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A denominação chuva ácida é concedida a toda chuva que possui um valor de pH abaixo de 4,5 unidades. 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 .

As chuvas normais têm um pH de, aproximadamente, 5,6 unidades, que é levemente ácido . Essa acidez natural é causada pela dissociação do dióxido de carbono em água, formando um ácido fraco , conhecido como ácido carbónico , segue a reação:

ORIGEM

Os principais contribuintes para a produção de gases que provocam a chuva ácida, lançados na atmosfera, são as emissões dos vulcões e processos biológicos que ocorrem nos solos, pântanos e oceanos. Foi possível determinar os efeitos da deposição ácida que ocorreram nas geleiras há milhares de anos em partes remotas do globo.

As principais fontes humanas desses gases são as indústrias , as usinas termoelétricas e os veículos de transporte . Os gases podem ser carregados por 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 (SO 2 ) e óxidos de azoto (NO, NO 2 , N 2 O 5 ) 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 enquanto que a chuva normal tem um pH de cerca de 5,6 e a água corrente tem 6,8, sendo esta última já considerada neutra ( pH 7 é neutro). A chuva ácida pode 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. Essas áreas queimam carvão com enxofre na sua composição para gerar calor e eletricidade.

Mas nem sempre as áreas onde são liberados poluentes, como as áreas industriais, sofrem danos diretos, justamente pelas correntes de vento e convecção das massas de ar, podendo no entanto, afectar áreas além das que emitem estes gases. Por esta razão, a chuva ácida é, também, denominada poluição transfronteiriça, já que regiões que não poluem podem ser severamente prejudicadas pela sua precipitação

Soluções

Os dois principais compostos que geram esse problema ambiental seguem processos diferentes. O enxofre é uma impureza freqüente nos combustíveis fósseis , principalmente o carvão mineral e o petróleo , que ao serem queimados também promovem a combustão desse composto. O enxofre e os óxidos de enxofre podem ser lançados na atmosfera pelos vulcões . Os óxidos ácidos formados reagem com a água para formar ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ) e ácido sulfuroso (H 2 SO 3 ).

O gás nitrogênio (N 2 ), abundante na composição da atmosfera , é muito pouco reativo. Para reagir com o oxigênio gasoso precisa de grande quantidade de energia, como ocorre em uma descarga elétrica ou no funcionamento de um motor a explosão . Estes motores são os maiores responsáveis pela reação de oxidação do nitrogênio na atualidade. Os óxidos, ao reagir com água, formam ácido nitroso (HNO 2 ) e ácido nítrico (HNO 3 ).

As duas principais séries de reações de formação da chuva ácida são as que se seguem, onde inicialmente temos a formação do ácidos provenientes do enxofre e depois, dos ácidos provenientes da oxidação no nitrogênio:

Pela queima dos combústíveis contendo enxofre em sua composição, temos:

Neste caso, o SO 3 formado, na presença de chuva, produz:

Pela queima a presença de nitrogênio do ar, temos que na câmara de combustão dos motores, ocorre:

O NO formado, na presença do oxigênio do ar, produz:

O dióxido de nitrogênio formado, na presença de água(chuva), produz:

Evidências de um crescente aumento nos níveis de chuva ácida vêm da análise das camadas de gelos oriundos das geleiras. Elas mostram uma repentina diminuição do pH a partir da Revolução Industrial de 6 para 4,5 ou 4. Outras informações foram coletadas através dos estudos de diatomáceas que habitavam os lagos . Com o passar dos anos, eles foram morrendo e sendo depositados em camadas de sedimentos no fundo dos lagos. As diatomáceas suportam certas variações de pH, logo o número desses organismos encontrados em camadas de maior profundidade serve como indicador das mudanças de pH ao longo dos anos.

Desde a Revolução Industrial as emissões de óxidos de enxofre e nitrogênio na atmosfera aumentaram. Indústrias e usinas termoelétricas que queimam combustíveis fósseis, principalmente o carvão, são a principal fonte desses gases. Já chegou a ser registrado variações de pH abaixo de 2,4 em áreas industriais. Esses poluidores, mais o setor de transportes , são os grandes responsáveis pelo aumento dos óxidos de nitrogênio.

