Lluvia ácida

La lluvia ácida es lluvia o cualquier otra forma de precipitación que es inusualmente ácida, lo que significa que tiene niveles elevados de iones de hidrógeno (pH bajo). La mayoría del agua, incluida el agua potable, tiene un pH neutro que existe entre 6,5 y 8,5, pero la lluvia ácida tiene un nivel de pH más bajo que este y oscila entre 4 y 5 en promedio. Cuanto más ácida es la lluvia ácida, más bajo es su pH. La lluvia ácida puede tener efectos nocivos en las plantas, los animales acuáticos y la infraestructura.

La lluvia ácida es causada por las emisiones de dióxido de azufre y óxido de nitrógeno, que reaccionan con las moléculas de agua en la atmósfera para producir ácidos. Algunos gobiernos se han esforzado desde la década de 1970 para reducir la liberación de dióxido de azufre y óxido de nitrógeno a la atmósfera. Estos esfuerzos han tenido resultados positivos debido a la investigación generalizada sobre la lluvia ácida a partir de la década de 1960 y la información publicada sobre sus efectos nocivos. La principal fuente de compuestos de azufre y nitrógeno que dan como resultado la lluvia ácida es antropogénica, pero los óxidos de nitrógeno también pueden producirse de forma natural por la caída de rayos y el dióxido de azufre es producido por erupciones volcánicas.

Se ha demostrado que la lluvia ácida tiene efectos adversos en los bosques, las aguas dulces, los suelos, los microbios, los insectos y las formas de vida acuática. En los ecosistemas, la lluvia ácida persistente reduce la durabilidad de la corteza de los árboles, lo que hace que la flora sea más susceptible a los factores estresantes ambientales como la sequía, el calor/frío y la infestación de plagas. La lluvia ácida también es capaz de perjudicar la composición del suelo al despojarlo de nutrientes como el calcio y el magnesio, que desempeñan un papel en el crecimiento de las plantas y en el mantenimiento de un suelo saludable.

En términos de infraestructura humana, la lluvia ácida también provoca que la pintura se desprenda, la corrosión de las estructuras de acero como los puentes y la erosión de los edificios y estatuas de piedra, además de tener impactos en la salud humana.

Definición

"Lluvia ácida" es un término popular que se refiere a la deposición de una mezcla de componentes ácidos húmedos (lluvia, nieve, aguanieve, niebla, agua de nubes y rocío) y secos (partículas y gases acidificantes). El agua destilada, una vez eliminado el dióxido de carbono, tiene un pH neutro de 7. Los líquidos con un pH inferior a 7 son ácidos y los que tienen un pH superior a 7 son alcalinos. La lluvia "limpia" o no contaminada tiene un pH ácido, pero normalmente no inferior a 5,7, porque el dióxido de carbono y el agua del aire reaccionan juntos para formar ácido carbónico, un ácido débil según la siguiente reacción:H ₂ O (l) + CO ₂ (g) ⇌ H ₂ CO ₃ (aq)

El ácido carbónico luego puede ionizarse en agua formando bajas concentraciones de iones carbonato e hidronio:H ₂ O (l) + H ₂ CO ₃ (aq) ⇌ HCO−3(aq) + H ₃ O (aq)

La lluvia no contaminada también puede contener otras sustancias químicas que afectan su pH (nivel de acidez). Un ejemplo común es el ácido nítrico producido por descargas eléctricas en la atmósfera, como los rayos. La deposición ácida como problema ambiental (discutido más adelante en el artículo) incluiría ácidos adicionales además del H ₂ CO ₃.

Se han informado lecturas de pH ocasionales en agua de lluvia y niebla muy por debajo de 2,4 en áreas industrializadas.

Historia

La lluvia ácida se estudió sistemáticamente por primera vez en Europa, en la década de 1960, y en los Estados Unidos y Canadá, la década siguiente.

