PROBLEMI VEZANI ZA KISELE I OSNOVNE TVARI U OKOLIŠU - OKOLIŠ - 2026

U Glavni problemi vezani uz kiselim i bazičnim tvarima koje utječu na okoliš izravno su povezane s pH mijenja se pobudi i njihove neizravne ili izravnog učinka na živa bića.

I kisele i bazične tvari mogu stvoriti ozbiljne probleme zaštite okoliša; posebno zakiseljavanje okoliša uzrokuje probleme kisele kiše, zakiseljavanja oceana, slatkovodnih tijela i tla. Alkalinizacija se očituje posebno u promjenama tla na osnovni pH.

Slika 1. Šuma pod utjecajem kiselih kiša. Izvor: Lovecz, iz Wikimedia Commons

Ekološki problem može se definirati kao situacija koja ugrožava integritet svakog ekosustava i koja se javlja kao posljedica poremećaja u prirodnom okolišu.

Ljudska aktivnost uzrokovala je ekstremne ekološke probleme. Postojeći način proizvodnje, uz intenzivno korištenje prirodnih resursa i preopterećenje zagađivača, krši nosivost i otpornost okoliša.

Jedinstveni načini izmjene velikih površina kopna, emitiranja ogromne količine otrovnih tvari u atmosferu i utjecaja na vodena tijela, u vrlo kratkim razdobljima i stvaranja dramatičnih utjecaja na okoliš, isključivi su za ljudsku vrstu.

Kiseline se ispuštaju u okoliš pomoću industrijskih otpadnih voda, rudarskih aktivnosti, korištenja gnojiva zakiseljavanja tla i emisija plinova koji reagiraju s kišnicom ili vlagom zraka stvarajući kisele spojeve.

Slika 2. Proizvodnja industrijskih emisija onečišćujućih tvari. Izvor: pixabay.com.

Bazne ili alkalne tvari mogu također poticati iz različitih industrijskih otpadnih voda i rudarskih aktivnosti.

Koji problemi povezani s kiselim i osnovnim tvarima utječu na okoliš?

-Ekološki problemi zbog zakiseljavanja: izvori

otpadnih voda

Kiselinske otpadne tekućine iz nekih industrija i odvodi kiselina sadrže uglavnom kiseline: klorovodična (HCl), sumporna (H ₂ SO ₄), dušična (HNO ₃) i fluorovodična (HF).

Metalurška, plastika, boje, eksplozivi, farmaceutska industrija i industrija smola stvaraju kisele ispuste.

Slika 3. Ispuštanje industrijskih otpadnih voda. Izvor: Nigel Wylie, putem Wikimedia Commonsa

emisije

Emisija ugljičnog dioksida (CO ₂), sumpor-dioksida (SO ₂) i dušikovih oksida (NO, NO ₂) u atmosferu, izgaranjem fosilnih goriva poput ugljena, nafte i prirodnog plina, nije samo od globalnog zagrijavanja planeta, ali i od kisele kiše.

CO ₂ emisija također dovesti do zakiseljavanja oceana i površine slatkovodne tijela (rijeke i jezera), ekološki problem katastrofalnih razmjera.

gnojiva

Produljena upotreba anorganskih gnojiva koja sadrže amonijak dušik i superfosfati imaju zaostali učinak zakiseljavanja tla.

Također, primjena velikih količina organske tvari na jako vlažnim tlima stvara zakiseljavanje zbog djelovanja humusnih kiselina i ostalih organskih kiselina.

Među zabrinjavajuće ekološke probleme uzrokovane kiselim tvarima spomenut ćemo kiselu kišu, zakiseljavanje tla i zakiseljavanje kopnenih oceana.

Kisela kiša

Gasovi sumpornog dioksida (SO ₂) i dušikovi oksidi (NO i NO ₂), proizvedeni izgaranjem fosilnih goriva u industriji, elektranama, zračnom, pomorskom i kopnenom prometu, te u topljenju za vađenje metala, jesu li uzrok kišne oborine kisele.

U troposfere, SO ₂ podvrgava oksidaciji, čime se dobije sulfatna kiselina (H ₂ SO ₄), jaka kiselina i dušikovi oksidi se također transformira u dušične kiseline, druge jake kiseline.

Kad kiši, ove kiseline prisutne u atmosferi u obliku aerosola ugrađuju se u kišnicu i zakiseljuju je.

Građevine

Kisela kišnica korodira zgrade, mostove i spomenike, jer reagira s kalcijevim karbonatom (CaCO ₃) iz vapnenca u zgradama i mramorom i s metalima. Kisela kiša također zakiseli tla i vode na planeti.

Slika 4. Oštećenja na zgradama nastala kiselom kišom, gargoyle katedrale Notre Dame (Pariz, Francuska) koja pokazuje oštećenja na leđima. Izvor: Michael Reeve, putem Wikimedia Commonsa

Metali u tlu

Kisela kiša mijenja sastav tla, istiskuje toksične teške metale u otopinu tla i u podzemne vode.

Pri vrlo kiselim vrijednostima pH dolazi do intenzivne izmjene minerala u tlu uslijed premještanja kationa od H ⁺ iona prisutnih u visokim koncentracijama. To stvara nestabilnost u strukturi tla, visoku koncentraciju toksičnih elemenata i nisku dostupnost hranjivih tvari za biljke.