O problema da chuva ácida não apenas aumentou com o crescimento populacional e industrial, mas também se espalhou. O uso de grandes chaminés a fim de reduzir a poluição local contribuiu para a disseminação da chuva ácida, liberando gases na atmosfera circulante da região. Algumas vezes, a precipitação ocorre a uma distância considerável de sua formação, sendo que as regiões montanhosas recebem a maior parte (devido às chamadas chuvas de montanha ). Um exemplo deste efeito é o baixo pH das chuvas da Escandinávia comparado aos níveis de óxido que esta libera.

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 a 6 ou superiores promovem populações saudáveis. Ácidos na água inibem a produção das enzimas que permitem que as larvas de truta escapem das suas ovas. O baixo pH também faz circular metais pesados como o alumínio nos lagos. O alumínio faz com que alguns peixes produzam muco em excesso ao redor de suas guelras , prejudicando a respiração. O crescimento de fitoplâncton é inibido pelos grandes níveis de acidez e animais que se alimentam deles são prejudicados.

Muitos lagos são afetados ao receberem e concentrarem o ácido proveniente de solos ácidos. Este fenômeno pode ser desencadeado por um dado padrão de chuva que concentre o ácido. Um lago de águas ácidas, com peixes mortos recentemente, pode não ser prova de poluição extrema do ar.

As árvores são prejudicadas pela chuva ácida de vários modos. A superfície cerosa das suas folhas é rompida e nutrientes são perdidos, tornando as árvores mais suscetíveis a gelo, fungos e insetos. O crescimento das raízes torna-se mais lento e, em conseqüência, menos nutrientes são transportados. Íons tóxicos acumulam-se no solo e minerais valiosos são dispersados ou (no caso dos fosfatos ) tornam-se próximos à argila .

Os íons tóxicos liberados devido à chuva ácida constituem a maior ameaça aos seres humanos. O cobre mobilizado foi implicado nas epidemias de diarréia 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 ocorrência de chuva ácida foi primeiro relatada em Manchester , na Inglaterra , num importante centro durante a Revolução Industrial . Em 1852 , Robert Angus Smith identificou a correlação entre a chuva ácida e a poluição atmosférica. A expressão chuva ácida foi por ele empregada em 1872 . Ele observou que essa chuva ácida podia levar à destruição da natureza, e embora a chuva ácida tenha sido descoberta desde 1852 , só na década de 1970 que os cientistas começaram a observá-la, a chuva ácida era um problema que pioraria.

Soluções

Nos EUA, muitas usinas de energia a queima de carvão usam o sistema de dessulfurisação de gás de fumeiro (FGD) para retirar os gases contendo enxofre de suas chaminés. Um exemplo de FGD é o depurador molhado que geralmente é usado nos EUA e em muitos outros países. Um depurador molhado é basicamente uma torre de reação equipada com um ventilador que extrai a fumaça de gases quentes da chaminé de uma usina de energia. O calcário ou a pedra calcária em forma de slurry também é injetada na torre para se misturar com os gases da pilha e combinar-se com o dióxido de enxofre presente. O carbonato de cálcio da pedra calcária produz sulfato de cálcio de pH neutro, que é fisicamente retirado do depurador. Ou seja, o depurador transforma a poluição de enxofre em sulfatos industriais.

Em algumas áreas os sulfatos são vendidos a companhias químicas como gesso quando a pureza de sulfato de cálcio é alta. Em outros, eles são colocados num aterro.

Algumas pessoas opõem-se à regulação da geração de energia, acreditando que essa geração de energia e poluição necessitam de caminhar juntas. Isto é falso. Um reator nuclear gera menos que um milionésimo do lixo tóxico (medido por efeito biológico líquido) por watt gerado, quando os dejetos de ambas as instalações de geração de energia são adequadamente comparados (os Estados Unidos proíbem a reciclagem nuclear, de modo que esse país produz mais lixo que outros países).

Um esquema regulador mais benigno envolve a negociação de emissões. Por este esquema, a cada planta poluidora atual é concedida uma licença de emissões que se torna parte do capital da empresa. Os operadores então podem instalar equipamentos de controle da poluição e vender partes das suas licenças de emissões. O principal efeito deste procedimento é oferecer incentivos econômicos reais para os operadores instalarem controles de poluição. Desde que grupos de interesse público possam aposentar as licenças por compra, o resultado líquido é um decréscimo contínuo e um menor conjunto de fontes poluidoras. Ao mesmo tempo, nenhum operador particular jamais será forçado a gastar dinheiro sem retorno do valor de venda comercial dos ativos.

