Acidificazione degli oceani

L’acidificazione degli oceani è uno dei tanti fenomeni che sconvolgono l’ecosistema provocando danni all’uomo e all’ambiente.

A partire dalla Rivoluzione Industriale si è verificato un incremento esponenziale di sostanze che inquinano aria, suolo e acque dovuto principalmente ad attività industriali e agricole.

Sebbene vi siano paesi poco sensibili ai problemi ambientali che per motivi economici negano che ci siano conseguenze dovute all’inquinamento o ritirano la propria adesione agli accordi di Parigi del 2015 i danni dovuti al Pianeta Terra sono sotto gli occhi di tutti:

• Piogge acide
• Effetto serra
• Riduzione dell’ozonosfera
• Eutrofizzazione
• Siccità e desertificazione
• Dissesto idrogeologico
• Fusione dei ghiacciai
• Fenomeni atmosferici eccezionali

Variazione del pH

L’acidificazione degli oceani è dovuta alla crescente emissione di biossido di carbonio. Questo gas serra si solubilizza nell’acqua ed è presente pertanto il seguente equilibrio tra l’anidride carbonica disciolta in acqua e quella presente allo stato gassoso nell’atmosfera:

CO_2(g) ⇌ CO_2(aq)

La quantità di CO₂ disciolta nell’acqua può essere calcolata dalla legge di Henry per la quale

K_H = 3.38 · 10^-2 mol/Latm e  [CO_2(aq)] = K_H · p _CO2(g)

Poiché la quantità di CO₂ attualmente presente nell’atmosfera è dello 0.0355 %

p _CO2(g)  = 0.0355 · 1 atm/100 = 0.000355 atm

da cui [CO_2(aq)] = K_H · p _CO2(g) = 3.38 · 10^-2 mol/Latm · 0.000355 atm = 1.20 · 10^-5 mol/L

L’anidride carbonica disciolta in acqua dà luogo alla formazione di acido carbonico secondo l’equilibrio

CO_2(aq) + H₂O ⇌ H₂CO_3(aq) la cui costante vale 1.7 · 10^-3  (1)

L’acido carbonico è un acido diprotico e il primo equilibrio di dissociazione è:

H₂CO_3(aq) ⇌ HCO₃^– _(aq) + H⁺ per il quale Ka₁ =2.5 · 10^-4 (2)

CO_2(aq) + H₂O ⇌ HCO₃^– + H⁺

È dato dalla somma dell’equilibrio (1) con l’equilibrio (2) la cui costante K è data dal prodotto delle due costanti:

K = (1.7 · 10^-3)(2.5 · 10^-4) = 4.3 · 10^-7

L’espressione relativa alla costante di questo equilibrio è:

K= 4.3 · 10^-7 = [HCO₃^–][ H⁺]/[CO₂]

Poiché all’equilibrio [HCO₃^–]=[ H⁺] = x si ha

4.3 · 10^-7 = (x)(x)/[CO₂] = (x)(x)/ 1.20 · 10^-5 mol/L

Si ha, risolvendo rispetto a x, che:

x = [H⁺] =2.3 · 10^-6 M

da cui pH = 5.6

Dall’inizio della rivoluzione industriale il pH delle acque oceaniche superficiali è diminuito di 0.1 unità e, poiché la scala di pH è logaritmica questo cambiamento ha portato ad un aumento di circa il 26% dell’acidità.

Impatto ambientale

Molte specie biologiche subiscono un impatto negativo dall’aumento dei livelli di acidità infatti poiché gli scheletri e i gusci di molti organismi marini sono costituiti da carbonato di calcio questi potrebbero avere capacità limitata a produrre e conservare i loro scheletri e i loro gusci.

Un ambiente più acido ha un effetto drammatico su alcune specie, tra cui ostriche, vongole, ricci di mare, coralli di acque poco profonde e plancton calcareo.

L’acidificazione degli oceani ha anche dimostrato di ridurre significativamente la capacità dei coralli che costruiscono le barriere coralline di produrre i loro scheletri, e alcune ricerche mostrano che, entro la fine del secolo, le barriere coralline potrebbero erodersi più velocemente di quanto possano essere ricostruite.

Sulla base degli scenari di emissione di CO₂, si stima che entro la fine del secolo per l’acidificazione degli oceani le acque superficiali del mare potrebbero essere circa il 150% più acide. Ciò porta a un pH ridotto che gli oceani non hanno misurato in più di 20 milioni di anni.

Oltre un miliardo di persone in tutto il mondo ottengono la loro principale fonte di proteine ​​dall’oceano e centinaia di migliaia di posti di lavoro dipendono dal benessere delle specie oceaniche.