A chuva ácida pode ter sérias implicações para o ambiente – especialmente ambientes aquáticos e solos. Embora tenham sido tomadas medidas para limpar muitas das emissões que a causam, os danos já foram feitos a muitos ambientes naturais ao redor do mundo.
No entanto, há luz no final do túnel. Acontece que existem alguns métodos que podem ser empregados para ajudar a reduzir e reverter os efeitos da chuva ácida no mundo natural.
- O que é chuva ácida e o que a causa?
- Que diferentes formas de chuva ácida existem?
- Qual é o pH da chuva ácida?
- Por que a chuva ácida é prejudicial ao meio ambiente?
- A chuva ácida é prejudicial aos seres humanos?
- Existem alguns efeitos positivos da chuva ácida?
- Como a chuva ácida afeta o solo?
- Como podem as áreas danificadas pela chuva ácida ser restauradas?
- Calcário em pó pode ser adicionado a cursos de água acidificados
- Bomba de cálcio “blanket bombing” também tem sido usada para restaurar solo acidificado
- Regulamentar as indústrias para controlar as emissões
- A mudança para fontes alternativas de energia também ajuda
O que é chuva ácida e o que a causa?
Como você deve se lembrar dos seus dias de escola secundária, a chuva ácida é formada quando dióxido de enxofre (SO2) e óxidos de nitrogênio (NOX) são emitidos na atmosfera e
transportados pelas correntes de vento e ar. Estes poluentes reagem com moléculas de água na atmosfera, assim como oxigênio e outros produtos químicos para formar ácidos sulfúrico e nítrico.
Estes ácidos então misturam-se com mais água e outros materiais na atmosfera, antes de cair no solo como chuva ácida.
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O fenómeno foi identificado pela primeira vez no século XIX, durante o auge da Revolução Industrial. Robert Angus Smith, um químico escocês que trabalhava em Manchester, Inglaterra, fez a ligação entre a chuva ácida e os poluentes atmosféricos.
Uma pequena quantidade de dióxido sulfúrico e óxidos nitrosos são componentes naturais do ambiente e provêm de fontes como vulcões, descargas elétricas de raios, etc. No entanto, as quantidades muito maiores de chuva ácida encontradas hoje em dia provêm de atividades industriais humanas — principalmente da queima de combustíveis fósseis.
No presente, as fontes mais comuns destes óxidos são:
- Queima de combustíveis fósseis para gerar electricidade. Dois terços de SO2 e um quarto de NOX na atmosfera vêm de geradores de energia elétrica.
- Exaustão de veículos e equipamentos pesados.
- Fabricação, refinarias de petróleo e outras indústrias.
Um grande problema com estes poluentes é que eles podem ser transportados por distâncias muito longas antes de formar chuva ácida. Isto significa que os países podem sofrer as consequências das atividades industriais em lugares distantes, não apenas localmente.
Que diferentes formas de chuva ácida existem?
A chuva ácida pode se formar, ou ser depositada, de duas formas diferentes:
- Depósito húmido
- Depósito seco
Depósito húmido é o que chamamos mais comummente de chuva ácida. É aqui que os ácidos sulfúrico e nítrico formados na atmosfera caem no solo transportados pela chuva, neve, neblina ou granizo.
Depósito seco, por outro lado, consiste em depósitos da atmosfera na ausência de umidade.
“As partículas ácidas e os gases podem depositar-se nas superfícies (corpos de água, vegetação, edifícios) rapidamente ou podem reagir durante o transporte atmosférico para formar partículas maiores que podem ser prejudiciais à saúde humana. Quando os ácidos acumulados são lavados de uma superfície pela próxima chuva, esta água ácida flui sobre e através do solo, e pode prejudicar plantas e vida selvagem, tais como insetos e peixes”. – EPA.
A quantidade para a qual ocorre a deposição seca ou úmida é ditada pela quantidade de chuva de uma área afetada. Os desertos, por exemplo, tendem a mostrar mais deposição seca em comparação com algum lugar que experimenta vários centímetros de chuva por ano.
Qual é o pH da chuva ácida?
O termo chuva ácida é interessante, uma vez que a chuva regular, em média, é na verdade ligeiramente ácida também. Tipicamente, a chuva limpa tem um pH entre 5 e 5,6.
Como você provavelmente sabe, a escala de pH varia de 0 a 14 e mede a acidez ou alcalinidade relativa de uma solução aquosa determinada pelo conteúdo de íons de hidrogênio (H+). A escala foi inventada por um cientista dinamarquês, Søren Sørensen, em 1909.
É uma escala logarítmica e cada unidade de pH representa um aumento de dez vezes na acidez.
