O ácido carbônico é um ácido fraco que se ioniza parcialmente, portanto a água da chuva natural possui um pH ligeiramente ácido chegando a 5,6. Desta forma as chuvas ácidas são aquelas cujo pH é acentuadamente inferior a este valor (pH < 5). Os dois ácidos predominantes na chuva ácida são o ácido sulfúrico (H2SO4) e o ácido nítrico (HNO3).
A chuva ácida geralmente ocorre longe das fontes primárias de produção pois ela é o produto dos gases SO2 e NOx respectivamente (o x significa que poderemos ter diverso valores para este índice). Na escala global, muito do SO2 é produzido por vulcões e decomposição de plantas, mas este tipo de poluição se situa geralmente longe de centros urbanos. Portanto a água da chuva natural possui um pH ligeiramente ácido chegando a 5,6. Desta forma as chuvas ácidas de que iremos considerar são aquelas cujo o pH é acentuadamente inferior a este valor (pH < 5). Os dois ácidos predominantes na chuva ácida são o sulfúrico H2S04 e o nítrico HNO3.
A chuva ácida geralmente ocorre longe das fontes primárias de produção pois ela é produto dos gases SO2 e o NOx respectivamente (o x significa que poderemos ter vários valores para este índice). Poluição por ácido sulfúrico H2SO4 Na escala global muito SO2 é produzido por vulcões, e decomposição de plantas, mas este tipo de poluição se situa geralmente longe de centros urbanos e é totalmente disperso. A maior fonte antropogênica (gerada pelo homem) de SO2 é a combustão do carvão, o qual possui uma média de 9% de enxofre, O carvão é usado para produzir eletricidade (usinas termoelétricas) e quando queimado gera SO2, O enxofre existe também no petróleo mas além de ser em pouca percentagem, em torno de 2%, é ainda mais reduzido nos principais produtos dele derivados como a gasolina. Podemos assim definir a origem da chuva sulfúrica. Inicialmente temos a queima de algum combustível que possua enxofre.
Poluição por ácido nítrico HNO3: Os gases poluidores que geram a chuva nítrica são o NO e o NO2, Estes gases são produzidos por combustões a altas temperaturas. O nitrogênio do ar se combina com o oxigênio também do ar a estas temperaturas formando ambos os óxidos. Estas reações só se processam nas altas temperaturas dos motores a combustão interna ou processos industriais altamente exotérmicos pois é necessário se alcançar entre 1.300 °C e 2.500 °C de temperatura. A maior parte do nitrogênio se oxida a NO que é mais estável que o NO2, apenas 10% do nitrogênio industrial oxidado sai na forma de NO2 e 3% nos motores de combustão interna. Na atmosfera o NO é oxidado a NO2 pouco a pouco em reações complexas.
Os principais efeitos da chuva ácida: Destruição de solos e plantas Quando o solo é exposto a chuvas os carbonatos (CO3=) são dissolvidos com rapidez, liberando os seus íons positivos, Ca++, K+ e Mg++. Isto pode levar a um brusco aumento de nutrientes para os ecossistemas aparecendo como uma proliferação de seres vivos, principalmente nos rios e lagos, mas empobrece os solos dos quais estes nutrientes são carregados. Os solos ficam portanto improdutivos. Ocorre ainda a destruição das folhas das árvores, prejudicando assim todo o processo fotossintético. Vários íons que normalmente ficam retidos no solo são liberados para as águas com efeitos negativos. Alteração de sistemas aquáticos Os organismos vivos de maneira geral tem dificuldade de sobreviver em pH < 5 ou pH > 9. A maior parte dos peixes começa a morrer quando o pH da água se aproxima de 5. Cátions tóxicos mobilizados do solo aumentam a destruição.
Deterioração de edifícios e monumentos
A chuva ácida ataca as pedras em geral principalmente os mármores, que como sabemos são feitos principalmente de carbonatos de cálcio e magnésio.
A chuva também corroí os metais. Recentemente foi divulgado ao público em geral o temor que os donos de postos de combustíveis tem da corrosão dos tanques de estocagem.
A água de chuva já é naturalmente ácida. O gás carbônico (CO2) atmosférico dissolve-se nas nuvens e na chuva para formar um ácido fraco: o ácido carbônico (H2CO3). Este ácido confere à chuva um pH de 5,6. Este valor de pH, resultante da contribuição de um gás naturalmente presente na atmosfera, indica que a água de chuva já é levemente ácida. Entretanto, valores de pH inferiores a 5,6 indicam frequentemente que a chuva encontra-se poluída com ácidos fortes como o ácido sulfúrico (H2SO4) e o ácido nítrico (HNO3) e, eventualmente, com outros tipos de ácidos como o clorídrico (HCl) e os ácidos orgânicos.
