PROBLEMER RELATERT TIL SURE OG BASISKE STOFFER I MILJØET - MILJØ - 2026

De viktigste problemene knyttet til sure og basiske stoffer som påvirker miljøet, er direkte assosiert med pH-endringene de induserer og deres indirekte eller direkte effekt på levende vesener.

Både sure og basiske stoffer kan generere alvorlige miljøproblemer; særlig miljøforsuring forårsaker problemene med sur nedbør, forsuring av hav, ferskvannsforekomster og jordsmonn. Alkalinisering manifesterer seg spesielt i jordforandringer til basisk pH.

Figur 1. Skog påvirket av sur nedbør. Kilde: Lovecz, fra Wikimedia Commons

Et miljøproblem kan defineres som en situasjon som truer integriteten til ethvert økosystem og som oppstår som en konsekvens av en forstyrrelse i det naturlige miljøet.

Menneskelig aktivitet har forårsaket ekstreme miljøproblemer. Den nåværende produksjonsmåten, med intensiv bruk av naturressurser og en overbelastning av miljøgifter, krenker miljøets bæreevne og spenst.

De unike måtene å endre store landområder på, utslippe enorme mengder giftige stoffer i atmosfæren og påvirke vannmasser i svært korte perioder og generere dramatiske påvirkninger på miljøet, er eksklusivt for den menneskelige arten.

Sure stoffer slippes ut i miljøet gjennom noen industrielle avløp, gruvedrift, bruk av jordforsurende gjødsel og gassutslipp som reagerer med regnvann eller luftfuktighet som produserer sure forbindelser.

Figur 2. Produksjon av forurensende industriutslipp. Kilde: pixabay.com.

Basiske eller alkaliske stoffer kan også komme fra forskjellige industrielle avløp og gruvedrift.

Hvilke problemer relatert til sure og basiske stoffer påvirker miljøet?

-Miljøproblemer på grunn av forsuring: kilder

utslipp

Syreutløp fra noen bransjer og syreutvinningsavløp inneholder hovedsakelig syrer: saltsyre (HCl), svovelsyre (H ₂ SO ₄ ), salpetersyre (HNO ₃ ) og hydrofluoric (HF).

Metallindustrien, plast, fargestoffer, eksplosiver, farmasøytisk og harpiksindustrien er generatorer av syreutslipp.

Figur 3. Utslipp av industrielle avløp. Kilde: Nigel Wylie, via Wikimedia Commons

utslipp

Utslippene av karbondioksid (CO ₂ ), svoveldioksid (SO ₂ ) og nitrogenoksider (NO, NO ₂ ) til atmosfæren, fra forbrenning av fossilt brensel som kull, olje og naturgass, er ikke en årsak bare fra global oppvarming av planeten, men fra sur nedbør.

CO ₂ -utslipp fører også til forsuring av havene og ferskvannsforekomstene (innsjøer og elver), et miljøproblem med katastrofale dimensjoner.

gjødsel

Langvarig bruk av uorganisk gjødsel som inneholder ammoniakknitrogen og superfosfater, har en gjenværende virkning av å surgjøre jordsmonnene.

Påføringen av store mengder organisk materiale på veldig fuktig jord produserer også forsuring på grunn av effekten av humussyrer og andre genererte organiske syrer.

Blant de mest bekymringsfulle miljøproblemene som genereres av sure stoffer, vil vi nevne sur nedbør, forsuring av jordsmonn og forsuring av de landlige havene.

Sur nedbør

Gassene svoveldioksid (SO ₂ ) og nitrogenoksider (NO og NO ₂ ), produsert ved forbrenning av fossilt brensel i industrier, kraftverk, luft, sjø og landtransport, og i smelteverk for utvinning av metaller , er årsaken til at de regnfulle nedbørene er sure.

I troposfæren gjennomgår SO ₂ oksidasjon for å danne svovelsyre (H ₂ SO ₄ ), en sterk syre, og nitrogenoksider blir også omdannet til salpetersyre, en annen sterk syre.

Når det regner, blir disse syrene som er tilstede i atmosfæren i form av aerosoler, innlemmet i regnvannet og surgjør det.

bygninger

Surt regnvann korroderer bygninger, broer og monumenter, da det reagerer med kalsiumkarbonat (CaCO ₃ ) fra kalkstein i bygninger og marmor og med metaller. Surt regn gjør også jord og vannmasser på planeten sur.

Figur 4. Skader på bygninger generert av surt regn, gargoyle av katedralen i Notre Dame (Paris, Frankrike) som viser skader på ryggen. Kilde: Michael Reeve, via Wikimedia Commons

Metaller i jord

Sur nedbør endrer jordas sammensetning, fortrenger giftige tungmetaller i jordløsningen og i grunnvannet.

Ved meget sure pH-verdier, skjer en intens endring av jordmineralene på grunn av fortrengning av kationer med H ⁺ -ionene som er til stede i høye konsentrasjoner. Dette genererer ustabilitet i jordstrukturen, høye konsentrasjoner av giftige elementer og lav tilgjengelighet av næringsstoffer for planter.

