Chuva ácida

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A Chuva ácida é caracterizada por um pH abaixo de 4,5. É causada pelo enxofre proveniente das impurezas da queima dos combustíveis fósseis e pelo nitrogênio do ar, que se combinam com o oxigênio para formar dióxido de enxofre e dióxido de nitrogênio. Estes se difundem pela atmosfera e reagem com a água para formar ácido sulfúrico e ácido nítrico, que são solúveis em água. Um pouco de ácido clorídrico também é formado.

As chuvas normais têm um pH de aproximadamente 5,6, que é levemente ácido. Essa acidez natural é causada pela dissociação do dióxido de carbono em água, formando o ácido carbônico, segundo a reação:

$CO_{2(g)} + H_2O_{(l)} \longrightarrow H_2CO_{3(aq)}$

[editar] Origem

Os principais fenômenos naturais que contribuem para a produção de gases ácidos lançados na atmosfera são as emissões dos vulcões e processos biológicos que ocorrem nos solos, pântanos e oceanos. Os efeitos da deposição ácida foram detectados nas geleiras há milhares de anos em partes remotas do globo.

As principais fontes humanas desses gases são as indústrias, as usinas termoelétricas e os veículos de transporte. Os gases podem ser carregados por milhares de quilômetros na atmosfera antes de serem convertidos em ácidos e então precipitados.

A chuva ácida industrial é um problema substancial na China, na Europa Ocidental, na Rússia e em áreas sob a influência de correntes de ar provenientes desses países. Essas áreas queimam carvão com enxofre em sua composição para gerar calor e eletricidade.

[editar] Formação

Uma possível reação de formação da chuva ácida é a que se segue:

$\begin{matrix} S_{(s)}+O_{2(g)}\longrightarrow SO_{2(g)} \\ 2 SO_{2(g)}+O_{2(g)}\longrightarrow 2 SO_{3(g)} \\ SO_{3(g)} +H_2O_{(l)}\longrightarrow H_2SO_{4(aq)}\\ \end{matrix}$

Evidências de um crescente aumento nos níveis de chuva ácida vêm da análise das camadas de gelos oriundos das geleiras. Elas mostram uma repentina diminuição do pH a partir da Revolução Industrial de 6 para 4,5 ou 4. Outras informações foram coletadas através dos estudos de diatomáceas que habitavam os lagos. Com o passar dos anos, eles foram morrendo e sendo depositados em camadas de sedimentos no fundo dos lagos. As diatomáceas suportam certas variações de pH, logo o número desses organismos encontrados em camadas de maior profundidade serve como indicador das mudanças de pH ao longo dos anos.

Desde a Revolução Industrial as emissões de óxidos de enxofre e nitrogênio na atmosfera aumentaram. Indústrias e usinas termoelétricas que queimam combustíveis fósseis, principalmente o carvão, são a principal fonte desses gases. Já chegou a ser registrado variações de pH abaixo de 2,4 em áreas industriais. Esses poluidores, mais o setor de transportes, são os grandes responsáveis pelo aumento dos óxidos de nitrogênio.

O problema da chuva ácida não apenas aumentou com o crescimento populacional e industrial, mas também se espalhou. O uso de grandes chaminés a fim de reduzir a poluição local contribuiu para a disseminação da chuva ácida, liberando gases na atmosfera circulante da região. Algumas vezes, a precipitação ocorre a uma distância considerável de sua formação, sendo que as regiões montanhosas recebem a maior parte (devido às chamadas chuvas de montanha). Um exemplo deste efeito é o baixo pH das chuvas da Escandinávia comparado aos níveis de óxido que esta libera.

Há uma forte relação entre baixos níveis de pH e a perda de populações de peixes em lagos. Com um pH abaixo de 4,5, praticamente nenhum peixe sobrevive, enquanto níveis iguais a 6 ou superiores promovem populações saudáveis. Ácidos na água inibem a produção das enzimas que permitem que as larvas de truta escapem das suas ovas. O baixo pH também faz circular metais pesados como o alumínio nos lagos. O alumínio faz com que alguns peixes produzam muco em excesso ao redor de suas guelras, prejudicando a respiração. O crescimento de fitoplâncton é inibido pelos grandes níveis de acidez e animais que se alimentam deles são prejudicados.