A deposição ácida é causada principalmente pelas emissões de dióxido de enxofre (SO2) e dos óxidos de nitrogênio (NOx = NO e NO2), já que estes gases são as espécies formadoras de ácidos fortes mais frequentemente emitidas pela atividade antropogênica. Estes poluentes primários do ar são gerados pela queima de combustíveis fósseis - petróleo e carvão mineral - em veículos e indústrias, notadamente nas usinas termelétricas, refinarias de petróleo e indústrias siderúrgicas e, ainda, no processo de fabricação de ácido sulfúrico, ácido nítrico, celulose, fertilizantes e na metalurgia dos minerais não metálicos, entre outros. Uma vez liberados na atmosfera, estes gases podem ser convertidos quimicamente em poluentes secundários, como os ácidos sulfúrico e nítrico.
A chuva ácida pode ter uma causa natural. Em algumas regiões localizadas, a chuva pode ser acidificada por emissões naturais provenientes da atividade geotérmica (vulcões e fontes termais), da queima de biomassa e através de processos metabólicos em algas, fitoplâncton e em algumas plantas presentes em ambientes marinhos, costeiros e continentais. Os oceanos e os litorais formados de pântanos salgados e manguezais são fontes expressivas de liberação de compostos ácidos para a atmosfera.
Os ácidos sulfúrico e nítrico são formados na atmosfera através da oxidação fotoquímica dos gases SO2, NO e NO2 com radicais livres (principalmente o radical hidroxila-OH·) ou através da oxidação destes gases ácidos com o peróxido de hidrogênio (H2O2), com o ozônio (O3) ou com o oxigênio dissolvido no interior das nuvens, neblinas e na chuva, neste último caso, uma reação catalisada por metais traço com o Mn2+ , Fe2+ e Fe3+.
O alcance da chuva ácida
O dióxido de enxofre e os óxidos de nitrogênio, que são os principais gases formadores da chuva ácida, podem ser transportados até cerca de 3000 km de distância, dependendo do vento, da altura das chaminés das fábricas, da freqüência das chuvas e das condições da atmosfera. A exportação das chuvas ácidas para regiões não produtoras de poluição foi a causa imediata para que o problema fosse avaliado à nível internacional. O Brasil pode estar levando chuva ácida para o Uruguai, assim como os países da Europa Ocidental exportam acidez para a remota Escandinávia.
A chuva ácida é um fenômeno antigo. O termo chuva ácida foi cunhado por um químico, Robert Angus Smith, quando descrevia a poluição em Manchester, Inglaterra, há mais de um século. Entretanto, a nível mundial, a percepção da acidez da chuva só ocorreu a partir da década de 1950, quando diversos ecossistemas (lagos e florestas, principalmente) já estavam seriamente comprometidos. Esta percepção tardia deve-se ao fato de que os ambientes naturais possuem um longo tempo de resposta a agressões como a acidificação. A água e o solo possuem a capacidade de neutralizar adições de ácidos e bases, e só depois de esgotada esta capacidade é que o pH destes ambientes sofre mudanças bruscas e acentuadas.
Os ecossistemas terrestres e aquáticos possuem diferentes graus de sensitividade à deposição ácida. Esta vulnerabilidade depende da geologia do leito de rochas, do tipo de solo, do uso do solo e da precipitação que ocorre naquela área. Rochas como o calcário, fornecem altos níveis de alcalinidade e, portanto, uma grande capacidade para neutralizar níveis acentuados de acidez. Por outro lado, áreas sustentadas por rochas altamente silicosas como o granito, alguns gnaisses, quartzito e arenito possuem menor alcalinidade, sendo, portanto muito mais sensíveis ou vulneráveis às cargas ácidas.
Quando o ambiente não consegue mais neutralizar a acidez que vem com a chuva, inicia-se um processo de degradação ambiental que vai desde a acidificação das águas e do solo, com sérios problemas de redução da biodiversidade e de alterações físico-químicas nestes ambientes, até a ocorrência de declínio de florestas e prejuízos à agricultura e à pesca. Além disso, a chuva ácida acelera a corrosão e desgaste de materiais e, no homem, o organismo pode ter suas funções comprometidas pelo acúmulo de metais pesados dissolvidos, trazidos pelas águas de chuva acidificadas.