En Europa

El efecto corrosivo del aire contaminado y ácido de la ciudad sobre la piedra caliza y el mármol fue observado en el siglo XVII por John Evelyn, quien comentó sobre el mal estado de los mármoles de Arundel. Desde la Revolución Industrial, las emisiones de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno a la atmósfera han aumentado. En 1852, Robert Angus Smith fue el primero en mostrar la relación entre la lluvia ácida y la contaminación atmosférica en Manchester, Inglaterra. Smith acuñó el término "lluvia ácida" en 1872.

A fines de la década de 1960, los científicos comenzaron a observar y estudiar ampliamente el fenómeno. Al principio, el enfoque principal de esta investigación se centró en los efectos locales de la lluvia ácida. Waldemar Christofer Brøgger fue el primero en reconocer el transporte de larga distancia de contaminantes que cruzan las fronteras del Reino Unido a Noruega, un problema estudiado sistemáticamente por Brynjulf ​​Ottar en la década de 1970. El trabajo de Ottar estuvo fuertemente influenciado por el científico del suelo sueco Svante Odén, quien había llamado la atención sobre el problema de la lluvia ácida de Europa en periódicos populares y escribió un artículo histórico sobre el tema en 1968.

En los Estados Unidos

El primer informe sobre la lluvia ácida en los Estados Unidos provino de evidencia química reunida en Hubbard Brook Valley; la conciencia pública sobre la lluvia ácida en los EE. UU. aumentó en la década de 1970 después de que The New York Times informara sobre estos hallazgos.

En 1972, un grupo de científicos, incluido Gene Likens, descubrió que la lluvia que se depositaba en las Montañas Blancas de New Hampshire era ácida. Se midió que el pH de la muestra era de 4,03 en Hubbard Brook. El Estudio del Ecosistema de Hubbard Brook siguió con una serie de estudios de investigación que analizaron los efectos ambientales de la lluvia ácida. La lluvia ácida que se mezcló con agua corriente en Hubbard Brook fue neutralizada por la alúmina de los suelos.El resultado de esta investigación indicó que la reacción química entre la lluvia ácida y el aluminio conduce a una tasa creciente de meteorización del suelo. Se realizaron investigaciones experimentales para examinar los efectos del aumento de la acidez en los arroyos sobre las especies ecológicas. En 1980, un grupo de científicos modificó la acidez de Norris Brook, New Hampshire, y observó el cambio en el comportamiento de las especies. Hubo una disminución en la diversidad de especies, un aumento en los dominantes de la comunidad y una disminución en la complejidad de la red alimentaria.

En 1980, el Congreso de los Estados Unidos aprobó una Ley de Deposición Ácida. Esta Ley estableció un programa de evaluación e investigación de 18 años bajo la dirección del Programa Nacional de Evaluación de Precipitaciones Ácidas (NAPAP). NAPAP amplió una red de sitios de monitoreo para determinar qué tan ácida era la precipitación en realidad, buscando determinar las tendencias a largo plazo y estableció una red para la deposición seca. Usando un diseño de muestreo basado en estadísticas, NAPAP cuantificó los efectos de la lluvia ácida a nivel regional al enfocarse en investigaciones y encuestas para identificar y cuantificar los efectos de la precipitación ácida en los ecosistemas terrestres y de agua dulce. NAPAP también evaluó los efectos de la lluvia ácida en edificios históricos, monumentos y materiales de construcción. También financió amplios estudios sobre procesos atmosféricos y posibles programas de control.

Desde el principio, los defensores de políticas de todos los lados intentaron influir en las actividades de NAPAP para apoyar sus esfuerzos particulares de promoción de políticas o para menospreciar los de sus oponentes. Para la empresa científica del gobierno de los EE. UU., un impacto significativo de NAPAP fueron las lecciones aprendidas en el proceso de evaluación y en la gestión de la investigación ambiental para un grupo relativamente grande de científicos, administradores de programas y el público.

