Poluição Atmosférica &

Chuva ácida

Tópicos

• O que é chuva ácida?
• Como é formada a chuva ácida?
• Algumas conseqüências da elevada emissão de SO₂
• O ar poluído pode ser transportado?
• Experimento & Questões

Para reflexão:

• O que causa um excesso de acidez na água de chuva?
• Como a acidez da chuva poderia danificar o meio ambiente?
• O que pode ser feito para minimizar a emissão de contaminantes para a atmosfera? O que cada um de nós pode fazer?

O que é chuva ácida?

Sabemos que o pH da água pura é 7,0, mas quando o dióxido de carbono (CO2) presente na atmosfera se dissolve na água, ocorre a formação do ácido carbônico (H2CO3), e portanto o pH da água em equilíbrio com o CO2 atmosférico é de 5,6. Veja a figura e equações mostrando a formação e dissociação do ácido carbônico: O2 (g) + H2O (l) → H2CO3 (aq) H2CO3 (aq) → H+ (aq) + HCO3- (aq) HCO3- (aq) → H+ (aq) + CO32- (aq)

Apesar da chuva em equilíbrio com o gás carbônico já ser ácida, só dizemos que a chuva tem um excesso de acidez quando seu pH for menor que 5,6.

O aumento da acidez na chuva ocorre principalmente quando há um aumento na concentração de óxidos de enxofre e nitrogênio na atmosfera. Estes óxidos e o óxido de carbono são chamados de óxidos ácidos, porque em contato com a água (neste caso água de chuva) formam ácidos.

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Como é formada a chuva ácida?

O nitrogênio gasoso (N₂) e o oxigênio molecular (O₂) da atmosfera podem reagir formando o monóxido de nitrogênio (NO). No entanto, esta reação não é espontânea, necessitando de muita energia para ocorrer. Por exemplo, durante a queima de combustível no motor do carro ou em fornos industriais a temperatura é muito elevada, fornecendo a energia necessária para que ocorra a formação do monóxido de nitrogênio de forma eficiente.

N₂ (g) + O_{2 (g)} → 2 NO _(g) (em altas temperaturas)

O monóxido de nitrogênio pode ser oxidado na atmosfera (que contém O₂) e formar o dióxido de nitrogênio (NO₂) que tem cor marrom. Muitas vezes, o fato do céu ter um tom marrom em cidades com tantos veículos como São Paulo, se deve à formação do NO₂ na atmosfera, somado com a grande emissão de material particulado (incluindo a fuligem) que também escurece a atmosfera. O dióxido de nitrogênio pode sofrer novas reações e formar o ácido nítrico (HNO₃), que contribui para aumentar a acidez da água de chuva.

Um carro produzido em 1995 produz até 10 vezes mais NO que um carro produzido hoje. Isto porque os carros modernos possuem um conversor catalítico que reduz muito a formação do NO. O conversor catalítico (ou catalisador) contém metais como paládio, platina e ródio, que transforma grande parte dos gases prejudiciais à saúde e ao meio ambiente, em gases inertes como N₂ e CO₂. Devemos lembrar que o CO₂ é um gás que não prejudica diretamente a saúde humana, mas colabora para aumentar o efeito estufa.

2CO _(g) + 2NO _(g)     2CO_{2 (g)} + N_{2 (g)}

2CO _(g) + O_{2 (g)}     2CO_{2 (g)}

2NO _(g)     N_{2 (g) +} O_{2 (g)}

É importante salientar que com ou sem catalisador o carro continua emitindo imensas quantidades de CO₂ para a atmosfera. O catalisador tem um papel importantíssimo, mas atua de forma a minimizar apenas as emissões de CO e NO.

O dióxido de enxofre (SO₂) é o responsável pelo maior aumento na acidez da chuva. Este é produzido diretamente como subproduto da queima de combustíveis fósseis como a gasolina, carvão e óleo diesel. O óleo diesel e o carvão são muito impuros, e contém grandes quantidades de enxofre em sua composição, sendo responsáveis por uma grande parcela da emissão de SO₂ para a atmosfera. Atualmente no Brasil, a Petrobrás tem investido muito na purificação do diesel a fim de diminuir drasticamente as impurezas que contém enxofre.