Muitos lagos são afetados ao receberem e concentrarem o ácido proveniente de solos ácidos. Este fenómeno pode ser desencadeado por um dado padrão de chuva que concentre o ácido. Um lago de águas ácidas, com peixes mortos recentemente, pode não ser prova de poluição extrema do ar.

As árvores são prejudicadas pela chuva ácida de vários modos. A superfície cerosa das suas folhas é rompida e nutrientes são perdidos, tornando as árvores mais suscetíveis a gelo, fungos e insetos. O crescimento das raízes torna-se mais lento e, em consequência, menos nutriente são transportados. Íons tóxicos acumulam-se no solo e minerais valiosos são dispoersados ou (no caso dos fosfatos) tornam-se próximos à argila.

Os íons tóxicos liberados devido à chuva ácida constituem a maior ameaça aos seres humanos. O cobre mobilizado foi implicado nas epidemias de diarréia em crianças jovens e acredita-se que existem ligações entre o abastecimento de água contaminado com alumínio e a ocorrência de casos da doença de Alzheimer.

[editar] História

A ocorrência de chuva ácida foi primeiro relatada em Manchester, na Inglaterra, um importante centro durante a Revolução Industrial. Em 1852, Robert Angus Smith identificou a correlação entre a chuva ácida e a poluição atmosférica. A expressão chuva ácida foi por ele empregada em 1872. Ele observou que essa chuva ácida podia levar à destruição da natureza. Embora a chuva ácida tenha sido descoberta desde 1852, não foi senão na década de 1970 que os cientistas começaram a observá-la. A chuva ácida era um problema que pioraria.

[editar] Soluções

Nos EUA, muitas usinas de energia a queima de carvão usam o sistema de dessulfurisação de gás de fumeiro (FGD) para retirar os gases contendo enxofre de suas chaminés. Um exemplo de FGD é o depurador molhado que comumente é usado nos EUA e em muitos outros países. Um depurador molhado é basicamente uma torre de reação equipada com um ventilador que extrai a fumaça de gases quentes da chaminé de uma usina de energia. O calcário ou a pedra calcária em forma de slurry também é injetada na torre para se misturar com os gases da pilha e combinar-se com o bióxido de enxofre presente. O carbonato de cálcio da pedra calcária produz sulfato de cálcio de pH neutro, que é fisicamente retirado do depurador. Ou seja, o depurador transforma a poluição de enxofre em sulfatos industriais.

Em algumas áreas os sulfatos são vendidos a companhias químicas como gesso quando a pureza de sulfato de cálcio é alta. Em outros, eles são colocados num aterro.

Algumas pessoas opõem-se à regulação da geração de energia, acreditando que essa geração de energia e poluição necessitam de caminhar juntas. Isto é falso. Um reator nuclear gera menos que um milionésimo do lixo tóxico (medido por efeito biológico líquido) por watt gerado, quando os dejetos de ambas as instalações de geração de energia são adequadamente comparados (os Estados Unidos proibem a reciclagem nuclear, de modo que esse país produz mais lixo que outros países).

Um esquema regulador mais benigno envolve a negociação de emissões. Por este esquema, a cada planta poluidora atual é concedida uma licença de emissões que se torna parte do capital da empresa. Os operadores então podem instalar equipamentos de controle da poluição e vender partes das suas licenças de emissões. O principal efeito deste procedimento é oferecer incentivos econômicos reais para os operadores instalarem controles de poluição. Desde que grupos de interesse público possam aposentar as licenças por compra, o resultado líquido é um decréscimo contínuo e um menor conjunto de fontes poluidoras. Ao mesmo tempo, nenhum operador particular jamais será forçado a gastar dinheiro sem retorno do valor de venda comercial dos ativos.