Problèmes liés aux substances acides et de base dans l'environnement

Les Principaux problèmes liés aux substances acides et de base qui ont un impact sur l'environnement, sont directement associés aux changements de pH qui induisent et leur effet indirect ou direct sur les êtres vivants.

Les substances acides et de base peuvent générer de graves problèmes environnementaux; L'acidification en particulier l'environnement provoque des problèmes de pluie acide, l'acidification des océans, l'eau douce et les corps du sol. L'alcalination se manifeste en particulier dans les changements de sol au pH de base.

Figure 1. Forêt affectée par les pluies acides. Source: lovecz [domaine public], de Wikimedia Commons

Un problème environnemental peut être défini comme une situation qui menace l'intégrité de tout écosystème et qui se produit en conséquence d'une perturbation dans l'environnement naturel.

L'activité humaine a causé des problèmes environnementaux extrêmes. Le mode de production actuel, avec une utilisation intensive des ressources naturelles et une surcharge de polluants, viole la capacité de chargement et la résilience de l'environnement.

Les façons uniques de modifier de grandes extensions de terres, d'émettre d'énormes quantités de substances toxiques à l'atmosphère et d'affecter les plans d'eau, en très courte périodes et générer des impacts dramatiques sur l'environnement, sont exclusifs aux espèces humaines.

Les substances acides sont déchargées dans l'environnement par certains effluents industriels, l'activité minière, l'utilisation d'engrais acidifiants du sol et les émissions de gaz qui réagissent avec l'eau de pluie ou avec l'humidité de la production d'air productrice d'air.

Figure 2. Production d'émissions industrielles polluantes. Source: Pixabay.com.

Les substances de base ou alcalines peuvent également provenir de divers effluents industriels et activités minières.

L'impact environnemental des acides et des bases

-Problèmes environnementaux par acidification: sources

Effluents

Les effluents acides de certaines industries et le drainage acide de l'extraction contiennent principalement des acides: chlorhydrique (HCl), sulfurique (h₂Swin₄), nitric (hno₃) et fluorhorique (HF).

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Les industries métallurgiques, en plastique, colorants, explosifs, pharmaceutiques et en résine génèrent des déversements acides.

figure 3. Déversement d'effluents industriels. Source: Nigel Wylie [domaine public], via Wikimedia Commons

Émissions

Émissions de dioxyde de carbone (CO₂), dioxyde de soufre (donc₂) et les oxydes d'azote (non, non₂) À l'atmosphère, à partir de la combustion de combustibles fossiles tels que le charbon, le pétrole et le gaz naturel, se trouvent non seulement du chauffage mondial de la planète, mais de la pluie acide.

CO Emissions₂ Ils proviennent également de l'acidification des océans et des corps d'eau douce de surface (lacs et rivières), un problème environnemental des dimensions catastrophiques.

Les engrais

L'utilisation prolongée d'engrais inorganiques contenant de l'azote ammoniaque et des superphosphates, a un effet résiduel de l'acidification du sol.

De plus, l'application de grandes quantités de matière organique à des sols très humides produit une acidification en raison des acides humiques et d'autres acides organiques générés.

Parmi les problèmes environnementaux les plus inquiétants générés par les substances acides, nous mentionnerons les pluies acides, l'acidification des sols et l'acidification des océans terrestres.

Pluie acide

Gaz de dioxyde de soufre (donc₂) et les oxydes d'azote (NO et non₂), produit dans la combustion de combustibles fossiles dans les industries, les centrales électriques, le transport aérien, maritime et terre.

Dans la troposphère, le SO₂ souffre de l'oxydation pour former de l'acide sulfurique (h₂Swin₄), l'acide fort et les oxydes d'azote sont également transformés en acide nitrique, un autre acide fort.

Lorsqu'il pleut, ces acides présents dans l'atmosphère sous forme d'aérosols sont incorporés dans l'eau de pluie et l'acidifieront.

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Bâtiments

L'eau de pluie acide corrode les bâtiments, les ponts et les monuments, car il réagit avec le carbonate de calcium (Caco₃) du calcaire des constructions et du marbre et avec des métaux. Les précipitations acides acidusent également les sols et les plans d'eau sur la planète.

