Les principaux problèmes liés aux substances acides et de base qui ont un impact sur l'environnement, sont directement associés aux changements de pH qu'ils induisent et à leur effet indirect ou direct sur les êtres vivants.
Les substances acides et basiques peuvent engendrer de graves problèmes environnementaux; l'acidification de l'environnement en particulier pose les problèmes des pluies acides, de l'acidification des océans, des plans d'eau douce et des sols. L'alcalinisation se manifeste surtout par des changements du sol au pH basique.
Un problème environnemental peut être défini comme une situation qui menace l'intégrité de tout écosystème et qui se produit à la suite d'une perturbation du milieu 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 charge et la résilience de l'environnement..
Les moyens uniques de modifier de vastes étendues de terres, d'émettre d'énormes quantités de substances toxiques dans l'atmosphère et d'affecter les plans d'eau, en de très courtes périodes et de générer des impacts dramatiques sur l'environnement, sont exclusifs à l'espèce humaine..
Des substances acides sont rejetées dans l'environnement via certains effluents industriels, les activités minières, l'utilisation d'engrais acidifiants du sol et les émissions de gaz qui réagissent avec l'eau de pluie ou l'humidité de l'air, produisant des composés acides..
Les substances basiques ou alcalines peuvent également provenir de divers effluents industriels et activités minières..
Les effluents acides de certaines industries et les drains miniers acides contiennent principalement des acides: chlorhydrique (HCl), sulfurique (HdeuxSW4), nitrique (HNO3) et fluorhydrique (HF).
Les industries de la métallurgie, des plastiques, des colorants, des explosifs, des produits pharmaceutiques et des résines sont des générateurs de rejets acides.
Émissions de dioxyde de carbone (COdeux), dioxyde de soufre (SOdeux) et les oxydes d'azote (NO, NOdeux) dans l'atmosphère, de la combustion de combustibles fossiles tels que le charbon, le pétrole et le gaz naturel, sont à l'origine non seulement du réchauffement climatique de la planète, mais aussi des pluies acides.
Émissions de COdeux Ils provoquent également l'acidification des océans et des masses d'eau douce de surface (lacs et rivières), problème environnemental aux dimensions catastrophiques..
L'utilisation prolongée d'engrais minéraux contenant de l'azote ammoniacal et des superphosphates a un effet résiduel d'acidification des sols..
En outre, l'application de grandes quantités de matière organique sur des sols très humides produit une acidification due à l'effet des acides humiques et d'autres acides organiques générés..
Parmi les problèmes environnementaux les plus inquiétants engendrés par les substances acides, on citera les pluies acides, l'acidification des sols et l'acidification des océans terrestres..
Gaz de dioxyde de soufre (SOdeux) et les oxydes d'azote (NO et NOdeux), produits par la combustion de combustibles fossiles dans les industries, les centrales électriques, les transports aériens, maritimes et terrestres, et dans les fonderies pour l'extraction des métaux, sont à l'origine de pluies acides.
Dans la troposphère, le SOdeux subit une oxydation pour former de l'acide sulfurique (HdeuxSW4), 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'acidifient..
L'eau de pluie acide corrode les bâtiments, les ponts et les monuments, car elle réagit avec le carbonate de calcium (CaCO3) du calcaire des constructions et du marbre et des métaux. Les pluies acides acidifient également les sols et les plans d'eau de la planète.
Les pluies acides modifient la composition du sol, déplacent les métaux lourds toxiques dans la solution du sol et dans les eaux souterraines.
À des valeurs de pH très acides, une altération intense des minéraux du sol se produit, en raison du déplacement des cations par les ions H+ présent en fortes concentrations. Cela génère une instabilité dans la structure du sol, des concentrations élevées d'éléments toxiques et une faible disponibilité de nutriments pour les plantes..
Les sols acides avec un pH inférieur à 5 contiennent des concentrations élevées et toxiques pour le développement des plantes d'aluminium (Al), de manganèse (Mn) et de fer (Fe).
De plus, la disponibilité des nutriments potassium (K), phosphore (P), soufre (S), sodium (Na), molybdène (Mo), calcium (Ca) et magnésium (Mg) est considérablement réduite..
Les conditions acides ne permettent pas le développement de micro-organismes du sol (principalement des bactéries), qui sont des décomposeurs de la matière organique.
Les bactéries fixatrices d'azote fonctionnent de manière optimale à des valeurs de pH comprises entre 7 et 6,5; son taux de fixation diminue considérablement lorsque le pH est inférieur à 6.
Les microorganismes favorisent également l'agrégation des particules du sol, ce qui favorise la structuration, l'aération et un bon drainage du sol, indispensables à la croissance des plantes..
L'acidification des eaux de surface - océans, lacs et rivières - est principalement produite par l'absorption de COdeux qui provient de la combustion de combustibles fossiles.
Les eaux de surface de la planète agissent comme des puits naturels pour le COdeux atmosphérique. En particulier, les océans sont le grand puits de dioxyde de carbone de la Terre. Le COdeux est absorbé par l'eau et réagit avec elle, produisant de l'acide carbonique (HdeuxCO3):
COdeux +HdeuxO → HdeuxCO3
L'acide carbonique se dissocie dans l'eau, contribuant aux ions H+ à l'eau des océans:
Hdeux CO3+HdeuxO → H+ +HCO3-
Concentrations excessives d'ions H+ produire une augmentation de l'acidité des eaux marines de la planète.
Cet excès d'acidité affecte considérablement les écosystèmes marins et en particulier les organismes qui forment les exosquelettes de carbonate de calcium (coquilles, coquilles et autres structures de support ou de protection), puisque les ions H+ déplacer le calcium du carbonate et le dissoudre, empêchant sa formation.
Les espèces de coraux, huîtres, palourdes, oursins, crabes et plancton avec exosquelettes sont les plus directement affectées par l'acidification des océans.
La vie de toutes les espèces marines dépend en grande partie des récifs coralliens, car ce sont les zones de la plus grande biodiversité de la mer. De nombreux animaux plus petits s'y réfugient et y vivent, qui servent de nourriture aux consommateurs secondaires de l'écosystème marin, tels que les poissons, les baleines et les dauphins..
Acidification par excès de COdeux dans l'atmosphère terrestre, il constitue une menace sérieuse pour l'ensemble de l'écosystème marin. L'histoire de la planète n'a jamais enregistré de processus d'acidification des océans au rythme actuel - le plus élevé des 300 derniers millions d'années -, ce qui diminue également sa capacité en tant que puits de CO.deux.
Les industries de la lessive et du savon, du textile, de la teinture, de la fabrication du papier et de la pharmacie, entre autres, génèrent des effluents basiques qui contiennent principalement de l'hydroxyde de sodium (NaOH), une base forte et d'autres bases telles que le carbonate de sodium (NadeuxCO3), qui est une base faible.
Le traitement de la bauxite minérale avec NaOH pour l'extraction de l'aluminium, génère des boues rouges hautement alcalines. L'extraction pétrolière et l'industrie pétrochimique produisent également des effluents alcalins.
Le principal problème environnemental produit par les substances basiques est l'alcalinisation des sols.
Les sols alcalins ont des valeurs de pH supérieures à 8,5, ont une structure très pauvre, avec des particules dispersées et des couches calcaires compactes entre 0,5 et 1 mètre de profondeur, qui empêchent la croissance des racines et l'infiltration, la percolation et le drainage de l'eau..
Ils présentent des concentrations toxiques de sodium (Na) et de bore (B) et sont des sols très stériles.
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