O que é a chuva ácida, como se forma.

A água da chuva resulta da elevação da água evaporada dos mares e lagos. Ao alcançar atmosfera, as baixas temperaturas levam à sua condensação, formando gotas. Ao precipitar para a Terra, alguns materiais da atmosfera dissolvem-se nessa água. Esses materiais são sais marítimos arrastados pelo vapor de água, materiais particulados, poeiras e gases, nomeadamente o dióxido de carbono. O dióxido de carbono é o composto que influencia o pH da água da chuva, sendo este de 5,6 para a água da chuva normal. Este valor, apesar de revelar a acidez da solução, não é prejudicial para o meio ambiente. Esta acidez deve-se à existência de ácido carbónico, resultante da dissolução de CO₂ em H₂O, que se traduz nesta equação química:

CO_{2 (g)} + H₂O _(l) à H₂CO_{3 (aq)}

No entanto, quando existem na atmosfera gases como os óxidos de enxofre e azoto (com pH menor que 7), facilmente solúveis em água, dão-se reacções químicas que vão alterar o valor de pH da água da chuva normal. As reacções químicas que levam a este fenómeno são as seguintes:

. A combustão dos automóveis leva á formação de ácido NO que, quando oxidado, resulta em NO2. A sua reacção com a água forma ácido nítrico e óxido nítrico:

3 NO₂ (g) + 3 H₂O (l) à 2 H₃O⁺ (aq) + 2 NO₃^- (aq) + NO (g)

. A queima de combustíveis fósseis (derivados de petróleo) produz dióxido de enxofre. Ao reagir com a água origina ácido sulfuroso, H₂SO_3:

SO₂ (g) + 2 H₂O (l) à H₃O⁺ (aq) + HSO₃^- (aq)

. A presença de material particulado e aerossóis do ar leva a que esse mesmo dióxido de enxofre (SO₂) volte a reagir com o oxigénio presente na atmosfera. Esta reacção forma trióxido de enxofre (SO₃) que, por sua vez, resulta em ácido sulfúrico (HSO₄^-) ao reagir com a água:

SO₃ (g) + 2 H₂O (l) à H₃O⁺ (aq) + HSO₄^- (aq)

A água da chuva resultante terá então um pH entre 5 e 2, o que é prejudicial para o meio ambiente. Esta deposição ácida pode, no entanto, ser húmida (a chuva, o nevoeiro, a neve) ou ser seca (gases ácidos e partículas), sendo esta última responsável por cerca de metade de toda a “acidez” que atinge a Terra.

Evolução nos últimos anos deste fenómeno.

Nos últimos anos, verificou-se um aumento da precipitação de chuvas ácidas, que se encontra intimamente ligado com o aumento das emissões de gases. A situação melhorara significativamente graças às acções empreendidas ao longo dos últimos trinta anos para resolver os casos mais graves de poluição atmosférica proveniente da actividade industrial nas cidades europeias. No entanto, o aumento substancial do tráfego automóvel (devido, entre outros, à cultura automóvel, ao aumento das dimensões das cidades, e ao fraco investimento nos transportes públicos) ao longo do mesmo período traduziu-se no facto de a má qualidade do ar provocada pelas emissões dos veículos para a atmosfera continuar a representar um sério risco para a saúde e para o ambiente. As inúmeras modificações a nível de veículos e de combustíveis ocorridas nos últimos 25 anos reduziram bastante as emissões tóxicas, emitindo os automóveis de turismo actuais cerca de 90% menos e os autocarros e camiões cerca de metade dos poluentes tóxicos do que emitiam os modelos dos anos 70. No entanto, o crescente número de veículos a circular e da distância percorrida faz com que estes resultados sejam contrabalançados, e os automóveis continuem a ser um problema ambiental cada vez mais importante, não só a nível de emissões atmosféricas, como a nível de ruído e de resíduos gerados, entre outros.

Para além disso, a crescente industrialização, isto é, a emissão de gases prejudiciais à atmosfera por parte de fábricas de uma forma não regulamentada contribui ainda mais para o aumento das chuvas ácidas.

