20.2.2: Deposição ácida

Deposição ácida é um termo que se refere a uma mistura de deposição úmida e seca (material depositado) da atmosfera contendo quantidades mais altas do que o normal de ácidos nítrico e sulfúrico. Os precursores, ou precursores químicos, da formação de deposição ácida resultam tanto de fontes naturais, como vulcões e vegetação em decomposição, quanto de fontes artificiais, principalmente emissões de dióxido de enxofre (SO ₂) e óxidos de nitrogênio (NO _x) resultantes da combustão de combustíveis fósseis (figura \(\PageIndex{a}\)). A deposição ácida ocorre quando esses gases reagem na atmosfera com água, oxigênio e outros produtos químicos para formar vários compostos ácidos. O resultado é uma solução leve de ácido sulfúrico e ácido nítrico. Quando o dióxido de enxofre e os óxidos de nitrogênio são liberados de usinas de energia e outras fontes, os ventos predominantes sopram esses compostos através das fronteiras estaduais e nacionais, às vezes por centenas de quilômetros.

Figura\(\PageIndex{a}\): Este diagrama mostra fontes antropogênicas e naturais de deposição ácida. Compostos orgânicos voláteis (VOCs), dióxido de enxofre (SO ₂), óxidos de nitrogênio (NO _X) e mercúrio (Hg) são liberados, mas somente SO ₂ e NO _X reagem para formar ácidos. Três categorias de poluentes interagem entre si. São poluentes gasosos na atmosfera, poluentes particulados na atmosfera e poluentes na água das nuvens e precipitados. As duas primeiras categorias formam deposição seca e a última forma deposição úmida. A deposição ácida (deposição seca e úmida) atinge áreas naturais, que podem ser terrestres (como na foto) ou aquáticas.

A deposição ácida é medida usando uma escala chamada “pH”. Quanto menor o pH de uma substância, mais ácida ela é. A água pura tem um pH de 7,0. No entanto, a chuva normal é levemente ácida porque o dióxido de carbono (CO ₂) se dissolve nela formando ácido carbônico fraco, dando à mistura resultante um pH de aproximadamente 5,6 em concentrações atmosféricas típicas de CO ₂. O pH médio da precipitação nos Estados Unidos em 1980 foi de 4,6, mas vem aumentando gradualmente devido às reduções nas emissões de dióxido de enxofre e óxido de nitrogênio (figura\(\PageIndex{b}\)).

Figura\(\PageIndex{b}\): O pH mede o quão ácida ou básica é uma solução, o que depende da concentração de íons hidrogênio. A precipitação é normalmente levemente ácida, com um pH de cerca de 5,6. (Qualquer coisa abaixo de pH = 7 é considerada ácida.) O pH da precipitação foi ainda mais ácido em grande parte da costa leste dos EUA em 1986 (deposição ácida), com partes de Michigan, Ohio, Pensilvânia e estado de Nova York atingindo um pH menor ou igual a 4,1. O pH do oeste dos Estados Unidos em 1986 estava próximo de 5,0. Devido aos esforços para reduzir a poluição do ar, o pH da precipitação se aproximou do normal. Em 2016, o pH do leste dos Estados Unidos aumentou para cerca de 4,9, e o pH do oeste dos Estados Unidos voltou ao normal, com muitas regiões tendo um pH maior ou igual a 5,7. Imagens do Programa Nacional de Deposição Atmosférica (domínio público).

Efeitos da deposição ácida

A deposição ácida causa a acidificação de lagos e riachos e contribui para o dano de árvores em altitudes elevadas (por exemplo, abetos vermelhos acima de 2.000 pés) e muitos solos florestais sensíveis. Além disso, a deposição ácida acelera a decomposição de materiais de construção e tintas, incluindo edifícios, estátuas e esculturas insubstituíveis que fazem parte da herança cultural de nossa nação. Antes de caírem na Terra, os gases de dióxido de enxofre (SO ₂) e óxido de nitrogênio (NO _x) e seus derivados de material particulado — sulfatos e nitratos — contribuem para a degradação da visibilidade e prejudicam a saúde pública.

Os efeitos ecológicos da deposição de ácido são mais claramente vistos em ambientes aquáticos ou aquáticos, como riachos, lagos e pântanos. A maioria dos lagos e riachos tem um pH entre 6 e 8, embora alguns lagos sejam naturalmente ácidos, mesmo sem os efeitos da deposição de ácido. A deposição ácida afeta principalmente corpos d'água sensíveis, que estão localizados em bacias hidrográficas cujos solos têm uma capacidade limitada de neutralizar compostos ácidos (chamada de “capacidade de tamponamento”). Lagos e riachos se tornam ácidos (ou seja, o valor do pH diminui) quando a própria água e o solo circundante não conseguem amortecer a deposição de ácido o suficiente para neutralizá-la. Em áreas onde a capacidade de tamponamento é baixa, a deposição ácida libera alumínio dos solos para lagos e riachos; o alumínio é altamente tóxico para muitas espécies de organismos aquáticos. A deposição de ácido causa um crescimento mais lento, ferimentos ou morte das florestas. Obviamente, a deposição de ácido não é a única causa de tais condições. Outros fatores contribuem para o estresse geral dessas áreas, incluindo poluentes atmosféricos, insetos, doenças, secas ou clima muito frio. Na maioria dos casos, de fato, os impactos da deposição de ácido nas árvores são devidos aos efeitos combinados da deposição ácida e desses outros estressores ambientais.

A deposição ácida contribui para a corrosão de metais (como o bronze) e a deterioração da tinta e da pedra (como mármore e calcário). Esses efeitos reduzem significativamente o valor social de edifícios, pontes, objetos culturais (como estátuas, monumentos e lápides) e carros (figura\(\PageIndex{c}\)).

Figura\(\PageIndex{c}\): Uma gárgula que foi danificada pela deposição de ácido.

Sulfatos e nitratos que se formam na atmosfera a partir das emissões de dióxido de enxofre (SO ₂) e óxidos de nitrogênio (NO _x) contribuem para a diminuição da visibilidade, o que significa que não podemos ver tão longe ou com tanta clareza através do ar. Os poluentes que causam a deposição ácida — dióxido de enxofre (SO ₂) e óxidos de nitrogênio (NO _x) — prejudicam a saúde humana. Esses gases interagem na atmosfera para formar partículas finas de sulfato e nitrato que podem ser transportadas por longas distâncias pelos ventos e inaladas profundamente nos pulmões das pessoas. Partículas finas também podem penetrar em ambientes fechados. Muitos estudos científicos identificaram uma relação entre níveis elevados de partículas finas e aumento de doenças e morte prematura por doenças cardíacas e pulmonares, como asma e bronquite.

Atribuição

Modificado por Melissa Ha de Acid Rain de Biologia Ambiental por Matthew R. Fisher (licenciado sob CC-BY)