En 1981, la Academia Nacional de Ciencias estaba investigando sobre los temas controvertidos relacionados con la lluvia ácida. El presidente Ronald Reagan desestimó los problemas de la lluvia ácida hasta su visita personal a Canadá y confirmó que la frontera canadiense sufría la contaminación derivada de las chimeneas que se originaban en el medio oeste de los EE. UU. Reagan honró el acuerdo con la aplicación de la regulación anticontaminación del primer ministro canadiense, Pierre Trudeau. En 1982, Reagan encargó a William Nierenberg que formara parte de la Junta Nacional de Ciencias. Nierenberg seleccionó a científicos, incluido Gene Likens, para formar parte de un panel para redactar un informe sobre la lluvia ácida. En 1983, el panel de científicos elaboró ​​un informe preliminar que concluyó que la lluvia ácida es un problema real y que se deben buscar soluciones.La Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca revisó el borrador del informe y envió las sugerencias de Fred Singer sobre el informe, que arrojan dudas sobre la causa de la lluvia ácida. Los panelistas revelaron rechazos a las posiciones de Singer y presentaron el informe a Nierenberg en abril. En mayo de 1983, la Cámara de Representantes votó en contra de la legislación que pretendía controlar las emisiones de azufre. Hubo un debate sobre si Nierenberg se demoró en publicar el informe. El propio Nierenberg negó el dicho sobre su supresión del informe y afirmó que el informe fue retenido después de la votación de la Cámara porque no estaba listo para ser publicado.

En 1991, el Programa Nacional de Evaluación de Precipitaciones Ácidas de los Estados Unidos (NAPAP) proporcionó su primera evaluación de la lluvia ácida en los Estados Unidos. Informó que el 5% de los lagos de Nueva Inglaterra eran ácidos, siendo los sulfatos el problema más común. Señalaron que el 2 % de los lagos ya no podía soportar la trucha de arroyo y el 6 % de los lagos no eran aptos para la supervivencia de muchas especies de pececillos.

Mientras tanto, en 1990, el Congreso de los Estados Unidos aprobó una serie de enmiendas a la Ley de Aire Limpio. El Título IV de estas reformas estableció un sistema de tope y comercio diseñado para controlar las emisiones de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno. El Título IV pedía una reducción total de alrededor de 10 millones de toneladas de emisiones de SO ₂ de las centrales eléctricas, cerca de una reducción del 50%.Se implementó en dos fases. La Fase I comenzó en 1995 y limitó las emisiones de dióxido de azufre de 110 de las centrales eléctricas más grandes a un total combinado de 8,7 millones de toneladas de dióxido de azufre. Una planta de energía en Nueva Inglaterra (Merrimack) estaba en la Fase I. Se agregaron otras cuatro plantas (Newington, Mount Tom, Brayton Point y Salem Harbor) bajo otras disposiciones del programa. La Fase II comenzó en 2000 y afecta a la mayoría de las centrales eléctricas del país.

Durante la década de 1990, la investigación continuó. El 10 de marzo de 2005, la EPA emitió la Regla Interestatal de Aire Limpio (CAIR). Esta regla brinda a los estados una solución al problema de la contaminación de las centrales eléctricas que se desplaza de un estado a otro. CAIR limitará permanentemente las emisiones de SO ₂ y NO _x en el este de los Estados Unidos. Cuando esté completamente implementado, CAIR reducirá las emisiones de SO ₂ en 28 estados del este y el Distrito de Columbia en más del 70 % y las emisiones de NO _x en más del 60 % con respecto a los niveles de 2003.

En general, el programa de tope e intercambio del programa ha tenido éxito en el logro de sus objetivos. Desde la década de 1990, las emisiones de SO ₂ han disminuido un 40 % y, según el Pacific Research Institute, los niveles de lluvia ácida han disminuido un 65 % desde 1976. En la Unión Europea se utilizó una regulación convencional, que registró una disminución de más del 70 % en el SO ₂ emisiones durante el mismo período de tiempo.

En 2007, las emisiones totales de SO ₂ fueron de 8,9 millones de toneladas, logrando el objetivo a largo plazo del programa antes de la fecha límite reglamentaria de 2010.

En 2007, la EPA estimó que para 2010, los costos generales de cumplir con el programa para empresas y consumidores serían de $1 mil millones a $2 mil millones al año, solo una cuarta parte de lo previsto originalmente. Forbes dice: "En 2010, cuando el sistema de tope y comercio había sido aumentado por la regla interestatal de aire limpio de la administración de George W. Bush, las emisiones de SO2 habían caído a 5,1 millones de toneladas".

