Ποια προβλήματα σχετικά με τις όξινες και βασικές ουσίες έχουν επιπτώσεις στο περιβάλλον;

Το Κύρια προβλήματα που σχετίζονται με τις όξινες ουσίες και βασικές που έχουν επιπτώσεις στο περιβάλλον, συνδέονται άμεσα με μεταβολές στο pH που προκαλούν και έμμεση ή άμεση επίδραση στα ζώντα όντα.

Τόσο οι όξινες όσο και οι βασικές ουσίες μπορούν να προκαλέσουν σοβαρά περιβαλλοντικά προβλήματα. Ειδικότερα, η οξίνιση του περιβάλλοντος προκαλεί τα προβλήματα της όξινης βροχής, της οξίνισης των ωκεανών, των σωμάτων γλυκού νερού και των εδαφών. Η αλκαλοποίηση εκδηλώνεται ιδιαίτερα στις μεταβολές του εδάφους σε βασικό pH.

Ένα περιβαλλοντικό πρόβλημα μπορεί να οριστεί ως μια κατάσταση που απειλεί την ακεραιότητα οποιουδήποτε οικοσυστήματος και που συμβαίνει ως αποτέλεσμα διαταραχής στο φυσικό περιβάλλον.

Η ανθρώπινη δραστηριότητα έχει προκαλέσει ακραία περιβαλλοντικά προβλήματα. Ο σημερινός τρόπος παραγωγής, με την εντατική χρήση των φυσικών πόρων και την υπερβολική επιβάρυνση των ρύπων, παραβιάζει τη φέρουσα ικανότητα και την ανθεκτικότητα του περιβάλλοντος.

Οι μόνοι τρόποι για να τροποποιήσετε μεγάλες εκτάσεις γης, να εκδώσει τεράστιες ποσότητες τοξικών ουσιών στην ατμόσφαιρα και επηρεάζουν υδατικών συστημάτων σε πολύ μικρά χρονικά διαστήματα και δημιουργώντας δραματικές επιπτώσεις στο περιβάλλον, είναι μοναδικά για το ανθρώπινο είδος.

Οι όξινες ουσίες που εκχέονται στο περιβάλλον μέσα από κάποιες βιομηχανικά λύματα, εξορυκτικές δραστηριότητες, η χρήση λιπασμάτων που προκαλούν οξίνιση του εδάφους και των αερίων του θερμοκηπίου που αντιδρούν με το νερό της βροχής ή την ατμοσφαιρική υγρασία για να παραχθούν ενώσεις οξύ.

Βασικές ή αλκαλικές ουσίες μπορούν επίσης να προέρχονται από διάφορες βιομηχανικές εκροές και δραστηριότητες εξόρυξης.

Ευρετήριο

• 1 Περιβαλλοντικά προβλήματα λόγω της οξίνισης
  • 1.1 Πηγές οξίνισης
  • 1.2 Οξεία βροχή
  • 1.3 Οξείδωση των εδαφών και των υπογείων υδάτων
  • 1.4 Η οξίνιση των ωκεανών, των λιμνών και των ποταμών
• 2 Περιβαλλοντικά προβλήματα λόγω αλκαλοποίησης
  • 2.1 Πηγές αλκαλοποίησης
  • 2.2 Αλκάλωση των εδαφών
• 3 Αναφορές

Περιβαλλοντικά προβλήματα που οφείλονται στην οξίνιση

Πηγές οξίνισης

Απορρίμματα

Τα απόβλητα οξέων από ορισμένες βιομηχανίες και οι αποχετεύσεις ορυκτών εξόρυξης περιέχουν κυρίως οξέα: υδροχλωρικό (HCl), θειικό (Η₂Έτσι₄), νιτρικό (ΗΝΟ₃) και υδροφθορικό (HF).

Οι βιομηχανίες μεταλλουργίας, πλαστικών, βαφών, εκρηκτικών, φαρμακευτικών και ρητινών δημιουργούν διαρροές οξέων.

Εκπομπές

Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO₂), το διοξείδιο του θείου (SO)₂) και οξείδια του αζώτου (ΝΟ, ΝΟ₂) στην ατμόσφαιρα, από την καύση ορυκτών καυσίμων όπως ο άνθρακας, το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο, δεν οφείλονται μόνο στην υπερθέρμανση του πλανήτη, αλλά και στην όξινη βροχή.

Εκπομπές CO₂ προκαλούν επίσης την οξίνιση των ωκεανών και των επιφανειακών σωμάτων γλυκού νερού (λίμνες και ποτάμια), ένα περιβαλλοντικό πρόβλημα καταστροφικών διαστάσεων.

Λιπάσματα

Η παρατεταμένη χρήση ανόργανων λιπασμάτων που περιέχουν αμμωνιακό άζωτο και υπερφωσφορικά, έχει υπολειμματική επίδραση στην οξίνιση του εδάφους.

Επίσης, η εφαρμογή μεγάλων ποσοτήτων οργανικής ύλης σε πολύ υγρό έδαφος προκαλεί οξίνιση λόγω της επίδρασης των χουμικών οξέων και άλλων οργανικών οξέων.

