LLUVIA ÁCIDA

La lluvia ácida se refiere a cualquier precipitación -lluvia, humo, nieve o humedadad que es mas acida de lo usual. Debido a que partículas ácidas secas se encuentran en la atmósfera, la combinación de la precipitación y de estas partículas se conoce como lluvia ácida.

Desde el año 1970 la acidez en la precipitación comenzó a llamar la atención. Las razones para este escrutinio deriva de su distribución geográfica amplia y los efectos ambientales acumulados. La acidez presente en la atmósfera deriva de los principales ácidos que forman los gases -Dióxido de Carbono (CO2), dióxido de azufre (SO2), oxido de nitrógeno y dióxido de nitrógeno. Pequeñas cantidades provienen del ácido clorhídrico (HCl) y ácidos orgánicos, que algunas veces se encuentran en el aire. En la atmósfera tienen lugar reacciones químicas en la fase gaseosa o en el agua de las nubes para oxidar el SO2 a ácido sulfúrico (H2SO4). Similarmente los óxidos de nitrógeno se oxidan finalmente para formar el ácido nítrico (HNO3). Todos los ácidos que forman gases en el aire tienen fuentes naturales y antropogénicas La mayor parte del CO2 es un producto del ciclo de carbono, el cual incluye la respiración celular y los incendios de bosques. El SO2 es un producto intermedio de la oxidación de los compuestos emitidos biogénicamente tales como el sulfuro de hidrógeno (H2S) y el sulfuro de dimetilo ((CH3)2S). Los óxidos de nitrógeno son producidos naturalmente por los procesos de nitrificación del suelo y la respiración, al igual que por las descargas de los relámpagos. El ácido clorhídrico deriva naturalmente de las emisiones de los volcanes. Los ácidos orgánicos son un producto de la oxidación de los hidrocarburos de la vegetación o de la aerolización de sustancias orgánicas sobre los océanos. Otros compuestos ácidos en la atmósfera incluyen sales de amonio que forman ácidos, por ejemplo, NH4HSO4, NH4NO3 y NH4Cl.

La acidez atmosférica natural se incrementa por la contaminación del aire, especialmente de SO2, NO, NO2 (NOx) y emisiones de HCl de la utilización de los combustibles fósiles. Además hay una fuente humana de CO2, NH3 y ácidos orgánicos.

Los ácidos de la atmósfera alcanzan la superficie terrestre por la precipitación (lluvia, nieve, rocío) o por contacto directo con la superficie (procesos secos). En el último caso, los gases atmosféricos pueden ser absorbidos por el suelo, superficies acuáticas, y la vegetación. El ácido nítrico y el ácido hidroclórico, principalmente en forma de vapor puede ser absorbido directamente por las superficies. La acidez en la atmósfera depende de la mezcla de constituyentes traza suspendidos en el aire, los cuales forman tanto aniones como cationes cuando se disuelven en agua.

La acidez se mide normalmente en términos del pH o logaritmo negativo (base 10) de la concentración de iones hidrógeno. Una muestra neutra de agua tiene un pH 7. La acidez de la precipitación en una atmósfera no contaminada presenta un valor de pH entre 4.9-5.8, dependiendo del contenido de iones alcalinos. Cuando la precipitación presenta valores inferiores a 5, se considera el resultado de la absorción de ácidos fuertes ( como H2SO4 y HNO3 principalmente) derivados de la contaminación del aire.

La lluvia ácida no, necesariamente, crea problemas ambientales, si el ecosistema terrestre o acuático a la acidificación. La vulnerabilidad de las superficies acuáticas depende del sustrato, es decir de la capacidad de neutralizar ácidos (ANC) del sistema. Regiones con aguas con baja capacidad de neutralización de ácidos se presentan en zonas cuyo sustrato está constituido por suelos delgados, silicatos y granitos; por ejemplo: regiones glaciares de Escandinavía y el Noroeste de América del Norte. Similarmente, en los ecosistemas terrestres con suelos poco profundos y con baja alcalinidad se consideran los más susceptible a los efectos de la acidificación.

Lluvia ácida. Las emisiones de dióxido de azufre y oxido de nitrógeno reacciona con los radicales hidroxilo y el vapor de agua en la atmósfera para formar sus respectivos ácidos, los cuales se precipitan en forma de ácido seco o mezclado con agua. En el gráfico se ven diferentes consecuencias de la lluvia ácida.

