- Aké problémy týkajúce sa kyslých a zásaditých látok ovplyvňujú životné prostredie?
- - Environmentálne problémy v dôsledku acidifikácie: zdroje
- odpadové vody
- emisie
- hnojivá
- Kyslý dážď
- budovy
- Kovy v pôde
- mikroorganizmy
- Okyslenie oceánov, jazier a riek
- Morské ekosystémy
- - Environmentálne problémy v dôsledku alkalizácie: zdroje
- Priemysel a ťažba
- Alkalizácia pôdy
- Referencie
Medzi hlavné problémy týkajúce sa kyslých a zásaditých látok , ktoré majú dopad na životné prostredie sú priamo spojené s pH zmeny, ktoré indukujú a ich priame alebo nepriame pôsobenie na živé bytosti.
Kyslé aj zásadité látky môžu spôsobiť vážne environmentálne problémy; najmä okyslenie životného prostredia spôsobuje problémy s kyslým dažďom, okyslením oceánov, útvarov sladkej vody a pôdy. Alkalinizácia sa prejavuje najmä v pôdnych zmenách na zásadité pH.
Obrázok 1. Les ovplyvnený kyslým dažďom. Zdroj: Lovecz z Wikimedia Commons
Environmentálny problém možno definovať ako situáciu, ktorá ohrozuje integritu každého ekosystému a ktorá sa vyskytuje v dôsledku narušenia prírodného prostredia.
Ľudská činnosť spôsobila extrémne environmentálne problémy. Súčasný spôsob výroby s intenzívnym využívaním prírodných zdrojov a preťažením znečisťujúcimi látkami narúša nosnosť a odolnosť životného prostredia.
Jedinečné spôsoby modifikácie veľkých plôch pôdy, vypúšťania obrovského množstva toxických látok do atmosféry a ovplyvňovania vodných útvarov vo veľmi krátkom čase a spôsobovania dramatických vplyvov na životné prostredie sú výlučne pre ľudský druh.
Kyslé látky sa vypúšťajú do životného prostredia prostredníctvom niektorých priemyselných odpadových vôd, banských aktivít, využívania hnojív okysľujúcich pôdu a emisií plynov, ktoré reagujú s kyslými zlúčeninami v dažďovej vode alebo vo vzduchu.
Obrázok 2. Produkcia znečisťujúcich priemyselných emisií. Zdroj: pixabay.com.
Zásadité alebo zásadité látky môžu tiež pochádzať z rôznych priemyselných odpadových vôd a banských činností.
Aké problémy týkajúce sa kyslých a zásaditých látok ovplyvňujú životné prostredie?
- Environmentálne problémy v dôsledku acidifikácie: zdroje
odpadové vody
Kyslé odpadové vody z určitých priemyselných odvetví a banských odpadov kyselín obsahujú hlavne kyseliny: chlorovodíková (HCl), kyselinu sírovú (H 2 SO 4 ), dusičnej (HNO 3 ) a fluorovodíkovou (HF).
Hutnícky, plasty, farbivá, výbušniny, farmaceutický a živicový priemysel sú generátormi kyslých výbojov.
Obrázok 3. Vypúšťanie priemyselných odpadových vôd. Zdroj: Nigel Wylie, prostredníctvom Wikimedia Commons
emisie
Emisie oxidu uhličitého (CO 2 ), oxidu siričitého (SO 2 ) a oxidov dusíka (NO, NO 2 ) do atmosféry zo spaľovania fosílnych palív, ako sú uhlie, ropa a zemný plyn, nie sú príčinou iba z globálneho otepľovania planéty, ale z kyslého dažďa.
Emisie CO 2 tiež vedú k okysleniu oceánov a povrchových sladkovodných útvarov (jazerá a rieky), čo je environmentálny problém katastrofických rozmerov.
hnojivá
Dlhodobé používanie anorganických hnojív obsahujúcich amoniakový dusík a superfosfáty má zvyškový účinok okysľovania pôd.
Aplikácia veľkého množstva organických látok na veľmi vlhké pôdy tiež spôsobuje okyslenie účinkom vznikajúcich huminových kyselín a iných organických kyselín.
Medzi najzávažnejšie environmentálne problémy, ktoré spôsobujú kyslé látky, uvedieme kyslé dažde, okyslenie pôdy a okyslenie suchozemských oceánov.
Kyslý dážď
Plynný oxid siričitý (SO 2 ) a oxidy dusíka (NO a NO 2 ), ktoré sa vyrábajú pri spaľovaní fosílnych palív v priemysle, elektrárňach, leteckej, námornej a pozemnej doprave a pri tavení na ťažbu kovov , sú príčinou kyslých zrážok.
V troposfére, SO 2 podlieha oxidácii za vzniku kyseliny sírovej (H 2 SO 4 oxidy), silné kyseliny, a dusíka sú tiež transformovaná do kyseliny dusičnej, čo je ďalší silnou kyselinou.
Keď prší, tieto kyseliny prítomné v atmosfére vo forme aerosólov sa začlenia do dažďovej vody a okyslia.
budovy
Kyslá dažďová voda koroduje budovy, mosty a pomníky, pretože reaguje s uhličitanom vápenatým (CaCO 3 ) z vápenca v budovách a mramoru a s kovmi. Kyslé dažde tiež okysľujú pôdy a vodné útvary na planéte.
Obrázok 4. Poškodenie budov spôsobené kyslým dažďom, chrlič katedrály Notre Dame (Paríž, Francúzsko), ktorý vykazuje poškodenie chrbta. Zdroj: Michael Reeve, prostredníctvom Wikimedia Commons
Kovy v pôde
Kyslý dážď mení zloženie pôdy, vytesňuje toxické ťažké kovy do pôdneho roztoku a do podzemných vôd.