Para referência, a água destilada pura tem um pH 7 e o ácido dentro de uma bateria pode ter um pH 0. Na outra extremidade da escala de pH, a lixívia tem um pH de cerca de 12,6 e o limpador de drenagem líquida até pH 14,
A razão pela qual a chuva regular é ligeiramente ácida é devido ao dióxido de carbono dissolvido que forma o ácido carbónico. A chuva ácida, por outro lado, tende a ter um pH entre 4,2 e 4,4,
Esta diminuição do pH entre chuva limpa e chuva ácida significa que esta última pode ser consideravelmente mais ácida.
Em algumas ocasiões, o pH da chuva ácida tem sido registrado tão baixo quanto 3 — semelhante ao pH do vinagre. Um valor ainda mais baixo foi registrado em 1982 quando o pH da névoa na costa oeste dos EUA mediu um pH de 1,8!
Por que a chuva ácida é prejudicial ao meio ambiente?
A chuva ácida pode ser incrivelmente prejudicial ao meio ambiente natural. Ecologicamente falando, a chuva ácida é muito mais devastadora em ambientes aquáticos como riachos, lagos e pântanos.
A chuva ácida pode, e irá, mudar drasticamente o pH médio desses ambientes, potencialmente matando muitas espécies de peixes e outros organismos aquáticos que estão adaptados a um pH mais alto.
Muitos organismos aquáticos têm algo chamado “nível crítico de pH” no qual podem sobreviver. Por exemplo, os caracóis tendem a sofrer muito em pHs inferiores a 6, podem voar cerca de pH 5,5 e os sapos algures na região de pH 4.
Para os peixes, níveis baixos de pH também podem impedir que os seus ovos ecludam. Todos estes efeitos tendem a reduzir drasticamente a biodiversidade destes ecossistemas.
Quando a chuva ácida penetra e infiltra no solo, pode lixiviar metais venenosos como alumínio, cádmio e mercúrio do solo e partículas de argila, que então tendem a fluir para riachos e lagos. Por exemplo, quanto mais ácida a chuva, mais alumínio é liberado, agravando os problemas de poluição.
A chuva ácida também remove um grande número de cátions de cálcio do solo — que é um mineral importante para a ecologia local. A perda significativa do mesmo pode danificar, e até matar, árvores, plantas e culturas.
Alumínio tem sido reconhecido há muito tempo como muito tóxico para organismos de água doce, e também pode afetar seriamente os ecossistemas terrestres. Em ambientes aquáticos, o alumínio é uma toxina particularmente potente para organismos respiradores de guelras como peixes e invertebrados.
Exposição a grandes doses de alumínio causa problemas de plasma e hemolinfa (um equivalente de sangue em invertebrados) e pode eventualmente levar à falha osmoregulatória (a regulação de fluidos e eletrólitos em organismos) nos animais afetados. Para os peixes, em particular, o alumínio reduz a eficiência das suas guelras e pode levar à morte das células das guelras.
Alumínio também pode acumular-se em invertebrados de água doce. Isto tem um efeito de golpe para qualquer mamífero e predador aviário.
Na terra, o alumínio, lavado no solo como resultado da chuva ácida, pode afectar negativamente os sistemas radiculares finos das plantas. Como em alguns animais aquáticos, a presença de alumínio em concentrações suficientes afeta os sistemas que são importantes para a absorção de nutrientes vitais.
“Em altas elevações, o nevoeiro ácido e as nuvens podem tirar nutrientes da folhagem das árvores, deixando-as com folhas e agulhas castanhas ou mortas. As árvores são então menos capazes de absorver a luz solar, o que as torna fracas e menos capazes de resistir a temperaturas geladas”. – EPA.
Alumínio também se acumula nas plantas, como alguns invertebrados, afectando por sua vez toda a cadeia alimentar.
A chuva ácida também pode danificar, e eventualmente, matar as plantas directamente. Além da acidificação do solo, a chuva ácida também pode causar a secagem das cutículas das folhas cerosas que evoluíram em algumas plantas para evitar a perda de água.
Isso acaba resultando em perda excessiva de água da planta para a atmosfera. As plantas afetadas irão desidratar e perecer. As plantas que sofrem disto irão geralmente mostrar amarelamento entre as veias das suas folhas.
A acidificação dos tecidos internos da planta também pode resultar na dissolução de minerais importantes, enfraquecendo-os fatalmente.
A acidificação do solo também tem um impacto dramático na biodiversidade microbiana do solo. Alguns micróbios não toleram um pH baixo e, consequentemente, são mortos.
A chuva ácida também pode ser muito prejudicial para águas rasas, costeiras. A acidificação oceânica pode impedir que os invertebrados marinhos criem efetivamente exoesqueletos calcificados.