O aquecimento global no Planeta

O Aquecimento global é um fenômeno climático de larga extensão—um aumento da temperatura média superficial global que vem acontecendo nos últimos 150 anos. Entretanto, o significado deste aumento de temperatura ainda é objecto de muitos debates entre os cientistas. Causas naturais ou antropogênicas (provocadas pelo homem) têm sido propostas para explicar o fenômeno.

Grande parte da comunidade científica acredita que o aumento de concentração de poluentes antropogênicos na atmosfera é causa do efeito estufa. A Terra recebe radiação emitida pelo Sol e devolve grande parte dela para o espaço através de radiação de calor. Os poluentes atmosféricos estão retendo uma parte dessa radiação que seria refletida para o espaço, em condições normais. Essa parte retida causa um importante aumento do aquecimento global.

A principal evidência do aquecimento global vem das medidas de temperatura de estações metereológicas em todo o globo desde 1860. Os dados com a correção dos efeitos de "ilhas urbanas" mostra que o aumento médio da temperatura foi de 0.6+-0.2 C durante o século XX. Os maiores aumentos foram em dois períodos: 1910 a 1945 e 1976 a 2000. (fonte IPCC).

Evidências secundárias são obtidas através da observação das variações da cobertura de neve das montanhas e de áreas geladas, do aumento do nível global dos mares, do aumento das precipitações, da cobertura de nuvens, do El Niño e outros eventos extremos de mau tempo durante o século XX.

Por exemplo, dados de satélite mostram uma diminuição de 10% na área que é coberta por neve desde os anos 60. A área da cobertura de gelo no hemisfério norte na primavera e verão também diminuiu em cerca de 10% a 15% desde 1950 e houve retração das montanhas geladas em regiões não polares durante todo o século XX.(Fonte: IPCC).

Causas

Mudanças climáticas ocorrem devido a factores internos e externos. Factores internos são aqueles associados à complexidade derivada do facto dos sistemas climáticos serem sistemas caóticos não lineares. Fatores externos podem ser naturais ou antropogênicos.

O principal factor externo natural é a variabilidade da radiação solar, que depende dos ciclos solares e do facto de que a temperatura interna do sol vem aumentando. Fatores antropogênicos são aqueles da influência humana levando ao efeito estufa, o principal dos quais é a emissão de sulfatos que sobem até a estratosfera causando depleção da camada de ozônio (fonte:IPCC)

Cientistas concordam que factores internos e externos naturais podem ocasionar mudanças climáticas significativas. No último milénio dois importantes períodos de variação de temperatura ocorreram: um período quente conhecido como Período Medieval Quente e um frio conhecido como Pequena Idade do Gelo. A variação de temperatura desses períodos tem magnitude similar ao do atual aquecimento e acredita-se terem sido causados por fatores internos e externos somente. A Pequena Idade do Gelo é atribuída à redução da atividade solar e alguns cientistas concordam que o aquecimento terrestre observado desde 1860 é uma reversão natural da Pequena Idade do Gelo ( Fonte: The Skeptical Environmentalist).

Entretanto grandes quantidades de gases tem sido emitidos para a atmosfera desde que começou a revolução industrial, a partir de 1750 as emissões de dióxido de carbono aumentaram 31%, metano 151%, óxido de nitrogênio 17% e ozônio troposférico 36% (Fonte IPCC).

A maior parte destes gases são produzidos pela queima de combustíveis fósseis. Os cientistas pensam que a redução das áreas de florestas tropicais tem contribuído, assim como as florestas antigas, para o aumento do carbono. No entanto florestas novas nos Estados Unidos e na Rússia contribuem para absorver dióxido de carbono e desde 1990 a quantidade de carbono absorvido é maior que a quantidade liberada no desflorestamento. Nem todo dióxido de carbono emitido para a atmosfera se acumula nela, metade é absorvido pelos mares e florestas.