El término ciencia ciudadana se remonta a enero de 1989 en una campaña de la Sociedad Audubon para medir la lluvia ácida. El científico Muki Haklay cita en un informe de política del Centro Wilson titulado 'Ciencia y política ciudadana: una perspectiva europea' un primer uso del término 'ciencia ciudadana' por parte de R. Kerson en la revista MIT Technology Review de enero de 1989.Citando el informe del Wilson Center: "La nueva forma de participación en la ciencia recibió el nombre de "ciencia ciudadana". El primer ejemplo registrado del uso del término es de 1989, y describe cómo 225 voluntarios en los EE. UU. recogieron muestras de lluvia para ayudar al Audubon Society en una campaña de concientización sobre la lluvia ácida. Los voluntarios recolectaron muestras, verificaron la acidez e informaron a la organización. Luego, la información se usó para demostrar el alcance total del fenómeno".

En Canadá

El canadiense Harold Harvey fue uno de los primeros en investigar un lago "muerto". En 1971, él y RJ Beamish publicaron un informe, "Acidificación de los lagos de montaña de La Cloche", que documenta el deterioro gradual de las poblaciones de peces en 60 lagos en Killarney Park en Ontario, que habían estado estudiando sistemáticamente desde 1966.

En las décadas de 1970 y 1980, la lluvia ácida fue un tema importante de investigación en el Área de Lagos Experimentales (ELA) en el noroeste de Ontario, Canadá. Los investigadores agregaron ácido sulfúrico a lagos enteros en experimentos de ecosistemas controlados para simular los efectos de la lluvia ácida. Debido a que sus condiciones remotas permitieron experimentos en todo el ecosistema, la investigación en ELA mostró que el efecto de la lluvia ácida en las poblaciones de peces comenzó en concentraciones mucho más bajas que las observadas en los experimentos de laboratorio. En el contexto de una red alimentaria, las poblaciones de peces colapsaron antes que cuando la lluvia ácida tenía efectos tóxicos directos en los peces porque la acidez condujo a colisiones en las poblaciones de presas (por ejemplo, los mísidos).A medida que se redujeron los aportes experimentales de ácido, las poblaciones de peces y los ecosistemas lacustres se recuperaron al menos parcialmente, aunque las poblaciones de invertebrados aún no han regresado por completo a las condiciones de referencia. Esta investigación mostró que la acidificación estaba relacionada con la disminución de las poblaciones de peces y que los efectos podrían revertirse si las emisiones de ácido sulfúrico disminuyeran e influyeran en las políticas de Canadá y los Estados Unidos.

En 1985, siete provincias canadienses (todas excepto Columbia Británica, Alberta y Saskatchewan) y el gobierno federal firmaron el Programa de lluvia ácida del este de Canadá. Las provincias acordaron limitar sus emisiones combinadas de dióxido de azufre a 2,3 millones de toneladas para 1994. El Acuerdo de calidad del aire entre Canadá y EE. UU. se firmó en 1991. En 1998, todos los ministros de energía y medio ambiente federales, provinciales y territoriales firmaron Rain Strategy for Post-2000, que fue diseñada para proteger los lagos que son más sensibles que los protegidos por políticas anteriores.

Emisiones de productos químicos que conducen a la acidificación

El gas más importante que conduce a la acidificación es el dióxido de azufre. Las emisiones de óxidos de nitrógeno que se oxidan para formar ácido nítrico son cada vez más importantes debido a los controles más estrictos sobre las emisiones de compuestos de azufre. 70 Tg(S) al año en forma de SO ₂ provienen de la industria y la quema de combustibles fósiles, 2,8 Tg(S) de los incendios forestales y 7–8 Tg(S) al año de los volcanes.

