PROBLEMI LEGATI ALLE SOSTANZE ACIDE E BASICHE NELL'AMBIENTE - AMBIENTE - 2026

I principali problemi legati alle sostanze acide e basiche che impattano sull'ambiente sono direttamente associati ai cambiamenti di pH che inducono e al loro effetto indiretto o diretto sugli esseri viventi.

Sia le sostanze acide che quelle basiche possono generare gravi problemi ambientali; in particolare l'acidificazione ambientale causa i problemi delle piogge acide, dell'acidificazione degli oceani, dei corpi d'acqua dolce e dei suoli. L'alcalinizzazione si manifesta soprattutto nelle modifiche del suolo al pH basico.

Figura 1. Foresta colpita da piogge acide. Fonte: Lovecz, da Wikimedia Commons

Un problema ambientale può essere definito come una situazione che minaccia l'integrità di qualsiasi ecosistema e che si verifica come conseguenza di un disturbo nell'ambiente naturale.

L'attività umana ha causato problemi ambientali estremi. L'attuale modalità di produzione, con un uso intensivo di risorse naturali e un sovraccarico di inquinanti, viola la capacità di carico e la resilienza dell'ambiente.

I modi unici di modificare vaste aree di terra, di emettere enormi quantità di sostanze tossiche nell'atmosfera e di influenzare i corpi idrici, in periodi molto brevi e di generare impatti drammatici sull'ambiente, sono esclusivi della specie umana.

Le sostanze acide vengono scaricate nell'ambiente attraverso alcuni effluenti industriali, attività estrattive, l'uso di fertilizzanti acidificanti del suolo ed emissioni di gas che reagiscono con l'acqua piovana o l'umidità dell'aria producendo composti acidi.

Figura 2. Produzione di emissioni industriali inquinanti. Fonte: pixabay.com.

Le sostanze basiche o alcaline possono anche provenire da vari effluenti industriali e attività minerarie.

Quali problemi legati alle sostanze acide e basiche hanno un impatto sull'ambiente?

-Problemi ambientali dovuti all'acidificazione: fonti

Effluenti

Gli effluenti acidi di alcune industrie e gli scarichi delle miniere acide contengono principalmente acidi: cloridrico (HCl), solforico (H ₂ SO ₄ ), nitrico (HNO ₃ ) e fluoridrico (HF).

Le industrie metallurgiche, delle materie plastiche, dei coloranti, degli esplosivi, dei prodotti farmaceutici e delle resine sono generatrici di scarichi acidi.

Figura 3. Scarico degli effluenti industriali. Fonte: Nigel Wylie, tramite Wikimedia Commons

Emissioni

Le emissioni di anidride carbonica (CO ₂ ), anidride solforosa (SO ₂ ) e ossidi di azoto (NO, NO ₂ ) nell'atmosfera, dalla combustione di combustibili fossili come carbone, petrolio e gas naturale, non sono una causa solo dal riscaldamento globale del pianeta, ma dalle piogge acide.

Le emissioni di CO ₂ portano anche all'acidificazione degli oceani e dei corpi d'acqua dolce superficiali (laghi e fiumi), un problema ambientale di dimensioni catastrofiche.

fertilizzanti

L'uso prolungato di fertilizzanti inorganici contenenti azoto ammoniacale e superfosfati ha un effetto residuo di acidificazione dei terreni.

Inoltre, l'applicazione di grandi quantità di materia organica a terreni molto umidi produce acidificazione a causa dell'effetto degli acidi umici e di altri acidi organici generati.

Tra i problemi ambientali più preoccupanti generati dalle sostanze acide, citeremo le piogge acide, l'acidificazione dei suoli e l'acidificazione degli oceani terrestri.

Pioggia acida

Gas di anidride solforosa (SO ₂ ) e ossidi di azoto (NO e NO ₂ ), prodotti nella combustione di combustibili fossili nelle industrie, centrali elettriche, trasporto aereo, marittimo e terrestre e nella fusione per l'estrazione dei metalli , sono la causa dell'acidità delle precipitazioni piovose.

Nella troposfera, SO ₂ subisce ossidazione per formare acido solforico (H ₂ SO ₄ ), un acido forte e anche gli ossidi di azoto vengono trasformati in acido nitrico, un altro acido forte.

Quando piove, questi acidi presenti nell'atmosfera sotto forma di aerosol vengono incorporati nell'acqua piovana e la acidificano.

Edifici

L'acqua piovana acida corrode edifici, ponti e monumenti, poiché reagisce con il carbonato di calcio (CaCO ₃ ) del calcare degli edifici e del marmo e con i metalli. La pioggia acida acidifica anche i terreni e le acque del pianeta.

Figura 4. Danni agli edifici generati da piogge acide, gargoyle della Cattedrale di Notre Dame (Parigi, Francia) che mostra danni alla schiena. Fonte: Michael Reeve, tramite Wikimedia Commons

Metalli nel suolo

La pioggia acida altera la composizione del suolo, sposta i metalli pesanti tossici nella soluzione del suolo e nelle acque sotterranee.

