Problemas relacionados a substâncias ácidas e básicas no meio ambiente

Os principais problemas relacionados às substâncias ácidas e básicas que impactam o meio ambiente estão diretamente associados às alterações de pH que induzem e ao seu efeito indireto ou direto nos seres vivos .

As substâncias ácidas e básicas podem causar sérios problemas ambientais; particularmente a acidificação ambiental causa problemas de chuva ácida, acidificação dos oceanos, corpos de água doce e solos. A alcalinização se manifesta especialmente nas alterações do solo em pH básico.

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Figura 1. Floresta afetada pela chuva ácida. Fonte: Lovecz [domínio público], do Wikimedia Commons

Um problema ambiental pode ser definido como uma situação que ameaça a integridade de qualquer ecossistema e ocorre como resultado de uma perturbação no ambiente natural.

A atividade humana causou problemas ambientais extremos. O modo atual de produção, com uso intensivo de recursos naturais e sobrecarga de poluentes, está violando a capacidade de carga e a resiliência do meio ambiente.

As formas únicas de modificar grandes áreas de terra, de emitir enormes quantidades de substâncias tóxicas na atmosfera e de afetar os corpos d’água, em períodos muito curtos e gerar impactos dramáticos no meio ambiente, são exclusivas da espécie humana.

As substâncias ácidas são descarregadas no meio ambiente através de alguns efluentes industriais, atividade de mineração, uso de fertilizantes acidificantes do solo e emissões de gases que reagem com a água da chuva ou com a umidade do ar, produzindo compostos ácidos.

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Figura 2. Produção de emissões industriais poluentes. Fonte: pixabay.com

Substâncias básicas ou alcalinas também podem ser provenientes de vários efluentes industriais e atividades de mineração.

Quais problemas relacionados a substâncias ácidas e básicas afetam o meio ambiente?

-Problemas ambientais por acidificação: fontes

Efluentes

Os efluentes ácidos de algumas indústrias e a drenagem ácida da mineração contêm principalmente ácidos: clorídrico (HCl), sulfúrico (H 2 SO 4 ), nítrico (HNO 3 ) e fluorídrico (HF).

As indústrias metalúrgica, plástica, corante, explosiva, farmacêutica e produtos de resina geram derramamentos de ácido.

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Figura 3. Descarga de efluentes industriais. Fonte: Nigel Wylie [Domínio público], via Wikimedia Commons
Emissões

As emissões de dióxido de carbono (CO 2 ), dióxido de enxofre (SO 2 ) e óxidos de nitrogênio (NO, NO 2 ) na atmosfera, provenientes da combustão de combustíveis fósseis, como carvão, petróleo e gás natural, não são causa apenas do aquecimento global do planeta, mas da chuva ácida.

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CO 2 também causam acidificação dos oceanos e corpos de água doce de superfície (lagos e rios), um problema ambiental de proporções catastróficas.

Fertilizantes

O uso prolongado de fertilizantes inorgânicos contendo nitrogênio amoniacal e superfosfatos tem um efeito de acidificação residual no solo.

Além disso, a aplicação de grandes quantidades de matéria orgânica em solos muito úmidos causa acidificação devido ao efeito dos ácidos húmicos e outros ácidos orgânicos gerados.

Entre os problemas ambientais mais preocupantes gerados por substâncias ácidas, mencionaremos a chuva ácida, a acidificação do solo e a acidificação dos oceanos terrestres.

Chuva ácida

Gases de dióxido de enxofre (SO 2 ) e óxidos de nitrogênio (NO e NO 2 ), produzidos na combustão de combustíveis fósseis em indústrias, usinas de energia, transporte aéreo, marítimo e terrestre e na fundição para extração de metais , são a causa das chuvas são ácidas.

Na troposfera, o SO 2 oxidação sofre para formar o ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ), um ácido forte, e também os óxidos de azoto são convertidos em ácido nítrico, um outro ácido forte.

Quando chove, esses ácidos presentes na atmosfera na forma de aerossóis são incorporados na água da chuva e acidificados.

Edifícios

A água da chuva ácida corrói os edifícios, pontes e monumentos, pois reage com o carbonato de cálcio (CaCO 3 ) da construção de calcário, mármore e metais. Além disso, a precipitação ácida das chuvas acidifica solos e massas de água do planeta.

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Figura 4. Danos a edifícios gerados por chuva ácida, gárgula da Catedral de Notre Dame (Paris, França) mostrando danos nas costas. Fonte: Michael Reeve [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) ou CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)] , via Wikimedia Commons
Metais no solo

A chuva ácida altera a composição do solo, desloca metais pesados ​​tóxicos para a solução do solo e para as águas subterrâneas.

Em valores de pH muito ácidos, ocorre uma intensa alteração dos minerais no solo, devido ao deslocamento de cátions pelos íons H + presentes em altas concentrações. Isso cria instabilidade na estrutura do solo, altas concentrações de elementos tóxicos e baixa disponibilidade de nutrientes para as plantas.