Figure 4. Dommages aux bâtiments générés par les pluies acides, gargouilleur de la cathédrale de Notre-Dame (Paris, France) présentant des dégâts arrière. Source: Michael Reeve [GFDL (http: // www.gnou.Org / copyleft / fdl.html) ou cc-be-sa-3.0 (http: // CreativeCommons.Org / licences / by-sa / 3.0 /)], via Wikimedia Commons

Métaux sur le sol

La pluie acide modifie la composition du sol, déplace les métaux lourds toxiques vers la solution souterraine et les eaux souterraines.

Des valeurs de pH très acides, une altération intense des minéraux du sol se produit, en raison du déplacement des cations par les ions⁺ présent à des concentrations élevées. Cela génère une instabilité dans la structure du sol, des concentrations élevées d'éléments toxiques et une faible disponibilité en nutriments pour les plantes.

Les sols acides avec un pH inférieur à 5 contiennent des concentrations élevées et toxiques pour le développement des plantes en aluminium (AL), le manganèse (MN) et le fer (foi).

Micro-organismes

Les conditions acides ne permettent pas le développement de micro-organismes du sol (principalement des bactéries), qui décomposent la matière organique.

Les bactéries à fixation d'azote fonctionnent de manière optimale à des valeurs de pH entre 7 et 6.5; Son taux de fixation diminue considérablement lorsque le pH est inférieur à 6.

Les micro-organismes favorisent également l'agrégation des particules de sol, ce qui favorise la structuration, l'aération et le bon drainage du sol, indispensable à la croissance des plantes.

Acidification des océans, lacs et rivières

L'acidification des eaux de surface-ocean, lacs et rivières - se produit principalement par l'absorption du CO₂  qui vient de la combustion de combustibles fossiles.

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Les eaux de surface de la planète agissent comme des éviers naturels du CO₂ atmosphérique. En particulier, les océans constituent le grand évier de dioxyde de carbone de la terre. Le CO₂ Il est absorbé par l'eau et réagit avec cet acide carbonique produisant (H₂CO₃):

CO₂ +H₂O → H₂CO₃

L'acide carbonique se dissocie dans l'eau, fournissant des ions H⁺ à l'eau des océans:

H₂ CO₃+H₂O → H⁺ +HCO₃^-

Concentrations excessives Hone H⁺ produire une augmentation de l'acidité des eaux marines de la planète.

Écosystèmes marins

Cet excès d'acidité affecte considérablement les écosystèmes marins et en particulier les organismes qui forment des exosquelettes de carbonate de calcium (coquilles, peelings et autres structures de soutien ou de protection), depuis les ions H⁺ Ils se déplacent vers le carbonate de calcium et le dissolvent, empêchant leur formation.

Les espèces de coraux, d'huîtres, de palourdes, d'oursins, de crabes et de plancton à l'exosquelette, sont les plus directement affectés par l'acidification de l'océan.

-Problèmes environnementaux par alcalinisation: sources

Industriel et minière

Les détergents et les industries du savon, les textiles, la teinture, le papier et la fabrication pharmaceutique, entre autres, génèrent des effluents de base qui contiennent principalement de l'hydroxyde de sodium (NAOH), de la base forte et d'autres bases telles que le carbonate de sodium (NA NA₂CO₃), qui est une base faible.

Le traitement minéral en bauxite avec NaOH pour l'extraction en aluminium, génère des boues rouges très alcalines. L'extraction à l'huile et l'industrie pétrochimique produisent également des effluents alcalins.

Alcalisation du sol

Les sols alcalins ont des valeurs de pH supérieures à 8.5, ils ont une structure très mauvaise, avec des particules diffusées et des couches calcaires compactes entre 0.5 à 1 mètre de profondeur, ce qui empêche la croissance des racines et l'infiltration, la percolation et le drainage de l'eau.

Les références

1. KLEYPAS, J.POUR. Et yates, k. K. (2009). Récifs coralliens et acidification de l'océan. Océanographie. 22,108-117.
2. Mason, C. (2002). L'écologie de la pollution d'eau douce. Pearson Education Limited. 400 pp.