Corais são particularmente sensíveis a níveis de pH mais baixos, onde os seus esqueletos de carbonato de cálcio podem dissolver-se. Qualquer efeito sobre os membros inferiores da cadeia alimentar oceânica terá também um efeito de arrastamento sobre outros animais marinhos superiores.
Em resumo, os 3 principais efeitos da chuva ácida sobre o ambiente são (cortesia da Universidade de Washington):
- Habitats de água doce tornam-se tão ácidos que os animais já não conseguem viver neles.
- A degradação de muitos minerais do solo produz iões metálicos que são depois lavados no escoamento, causando vários efeitos:
- A libertação de iões tóxicos, como o Al3+, no abastecimento de água.
- A perda de minerais importantes, como Ca2+, do solo, matando árvores e danificando culturas.
- Os poluentes atmosféricos são facilmente movidos pelas correntes de vento, de modo que os efeitos de drenagem ácida são sentidos longe de onde os poluentes são gerados.
A chuva ácida é prejudicial aos seres humanos?
Parte dos graves danos que a chuva ácida pode causar ao ambiente também é prejudicial aos edifícios, monumentos históricos e estátuas, especialmente aquelas feitas de calcário e mármore.
P>P>Pode também afectar a saúde humana.
Embora não directamente, por si só, as partículas do ar que formam a chuva ácida podem contribuir para problemas cardíacos e pulmonares se inaladas, especialmente por aqueles com asma e bronquite. NOx também pode levar à criação de ozônio ao nível do solo que, quando inalado, pode promover problemas pulmonares graves, como pneumonia crônica e enfisema.
Chuva ácida em altitudes mais elevadas também pode levar à formação de névoa ácida espessa que afeta a visibilidade e irrita os olhos e o nariz.
Existem alguns efeitos positivos da chuva ácida?
Como acontece, existem na verdade alguns efeitos positivos interessantes da chuva ácida. Por exemplo, verificou-se que a chuva ácida pode ajudar a reduzir a produção natural de metano – um gás de efeito estufa mais potente do que o dióxido de carbono.
Isso tem sido especialmente notado em áreas úmidas. O conteúdo de enxofre da chuva ácida tem mostrado limitar a atividade dos micróbios produtores de metano encontrados em tais ambientes.
Como a chuva ácida afeta o solo?
O solo é uma das bases mais fundamentais de toda a vida em terra. Qualquer dano significativo ao mesmo terá um impacto dramático em ecossistemas inteiros na terra.
Quando o valor químico e nutricional dos solos está esgotado, ecossistemas inteiros podem entrar em colapso. É por isso que é criticamente importante eliminar ou pelo menos reduzir ao máximo os efeitos das chuvas ácidas no solo.
Já mencionamos alguns efeitos principais sobre o solo devido à chuva ácida acima, mas em alguns casos, florestas, riachos e lagos que experimentam chuva ácida são capazes de amortecer os efeitos. O amortecimento é a capacidade de um ecossistema de tolerar um aumento na acidificação da chuva ácida.
Isto é inteiramente dependente de uma série de fatores. Os dois principais são a espessura e composição do solo e o tipo de rocha debaixo dele.
Por exemplo, áreas com solos espessos ricos em cálcio, calcário ou mármore, são mais capazes de neutralizar o ácido na água da chuva. Isto porque calcário e mármore são mais alcalinos (básicos) e produzem pHs mais altos quando dissolvidos na água.
Em locais onde a geologia subjacente, e por extensão, a química do solo, é incapaz de amortecer os efeitos da chuva ácida, a acidificação do solo pode ser devastadora. Ela retira do solo minerais vitais que podem matar as plantas existentes e também ameaça o futuro da produtividade florestal.
Os solos ácidos tendem a resultar num crescimento mais lento das plantas e das árvores se não forem completamente mortos.
“Nas Green Mountains de Vermont e nas White Mountains de New Hampshire, nos Estados Unidos, 50% do abeto vermelho morreram nos últimos 25 anos. Também tem sido notada uma quantidade reduzida de crescimento nas árvores existentes, medida pelo tamanho dos anéis de crescimento das árvores nestas áreas”. – airquality.org.uk.uk.
Como podem as áreas danificadas pela chuva ácida ser restauradas?
Como já vimos, os danos causados pela chuva ácida podem ser muito significativos para o ambiente – especialmente para o solo e ambientes aquáticos. Embora a natureza tenha uma grande capacidade de se curar, às vezes é necessário que os humanos tomem medidas.
Aqui estão algumas maneiras que os humanos podem ajudar a restaurar os danos causados pela chuva ácida.