Origem. Fontes poluidoras.

Ao queimar combustíveis fósseis (carvão, petróleo, gás natural) nas centrais eléctricas e nos meios de transporte para produzir energia, geram-se grandes quantidades de gases como o dióxido de enxofre (SO₂) e os óxidos de azoto (NO_x), que quando se misturam com as gotículas de água nas nuvens, voltam à Terra sob a forma de ácido sulfúrico e ácido nítrico - chuvas ácidas. Estas afectam não só a natureza (plantas e animais) como também os edifícios e monumentos. Nas zonas urbanas e industriais, a concentração deste tipo de gases atinge frequentemente valores muito elevados, como é possível ver no gráfico abaixo.

O sector económico que mais contribuiu para o Índice de Acidificação é o da Indústria Transformadora, seguido de perto pelos de Electricidade, Gás e Água e de Agricultura, Silvicultura e Pescas. Dentro da Indústria Transformadora, os ramos que mais contribuem para a acidificação são a refinação de produtos petrolíferos, a indústria da pasta/papel e a indústria cimenteira.

Consequências nos ecossistemas e património arquitectónico natural e edificado.

A acidificação do meio ambiente é um problema grave, pois ao alterar quimicamente os solos e a água, condiciona o desenvolvimento das espécies vegetais e animais, alterando o equilíbrio dos ecossistemas.

Um lago em condições naturais é um exemplo corrente e bem demonstrativo desta ocorrência. O pH da sua água está em torno de 6,5 – 7,0, podendo manter uma grande variedade de peixes, plantas e insectos, além de sustentar os animais e as aves que vivem no seu entorno e se alimentam no lago. No entanto, o excesso de acidez da água da chuva pode provocar a acidificação dos lagos, principalmente aqueles de pequenas dimensões. O pH em torno de 5,5 mata larvas, pequenas algas e insectos, prejudicando também os animais que dependem desses organismos para se alimentar. No caso do pH da água chegar a 4,0 – 4,5, já pode ocorrer a intoxicação da maioria das espécies de peixes e levá-los até a morte.

Também o solo pode ser acidificado pela chuva. Porém, alguns tipos de solo são capazes de neutralizar pelo menos parcialmente a acidez da chuva. Esta neutralização deve-se à presença de calcário e cal (CaCO₃ e CaO) natural nos solos. Assim, solos que não têm calcário são mais susceptíveis à acidificação. A neutralização natural da água de chuva pelo solo minimiza o impacto da água que atinge os lagos pelas suas encostas (lixiviação). Uma chuva ácida provoca um maior arrasto de metais pesados do solo para lagos e rios, podendo intoxicar a vida aquática.

Um outro factor muito importante sobre a emissão de SO₂ é a formação de ácidos no corpo humano, à medida que respiramos. Este ácido pode provocar problemas como coriza, irritação na garganta e olhos e até afectar os pulmões de forma irreversível. A emissão de NO₂, que provém principalmente da queima de combustíveis pelos carros também pode provocar problemas respiratórios e diminuir a resistências do organismo a vários tipos de infecções.

A acidez da atmosfera não só afecta os seres vivos como também pode danificar o património arquitectónico natural e edificado. Assim, a deposição ácida (seca e húmida) contribui para a deterioração de tintas e de pedras (o mármore, por exemplo) e para a corrosão de metais (o cobre, por exemplo). O contacto dos ácidos na superfície dos edifícios de mármore e de calcário leva à dissolução da calcite (presente no mármore) e do calcário. Se considerarmos H⁺ como o ácido (de forma genérica), podemos representar esta dissolução através da seguinte equação:

CaCO_{3 (s)} + 2H⁺_(aq) à Ca²⁺ _(aq) + H₂O _(l) + CO_{2 (g})

As dissoluções sucessivas levam a que os edifícios passem a apresentar superfícies rugosas, ausência de material e perda de detalhes. As pedras dos monumentos situados em zonas abrigadas têm tendência a apresentar crostas enegrecidas, que reduzem drasticamente o seu valor arquitectónico. Esta crosta é composta fundamentalmente por gesso obtido a partir da reacção entre a calcite, a água e o ácido sulfúrico. A sua cor negra deve-se à presença das poeiras e dos poluentes atmosféricos. A reacção química que traduz este processo é a seguinte:

CaCO_{3 (s)} + H₂SO_{4 (aq)} à H₂O _(l) + CO_{2 (g)} + CaSO_{4 (s)}

O gesso, por ser relativamente solúvel em água, é arrastado das superfícies expostas à chuva, aparecendo apenas nas superfícies que estão protegidas da água.