A real importância de cada causa proposta pode somente ser estabelecida pela quantificação exacta de cada factor envolvido. Factores internos e externos podem ser quantificados pela análise de simulações baseadas nos melhores modelos climáticos.

A influência de fatores externos pode ser comparada usando conceitos de força radiotiva. Uma força radiotiva positiva esquenta o planeta e uma negativa o esfria. Emissões antropogênicas de gases, depleção do ozônio estratosférico e radiação solar tem força radioativa positiva e aerosóis tem o seu uso como força radiotiva negativa.(fonte IPCC).

Modelos climáticos

Simulações climáticas mostram que o aquecimento ocorrido de 1910 até 1945 podem ser explicado somente por forças internas e naturais (variação da radiação solar) mas o aquecimento ocorrido de 1976 a 2000 necessita da emissão de gases antropogênicos causadores do efeito estufa para ser explicado. A maioria da comunidade científica está actualmente convencida de que uma proporção significativa do aquecimento global observado é causado pela emissão de gases causadores do efeito estufa emitidos pela actividade humana. (Fonte IPC)

Esta conclusão depende da exactidão dos modelos usados e da estimativa correcta dos factores externos. A maioria dos cientistas concorda que importantes características climáticas estejam sendo incorrectamente incorporadas nos modelos climáticos, mas eles também pensam que modelos melhores não mudariam a conclusão. (Source: IPCC)

Os críticos dizem que há falhas nos modelos e que factores externos não levados em consideração poderiam alterar as conclusões acima. Os críticos dizem que simulações climáticas são incapazes de modelar os efeitos resfriadores das partículas, ajustar a retroalimentação do vapor de água e levar em conta o papel das nuvens. Críticos também mostram que o Sol pode ter uma maior cota de responsabilidade no aquecimento global actualmente observado do que o aceite pela maioria da comunidade científica. Alguns efeitos solares indirectos podem ser muito importantes e não são levados em conta pelos modelos. Assim, a parte do aquecimento global causado pela acção humana poderia ser menor do que se pensa actualmente. (Fonte: The Skeptical Environmentalist)

Efeitos

Devido aos efeitos potenciais sobre a saúde humana, economia e meio ambiente o aquecimento global tem sido fonte de grande preocupação. Algumas importantes mudanças ambientais tem sido observadas e foram ligadas ao aquecimento global. Os exemplos de evidências secundárias citadas abaixo (diminuição da cobertura de gelo, aumento do nível do mar, mudanças dos padrões climáticos) são exemplos das consequências do aquecimento global que podem influenciar não somente as actividades humanas mas também os ecosistemas. Aumento da temperatura global permite que um ecosistema mude; algumas espécies podem ser forçadas a sair dos seus habitats (possibilidade de extinção) devido a mudanças nas condições enquanto outras podem espalhar-se, invadindo outros ecossistemas.

Entretanto, o aquecimento global também pode ter efeitos positivos, uma vez que aumentos de temperaturas e aumento de concentrações de CO2 podem aprimorar a produtividade do ecosistema. Observações de satélites mostram que a produtividade do hemisfério Norte aumentou desde 1982. Por outro lado é fato de que o total da quantidade de biomassa produzida não é necessáriamente muito boa, uma vez que a biodiversidade pode no silêncio diminuir ainda mais um pequeno número de espécie que esteja florescendo.

Uma outra causa grande preocupação é o aumento do nível do mar. O nível dos mares está aumentando em 0.01 a 0.02 metros por década e em alguns países insulares no Oceano Pacífico são expressivamente preocupantes, porque cedo eles estarão debaixo de água. O aquecimento global provoca subida dos mares principalmente por causa da expansão térmica da água dos oceanos, mas alguns cientistas estão preocupados que no futuro, a camada de gelo polar e os glaciares derretam. Em consequência haverá aumento do nível, em muitos metros. No momento, os cientistas não esperam um maior derretimento nos próximos 100 anos. (Fontes: IPCC para os dados e as publicações da grande imprensa para as percepções gerais de que as mudanças climáticas).

Como o clima fica mais quente, a evaporação aumenta. Isto provoca pesados aguaceiros e mais erosão. Muitas pessoas pensam que isto poderá causar resultados mais extremos no clima como progressivo aquecimento global.

