المشاكل المتعلقة بالمواد الحمضية والأساسية في البيئة - بيئة - 2025

و المشاكل الرئيسية المتعلقة الحمضية والأساسية من المواد التي تؤثر على البيئة ترتبط مباشرة مع درجة الحموضة التغييرات التي تحفز وتأثير غير مباشر أو مباشر على الكائنات الحية.

المواد الحمضية والقاعدية يمكن أن تولد مشاكل بيئية خطيرة يتسبب التحمض البيئي بشكل خاص في مشاكل الأمطار الحمضية وتحمض المحيطات والمسطحات المائية العذبة والتربة. تتجلى القلوية بشكل خاص في تغيرات التربة إلى الأس الهيدروجيني الأساسي.

الشكل 1. غابة تتأثر بالمطر الحمضي. المصدر: Lovecz، from Wikimedia Commons

يمكن تعريف المشكلة البيئية بأنها حالة تهدد سلامة أي نظام بيئي وتحدث نتيجة لاضطراب في البيئة الطبيعية.

تسبب النشاط البشري في مشاكل بيئية شديدة. إن النمط الحالي للإنتاج ، مع الاستخدام المكثف للموارد الطبيعية والحمل الزائد للملوثات ، ينتهك القدرة الاستيعابية ومرونة البيئة.

إن الطرق الفريدة لتعديل مساحات شاسعة من الأرض ، وانبعاث كميات هائلة من المواد السامة في الغلاف الجوي والتأثير على المسطحات المائية ، في فترات قصيرة جدًا وإحداث تأثيرات دراماتيكية على البيئة ، تقتصر على الجنس البشري.

يتم تصريف المواد الحمضية في البيئة من خلال بعض النفايات السائلة الصناعية وأنشطة التعدين واستخدام الأسمدة المحمضة للتربة وانبعاثات الغازات التي تتفاعل مع مياه الأمطار أو رطوبة الهواء مما ينتج مركبات حمضية.

الشكل 2. إنتاج الانبعاثات الصناعية الملوثة. المصدر: pixabay.com.

يمكن أن تأتي المواد الأساسية أو القلوية أيضًا من النفايات السائلة الصناعية المختلفة وأنشطة التعدين.

ما هي المشاكل المتعلقة بالمواد الحمضية والقاعدية التي تؤثر على البيئة؟

- المشكلات البيئية الناتجة عن التحميض: المصادر

النفايات السائلة

تحتوي المخلفات الحمضية السائلة من بعض الصناعات ومصارف التعدين الحمضي بشكل أساسي على أحماض: الهيدروكلوريك (HCl) ، والكبريتيك (H ₂ SO ₄) ، والنتريك (HNO ₃) ، والهيدروفلوريك (HF).

تعد الصناعات المعدنية والبلاستيكية والأصباغ والمتفجرات والأدوية والراتنج مولدات لتصريف الأحماض.

الشكل 3. تصريف النفايات السائلة الصناعية. المصدر: نايجل وايلي ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

الانبعاثات

انبعاثات ثاني أكسيد الكربون (CO ₂) وثاني أكسيد الكبريت (SO ₂) وأكاسيد النيتروجين (NO ، NO ₂) في الغلاف الجوي ، من احتراق الوقود الأحفوري مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي ، ليست سببًا فقط من الاحتباس الحراري للكوكب ، ولكن من الأمطار الحمضية.

CO ₂ انبعاثات يؤدي أيضا إلى ارتفاع نسبة الحموضة في المحيطات وسطح المياه العذبة الهيئات (البحيرات والأنهار)، مشكلة بيئية ذات أبعاد كارثية.

اسمدة

الاستخدام المطول للأسمدة غير العضوية المحتوية على نيتروجين الأمونيا والفوسفات الفوسفات له تأثير متبقي في تحمض التربة.

أيضًا ، يؤدي تطبيق كميات كبيرة من المواد العضوية في التربة شديدة الرطوبة إلى تحمض بسبب تأثير الأحماض الدبالية والأحماض العضوية الأخرى المتولدة.