Μεταξύ των πιο ανησυχητικών περιβαλλοντικών προβλημάτων που δημιουργούνται από όξινες ουσίες, θα αναφέρουμε την όξινη βροχή, την οξίνιση των εδαφών και την οξίνιση των χερσαίων ωκεανών.

Οξύ βροχή

Αέρια διοξειδίου του θείου (SO₂) και οξείδια του αζώτου (NO και NO₂) που παράγονται κατά την καύση ορυκτών καυσίμων σε βιομηχανίες, σταθμούς παραγωγής ενέργειας, αέρα, θαλάσσης και χερσαίων μεταφορών, καθώς και στη μεταλλουργία για την εξόρυξη μετάλλων, είναι η αιτία που οι βροχοπτώσεις είναι όξινες.

Στην τροπόσφαιρα, το SO₂ υποβάλλεται σε οξείδωση για να σχηματίσει θειικό οξύ (Η₂Έτσι₄), ισχυρό οξύ, και οξείδια του αζώτου μετατρέπονται επίσης σε νιτρικό οξύ, ένα άλλο ισχυρό οξύ.

Όταν βρέχει, αυτά τα οξέα που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα με τη μορφή αερολυμάτων ενσωματώνονται στο βρόχινο νερό και το οξινίζουν.

Κτίρια

Το όξινο βρόχινο νερό διαβρώνει κτίρια, γέφυρες και μνημεία, καθώς αντιδρά με ανθρακικό ασβέστιο (CaCO)₃) κατασκευής ασβεστόλιθου και μαρμάρου και μετάλλων. Επίσης, η όξινη βροχόπτωση κατακρημνίζει το έδαφος και τα υδάτινα σώματα του πλανήτη.

Οξίνωση των εδαφών και των υπογείων υδάτων

Μέταλλα στο έδαφος

Η όξινη βροχή μεταβάλλει τη σύνθεση του εδάφους, μετατοπίζει τοξικά βαρέα μέταλλα στο διάλυμα εδάφους και στα υπόγεια ύδατα.

Σε πολύ όξινες τιμές ρΗ, παρατηρείται έντονη μεταβολή των ορυκτών του εδάφους, λόγω της μετατόπισης κατιόντων από τα ιόντα Η.⁺ σε υψηλές συγκεντρώσεις. Αυτό δημιουργεί αστάθεια στη δομή του εδάφους, υψηλές συγκεντρώσεις τοξικών στοιχείων και χαμηλή διαθεσιμότητα θρεπτικών συστατικών για τα φυτά.

Τα όξινα εδάφη με pH μικρότερο από 5 περιέχουν υψηλές και τοξικές συγκεντρώσεις για την ανάπτυξη φυτών αλουμινίου (Al), μαγγανίου (Mn) και σιδήρου (Fe).

Επιπλέον, σημαντικά μειώνει τη διαθεσιμότητα για τα φυτά θρεπτικών συστατικών καλίου (Κ), φωσφόρος (Ρ), θείο (S), νάτριο (Na), μολυβδαίνιο (Μο), ασβέστιο (Ca) και μαγνησίου (Mg).

Μικροοργανισμοί

Οι όξινες συνθήκες δεν επιτρέπουν την ανάπτυξη μικροοργανισμών εδάφους (κυρίως βακτηρίων), οι οποίοι είναι αποσυνθέτες οργανικής ύλης.

Τα βακτήρια καθορισμού αζώτου λειτουργούν άριστα σε τιμές ρΗ μεταξύ 7 και 6.5. ο ρυθμός στερέωσης μειώνεται δραστικά όταν το pH είναι μικρότερο από 6.

Οι μικροοργανισμοί ευνοούν επίσης τη συσσώρευση σωματιδίων εδάφους, η οποία προάγει τη δομή, τον αερισμό και την καλή αποστράγγιση του εδάφους, απαραίτητη για την ανάπτυξη των φυτών.

Οξίνωση των ωκεανών, των λιμνών και των ποταμών

Η οξίνιση των επιφανειακών υδάτων - ωκεανοί, λίμνες και ποτάμια - παράγεται κυρίως από την απορρόφηση του CO₂  που προέρχεται από την καύση ορυκτών καυσίμων.

Τα επιφανειακά ύδατα του πλανήτη λειτουργούν ως φυσικοί νεροχύτες του CO₂ ατμοσφαιρική Ειδικότερα, οι ωκεανοί είναι ο μεγάλος νεροχύτης του διοξειδίου του άνθρακα στη Γη. Το CO₂ απορροφάται από το νερό και αντιδρά με αυτό παράγοντας ανθρακικό οξύ (Η₂CO₃):

CO₂ +H₂O → H₂CO₃

Το ανθρακικό οξύ διασπάται σε νερό, παρέχοντας ιόντα Η⁺ στο νερό των ωκεανών:

H₂ CO₃+H₂O → H⁺ +HCO₃^-

Υπερβολικές συγκεντρώσεις ιόντων Η⁺ προκαλούν αύξηση της οξύτητας των θαλάσσιων υδάτων του πλανήτη.