De forma equivalente a outros óxidos, o SO₂ reage com a água formando o ácido sulfuroso:

SO_{2 (g)} + H₂O _(l) → H₂SO_{3 (aq)}

H₂SO_{3 (aq)}  →   H⁺_(aq) + HSO^3- _(aq)

O dióxido de enxofre também pode sofre oxidação na atmosfera e formar o trióxido de enxofre (SO₃), que por sua vez, em contato com a água da chuva irá formar o ácido sulfúrico (H₂SO₄), que é um ácido forte.

SO_{2 (g)} + ½ O_{2 (g)} →  SO_{3 (g)}

SO_{3 (g)} +  H₂O _(l)  →  H₂SO_{4 (aq)}

H₂SO_{4 (aq)}  →  2H⁺ _(aq) + SO₄^2- _(aq)

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Algumas conseqüências da elevada emissão de SO₂ .

A água de um lago em condições naturais tem o pH em torno de 6,5 – 7,0, podendo manter uma grande variedade de peixes, plantas e insetos, além de manter animais e aves que vivem no seu entorno e se alimentam no lago. O excesso de acidez na chuva pode provocar a acidificação de lagos, principalmente aqueles de pequeno porte. O pH em torno de 5,5 já pode matar larvas, pequenas algas e insetos, 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.

O solo também pode ser acidificado pela chuva, porém alguns tipos de solo são capazes de neutralizar pelo menos parcialmente a acidez da chuva por causa da presença de calcário e cal (CaCO₃ e CaO) natural. Os solos que não têm calcário são mais suscetíveis 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 arreste de metais pesados do solo para lagos e rios, podendo intoxicar a vida aquática.

Um outro fator muito importante sobre a emissão de SO₂ é a formação de ácidos no corpo humano, a medida que respiramos. Este ácido pode provocar problemas como coriza, irritação na garganta e olhos e até afetar o pulmão de forma irreversível. No ano de 1952, na cidade de Londres, aproximadamente 4000 pessoas morreram em poucos dias como conseqüência da alta emissão de SO₂ na atmosfera, proveniente da queima do carvão nas casas e nas indústrias naquela região. Normalmente esses gases eram dispersos para camadas mais elevadas na atmosfera, mas na época houve um fenômeno metereológico (inversão térmica) que causou um resfriamento súbito da atmosfera impedindo a dispersão dos gases. Hoje em dia a cidade de Londres tem uma atmosfera muito menos contaminada por SO₂, e portanto um desastre de proporções tão grandes como as de 1952 é muito improvável de ocorrer.

A emissão de NO₂, que provém principalmente da queima de combustíveis pelos carros também pode provocar problemas respiratórios e diminuir a resistências do organismo à vários tipos de infecções.

A acidez da atmosfera não só afeta aos seres vivos como também pode danificar a superfície de monumentos históricos e edifícios feitos de mármore (CaCO₃ ) por causa da reação com o ácido. Podemos representar esse ácido de forma genérica (H+):

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

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O ar poluído pode ser transportado?

Quando uma indústria emite gases e material particulado para a atmosfera, podemos ver que a fumaça "viaja" pelo ar. Desta forma, quando chover, esses contaminantes poderão ser depositados longe das fontes emissoras.

Por exemplo, no Pólo Petroquímico de Cubatão (perto de Santos - SP) são emitidas toneladas de SO₂ na atmosfera por ano, e a chuva que cai em cidades não industrializadas, a mais de 100 km de distância, muitas vezes é ácida por causa dessas indústrias. O SO₂ produzido pela queima do carvão na Termoelétrica da Candiota no Rio Grande do Sul chega até o Uruguai, prejudicando o meio ambiente também daquele país. Esta é a chamada poluição trans-fronteiriça,isto é, ultrapassa as fronteiras de um país.

Depois da leirura, faça o experimento e as questões sobre chuva ácida.

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