- Milyen savas és lúgos anyagokkal kapcsolatos problémák befolyásolják a környezetet?
- -A savasodás környezeti problémái: források
- szennyvizek
- kibocsátások
- trágyák
- Savas eső
- épületek
- Fémek a talajban
- A mikroorganizmusok
- Óceánok, tavak és folyók savanyítása
- Tengeri ökoszisztémák
- -Lúgosodás okozta környezeti problémák: források
- Ipari és bányászati
- A talaj lúgosítása
- Irodalom
A savas és lúgos anyagokkal kapcsolatos, a környezetet befolyásoló fő problémák közvetlenül kapcsolódnak az általuk kiváltott pH-változásokhoz, valamint az élőlényekre gyakorolt közvetett vagy közvetlen hatásukhoz.
Mind savas, mind bázikus anyagok komoly környezeti problémákat okozhatnak; különösen a környezeti savasodás okozza a savas esők, az óceánok, az édesvízi testek és a talaj savanyodását. Az lúgosodás különösen a talaj bázikus pH-változásában mutatkozik meg.
1. ábra A savas esők által érintett erdő. Forrás: Lovecz, a Wikimedia Commonsból
A környezeti probléma olyan helyzetként határozható meg, amely bármilyen ökoszisztéma integritását veszélyezteti, és amely a természetes környezet zavarának következményeként merül fel.
Az emberi tevékenység extrém környezeti problémákat okozott. A jelenlegi termelési mód - a természeti erőforrások intenzív felhasználásával és a szennyezőanyagok túlterhelésével - sérti a környezet teherbíró képességét és ellenálló képességét.
A nagy földterület módosítása, a mérgező anyagok óriási mennyiségű kibocsátása a légkörbe és a víztestek nagyon rövid időtartamú és a környezetre gyakorolt drámai hatásainak egyedi módszerei kizárólag az emberi fajokra vonatkoznak.
A savas anyagokat egyes ipari szennyezések, bányászati tevékenységek, talajsavató műtrágyák felhasználása, valamint az esővízzel vagy a levegő páratartalmával reagáló gázok kibocsátásával a környezetbe juttatják savas vegyületeket.
2. ábra: A szennyező ipari kibocsátások előállítása. Forrás: pixabay.com.
Az alap- vagy lúgos anyagok különböző ipari szennyvízből és bányászati tevékenységekből is származhatnak.
Milyen savas és lúgos anyagokkal kapcsolatos problémák befolyásolják a környezetet?
-A savasodás környezeti problémái: források
szennyvizek
Acid származó kilépő egyes iparágak és a savas bányászat csatornába tartalmaznak elsősorban savak: sósav (HCI), kénsav (H 2 SO 4), salétromsav (HNO 3) és hidrogén-fluorid (HF).
A kohászati, műanyag-, festék-, robbanóanyag-, gyógyszeripar- és gyantaipar savas kisüléseket generál.
3. ábra. Ipari szennyvíz kibocsátása. Forrás: Nigel Wylie, a Wikimedia Commons segítségével
kibocsátások
A fosszilis tüzelőanyagok, például szén, olaj és földgáz égéséből származó szén-dioxid (CO 2), kén-dioxid (SO 2) és nitrogén-oxidok (NO, NO 2) légköri kibocsátása nem okoz okot csak a bolygó globális felmelegedése, hanem a savas esők miatt.
CO 2 kibocsátás is vezethet savasodás Az óceánok és a felszíni édesvíz szervek (tavak és folyók), környezeti probléma a katasztrofális méreteket.
trágyák
Az ammónia-nitrogént és a szuperfoszfátokat tartalmazó szervetlen műtrágyák tartós használata a talaj megsavanyításának maradványhatásával jár.
Ezenkívül, ha nagy mennyiségű szerves anyagot alkalmaznak nagyon nedves talajon, megsavanyodást eredményez a huminsavak és más képződött szerves savak hatása miatt.
A savas anyagok által okozott leginkább aggasztó környezeti problémák között megemlítjük a savas esőket, a talajok megsavanyítását és a szárazföldi óceánok megsavanyítását.
Savas eső
A kén-dioxid (SO 2) és a nitrogén-oxidok (NO és NO 2) gázai, amelyeket ipari tevékenységekben, erőművekben, légi, tengeri és szárazföldi közlekedésben fosszilis tüzelőanyagok elégetésekor és fémek extrahálására előállítanak, az oka az esős csapadékok savasságának.
A troposzférában, SO 2 oxidációval alkotnak kénsav (H 2 SO 4), egy erős sav, és a nitrogén-oxidok is át salétromsavat, a másik erős sav.
Ha esik, ezek a savak, amelyek a légkörben aeroszol formájában vannak jelen, beépülnek az esővízbe, és megsavanyítják azt.
épületek
A savas esővíz korrodálja az épületeket, hidakat és műemlékeket, mivel reakcióba lép az épületek mészkőből származó kalcium-karbonáttal (CaCO 3), a márványkal és a fémekkel. A savas csapadék megsavanyítja a bolygó talajait és víztesteit.
4. ábra: Savas esők által okozott épületek károsodása, a Notre Dame-i székesegyház vízköpője (Párizs, Franciaország), amely hátsó sérüléseket mutat. Forrás: Michael Reeve, a Wikimedia Commons segítségével
Fémek a talajban
A savas eső megváltoztatja a talaj összetételét, kiszorítja a mérgező nehézfémeket a talajoldatba és a talajvízbe.