Pri veľmi kyslých hodnotách pH dochádza k intenzívnej zmene pôdnych minerálov v dôsledku vytesnenia katiónov iónmi H + prítomnými vo vysokých koncentráciách. To vytvára nestabilitu v pôdnej štruktúre, vysoké koncentrácie toxických prvkov a nízku dostupnosť živín pre rastliny.
Kyslé pôdy s pH nižším ako 5 obsahujú vysoké koncentrácie a toxické pre vývoj hliníka (Al), mangánu (Mn) a železa (Fe) pre rastliny.
Okrem toho je výrazne znížená dostupnosť výživných látok draslík (K), fosfor (P), síra (S), sodík (Na), molybdén (Mo), vápnik (Ca) a horčík (Mg).
mikroorganizmy
Kyslé podmienky neumožňujú rozvoj pôdnych mikroorganizmov (najmä baktérií), ktoré sú rozkladom organických látok.
Baktérie viažuce dusík fungujú optimálne pri hodnotách pH medzi 7 a 6,5; jej rýchlosť fixácie dramaticky klesá, keď je pH nižšie ako 6.
Mikroorganizmy tiež podporujú agregáciu pôdnych častíc, ktoré podporujú štruktúrovanie, prevzdušňovanie a dobré odvodnenie pôdy, ktoré sú nevyhnutné pre rast rastlín.
Okyslenie oceánov, jazier a riek
Okyslenie povrchových vôd - oceánov, jazier a riek - sa vyrába predovšetkým absorpciou CO 2 , ktorá pochádza zo spaľovania fosílnych palív.
Povrchových vôd planéty pôsobí ako prírodný drezy na atmosférický CO 2 . Oceány sú najmä veľkým záchytom oxidu uhličitého na Zemi. CO 2 sa absorbuje vodou a reaguje s ním za vzniku kyseliny uhličitej (H 2 CO 3 ):
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3
Kyselina uhličitá sa disociuje vo vode, pričom prispieva iónom H + k morskej vode:
H 2 CO 3 + H 2 O → H + + HCO 3 -
Nadmerné koncentrácie iónov H + spôsobujú zvýšenie kyslosti morských vôd planéty.
Morské ekosystémy
Táto nadmerná kyslosť výrazne ovplyvňuje morské ekosystémy a najmä organizmy, ktoré tvoria exoskeletóny uhličitanu vápenatého (škrupiny, škrupiny a iné podporné alebo ochranné štruktúry), pretože ióny H + vytlačujú vápnik z uhličitanu a rozpúšťajú ho , bráni ich formovaniu.
Druhy koralov, ustríc, mušlí, morských ježkov, krabov a planktónov s exoskeletónmi sú najviac ovplyvnené acidifikáciou oceánov.
Život všetkých morských druhov závisí do veľkej miery od koralových útesov, pretože sú to oblasti s najväčšou biodiverzitou v mori. Veľká časť menšej fauny sa ukrýva a žije v nej a slúži ako potrava pre druhotných spotrebiteľov morského ekosystému, ako sú ryby, veľryby a delfíny.
Acidifikácia v dôsledku prebytočný CO 2 v zemskej atmosfére, predstavuje vážnu hrozbu pre celý morský ekosystém. Dejiny planéty nikdy nezaznamenali proces acidifikácie oceánov pri súčasných hodnotách - najvyšších za posledných 300 miliónov rokov -, ktoré tiež znižujú svoju kapacitu ako zachytávač CO 2 .
- Environmentálne problémy v dôsledku alkalizácie: zdroje
Priemysel a ťažba
Prací prostriedok a mydla, textilné, farbenie, papiera a farmaceutický priemysel, okrem iného, vytvárať základné odpadových vôd, ktoré obsahujú hlavne hydroxidu sodného (NaOH), silné bázy a ďalšie bázy, ako je uhličitan sodný (Na 2 CO 3 ), čo je slabá báza.
Ošetrenie minerálneho bauxitu NaOH na extrakciu hliníka vytvára vysoko zásadité červené bahno. Extrakcia ropy a petrochemický priemysel tiež produkujú alkalické odpadové vody.
Hlavným environmentálnym problémom spôsobeným základnými látkami je alkalizácia pôd.
Alkalizácia pôdy
Alkalické pôdy majú hodnoty pH vyššie ako 8,5, majú veľmi zlú štruktúru, s rozptýlenými časticami a kompaktnými vápenatými vrstvami v hĺbke 0,5 až 1 meter, ktoré bránia rastu a infiltrácii koreňov, prenikaniu vody a odtoku vody.
Vykazujú toxické koncentrácie sodíka (Na) a bóru (B) a sú vysoko neplodnými pôdami.
Obrázok 5. Alkalická pôda. Zdroj: Pixabay.com
Referencie
- Bowman, AF, Van Vuuren, DP, Derwent, RG a Posch, M. (2002) Globálna analýza acidifikácie a eutrofizácie na suchozemských ekosystémoch. Znečistenie vody, vzduchu a pôdy. 41,349-382.
- Doney, SC, Fabry, VJ, Feely, RA a Kleypas, JA (2009). Okyslenie oceánov: ďalšie ročné hodnotenie morských vied o CO 2 . 1, 169-192.
- Ghassemi, F., Jakeman, AJ a Nix, HA (1995). Salinizácia pôdnych a vodných zdrojov: ľudské príčiny, rozsah, riadenie a prípadové štúdie. CAB International, Wallinford, Spojené kráľovstvo. 544pp.
- Kleypas, JA a Yates, KK (2009). Koralové útesy a okyslenie oceánov. Oceánografie. 22,108-117.
- Mason, C. (2002). Ekológia znečistenia sladkej vody. Pearson Education Limited. 400ppm.