Fenomenos naturales

El principal fenómeno natural que aporta gases ácidos a la atmósfera son las emisiones de los volcanes. Así, por ejemplo, las fumarolas del cráter Laguna Caliente del Volcán Poás crean cantidades extremadamente altas de lluvia ácida y niebla, con una acidez tan alta como un pH de 2, limpiando un área de cualquier vegetación y frecuentemente causando irritación a los ojos y pulmones de habitantes de los asentamientos cercanos. Los gases productores de ácido también son creados por procesos biológicos que ocurren en la tierra, en los humedales y en los océanos. La principal fuente biológica de compuestos de azufre es el sulfuro de dimetilo.

El ácido nítrico en el agua de lluvia es una fuente importante de nitrógeno fijo para la vida vegetal y también es producido por la actividad eléctrica en la atmósfera, como los rayos.

Se han detectado depósitos ácidos en el hielo glacial de miles de años de antigüedad en partes remotas del mundo.

Actividad humana

La causa principal de la lluvia ácida son los compuestos de azufre y nitrógeno de fuentes humanas, como la generación de electricidad, la agricultura animal, las fábricas y los vehículos motorizados. La lluvia ácida industrial es un problema sustancial en China y Rusia y en las áreas que se encuentran a favor del viento. Todas estas áreas queman carbón que contiene azufre para generar calor y electricidad.

El problema de la lluvia ácida no solo ha aumentado con el crecimiento demográfico e industrial, sino que se ha generalizado. El uso de chimeneas altas para reducir la contaminación local ha contribuido a la propagación de la lluvia ácida al liberar gases a la circulación atmosférica regional; la dispersión de estas pilas más altas hace que los contaminantes se transporten más lejos, causando daños ecológicos generalizados. A menudo, la deposición se produce a una distancia considerable a favor del viento de las emisiones, y las regiones montañosas tienden a recibir la mayor deposición (debido a su mayor precipitación). Un ejemplo de este efecto es el bajo pH de la lluvia que cae en Escandinavia.

Procesos químicos

La combustión de combustibles produce dióxido de azufre y óxidos nítricos. Se convierten en ácido sulfúrico y ácido nítrico.

Química en fase gaseosa

En la fase gaseosa, el dióxido de azufre se oxida por reacción con el radical hidroxilo a través de una reacción intermolecular:SO2 ₊ OH· → _HOSO2 ·

que es seguido por:HOSO ₂ · + O ₂ → HO ₂ · + SO ₃

En presencia de agua, el trióxido de azufre (SO ₃) se convierte rápidamente en ácido sulfúrico:SO ₃ (g) + H ₂ O (l) → H ₂ SO ₄ (ac)

El dióxido de nitrógeno reacciona con OH para formar ácido nítrico:NO2 ₊ OH· → _HNO3

Química en gotas de nubes

Cuando hay nubes, la tasa de pérdida de SO ₂ es más rápida de lo que puede explicarse solo con la química de la fase gaseosa. Esto se debe a reacciones en las gotas de agua líquida.Hidrólisis

El dióxido de azufre se disuelve en agua y luego, como el dióxido de carbono, se hidroliza en una serie de reacciones de equilibrio:SO ₂ (g) + H ₂ O ⇌ SO ₂ ·H ₂ OSO ₂ · H ₂ O ⇌ H + H SO _{3H SO 3} ⇌ H + SO ₃Oxidación

Hay un gran número de reacciones acuosas que oxidan el azufre de S(IV) a S(VI), lo que conduce a la formación de ácido sulfúrico. Las reacciones de oxidación más importantes son con ozono, peróxido de hidrógeno y oxígeno (las reacciones con oxígeno son catalizadas por hierro y manganeso en las gotas de la nube).

Deposición ácida

Deposición húmeda

La deposición húmeda de ácidos ocurre cuando cualquier forma de precipitación (lluvia, nieve, etc.) elimina los ácidos de la atmósfera y los lleva a la superficie de la Tierra. Esto puede resultar de la deposición de ácidos producidos en las gotas de lluvia (ver arriba la química de la fase acuosa) o por la precipitación que elimina los ácidos en las nubes o debajo de las nubes. La eliminación húmeda de gases y aerosoles es importante para la deposición húmeda.