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Solos ácidos com pH menor que 5 contêm concentrações altas e tóxicas para o desenvolvimento vegetal de alumínio (Al), manganês (Mn) e ferro (Fe).

Além disso, a disponibilidade de nutrientes de potássio (K), fósforo (P), enxofre (S), sódio (Na), molibdênio (Mo), cálcio (Ca) e magnésio (Mg) é significativamente reduzida para as plantas.

Microrganismos

As condições ácidas não permitem o desenvolvimento de microrganismos do solo (principalmente bactérias), que são decompositores de matéria orgânica.

As bactérias fixadoras de nitrogênio funcionam otimamente em valores de pH entre 7 e 6,5; Sua taxa de fixação diminui drasticamente quando o pH é menor que 6.

Os microrganismos também favorecem a agregação de partículas do solo, o que promove a estruturação, aeração e boa drenagem do solo, essenciais para o crescimento das plantas.

Acidificação de oceanos, lagos e rios

A acidificação das águas superficiais – oceanos, lagos e rios – é causada principalmente pela absorção de CO 2 proveniente da queima de combustíveis fósseis.

As águas superficiais do planeta atuam como sumidouros naturais de CO 2 atmosférico. Em particular, os oceanos constituem a grande fonte de dióxido de carbono na Terra. O CO 2 é absorvido pela água e reage com ela produzindo ácido carbônico (H 2 CO 3 ):

CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3

O ácido carbônico se dissocia na água, fornecendo íons H + à água do oceano:

H 2 CO 3 + H 2 O → H + + HCO 3

Concentrações excessivas de íons H + produzem um aumento na acidez das águas marinhas do planeta.

Ecossistemas marinhos

Esse excesso de acidez afeta dramaticamente os ecossistemas marinhos e, em particular, os organismos que formam exoesqueletos de carbonato de cálcio (conchas, conchas e outras estruturas de suporte ou proteção), uma vez que os íons H + deslocam o cálcio do carbonato e o dissolvem. , impedindo sua formação.

As espécies de corais, ostras, amêijoas, ouriços do mar, caranguejos e plâncton com exoesqueleto, são as mais diretamente afetadas pela acidificação dos oceanos.

A vida de todas as espécies marinhas depende em grande parte dos recifes de coral, pois são as áreas de maior biodiversidade do mar. Lá eles se refugiam e vivem grande parte da fauna menor, que serve de alimento para consumidores secundários do ecossistema marinho, como peixes, baleias e golfinhos.

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A acidificação devido ao excesso de CO 2 na atmosfera da Terra constitui uma séria ameaça a todo o ecossistema marinho. A história do planeta nunca registrou um processo de acidificação do oceano nas taxas atuais – a mais alta dos últimos 300 milhões de anos -, o que também reduz sua capacidade como um reservatório de CO 2 .

-Problemas ambientais devido à alcalinização: fontes

Industrial e Mineração

As indústrias de detergente e sabão, têxtil, tingimento, fabricação de papel e farmacêutica, entre outras, geram efluentes básicos que contêm principalmente hidróxido de sódio (NaOH), base forte e outras bases, como carbonato de sódio (Na 2 CO 3 ), que é uma base fraca.

O tratamento da bauxita mineral com NaOH para a extração de alumínio gera lodo vermelho altamente alcalino. A extração de petróleo e a indústria petroquímica também produzem efluentes alcalinos.

O principal problema ambiental produzido por substâncias básicas é a alcalinização dos solos.

Alcalinização do solo

Os solos alcalinos apresentam valores de pH superiores a 8,5, apresentam uma estrutura muito pobre, com partículas dispersas e camadas calcárias compactas com 0,5 a 1 metro de profundidade, que impedem o crescimento e a infiltração, a percolação e a drenagem da água.

Apresentam concentrações tóxicas de sódio (Na) e boro (B) e são solos altamente inférteis.

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Figura 5. Solo alcalino. Fonte: Pixabay.com

Referências

  1. Bowman, AF, Van Vuuren, DP, Derwent, RG e Posch, M. (2002) Uma análise global de acidificação e eutrofização em ecossistemas terrestres. Poluição da Água, Ar e Solo. 41,349-382.
  2. Doney, SC, Fabry, VJ, Feely, RA e Kleypas, JA (2009). Acidificação do oceano: a outra revisão anual de CO 2 de ciências marinhas. 1, 169-192.
  3. Ghassemi, F., Jakeman, AJ e Nix, HA (1995). Salinização dos recursos terrestres e hídricos: causas, extensão, gestão e estudos de casos humanos. CAB International, Wallinford, Reino Unido. 544pp
  4. Kleypas, JA e Yates, KK (2009). Recifes de coral e acidificação do oceano. Oceanografia 22,108-117.
  5. Mason, C. (2002). A ecologia da poluição de água doce. Educação de Pearson limitada. 400pp

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