Sure jordsmonn med en pH-verdi lavere enn 5 inneholder høye konsentrasjoner og er giftig for planteutvikling av aluminium (Al), mangan (Mn) og jern (Fe).

I tillegg reduseres tilgjengeligheten av næringsstoffene kalium (K), fosfor (P), svovel (S), natrium (Na), molybden (Mo), kalsium (Ca) og magnesium (Mg).

Mikroorganismer

Sure forhold tillater ikke utvikling av jordmikroorganismer (hovedsakelig bakterier), som er spaltning av organisk materiale.

Nitrogenfikserende bakterier fungerer optimalt ved pH-verdier mellom 7 og 6,5; dens fikseringshastighet synker dramatisk når pH er under 6.

Mikroorganismer favoriserer også aggregering av jordpartikler, noe som fremmer strukturering, lufting og god jorddrenering, avgjørende for plantevekst.

Forsuring av hav, innsjøer og elver

Forsuringen av overflatevannet - hav, innsjøer og elver - produseres hovedsakelig ved absorpsjon av CO ₂ som kommer fra forbrenning av fossilt brensel.

Overflatevannet på planeten fungerer som naturlige vasker for atmosfærisk CO ₂ . Spesielt utgjør verdenshavene jordas store karbondioksidvaske. CO ₂ blir absorbert av vann og reagerer med den og produserer kullsyre (H ₂ CO ₃ ):

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

Kullsyre dissosierer i vann og bidrar med H ⁺ -ioner til havvannet:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → H ⁺ + HCO ₃ ^-

For høye konsentrasjoner av H ⁺ -ioner gir en økning i surheten i planetens marine farvann.

Marine økosystemer

Denne overskytende surhetsgraden påvirker marine økosystemer og spesielt organismer som danner eksoskelett av kalsiumkarbonat (skjell, skjell og andre bærende eller beskyttende strukturer), siden H ⁺ -ioner fortrenger kalsium fra karbonat og løser det opp , forhindrer dannelse av dem.

Arten av koraller, østers, muslinger, kråkeboller, krabber og plankton med eksoskelett er de mest direkte påvirket av forsuring av havene.

Levetiden til alle marine arter avhenger i stor grad av korallrev, ettersom de er områdene med størst biologisk mangfold i havet. En stor del av den mindre faunaen tar tilflukt og bor der og tjener som mat for sekundærforbrukere av det marine økosystemet, for eksempel fisk, hvaler og delfiner.

Forsuring på grunn av overflødig CO ₂ i jordens atmosfære utgjør en alvorlig trussel for hele det marine økosystemet. Planetens historie har aldri registrert en prosess med forsuring av havet med dagens hastigheter - den høyeste i løpet av de siste 300 millioner årene - som også reduserer kapasiteten som et synke for CO ₂ .

-Miljøproblemer på grunn av alkalisering: kilder

Industri og gruvedrift

Vaskemiddelet og såpe-, tekstil-, fargestoff-, papirfremstillings- og farmasøytisk industri produserer blant annet basisk avløp som hovedsakelig inneholder natriumhydroksid (NaOH), sterk base og andre baser som natriumkarbonat (Na ₂ CO) ₃ ), som er en svak base.

Behandling av mineralbauxitt med NaOH for ekstraksjon av aluminium genererer sterkt alkalisk rød gjørme. Også oljeekstraksjon og den petrokjemiske industrien produserer alkaliske avløp.

Det viktigste miljøproblemet produsert av basiske stoffer er alkalisering av jordsmonn.

Jordalkalisering

Alkaliske jordarter har pH-verdier over 8,5, har en veldig dårlig struktur, med spredte partikler og kompakte kalkholdige lag mellom 0,5 og 1 meter dype, som forhindrer rotvekst og infiltrasjon, perkolering og drenering av vann.

De presenterer giftige konsentrasjoner av natrium (Na) og bor (B) og er svært infertile jordsmonn.

Figur 5. Alkalisk jord. Kilde: Pixabay.com

referanser

1. Bowman, AF, Van Vuuren, DP, Derwent, RG og Posch, M. (2002) En global analyse av forsuring og eutrofiering på terrestriske økosystemer. Vann, luft og jordforurensning. 41,349-382.
2. Doney, SC, Fabry, VJ, Feely, RA og Kleypas, JA (2009). Havforsuring: Den andre CO ₂ årlige gjennomgangen av marine vitenskaper. 1, 169-192.
3. Ghassemi, F., Jakeman, AJ og Nix, HA (1995). Salinisering av land- og vannressurser: menneskelige årsaker, omfang, styring og casestudier. CAB International, Wallinford, Storbritannia. 544pp.
4. Kleypas, JA og Yates, KK (2009). Korallrev og forsuring av havet. Oseanografi. 22,108-117.
5. Mason, C. (2002). Økologien for forurensning av ferskvann. Pearson Education Limited. 400pp.