Efeitos e prejuízos
Segundo o Fundo Mundial para a Natureza, cerca de 35% dos ecossistemas europeus já estão seriamente alterados e cerca de 50% das florestas da Alemanha e da Holanda estão destruídas pela acidez da chuva. Na costa do Atlântico Norte, a água do mar está entre 10% e 30% mais ácida que nos últimos vinte anos. Nos EUA, onde as usinas termoelétricas são responsáveis por quase 65% do dióxido de enxofre lançado na atmosfera, o solo dos Montes Apalaches também está alterado: tem uma acidez dez vezes maior que a das áreas vizinhas, de menor altitude, e cem vezes maior que a das regiões onde não há esse tipo de poluição.
Monumentos históricos também estão sendo corroídos: a Acrópole, em Atenas; o Coliseu, em Roma; o Taj Mahal, na Índia; as catedrais de Notre Dame, em Paris e de Colônia, na Alemanha. Em Cubatão, São Paulo, as chuvas ácidas contribuem para a destruição da Mata Atlântica e desabamentos de encostas. A usina termoelétrica de Candiota, em Bagé, no Rio Grande do Sul, provoca a formação de chuvas ácidas no Uruguai. Outro efeito das chuvas ácidas é a formação de cavernas.
Prejuízos para o ser humano
SAÚDE: A chuva ácida libera metais tóxicos que estavam no solo. Esses metais podem alcançar rios e serem utilizados pelo homem causando sérios problemas de saúde.
PRÉDIOS, CASAS, ARQUITETURA: a chuva ácida também ajuda a corroer os materiais usados nas construções como casas, edifícios e arquitetura, destruindo represas, turbinas hidrelétricas, etc.
Prejuízos para o meio ambiente
LAGOS: os lagos podem ser os mais prejudicados com o efeito da chuva ácida, pois podem ficar totalmente acidificados, perdendo toda a sua vida.
DESMATAMENTOS: a chuva ácida faz clareiras, matando duas ou três árvores. Imagine uma floresta com muitas árvores utilizando mutuamente, agora duas árvores são atingidas pela chuva ácida e morrem, algum tempo após muitas plantas que se utilizavam da sombra destas árvores morrem e assim vão indo até formar uma clareira. Essas reações podem destruir florestas.
AGRICULTURA: a chuva ácida afeta as planações quase do mesmo jeito que das florestas, só que é destruída mais rápido já que as plantas são do mesmo tamanho, tendo assim mais áreas atingidas.
A chuva ácida no Brasil
A chuva ácida pode ocorrer nas áreas sob influência da poluição produzida pelas indústrias de Cubatão, próximo à Serra do Mar. Nesta região ocorre um fenômeno muito grave, a morte na floresta Atlântica que recobre a serra. As árvores de maior porte morrem devido à poluição.
Os poluentes geram as chuvas ácidas, que causam a queda das folhas em algumas árvores.
Abre-se uma clareira, e o Sol, antes bloqueado pela copa das árvores, agora incide diretamente sobre espécies mais sensíveis, matando-as. A destruição assume uma gravidade significativa por causa do papel que as árvores possuem. Elas fixam a camada de solo que reveste a Serra do Mar, impedindo o deslizamento desse terreno. A morte das árvores e o apodrecimento das raízes são prejudiciais ao ambiente da serra, pois pode causar em vários pontos verdadeiras avalanches de lama e pedras. Caso esse processo se torne freqüente, poderá causar assoreamentos de rios e inundações.
A chuva ácida no mundo
Pode parecer que não, mas milhares de pessoas preocupam-se com o meio ambiente. Os dois países com maior interesse em acabar com a chuva ácida são a Grã-Bretanha e a Alemanha. A Alemanha mudou sua política repentinamente para garantir pouca poluição; já a Grã-Bretanha, que tem menos problemas, ainda quer um pouco mais de provas antes de atuar. Um outro país, os Estados Unidos, acredita que sejam necessárias mais pesquisas e debates antes de uma ação prática.
Algumas medidas para evitar ou amenizar o problema
- Incentivar o transporte coletivo.
- Utilizar metrôs em substituição à frota de ônibus a diesel.
- Incentivar a descentralização industrial.
- Dessulfurar os combustíveis com alto teor de enxofre antes da sua distribuição e consumo.
- Dessulfurar os gases de combustão nas indústrias antes do seu lançamento na atmosfera.
- Utilizar combustíveis limpos em veículos, indústrias e caldeiras.
- Subsidiar a utilização de combustíveis limpos (gás natural, energia elétrica de origem hidráulica,energia solar e energia eólica) em fontes de poluição tipicamente urbanas como hospitais, lavanderias e restaurantes.
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