من بين المشاكل البيئية الأكثر إثارة للقلق الناتجة عن المواد الحمضية ، سنذكر المطر الحمضي وتحمض التربة وتحمض المحيطات الأرضية.

أمطار حمضية

غازات ثاني أكسيد الكبريت (SO ₂) وأكاسيد النيتروجين (NO و NO ₂) ، الناتجة عن احتراق الوقود الأحفوري في الصناعات ومحطات الطاقة والنقل الجوي والبحري والبري ، وفي الصهر لاستخراج المعادن ، هي سبب كون الترسبات الممطرة حمضية.

في طبقة التروبوسفير ، يخضع SO ₂ للأكسدة لتكوين حمض الكبريتيك (H ₂ SO ₄) ، وحمض قوي ، كما يتم تحويل أكاسيد النيتروجين إلى حمض النيتريك ، وهو حمض قوي آخر.

عندما تمطر ، يتم دمج هذه الأحماض الموجودة في الغلاف الجوي في شكل رذاذ في مياه الأمطار وتحمضها.

البنايات

تتسبب مياه الأمطار الحمضية في تآكل المباني والجسور والآثار ، حيث تتفاعل مع كربونات الكالسيوم (CaCO ₃) من الحجر الجيري في المباني والرخام ومع المعادن. يؤدي المطر الحمضي أيضًا إلى حمضية التربة والمسطحات المائية على الكوكب.

الشكل 4. الأضرار التي لحقت بالمباني الناتجة عن الأمطار الحمضية ، الجرغول بكاتدرائية نوتردام (باريس ، فرنسا) يظهر الأضرار التي لحقت بالظهر. المصدر: مايكل ريف ، عبر ويكيميديا ​​كومنز

المعادن في التربة

يغير المطر الحمضي تكوين التربة ويزيل المعادن الثقيلة السامة إلى محلول التربة وإلى المياه الجوفية.

عند قيم الأس الهيدروجيني الحمضية للغاية ، يحدث تغيير شديد في معادن التربة ، بسبب إزاحة الكاتيونات بواسطة أيونات H ⁺ الموجودة بتركيزات عالية. ويؤدي ذلك إلى عدم الاستقرار في بنية التربة وتركيزات عالية من العناصر السامة وانخفاض توافر العناصر الغذائية للنباتات.

تحتوي التربة الحمضية التي تحتوي على درجة حموضة أقل من 5 على تركيزات عالية وسامة لتطور النبات من الألومنيوم (Al) والمنغنيز (Mn) والحديد (Fe).

بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقليل توافر العناصر الغذائية البوتاسيوم (K) والفوسفور (P) والكبريت (S) والصوديوم (Na) والموليبدينوم (Mo) والكالسيوم (Ca) والمغنيسيوم (Mg).

الكائنات الدقيقة

لا تسمح الظروف الحمضية بتطوير الكائنات الدقيقة في التربة (البكتيريا بشكل أساسي) ، والتي تعمل على تحلل المواد العضوية.

تعمل بكتيريا تثبيت النيتروجين على النحو الأمثل عند قيم الأس الهيدروجيني بين 7 و 6.5 ؛ ينخفض ​​معدل التثبيت بشكل كبير عندما يكون الرقم الهيدروجيني أقل من 6.

تفضل الكائنات الحية الدقيقة أيضًا تجميع جزيئات التربة ، مما يعزز الهيكلة والتهوية وتصريف التربة الجيد ، وهو أمر ضروري لنمو النبات.

تحمض المحيطات والبحيرات والأنهار

وتحمض المياه السطحية - المحيطات والبحيرات والأنهار - وينتج بشكل رئيسي عن طريق امتصاص CO ₂ التي تأتي من حرق الوقود الأحفوري.

مياه سطح الفعل الكوكب المصارف الطبيعية ل في الغلاف الجوي CO ₂. وتشكل المحيطات على وجه الخصوص بالوعة الأرض الكبيرة لثاني أكسيد الكربون. CO ₂ يتم امتصاصه عن طريق المياه ويتفاعل معها، وإنتاج حامض الكربونيك (H ₂ CO ₃):

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

يتفكك حمض الكربونيك في الماء ، مما يساهم في أيونات H ⁺ في مياه المحيط:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → H ⁺ + HCO ₃ ^-

تؤدي التركيزات المفرطة لأيونات H ⁺ إلى زيادة حموضة المياه البحرية للكوكب.