La clave de la capacidad de neutralizar ácidos yace en la capacidad buffer de una sustancia, la cual, cuando está presente en una solución, tiene una alta capacidad de absorber los iones hidrógeno (H+) y así mantiene el pH relativamente constante.

Fig. 16.5:405 Nebel. Capacidad Buffer: Los ácidos pueden ser neutralizados por ciertos compuestos no básicos, llamados buffer. Un buffer como el carbonato de calcio (cal) reacciona con los iones hidrógeno. De esta manera el pH permanece neutral a pesar de la adición de ácido. Sin embargo el buffer es consumido por el ácido. La cal es el buffer natural más común.

La depositación de la acidez atmosférica se ha atribuido principalmente a los aniones SO4 2- y NO-3. Aunque las fuentes naturales de azufre y nitrógeno son importantes para la química del aire a escala global, esas fuentes son sobre pasadas por las fuentes antropogénicas en las regiones más industrializadas del mundo; las cuales incluyen: La antigua Unión Soviética, Norte América, y Asía (especialmente China, Japón y Corea). La lluvia ácida se concentra alrededor de las zonas industrializadas y es el resultado de la acumulación de contaminantes en el aire, la cual rebasa la capacidad de la atmósfera para dispersar y deshacerse de la contaminación.

A escala regional el fenómeno de la contaminación se relaciona con el tiempo de residencia del material en el aire. El tiempo de residencia para el oxido de nitrógeno y azufre oscila entre 3 y 5 días.

El tiempo de residencia es una medida de la longitud de tiempo efectiva , a la cual un compuesto químico permanecerá en la atmósfera bajo la influencia de las transformaciones químicas, la dispersión y la depositación superficial seca y húmeda.

La depositación ácida es un efecto importante debido al potencial que tiene de inducir efectos ambientales adversos. Generalmente se consideran los efectos sobre los sistemas humanos como de alta prioridad debido a que las leyes nacionales e internacionales buscan proteger la salud humana y el bienestar. Se reconoce que la lluvia ácida es un problema en los centros industriales de más de 100 años. Pero su impacto sobre los ecosistemas se notó hace algo más de 35 años, cuando los pescadores notaron que las poblaciones de peces en los lagos de Suecia, Ontario y en las montañas de Adirondack en Nueva York. Los científicos suecos fueron los primeros en identificar la causa de la acidez y nuevos estudios continúan revelando la forma en la que la lluvia ácida altera y puede destruir los ecosistemas.

El pH de un ambiente es crítico debido a los efectos que tiene sobre el funcionamiento de todas las enzimas , hormonas y algunas proteínas del cuerpo de todos los seres vivos que viven en un ambiente. Generalmente los organismos tienen la capacidad de regular su pH interno; sin embargo, ambientes con pH frecuentemente bajosobre pasa la capacidad regulatoria de muchas formas vivas.

Se acepta que las partículas de SO2 y NO2 llevadas por el aire en altas concentraciones provoca dificultades respiratorias y efectos adversos sobre los árboles y los cultivos.

La mayoría de lagos, lagunas y ríos tienen un pH natural de 6-8 y por consiguiente los organismos están adaptados a él. Los huevos, el esperma y los estadio juveniles de estos organismos son especialmente sensibles a estos cambios.

La lluvia ácida hace que el aluminio y los metales pesados sean lixiviados del suelo con el agua de percolación. Estos elementos en el suelo no presentan problema, debido a que son adsorbidos por compuestos minerales insolubles y por lo tanto no pueden ser absorbidos por los organismos. Cuando esos elementos se disuelven a bajo pH del agua, se liberan los metales y pueden ser absorbidos, siendo altamente tóxicos, tanto para las plantas como para los animales. Por ejemplo el mercurio tiende a acumularse en los peces que viven en lagos que se han acidificado.

Otro de los efectos notables de la lluvia ácida es el deterioro de los monumento. Las rocas carbonatadas y el mármol son los materiales favoritos para la construcción de monumentos. La reacción entre el ácido y el carbonato causa que esas estructuras se erosionen de forma muy acelerada. Esta corrosión le cuesta millones de dolares a los países ricos cada año para la restauración de estos monumentos.