -joner till havsvattnet:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → H ⁺ + HCO ₃ ^-

Överdriven koncentration av H ⁺ -joner ger en ökning av surheten i planetens marina vatten.

Marina ekosystem

Denna överskottssyra påverkar dramatiskt marina ekosystem och i synnerhet de organismer som bildar exoskelet av kalciumkarbonat (skal, skal och andra bärande eller skyddande strukturer), eftersom H ⁺ -joner förskjuter kalcium från karbonat och löser upp det , förhindrar deras bildning.

Arterna av koraller, ostron, musslor, sjöborrar, krabbor och plankton med exoskeletoner är de mest direkt påverkade av surgörandet av haven.

Livslängden för alla marina arter beror till stor del på korallrev, eftersom de är områden med den största biologiska mångfalden i havet. En stor del av den mindre faunan söker tillflykt och bor där och tjänar som mat för de sekundära konsumenterna i det marina ekosystemet, såsom fisk, valar och delfiner.

Försurning på grund av överskott av CO ₂ i jordens atmosfär utgör ett allvarligt hot mot hela det marina ekosystemet. Planetens historia har aldrig registrerat en process med försurning av havet i nuvarande hastigheter - den högsta under de senaste 300 miljoner åren - vilket också minskar dess kapacitet som ett sjunker för CO ₂ .

-Miljöproblem på grund av alkalisering: källor

Industri och gruvdrift

Detergent- och tvål, textil, färgning, pappers- och läkemedelsindustrin, bland andra, genererar grundläggande effluenter som huvudsakligen innehåller natriumhydroxid (NaOH), stark bas, och andra baser, såsom natriumkarbonat (Na ₂ CO ₃ ), vilket är en svag bas.

Behandling av mineralbauxiten med NaOH för extraktion av aluminium genererar mycket alkalisk röd lera. Även oljeutvinning och den petrokemiska industrin producerar alkaliska avloppsvatten.

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

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, perkolering och dränering av vatten.

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

Bild 5. Alkalisk jord. Källa: Pixabay.com

referenser

1. Bowman, AF, Van Vuuren, DP, Derwent, RG och Posch, M. (2002) En global analys av försurning och eutrofiering på terrestriska ekosystem. Vatten, luft och jordföroreningar. 41,349-382.
2. Doney, SC, Fabry, VJ, Feely, RA och Kleypas, JA (2009). Havförsurning: Den andra CO ₂ årliga översynen av marina vetenskaper. 1, 169-192.
3. Ghassemi, F., Jakeman, AJ och Nix, HA (1995). Salinisering av mark- och vattenresurser: mänskliga orsaker, omfattning, hantering och fallstudier. CAB International, Wallinford, Storbritannien. 544pp.
4. Kleypas, JA och Yates, KK (2009). Korallrev och försurning av havet. Oceanografi. 22,108-117.
5. Mason, C. (2002). Ekologin för sötvattenföroreningar. Pearson Education Limited. 400pp.