النظم البيئية البحرية

تؤثر هذه الحموضة الزائدة بشكل كبير على النظم البيئية البحرية وخاصة الكائنات الحية التي تشكل الهياكل الخارجية لكربونات الكالسيوم (الأصداف والأصداف وغيرها من الهياكل الداعمة أو الواقية) ، لأن أيونات H ⁺ تحل محل الكالسيوم من الكربونات وتذيبه منع تكوينها.

أنواع الشعاب المرجانية والمحار والمحار وقنافذ البحر وسرطان البحر والعوالق ذات الهياكل الخارجية هي الأكثر تضررًا بشكل مباشر من تحمض المحيطات.

تعتمد حياة جميع الأنواع البحرية إلى حد كبير على الشعاب المرجانية ، حيث إنها المناطق ذات التنوع البيولوجي الأكبر في البحر. يلجأ جزء كبير من الحيوانات الصغيرة ويعيش هناك ، حيث يعمل كغذاء للمستهلكين الثانويين للنظام البيئي البحري ، مثل الأسماك والحيتان والدلافين.

تحمض بسبب فائض CO ₂ في الغلاف الجوي للأرض يشكل تهديدا خطيرا للنظام البيئي البحري بأكمله. تاريخ الكوكب قد سجلت أبدا عملية تحمض المحيطات بالمعدلات الحالية - وهي أعلى نسبة في 300 مليون سنة الماضية - التي تقلل أيضا بصفتها بالوعة للCO ₂.

- المشكلات البيئية بسبب القلوية: المصادر

الصناعة والتعدين

تولد المنظفات والصابون والمنسوجات والصباغة وصناعة الورق والصناعات الدوائية ، من بين أمور أخرى ، نفايات سائلة أساسية تحتوي بشكل أساسي على هيدروكسيد الصوديوم (NaOH) ، وقاعدة قوية ، وقواعد أخرى مثل كربونات الصوديوم (Na ₂ CO. ₃) وهي قاعدة ضعيفة.

ينتج عن معالجة معدن البوكسيت مع هيدروكسيد الصوديوم لاستخراج الألمنيوم طين أحمر شديد القلوية. كما ينتج عن استخراج النفط وصناعة البتروكيماويات نفايات قلوية سائلة.

المشكلة البيئية الرئيسية التي تنتجها المواد الأساسية هي قلونة التربة.

قلونة التربة

التربة القلوية لها قيم أس هيدروجيني أكبر من 8.5 ، ولها بنية سيئة للغاية ، مع جزيئات مبعثرة وطبقات جيرية متراصة يتراوح عمقها بين 0.5 و 1 متر ، مما يمنع نمو الجذور وتسللها وتسرّبها وتصريفها.

وهي تقدم تركيزات سامة من الصوديوم (Na) والبورون (B) وهي تربة شديدة العقم.

الشكل 5. التربة القلوية. المصدر: Pixabay.com

المراجع

1. Bowman، AF، Van Vuuren، DP، Derwent، RG and Posch، M. (2002) تحليل عالمي للتحمض والتغذيات على النظم البيئية الأرضية. تلوث المياه والهواء والتربة. 41349 - 382.
2. Doney، SC، Fabry، VJ، Feely، RA and Kleypas، JA (2009). تحمض المحيطات: وغيرها من CO ₂ الاستعراض السنوي للعلوم البحار. 1 ، 169-192.
3. قاسمي ، ف. ، جاكمان ، إيه جيه ونيكس ، ها (1995). تملح الأراضي والموارد المائية: الأسباب البشرية ، المدى ، الإدارة ودراسات الحالة. CAB International ، والينفورد ، المملكة المتحدة. 544pp.
4. Kleypas ، JA and Yates ، KK (2009). الشعاب المرجانية وتحمض المحيطات. علم المحيطات. 22108-117.
5. ميسون ، سي (2002). بيئة تلوث المياه العذبة. بيرسون التعليمية المحدودة. 400 ص.