Nagyon savas pH-értékek esetén a talaj ásványi anyagai erőteljesen megváltoznak, mivel a kationokat a magas koncentrációban lévő H + -ionok eltolják. Ez instabilitást idéz elő a talaj szerkezetében, a mérgező elemek magas koncentrációját és a növények tápanyagok alacsony rendelkezésre állását.
Az 5-nél alacsonyabb pH-jú savas talajok magas koncentrációkat tartalmaznak, és mérgezőek az alumínium (Al), mangán (Mn) és vas (Fe) növényi fejlődésére.
Ezenkívül a kálium (K), foszfor (P), kén (S), nátrium (Na), molibdén (Mo), kalcium (Ca) és magnézium (Mg) tápanyagok rendelkezésre állása jelentősen csökken.
A mikroorganizmusok
A savas körülmények nem teszik lehetővé a talajban élő mikroorganizmusok (elsősorban baktériumok) fejlődését, amelyek a szerves anyagok bomlói.
A nitrogént rögzítő baktériumok optimálisan működnek, ha a pH-érték 7 és 6,5 között van; rögzítési sebessége drámai módon csökken, ha a pH-érték 6-nál alacsonyabb.
A mikroorganizmusok a talajrészecskék aggregálódását is elősegítik, ami elősegíti a strukturálódást, a levegőztetést és a talaj jó vízelvezetését, amelyek nélkülözhetetlenek a növény növekedéséhez.
Óceánok, tavak és folyók savanyítása
A felszíni vizek - óceánok, tavak és folyók - savasodását elsősorban a fosszilis tüzelőanyagok égéséből származó CO 2 felszívódása okozza.
A bolygó felszíni vizei természetes atmoszférájú mosdókként szolgálnak a légköri CO 2 -hoz. Különösen az óceánok képezik a Föld nagy széndioxid-elnyelőjét. CO 2 elnyeli a víz és reakcióba lép vele, termelő szénsav (H 2 CO 3):
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3
A szénsav disszociál a vízben, hozzájárulva a H + -ionokhoz az óceánvízben:
H 2 CO 3 + H 2 O → H + + HCO 3 -
A H + -ionok túlzott koncentrációja növeli a bolygó tengeri vizeinek savasságát.
Tengeri ökoszisztémák
Ez a túlzott savtartalom drámai módon befolyásolja a tengeri ökoszisztémákat és különösen azokat a szervezeteket, amelyek kalcium-karbonát exoskeletokat képeznek (héjak, héjak és egyéb támogató vagy védőszerkezetek), mivel a H + -ionok kiszorítják a kalciumot a karbonátból és feloldják azt, megakadályozzák kialakulását.
Az óceánok savasodása a legjobban a korallok, osztriga, kagyló, tengeri sün, rákok és exoszkeletonokkal rendelkező plankton fajait érinti.
Az összes tengeri faj élete nagyban függ a korallzátonyoktól, mivel ezek a tengerben a legnagyobb biológiai sokféleségű területek. Sok kisebb fauna menedéket él és él ott, amelyek táplálékként szolgálnak a tengeri ökoszisztéma másodlagos fogyasztói számára, például halak, bálnák és delfinek.
A föld atmoszférájában a túlzott CO 2 okozta savasodás súlyos veszélyt jelent az egész tengeri ökoszisztéma számára. A történelem a bolygó még soha nem rögzített az óceán savasodása folyamat a jelenlegi ütem mellett - a legmagasabb az elmúlt 300 millió évben - ami szintén csökkenti a minőségében a mosogató CO 2.
-Lúgosodás okozta környezeti problémák: források
Ipari és bányászati
A mosó- és szappan-, textil-, festő-, papírgyártási és gyógyszeripar többek között olyan bázikus szennyvíz keletkezik, amelyek főleg nátrium-hidroxidot (NaOH), erős bázist és más bázisokat, például nátrium-karbonátot (Na 2 CO) tartalmaznak 3), amely gyenge alap.
Az ásványi bauxit NaOH-val történő kezelése az alumínium extrahálására erősen lúgos vörösiszapot eredményez. Az olajkitermelés és a petrolkémiai ipar alkáli szennyvizet is termel.
Az alapvető anyagok által okozott fő környezeti probléma a talaj lúgosítása.
A talaj lúgosítása
Az alkáli talajok pH-ja nagyobb, mint 8,5, nagyon gyenge szerkezetű, szétszórt részecskékkel és kompakt mészréteggel, 0,5 és 1 méter mélység között, amelyek megakadályozzák a gyökérnövekedést és a beszivárgást, a perkolációt és a víz elvezetését.
Toxikus nátrium (Na) és bór (B) koncentrációkat mutatnak, és nagyon termékeny talajok.
5. ábra. Lúgos talaj. Forrás: Pixabay.com
Irodalom
- Bowman, AF, Van Vuuren, DP, Derwent, RG és Posch, M. (2002) A savasodás és az eutrofizáció globális elemzése a szárazföldi ökoszisztémákban. Víz-, levegő- és talajszennyezés. 41,349-382.
- Doney, SC, Fabry, VJ, Feely, RA és Kleypas, JA (2009). Óceán savasodása: A tengeri tudományok éves CO 2 éves áttekintése. 1, 169-192.
- Ghassemi, F., Jakeman, AJ és Nix, HA (1995). A szárazföldi és vízkészletek sósítása: emberi okok, mérték, irányítás és esettanulmányok CAB International, Wallinford, Egyesült Királyság. 544pp.
- Kleypas, JA és Yates, KK (2009). Korallzátonyok és az óceán savasodása. Óceántan. 22,108-117.
- Mason, C. (2002). Az édesvízi szennyezés ökológiája. Pearson Education Limited. 400pp.