A deterioração de estruturas metálicas pela precipitação de chuvas ácidas dá-se por razões diferentes – as reacções de oxidação. Quando o cobre ou o bronze se encontram expostos ao ar, forma-se à sua superfície uma patine cinzenta-esverdeada de sais de cobre que, de certa forma, evita maiores estragos no metal. No entanto, a acção continuada da chuva ácida põe vir a dissolve parte dessa patine protectora e permitir uma corrosão mais profunda.

O que fazer para minimizar as consequências, individualmente e por acordos internacionais

Relativamente à poluição atmosférica, e uma vez que grande parte das emissões depende do tipo de combustível utilizado, a maior parte das medidas prende-se com a alteração dos combustíveis, bem como no melhoramento da tecnologia e performance dos veículos (proibição do chumbo na gasolina, limitação da volatilidade da gasolina, utilização de gasolina reformulada, limitações de enxofre no gasóleo, controlo de emissões, etc.)

Muitas destas medidas têm sido tomadas a uma escala global, uma vez que alguns problemas causados pelos automóveis são problemas que afectam vários países, e não apenas o local onde a poluição é gerada. No entanto, a forma mais eficiente e indicada de reduzir os problemas associados aos automóveis é a diminuição da sua utilização, pois devem sempre tomar-se medidas preventivas em vez de curativas. Para isso, é necessária a criação de bons transportes públicos e fornecer à população uma educação ambiental adequada, para que se conheçam quais os prejuízos induzidos do uso excessivo deste meio de transporte.

Para diminuir as consequências das chuvas ácidas a nível europeu, propôs-se um novo regime legislativo que tem obtido progressos substanciais no que se trata a poluentes, tais como o dióxido de enxofre, o chumbo e os CFC’s. Têm sido feitos acordos com as indústrias, apoiado investigações científicas e o desenvolvimento tecnológico, apoiado a campanhas de informação e de educação do público, etc.

Em casos particulares, pode-se reduzir a acidez de solos e das águas usando um composto barato de características básicas como o carbonato de cálcio. Este método é muito utilizado pelos agricultores e lavradores. A acidez dos lagos é tratada da mesma forma (carbonato de cálcio), mas é mais dispendiosa por ter que ser utilizada frequentemente.

No que diz respeito à minimização de consequências antes que os gases prejudiciais sejam lançados para a atmosfera, também podem ser tomadas medidas muito importantes. Para diminuir a emissão de dióxido de enxofre produzido por centrais termoeléctricas, é necessário remover o dióxido de enxofre presente nos gases após a queima do carvão. Esse processo trata-se de uma dessulfurizaçao, mas é bastante dispendioso e agrava o preço da energia eléctrica em cerca de 10%.

O caso da remoção dos óxidos de azoto das fontes é uma das medidas mais relevantes pois para além de diminuir a poluição ambiental, os óxidos de azoto podem ser convertidos em ácido nítrico, e usados como catalizadores.

Pensa-se que os maiores produtores de óxidos de azoto são os veículos motores e as fornalhas das centrais termoeléctricas. Para diminuir as emissões será preciso o controle das condições de combustão, nomeadamente a temperatura e a proporção combustível/ar na mistura, de forma a controlar a extensão da reacção entre o azoto e o oxigénio.

As soluções mais eficazes para o nível industriais são inúmeras. Estas soluções são, entre outras, usar carvão sem enxofre, proceder à limpeza dos efluentes gasoso, utilizar diferentes processos tecnológicos, utilizar fontes de energia alternativas, diminuir os consumos de energia e restaurar o ambiente danificado.

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