Kisela tla s pH nižim od 5 sadrže visoke koncentracije i toksična za biljni razvoj aluminija (Al), mangana (Mn) i željeza (Fe).

Uz to, znatno se smanjuje dostupnost hranjivih sastojaka kalij (K), fosfor (P), sumpor (S), natrij (Na), molibden (Mo), kalcij (Ca) i magnezij (Mg).

mikroorganizmi

Kiseli uvjeti ne dopuštaju razvoj mikroorganizama u tlu (uglavnom bakterija), koji su razlagači organske tvari.

Bakterije za učvršćivanje dušika optimalno djeluju na pH vrijednosti između 7 i 6,5; njegova brzina fiksacije dramatično opada kada je pH manja od 6.

Mikroorganizmi također favoriziraju agregaciju čestica tla, što pospješuje strukturiranje, prozračivanje i dobru drenažu tla koja je nužna za rast biljaka.

Zakiseljavanje oceana, jezera i rijeka

Zakiseljavanje površinskih voda - oceani, jezera i rijeke - nastaje uglavnom apsorpcijom CO ₂ koji nastaje izgaranjem fosilnih goriva.

Površinske vode planeta djeluju kao prirodni ponori za atmosferski CO ₂. Okeani čine Zemljin veliki ponor ugljičnog dioksida. CO ₂ apsorbira voda i reagira s njom, stvarajući ugljičnu kiselinu (H ₂ CO ₃):

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

Ugljična kiselina disocira u vodi, doprinoseći H ⁺ ionima oceanskoj vodi:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → H ⁺ + HCO ₃ ^-

Prekomjerne koncentracije H ⁺ iona stvaraju porast kiselosti morskih voda planeta.

Morski ekosustavi

Ova višak kiselosti dramatično utječe na morske ekosustave, a posebno na organizme koji tvore egzoskelete kalcijevog karbonata (školjke, školjke i druge potporne ili zaštitne strukture), jer ioni H ⁺ istiskuju kalcij iz karbonata i otapaju ga, sprječavajući njihovo nastajanje.

Na zakiseljavanje oceana najviše su pogođene vrste koralja, kamenica, školjki, morskih ježaka, rakova i planktona s egzoskeletima.

Život svih morskih vrsta uvelike ovisi o koralnim grebenima, jer su ona područja najveće biološke raznolikosti u moru. Veliki dio manje faune nalazi se utočište i živi tamo, poslužujući kao hrana sekundarnim potrošačima morskog ekosustava, poput riba, kitova i dupina.

Zakiseljavanje zbog viška CO ₂ u zemljinoj atmosferi predstavlja ozbiljnu prijetnju za cijeli morski ekosustav. Povijest planete nikada nije zabilježila proces zakiseljavanja oceana trenutnim stopama - najvišim u posljednjih 300 milijuna godina - koje također smanjuju njegov kapacitet kao sudoper za CO ₂.

-Ekološki problemi zbog alkalizacije: izvori

Industrijska i rudarska

Sredstva za deterdžent i sapun, tekstil, boja, papirna i farmaceutska industrija stvaraju, između ostalog, osnovne otpadne vode koji uglavnom sadrže natrijev hidroksid (NaOH), jaku bazu i druge baze kao što je natrijev karbonat (Na ₂ CO ₃), što je slaba baza.

Tretmanom mineralnog boksita s NaOH za ekstrakciju aluminija stvara visoko alkalno crveno blato. Također ekstrakcija nafte i petrokemijska industrija proizvode alkalne otpadne vode.

Glavni problem zaštite okoliša koji nastaju u osnovnim tvarima je alkalizacija tla.

Alkalizacija tla

Alkalna tla imaju pH vrijednosti veće od 8,5, imaju vrlo lošu strukturu, s raspršenim česticama i kompaktnim karbonatnim slojevima dubokim između 0,5 i 1 metra, koji sprječavaju rast i infiltraciju korijena, perkolaciju i drenažu vode.

Predstavljaju otrovne koncentracije natrija (Na) i bora (B) i visoko su neplodna tla.

Slika 5. Alkalno tlo. Izvor: Pixabay.com

Reference

1. Bowman, AF, Van Vuuren, DP, Derwent, RG i Posch, M. (2002) Globalna analiza zakiseljavanja i eutrofikacije na zemaljskim ekosustavima. Zagađenje vode, zraka i tla. 41,349-382.
2. Doney, SC, Fabry, VJ, Feely, RA i Kleypas, JA (2009). Zakiseljavanje oceana: Drugi CO ₂ Godišnji pregled morskih znanosti. 1, 169-192.
3. Ghassemi, F., Jakeman, AJ i Nix, HA (1995). Salinizacija kopnenih i vodnih resursa: ljudski uzroci, opseg, upravljanje i studije slučajeva. CAB International, Wallinford, Velika Britanija. 544pp.
4. Kleypas, JA i Yates, KK (2009). Koraljni grebeni i zakiseljavanje oceana. Oceanografija. 22,108-117.
5. Mason, C. (2002). Ekologija zagađenja slatke vode. Pearson Education Limited. 400pp.