O aquecimento global também pode apresentar efeitos menos óbvios. A Corrente do Atlântico Norte,por exemplo, provocada por diferenças entre a temperatura entre os mares. Aparentemente ela está diminuindo conforme as médias da temperatura global aumentam, isso significa que áreas como a Escandinávia e a Inglaterra que são aquecidas pela corrente devem apresentar climas mais frios a despeito do aumento do calor global.

Painel Intergovernamental sobre as Mudanças do Clima (IPCC )

Como este é um tema de grande importância, os govenos precisam de previsões de tendências futuras das mudanças globais de forma que possam tomar decisões políticas que evitem impactos indesejáveis. O aquecimento global está sendo estudado pelo Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). O último relatório do IPCC faz algumas previsões a respeito das mudanças climáticas. Tais previsões são a base para os actuais debates políticos e científicos.

As previsões do IPCC baseiam-se nos mesmos modelos utilizados para estabelecer a importância de diferentes factores no aquecimento global. Tais modelos alimentam-se dos dados sobre emissões antropogênicas dos gases causadores de efeito estufa e de aerosóis, gerados a partir de 35 cenários distintos, que variam entre pessimistas e optimistas. As previsões do aquecimento global dependem do tipo de cenário levado em consideração, nenhum dos quais leva em consideração qualquer medida para evitar o aquecimento global.

O último relatório do IPCC projecta um aumento médio de temperatura superficial do planeta entre 1,4 e 5,8º C entre 1990 a 2100. O nível do mar deve subir de 0,1 a 0,9 metros nesse mesmo período.

Apesar das previsões do IPCC serem consideradas as melhores disponíveis, elas são o centro de uma grande controvérsia científica. O IPCC admite a necessidade do desenvolvimento de melhores modelos analíticos e compreensão científica dos fenômenos climáticos, assim como a existência de incertezas no campo. Críticos apontam para o facto de que os dados disponíveis não são suficientes para determinar a importância real dos gases causadores do efeito estufa nas mudanças climáticas. A sensibilidade do clima aos gases estufa estaria sendo sobrestimada enquanto fatores externos subestimados.

Por outro lado, o IPCC não atribui qualquer probabilidade aos cenários em que suas previsões são baseadas. Segundo os críticos isso leva a distorções dos resultados finais, pois os cenários que predizem maiores impactos seriam menos passíveis de concretização por contradizerem as bases do racionalismo económico.

Convenção-Quadro Sobre Mudanças Climáticas e o Protocolo de Kioto

Mesmo havendo dúvidas sobre sua importância e causas, o aquecimento global é percebido pelo grande público e por diversos líderes políticos como uma ameaça potencial. Por se tratar de um cenário semelhante ao da tragédia dos comuns, apenas acordos internacionais seriam capazes de propôr uma política de redução nas emissões de gases estufa que, de outra forma, os países evitariam implementar de forma unilateral. Do Protocolo de Kioto a Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas foram ratificadas por todos os países industrializados que concordaram em reduzir suas emissões abaixo do nível registrado em 1990. Ficou acertado que os países em desenvolvimento ficariam isentos do acordo. Contudo, President Bush, presidente dos os Estados Unidos — país responsável por cerca de um terço das emissões mundiais, decidiu manter o seu país fora do acordo. Essa decisão provocou uma acalorada controvérsia ao redor do mundo, com profundas ramificações políticas e ideológicas.

Para avaliar a eficácia do Protocolo de Kioto, é necessário comparar o aquecimento global com e sem o acordo. Diversos autores independentes concordam que o impacto do protocolo no fenômeno é pequeno (uma redução de 0,15 num aquecimento de 2ºC em 2100). Mesmo alguns defensores de Kioto concordam que seu impacto é reduzido, mas o vêem como um primeiro passo com mais significado político que prático, para futuras reduções. No momento, é necessária uma analise feita pelo IPCC para resolver essa questão.

O Protocolo de Kioto também pode ser avaliado comparando-se ganhos e custos. Diferentes análises econômicas mostram que o Protocolo de Kioto pode ser mais dispendioso do que o aquecimento global que procura evitar. Contudo, os defensores da proposta argumentam que enquanto os cortes iniciais dos gases estufa têm pouco impacto, eles criam um precedente para cortes maiores no futuro.

Fonte: www.jornaldomeioambiente.com.br

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