Di Chris McGann
Aggiornato il 24 marzo 2022
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Quando la maggior parte delle persone pensa al pH, immagina di testare l’acqua della piscina o di usare prodotti per la pulizia. In realtà, le variazioni del pH negli ecosistemi naturali hanno conseguenze di vasta portata per ogni forma di vita, dagli alberi torreggianti ai microbi microscopici. La scienza alla base di questi cambiamenti è fondamentale per la protezione dell'ambiente e la gestione delle risorse.
La scala del pH va da 0 a 14, dove 7 rappresenta il neutro. Valori inferiori a 7 denotano acidità e superiori a 7 indicano alcalinità. L'acidità o l'alcalinità estrema possono essere letali, ma la preoccupazione maggiore per gli ecosistemi è il basso pH dell'acqua piovana e del deflusso, che può danneggiare piante, pesci e gli organismi che li sostengono.
La pioggia acida è particolarmente distruttiva per gli alberi e altra vegetazione. Quando le precipitazioni acide entrano in contatto con il suolo, rilasciano ioni di alluminio che rilasciano nutrienti vitali come calcio e magnesio. Questa perdita di nutrienti ostacola la funzione delle radici, limitando la capacità della pianta di assorbire acqua e minerali essenziali. Di conseguenza, gli alberi diventano rachitici, più suscettibili ai parassiti e alle malattie e, in definitiva, più deboli nel resistere agli stress ambientali. Nei sistemi acquatici, l'acqua acidificata degrada la vita vegetale sommersa, erodendo la base delle reti alimentari che sostengono pesci e altri organismi.
I pesci sono molto sensibili alle variazioni di pH perché l’acidità sconvolge il delicato equilibrio degli ioni nel sangue e nei tessuti, in particolare del sodio e dell’ossigeno. Le condizioni acide compromettono la funzione delle branchie, riducendo la capacità del pesce di regolare lo scambio ionico. La tolleranza varia a seconda della specie:la trota di fiume può sopravvivere a un pH fino a 5,0, mentre la spigola inizia a soffrire a pH 6,0. Anche quando i pesci sopravvivono, l’acidità cronica può arrestare la crescita, diminuire il successo riproduttivo e ridurre la competitività alimentare. Inoltre le uova di pesce sono fragili; l'Environmental Protection Agency degli Stati Uniti riferisce che le uova non si schiudono quando il pH dell'acqua circostante scende a 5,0 o al di sotto.
I microbi costituiscono il fondamento degli ecosistemi acquatici. L’acqua acida può decimare popolazioni di organismi chiave come le effimere, le cui larve dipendono dai livelli di sodio per la sopravvivenza. Quando le popolazioni di effimere diminuiscono, i predatori, compresi i pesci, affrontano la carenza di cibo, causando potenzialmente un declino a cascata in tutta la catena alimentare. Questa interruzione può modificare la composizione della comunità e ridurre la biodiversità.
La pioggia acida ha origine da processi naturali come il decadimento della vegetazione e le eruzioni vulcaniche, ma le attività umane, in particolare la combustione di combustibili fossili, sono la fonte predominante. Le emissioni di anidride solforosa (SO₂) e ossidi di azoto (NOₓ) reagiscono con l'umidità atmosferica per formare acidi deboli. Le precipitazioni rilasciano quindi questi acidi nel terreno e nell’acqua, abbassando il pH e danneggiando gli ecosistemi. Negli Stati Uniti, le centrali elettriche e i veicoli sono i principali responsabili dell'acidità atmosferica.
Mentre le piogge acide colpiscono aree estese, il drenaggio acido delle mine (AMD) rappresenta una minaccia localizzata ma grave. L'acqua che scorre attraverso miniere di carbone abbandonate o attive può reagire con i minerali solforati, producendo acido solforico. L'AMD acidifica rapidamente i corsi d'acqua e i laghi vicini, spesso fino a valori di pH inabitabili per pesci e piante acquatiche. Gli sforzi di mitigazione, come l'aggiunta di calcare o altre sostanze alcaline, possono aumentare il pH e ridurre l'acidità, ma questi trattamenti sono costosi e non eliminano la contaminazione da metalli che danneggia anche la vita acquatica.