Deposición seca

La deposición ácida también se produce mediante deposición seca en ausencia de precipitación. Esto puede ser responsable del 20 al 60% de la deposición ácida total. Esto ocurre cuando las partículas y los gases se adhieren al suelo, las plantas u otras superficies.

Efectos adversos

Se ha demostrado que la lluvia ácida tiene impactos adversos en los bosques, las aguas dulces y los suelos, ya que mata insectos y formas de vida acuática, además de causar daños a los edificios y tener impactos en la salud humana.

Aguas superficiales y animales acuáticos

Tanto el pH más bajo como las concentraciones más altas de aluminio en las aguas superficiales que se producen como resultado de la lluvia ácida pueden causar daños a los peces y otros animales acuáticos. A un pH inferior a 5, la mayoría de los huevos de pescado no eclosionarán y un pH más bajo puede matar a los peces adultos. A medida que los lagos y ríos se vuelven más ácidos, la biodiversidad se reduce. La lluvia ácida ha eliminado la vida de insectos y algunas especies de peces, incluida la trucha de arroyo en algunos lagos, arroyos y riachuelos en áreas geográficamente sensibles, como las montañas Adirondack de los Estados Unidos.Sin embargo, la medida en que la lluvia ácida contribuye directa o indirectamente a través de la escorrentía de la cuenca a la acidez de lagos y ríos (es decir, dependiendo de las características de la cuenca circundante) es variable. El sitio web de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) afirma: "De los lagos y arroyos encuestados, la lluvia ácida causó acidez en el 75% de los lagos ácidos y alrededor del 50% de los arroyos ácidos". Los lagos albergados por rocas de basamento de silicato son más ácidos que los lagos dentro de piedra caliza u otras rocas de basamento con una composición de carbonato (es decir, mármol) debido a los efectos amortiguadores de los minerales de carbonato, incluso con la misma cantidad de lluvia ácida.

Suelos

La biología y la química del suelo pueden verse gravemente dañadas por la lluvia ácida. Algunos microbios no pueden tolerar los cambios a un pH bajo y mueren. Las enzimas de estos microbios se desnaturalizan (cambian de forma para que ya no funcionen) por el ácido. Los iones de hidronio de la lluvia ácida también movilizan toxinas, como el aluminio, y eliminan nutrientes y minerales esenciales como el magnesio.2 H (aq) + Mg (arcilla) ⇌ 2 H (arcilla) + Mg (aq)

La química del suelo puede cambiar drásticamente cuando los cationes básicos, como el calcio y el magnesio, son lixiviados por la lluvia ácida, lo que afecta a las especies sensibles, como el arce azucarero (Acer saccharum).

acidificación del suelo

Los impactos del agua ácida y la acidificación del suelo en las plantas pueden ser menores o, en la mayoría de los casos, importantes. La mayoría de los casos menores que no resultan en la muerte de la vida vegetal pueden atribuirse a que las plantas son menos susceptibles a las condiciones ácidas y/o la lluvia ácida es menos potente. Sin embargo, incluso en casos menores, la planta eventualmente morirá debido a que el agua ácida reduce el pH natural de la planta. El agua ácida ingresa a la planta y hace que los minerales importantes de la planta se disuelvan y sean arrastrados; lo que finalmente hace que la planta muera por falta de minerales para la nutrición. En los casos mayores, que son más extremos, ocurre el mismo proceso de daño que en los casos menores, que es la eliminación de minerales esenciales, pero a un ritmo mucho más rápido.Del mismo modo, la lluvia ácida que cae sobre el suelo y sobre las hojas de las plantas provoca el secado de la cutícula cerosa de la hoja, lo que finalmente provoca una rápida pérdida de agua de la planta hacia la atmósfera exterior y, finalmente, provoca la muerte de la planta. Para ver si una planta se ve afectada por la acidificación del suelo, se pueden observar de cerca las hojas de la planta. Si las hojas están verdes y se ven saludables, el pH del suelo es normal y aceptable para la vida vegetal. Pero si las hojas de la planta tienen un color amarillento entre las venas de sus hojas, eso significa que la planta sufre acidificación y no es saludable. Además, una planta que sufre acidificación del suelo no puede realizar la fotosíntesis; el proceso de secado de la planta inducido por agua ácida puede destruir los orgánulos del cloroplasto.Sin poder realizar la fotosíntesis, una planta no puede crear nutrientes para su propia supervivencia u oxígeno para la supervivencia de los organismos aeróbicos, lo que afecta a la mayoría de las especies en la Tierra y, en última instancia, acaba con el propósito de la existencia de la planta.

