A denominação de chuva ácida é utilizada para qualquer chuva que possua um valor de pH inferior a 4,5.
Esta acidez da chuva é causada pela solubilização de alguns gases presentes na atmosfera terrestre cuja hidrólise seja ácida. Entre estes destacam-se os gases contendo enxofre proveniente das impurezas da queima dos combustíveis fósseis.
Pode também dizer-se que as chuvas "normais" são ligeiramente ácidas, pois apresentam um valor de pH próximo de 5,6. Essa acidez natural é causada pela dissociação do dióxido de carbono em água, formando um ácido fraco, conhecido como ácido carbónico, de acordo com a reação química que se apresenta abaixo:
Embora existam processos naturais que contribuem para a acidificação da precipitação, com destaque para os gases lançados na atmosfera pelos vulcões e os gerados pelos processos biológicos que ocorrem nos solos, pântanos e oceanos, as fontes antrópicas, isto é resultantes da ação humana, são claramente dominantes.
A prova dessa predominância foi obtida pela determinação da diferença entre a acidez da precipitação nas zonas industrializadas e em partes remotas do globo, pela comparação da acidez atual com o registo deixado pela captura da precipitação no gelo dos glaciares ao longo de milhões de anos e pelo registo deixado nos fundos de lagos e oceanos pela deposição de restos orgânicos indiciadores das condições de acidez prevalecentes.
A análise das camadas de gelo depositadas em glaciares e nas calotas polares mostram uma rápida diminuição do pH da precipitação a partir do início da Revolução Industrial, passando em média de 5,6 para 4,5 ou mesmo 4,0 nalgumas regiões, mostrando um forte acidificação.
Igual conclusão é retirada da análise da prevalência de espécies de diatomáceas em camadas de sedimento recolhidos do fundo de lagos, confirmando a correlação entre a industrialização e a diminuição do pH da precipitação.
A ação humana no nosso planeta é assim a grande responsável por este fenómeno. As principais fontes humanas desses gases são as indústrias, as centrais termoelétricas e os veículos de transporte.
Estes gases podem ser transportados durante muito tempo, percorrendo milhares de quilómetros na atmosfera antes de reagirem com partículas de água, originando ácidos que mais tarde se precipitam.
A precipitação ácida ocorre quando a concentração de dióxido de enxofre (SO2) e óxidos de azoto (NO, NO2, N2O5) é suficiente para reagir com as gotas de água suspensas no ar (as nuvens).
Tipicamente, a chuva ácida possui um pH à volta de 4,5, podendo transformar a superfície do mármore em gesso.
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. Os poluentes resultam essencialmente da queima de carvão com enxofre na sua composição, utilizado para gerar calor e eletricidade.
Mas nem sempre as áreas onde são libertados os poluentes, como as áreas industriais, sofrem as consequências dessas chuvas, justamente porque a constante movimentação das massas de ar transporta esses poluentes para zonas distantes.
Por esta razão, a chuva ácida é, também considerada uma forma de poluição transfronteiriça, já que as regiões que não poluem podem ser severamente prejudicadas pela sua precipitação.
Os dois principais compostos que estão na origem deste problema ambiental dão origem a processos diferentes de formação de ácidos:
O enxofre é uma impureza frequente nos combustíveis fósseis, principalmente no carvão mineral e no petróleo, que ao serem queimados também promovem a combustão desse composto, de acordo com as seguintes reações químicas:
O enxofre e os óxidos de enxofre podem também ser lançados na atmosfera pelos vulcões.
Os óxidos ácidos formados reagem com a água para formar ácido sulfúrico (H2SO4), de acordo com a equação:
Ou pode também ocorrer a reação seguinte, formando-se ácido sulfuroso (H2SO3):
O azoto (N2) é um gás abundante na composição da atmosfera e muito pouco reativo. Para reagir com o oxigénio do ar precisa de grande quantidade de energia, como a que se liberta numa descarga elétrica ou no funcionamento de um motor de combustão. Estes motores são atualmente os maiores responsáveis pela reação de oxidação do azoto. Os óxidos, ao reagir com água, formam ácido nitroso (HNO2) e ácido nítrico (HNO3), de acordo com as seguintes reacções químicas:
Na câmara de combustão dos motores, ocorre a seguinte reação química:
O monóxido de azoto (NO) formado, na presença do oxigénio do ar, produz dióxido de azoto:
Por sua vez, o dióxido de azoto formado, na presença da água (proveniente da chuva), forma ácidos de acordo com a equação:
As evidências de um crescente aumento nos níveis de chuva ácida vêm da análise das camadas de gelo oriundas dos glaciares.