Θαλάσσια οικοσυστήματα

Αυτή η περίσσεια οξύτητα επηρεάζει δραματικά θαλάσσια οικοσυστήματα και ιδιαίτερα οργανισμών οι οποίοι σχηματίζουν exoskeletons ανθρακικού ασβεστίου (κοχύλια, όστρακα και άλλα υποστηρικτικών δομών ή προστατευτική), και τα ιόντα H⁺ μετατοπίζουν το ανθρακικό ασβέστιο και το διαλύουν, αποτρέποντας το σχηματισμό του.

Τα είδη των κοραλλιών, των στρείδι, των αχιβάδων, των αχινοειδών, των καβουριών και του πλαγκτόν με το εξωσκληρωμένο είναι τα πιο επηρεασμένα άμεσα από την οξίνιση των ωκεανών.

Η ζωή όλων των θαλάσσιων ειδών εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τους κοραλλιογενείς υφάλους, καθώς είναι οι περιοχές με τη μεγαλύτερη βιοποικιλότητα της θάλασσας. Εκεί, ένα μεγάλο μέρος της μικρότερης πανίδας ζει και καταφεύγει, χρησιμεύοντας ως τρόφιμο για τους δευτερογενείς καταναλωτές του θαλάσσιου οικοσυστήματος, όπως τα ψάρια, οι φάλαινες και τα δελφίνια..

Οξίνωση λόγω υπερβολικής ποσότητας CO₂ στην ατμόσφαιρα της Γης, αποτελεί σοβαρή απειλή για ολόκληρο το θαλάσσιο οικοσύστημα. Η ιστορία του πλανήτη δεν έχει καταγράψει ποτέ μια διαδικασία οξίνισης του ωκεανού με τους τρέχοντες ρυθμούς - το υψηλότερο των τελευταίων 300 εκατομμυρίων ετών - ο οποίος μειώνει επίσης την ικανότητά του ως απορροφητήρα CO.₂.

Περιβαλλοντικά προβλήματα λόγω αλκαλοποίησης

Πηγές αλκαλοποίησης

Βιομηχανική και εξόρυξη

Το απορρυπαντικό και σαπούνια, υφάσματα, βαφή, χαρτοποιία και φαρμακευτικές, μεταξύ άλλων, τη δημιουργία βασικού λυμάτων που περιέχουν κυρίως υδροξείδιο του νατρίου (ΝαΟΗ), ισχυρή βάση και άλλες βάσεις όπως ανθρακικό νάτριο (Na₂CO₃), που είναι μια αδύναμη βάση.

Η επεξεργασία του ορυκτού βωξίτη με NaOH για την εκχύλιση αλουμινίου, παράγει υψηλή αλκαλική κόκκινη λάσπη. Επίσης η εξόρυξη πετρελαίου και η πετροχημική βιομηχανία παράγουν αλκαλικά απόβλητα.

Το κύριο περιβαλλοντικό πρόβλημα που προκαλείται από τις βασικές ουσίες είναι η αλκαλοποίηση των εδαφών.

Αλκαλοποίηση του εδάφους

Αλκαλικά εδάφη έχουν τιμές ρΗ μεγαλύτερες από 8,5, έχουν μια πολύ κακή δομή με διασκορπισμένα σωματίδια και συμπαγή ασβεστολιθικά στρώματα μεταξύ 0,5 έως 1 μέτρο βάθος, που εμποδίζουν την ανάπτυξη της ρίζας και διείσδυσης διήθησης και αποστράγγιση του νερού.

Έχουν τοξικές συγκεντρώσεις νατρίου (Na) και βόριο (Β) και είναι άκρως άγονα εδάφη. 

Αναφορές

1. Bowman, Α. F., Van Vuuren, D.P., Derwent, R.G. και Posch, Μ. (2002) Συνολική ανάλυση της οξίνισης και του ευτροφισμού στα χερσαία οικοσυστήματα. Νερό, αέρα και ρύπανση του εδάφους. 41,349-382.
2. Doney, S.C., Fabry, V.J., Feely, R.A. and Kleypas, J.A. (2009). Ωκεανοποίηση των ωκεανών: Οι άλλοι CO₂ Ετήσια επισκόπηση θαλάσσιων επιστημών. 1, 169-192.
3. Ghassemi, F., Jakeman, A.J. και Nix, Η.Α. (1995). Σμιλοποίηση των Χερσαίων και Υδατικών Πόρων: ανθρώπινα αίτια, έκταση, διαχείριση και μελέτες περιπτώσεων. CAB International, Wallinford, UK. 544ρρ.
4. Kleypas, J.A. και Yates, Κ. Κ. (2009). Κοραλλιογενείς υφάλους και οξίνιση των ωκεανών. Ωκεανογραφία. 22, 108-117.
5. Mason, C. (2002). Η οικολογία της ρύπανσης των γλυκών υδάτων. Pearson Education Limited. 400pp.