Bosques y otra vegetación

Los efectos adversos pueden estar indirectamente relacionados con la lluvia ácida, como los efectos del ácido en el suelo (ver arriba) o la alta concentración de precursores gaseosos de la lluvia ácida. Los bosques de gran altitud son especialmente vulnerables ya que a menudo están rodeados de nubes y niebla que son más ácidas que la lluvia.

La lluvia ácida también puede dañar otras plantas, pero el efecto sobre los cultivos alimentarios se minimiza mediante la aplicación de cal y fertilizantes para reemplazar los nutrientes perdidos. En áreas cultivadas, también se puede agregar piedra caliza para aumentar la capacidad del suelo para mantener estable el pH, pero esta táctica es en gran medida inútil en el caso de tierras silvestres. Cuando el calcio se lixivia de las agujas del abeto rojo, estos árboles se vuelven menos tolerantes al frío y presentan lesiones invernales e incluso la muerte.

Acidificación oceánica

La lluvia ácida tiene un efecto mucho menos dañino en los océanos a escala global, pero crea un impacto amplificado en las aguas menos profundas de las aguas costeras. La lluvia ácida puede hacer que el pH del océano caiga, lo que se conoce como acidificación del océano, lo que dificulta que las diferentes especies costeras creen los exoesqueletos que necesitan para sobrevivir. Estas especies costeras se unen como parte de la cadena alimenticia del océano, y sin que sean una fuente de alimentación para otras especies marinas, más especies marinas morirán. El esqueleto de piedra caliza del coral es particularmente sensible a las disminuciones de pH, porque el carbonato de calcio, un componente central del esqueleto de piedra caliza, se disuelve en soluciones ácidas (pH bajo).

Además de la acidificación, los aportes excesivos de nitrógeno de la atmósfera promueven un mayor crecimiento de fitoplancton y otras plantas marinas, lo que, a su vez, puede causar una proliferación más frecuente de algas nocivas y eutrofización (la creación de “zonas muertas” sin oxígeno) en algunas partes. del oceano.

Efectos sobre la salud humana

La lluvia ácida no afecta directamente la salud humana. El ácido del agua de lluvia está demasiado diluido para tener efectos adversos directos. Las partículas responsables de la lluvia ácida (dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno) tienen un efecto adverso. El aumento de las cantidades de partículas finas en el aire contribuye a los problemas cardíacos y pulmonares, incluidos el asma y la bronquitis.

Otros efectos adversos

La lluvia ácida puede dañar edificios, monumentos históricos y estatuas, especialmente aquellos hechos de rocas, como piedra caliza y mármol, que contienen grandes cantidades de carbonato de calcio. Los ácidos de la lluvia reaccionan con los compuestos de calcio de las piedras para crear yeso, que luego se desprende.CaCO ₃ (s) + H ₂ SO ₄ (aq) ⇌ CaSO ₄ (s) + CO ₂ (g) + H ₂ O (l)

Los efectos de esto se ven comúnmente en lápidas antiguas, donde la lluvia ácida puede hacer que las inscripciones se vuelvan completamente ilegibles. La lluvia ácida también aumenta la tasa de corrosión de los metales, en particular el hierro, el acero, el cobre y el bronce.

Zonas afectadas

Los lugares significativamente afectados por la lluvia ácida en todo el mundo incluyen la mayor parte del este de Europa desde Polonia hacia el norte hasta Escandinavia, el tercio este de los Estados Unidos y el sureste de Canadá. Otras áreas afectadas incluyen la costa sureste de China y Taiwán.