Verifica-se uma repentina diminuição do pH a partir da Revolução Industrial de 6 para 4,5 ou 4.
Desde a Revolução Industrial as emissões de óxidos de enxofre e azoto na atmosfera aumentaram.
As Indústrias e as centrais termoelétricas que queimam combustíveis fósseis, principalmente o carvão, são a principal fonte desses gases. Já chegaram a ser registados valores de pH abaixo de 2,4 em algumas áreas industriais. O sector dos transportes, movidos a combustíveis fósseis, juntam-se às duas fontes de poluição mencionadas, sendo estes três considerados os grandes responsáveis pelo aumento dos óxidos de azoto.
O problema das chuvas ácidas não apenas aumentou com o crescimento populacional e industrial, mas também se espalhou.
A utilização de grandes chaminés, a fim de reduzir a poluição local contribuiu para a disseminação da chuva ácida, libertando gases na atmosfera da região.
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 ou superiores a 6 promovem populações saudáveis.
O baixo pH também faz circular metais pesados como o alumínio nos lagos. O alumínio faz com que alguns peixes produzam muco em excesso, na zona das guelras, prejudicando assim a sua respiração. O crescimento do fitoplâncton é inibido pelos grandes níveis de acidez e os animais que se alimentam dele são dessa forma prejudicados.
As árvores são prejudicadas pelas chuvas ácidas de vários modos. A superfície cerosa das suas folhas é rompida e os nutrientes perdem-se, tornando as árvores mais susceptíveis ao gelo, a fungos e a insectos. O crescimento das raízes torna-se mais lento e, em consequência disso, menos nutrientes são transportados. Os iões tóxicos acumulam-se no solo e os minerais valiosos para estas espécies são dispersados ou (no caso dos fosfatos) tornam-se próximos à argila.
Os iões tóxicos libertados devido às chuvas ácidas constituem a maior ameaça aos seres humanos. O cobre mobilizado foi implicado nas epidemias de diarreia 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.
A chuva ácida liberta metais tóxicos que estavam no solo. Esses metais podem contaminar os rios e serem inadvertidamente utilizados pelo homem causando sérios problemas de saúde.
A chuva ácida também ajuda a corroer alguns dos materiais utilizados nas construções, danificando algumas estruturas, como as barragens, as turbinas de geração de energia, etc.
Lagos - Os lagos podem ser os mais prejudicados com o efeito das chuvas ácidas, pois podem ficar totalmente acidificados perdendo toda a sua vida.
Desflorestação - A chuva ácida provoca clareiras, matando algumas árvores de cada vez. Podemos imaginar uma floresta, que vai sendo progressivamente dizimada, podendo eventualmente ser até destruída.
Agricultura - A chuva ácida afeta as plantações quase da mesma forma que as florestas, no entanto a destruição é mais rápida, uma vez que as plantas são todas do mesmo tamanho e assim, igualmente atingidas pelas chuvas ácidas.
De uma forma resumida, poderemos apontar algumas soluções que, a serem adoptadas contribuirão decisivamente para a diminuição deste problema:
Incentivar a utilização dos transportes coletivos, como forma de diminuir o número de veículos que circulam nas estradas.
Utilizar metros (subterrâneos ou de superfície) em substituição à frota de autocarros a diesel, ou então promover a sua substituição por frotas não poluentes (com recurso a motores elétricos, por exemplo).
Incentivar a descentralização industrial.
Dessulfurar os combustíveis com alto teor de enxofre antes da sua distribuição e consumo.
Dessulfurar os gases de combustão nas indústrias antes do seu lançamento na atmosfera.
Subsidiar a utilização de combustíveis limpos (gás natural, energia elétrica de origem hidráulica, energia solar e energia eólica) em fontes de poluição tipicamente urbanas como hospitais, lavandarias e restaurantes.
Utilizar combustíveis limpos em veículos, indústrias e caldeiras.