Calcário em pó pode ser adicionado a cursos de água acidificados
Um método de restauração artificial dos danos causados pela chuva ácida em lagos e rios é a introdução de calcário em pó. O chamado “calcário”, o carbonato de cálcio, e outros componentes alcalinos do calcário, ajudam a neutralizar o pH das águas afetadas.
Embora esta seja uma solução bastante simples, não é o método mais barato. Também é apenas uma solução temporária e deve ser continuada em intervalos até que a chuva ácida pare.
Tem sido usada com sucesso, em lugares como a Noruega e a Suécia para ajudar a restaurar os lagos e cursos de água afetados. Outro grande projeto de calagem também foi realizado no País de Gales, Reino Unido, onde 12.000 km, mais ou menos, dos cursos d’água tinham se tornado acidificados.
Esse projecto teve lugar em 2003 no rio Wye (uma grande via navegável que vai do Meio do País de Gales até ao Estuário do Severn) e na verdade levou ao regresso do salmão a essas áreas. Estes peixes não eram vistos no rio desde meados da década de 1980.
Bomba de cálcio “blanket bombing” também tem sido usada para restaurar solo acidificado
Soluções à base de cálcio também podem ser usadas para ajudar a restaurar solos danificados pela chuva ácida. Por exemplo, em 1999, 40 toneladas de pelotas secas de cálcio foram espalhadas por uma bacia hidrográfica de 29 acres em Hubbard Brook, New Hampshire, EUA. As pelotas foram espalhadas por helicóptero durante vários dias.
As pelotas foram especialmente concebidas para trabalhar lentamente na bacia hidrográfica durante muitos anos e neutralizar a acidificação do solo. Os pesquisadores monitoraram a floresta durante uma década e meia para comparar a área com bacias hidrográficas adjacentes que não receberam o mesmo tratamento.
“O tratamento aumentou a resiliência da floresta a grandes perturbações”, disse um dos pesquisadores. “As árvores da bacia hidrográfica tratada com cálcio foram capazes de se recuperar mais rapidamente de uma forte tempestade de gelo que atingiu a região em 1998”
Regulamentar as indústrias para controlar as emissões
Soa óbvio, mas uma das formas mais eficazes de ajudar a restaurar as áreas danificadas pela chuva ácida é cortar a emissão de enxofre e óxidos nitrosos das indústrias mais poluidoras. Ao parar o problema na fonte, permite a recuperação da natureza por si só.
Isto pode ser conseguido através de uma mistura de carvão de lavagem, queimando apenas carvão com baixo teor de enxofre, ou instalando dispositivos chamados “scrubbers” para as chaminés e chaminés. Também chamado de dessulfurização de gases de combustão (FGD), que normalmente funciona para eliminar quimicamente o SO2 dos gases que deixam chaminés.
São incrivelmente eficazes e podem remover até 95% do dióxido de enxofre dos gases emitidos. Naturalmente, as centrais eléctricas também podem ser convertidas do uso do carvão para combustíveis com baixo teor de enxofre como o gás natural, ou formas alternativas de energia.
Para os veículos, a introdução do conversor catalítico nos sistemas de escape é fundamental para a redução das emissões de NOx dos automóveis.
Isso tem sido particularmente eficaz em lugares como os EUA e Canadá, onde as regulamentações governamentais foram introduzidas há mais de 25 anos para forçar as indústrias a limparem a sua ação. Mais notavelmente, a Lei do Ar Limpo de 1970 e o Acordo de Qualidade do Ar Canadá-Estados Unidos de 1991.
Alguns estudos de 2015 mostraram que após um começo lento, os solos acidificados estão agora mostrando uma recuperação acelerada através de uma ampla faixa do Ontário Ocidental e do Maine.
A mudança para fontes alternativas de energia também ajuda
Outra estratégia utilizada para deter a chuva ácida e ajudar a restaurar os danos causados tem sido a introdução generalizada de fontes alternativas de energia para gerar eletricidade. Eólica, geotérmica, solar, hidrelétrica e nuclear, entre elas.
Ao remover completamente a necessidade de usar combustíveis fósseis, essas fontes alternativas de energia efetivamente eliminam as emissões de dióxido de enxofre e NOx poluentes para a atmosfera. E, claro, o mesmo se aplica à mudança para veículos elétricos.
E isso é um embrulho.
Os efeitos da chuva ácida sobre o ambiente natural e construído podem ser incrivelmente sérios se não forem atenuados. Felizmente, uma mistura de legislação importante e algumas estratégias inovadoras de mitigação provaram ser eficazes na redução, e mesmo na reversão, de alguns dos danos mais graves.