A valori di pH molto acidi, si verifica un'intensa alterazione dei minerali del suolo, dovuta allo spostamento dei cationi da parte degli ioni H ⁺ presenti in alte concentrazioni. Ciò genera instabilità nella struttura del suolo, alte concentrazioni di elementi tossici e bassa disponibilità di nutrienti per le piante.

I terreni acidi con un pH inferiore a 5 contengono concentrazioni elevate e tossiche per lo sviluppo vegetale di alluminio (Al), manganese (Mn) e ferro (Fe).

Inoltre, la disponibilità dei nutrienti potassio (K), fosforo (P), zolfo (S), sodio (Na), molibdeno (Mo), calcio (Ca) e magnesio (Mg) è notevolmente ridotta.

microrganismi

Le condizioni acide non consentono lo sviluppo di microrganismi del suolo (principalmente batteri), che sono decompositori di materia organica.

I batteri che fissano l'azoto funzionano in modo ottimale a valori di pH compresi tra 7 e 6,5; la sua velocità di fissazione diminuisce drasticamente quando il pH è inferiore a 6.

I microrganismi favoriscono inoltre l'aggregazione delle particelle del suolo, che favorisce la strutturazione, l'aerazione e un buon drenaggio del suolo, fondamentali per la crescita delle piante.

Acidificazione di oceani, laghi e fiumi

L'acidificazione delle acque superficiali - oceani, laghi e fiumi - è prodotta principalmente dall'assorbimento di CO ₂ che proviene dalla combustione di combustibili fossili.

Le acque superficiali del pianeta fungono da serbatoi naturali per la CO ₂ atmosferica. In particolare, gli oceani costituiscono il grande serbatoio di anidride carbonica della Terra. La CO ₂ viene assorbita dall'acqua e reagisce con essa producendo acido carbonico (H ₂ CO ₃ ):

CO ₂ + H ₂ O → H ₂ CO ₃

L'acido carbonico si dissocia nell'acqua, apportando ioni H ⁺ all'acqua oceanica:

H ₂ CO ₃ + H ₂ O → H ⁺ + HCO ₃ ^-

Concentrazioni eccessive di ioni H ⁺ producono un aumento dell'acidità delle acque marine del pianeta.

Ecosistemi marini

Questo eccesso di acidità colpisce drammaticamente gli ecosistemi marini e in particolare gli organismi che formano esoscheletri di carbonato di calcio (conchiglie, conchiglie e altre strutture di supporto o protettive), poiché gli ioni H ⁺ spostano il calcio dal carbonato e lo dissolvono , impedendone la formazione.

Le specie di coralli, ostriche, vongole, ricci di mare, granchi e plancton con esoscheletri sono le più direttamente colpite dall'acidificazione degli oceani.

La vita di tutte le specie marine dipende in gran parte dalle barriere coralline, in quanto sono le aree di maggiore biodiversità nel mare. Gran parte della fauna più piccola si rifugia e vive lì, servendo da cibo per i consumatori secondari dell'ecosistema marino, come pesci, balene e delfini.

L'acidificazione dovuta all'eccesso di CO ₂ nell'atmosfera terrestre costituisce una seria minaccia per l'intero ecosistema marino. La storia del pianeta non ha mai registrato un processo di acidificazione dell'oceano ai ritmi attuali - i più alti degli ultimi 300 milioni di anni - che ne diminuiscono anche la capacità di serbatoio di CO ₂ .

-Problemi ambientali dovuti ad alcalinizzazione: fonti

Industriale e minerario

Le industrie di detersivi e saponi, tessile, tintoria, fabbricazione della carta e farmaceutica, tra le altre, generano effluenti di base che contengono principalmente idrossido di sodio (NaOH), base forte e altre basi come il carbonato di sodio (Na ₂ CO ₃ ), che è una base debole.

Il trattamento della bauxite minerale con NaOH per l'estrazione dell'alluminio, genera fango rosso altamente alcalino. Anche l'estrazione del petrolio e l'industria petrolchimica producono effluenti alcalini.

Il principale problema ambientale prodotto dalle sostanze di base è l'alcalinizzazione dei suoli.

Alcalinizzazione del suolo

I terreni alcalini hanno valori di pH superiori a 8,5, hanno una struttura molto povera, con particelle sparse e strati calcarei compatti tra 0,5 e 1 metro di profondità, che impediscono la crescita delle radici e le infiltrazioni, la percolazione e il drenaggio dell'acqua.

Presentano concentrazioni tossiche di sodio (Na) e boro (B) e sono terreni altamente sterili.

Figura 5. Terreno alcalino. Fonte: Pixabay.com

Riferimenti

1. Bowman, AF, Van Vuuren, DP, Derwent, RG e Posch, M. (2002) Un'analisi globale dell'acidificazione e dell'eutrofizzazione sugli ecosistemi terrestri. Inquinamento dell'acqua, dell'aria e del suolo. 41.349-382.
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