Métodos de prevención

Soluciones técnicas

Muchas centrales eléctricas de carbón utilizan la desulfuración de gases de combustión (FGD) para eliminar los gases que contienen azufre de sus gases de chimenea. Para una central eléctrica de carbón típica, FGD eliminará el 95% o más del SO ₂ en los gases de combustión. Un ejemplo de FGD es el depurador húmedo que se usa comúnmente. Un depurador húmedo es básicamente una torre de reacción equipada con un ventilador que extrae los gases calientes de la chimenea de una central eléctrica hacia la torre. También se inyecta cal o piedra caliza en forma de lechada en la torre para mezclarla con los gases de chimenea y combinarla con el dióxido de azufre presente. El carbonato de calcio de la piedra caliza produce sulfato de calcio con pH neutro que se elimina físicamente del depurador. Es decir, el depurador convierte la contaminación por azufre en sulfatos industriales.

En algunas áreas, los sulfatos se venden a empresas químicas como yeso cuando la pureza del sulfato de calcio es alta. En otros, se depositan en vertederos. Los efectos de la lluvia ácida pueden durar generaciones, ya que los efectos del cambio en el nivel de pH pueden estimular la filtración continua de sustancias químicas indeseables en fuentes de agua que de otro modo serían prístinas, matando especies vulnerables de insectos y peces y bloqueando los esfuerzos para restaurar la vida nativa.

La combustión en lecho fluidizado también reduce la cantidad de azufre emitida por la producción de energía.

El control de emisiones de los vehículos reduce las emisiones de óxidos de nitrógeno de los vehículos de motor.

Tratados Internacionales

Los países occidentales han acordado tratados internacionales sobre el transporte a larga distancia de contaminantes atmosféricos desde hace algún tiempo. A partir de 1979, los países europeos se reunieron para ratificar los principios generales discutidos durante la Convención de la CEPE. El propósito era combatir la contaminación atmosférica transfronteriza de largo alcance. El Protocolo de Helsinki de 1985 sobre la reducción de las emisiones de azufre en el marco del Convenio sobre la contaminación atmosférica transfronteriza a gran distancia fomentó los resultados del convenio. Los resultados del tratado ya se han materializado, como lo demuestra una caída aproximada del 40 por ciento en materia particulada en América del Norte.La eficacia de la Convención en la lucha contra la lluvia ácida ha inspirado nuevos actos de compromiso internacional para prevenir la proliferación de partículas. Canadá y EE. UU. firmaron el Acuerdo de calidad del aire en 1991. La mayoría de los países europeos y Canadá firmaron los tratados. La actividad de la Convención sobre la contaminación atmosférica transfronteriza a gran distancia permaneció inactiva después de 1999, cuando 27 países se reunieron para reducir aún más los efectos de la lluvia ácida. En 2000, la cooperación exterior para prevenir la lluvia ácida se inició en Asia por primera vez. Diez diplomáticos de países de todo el continente se reunieron para discutir formas de prevenir la lluvia ácida.

Comercio de emisiones

En este esquema regulatorio, cada instalación contaminante actual recibe o puede comprar en un mercado abierto un derecho de emisión por cada unidad de un contaminante designado que emite. Luego, los operadores pueden instalar equipos de control de la contaminación y vender partes de sus derechos de emisión que ya no necesitan para sus propias operaciones, recuperando así parte del costo de capital de su inversión en dichos equipos. La intención es dar a los operadores incentivos económicos para instalar controles de contaminación.

El primer mercado de comercio de emisiones se estableció en los Estados Unidos mediante la promulgación de las Enmiendas a la Ley de Aire Limpio de 1990. El objetivo general del Programa de Lluvia Ácida establecido por la Ley es lograr importantes beneficios ambientales y de salud pública a través de reducciones en las emisiones de dióxido de azufre. (SO ₂) y óxidos de nitrógeno (NO _x), las principales causas de la lluvia ácida. Para lograr este objetivo al menor costo para la sociedad, el programa emplea enfoques regulatorios y basados ​​en el mercado para controlar la contaminación del aire.