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Lluvia ácida




Enviado por supergatoron



Partes: 1, 2


    1.
    Introducción


    3. Origen
    4. Azufre como
    contaminante

    5. Nitrógeno como
    contaminante

    6. Fuentes de emision de la lluvia
    acida.

    7. Lluvia Ácida : Un Problema
    Regional

    8. Acdificación del medio: procesos en la
    atmósfera, suelo y agua.

    9.
    Efectos

    10. Efectos de la lluvia ácida
    en los ecosistemas terrestres

    11. Efectos sobre la salud
    humana

    12. Efecto de la acidificación
    sobre los bosques

    13. Efectos en los
    Cultivos.

    14. Efectos sobre la fauna y
    flora

    15. Efectos sobre las aguas
    subterraneas

    16. Efectos en construcciones,
    materiales y pinturas.

    17.
    Soluciones

    18. Medidas de remedio y
    control.

    19.
    Conclusiones

    20.
    Concientización

    21. Glosario
    22. Notas de actualidad:
    efectos de lluvia ácida

    23.
    Bibliografía

    1.
    Introducción

    Los habitantes de casi todos los países estamos
    expuestos a unas 500,000 sustancias extrañas al medio ambiente
    natural, muchas de las cuales invaden el aire que
    respiramos y son nocivas para la salud. Otras sustancias de
    naturaleza
    coloidal o gaseosa como el monóxido de carbono, el
    ozono, polvos y humos son prácticamente ubicuas en el
    ambiente
    aéreo y resultan de procesos
    naturales abióticos y bióticos: actividad
    volcánica y geotérmica, descargas
    eléctricas, incendios
    forestales, fermentación y respiración celular, etc.

    Todas las sustancias mencionadas se mantienen durante
    largo tiempo en rangos
    de concentración estrechos gracias a eficientes mecanismos
    de reciclamiento a cargo de la propia naturaleza. Sin embargo, la
    actividad industrial genera ahora tales cantidades de sustancias
    extrañas que están alcanzando ya el nivel de
    contaminantes peligrosos para la biota en general, puesto que
    rebasan la capacidad del ecosistema
    para deshacerse de ellos, y sus niveles tienden hacia el aumento,
    permanencia e irreversibilidad.

    En consecuencia, la sociedad
    contemporánea está preocupada, cada vez más
    consciente y atenta a los problemas del
    entorno en que se vive. Ver el aire de la ciudad que se habita
    saturado de humo y polvo y pensar: "eso es lo que respiramos
    día tras día" nos preocupa y nos enoja.

    La mayor fuente de contaminación atmosférica es el uso
    de combustibles fósiles como energéticos. Petróleo,
    gas y
    carbón son usados en cantidades enormes, del orden de
    millones de toneladas por día, y los desechos de su
    combustión se arrojan a la atmósfera en forma de
    polvo, humo y gases. Los dos
    primeros podemos verlos y nos desagradan, pero los gases que no
    podemos ver, son los más peligrosos.

    En teoría
    al menos, polvo y humo pueden evitarse, pero los gases, son
    inevitables y pueden causar desde lluvia
    ácida hasta el calentamiento de la tierra
    (efecto
    invernadero), así como el incremento en los niveles
    del ozono y el monóxido de carbono que son altamente
    tóxicos para los humanos

    Las principales causas de lluvia ácida son los
    óxidos de nitrógeno y azufre que se generan al
    momento de la combustión; el nitrógeno lo aporta la
    atmósfera y no hay forma de evitarlo, el azufre forma
    parte de los combustibles, eliminarlo completamente es muy
    costoso; la lluvia ácida y la niebla ácida
    estarán con nosotros dañando todo lo que toquen,
    tanto en el campo como en la ciudad. Estos compuestos en forma de
    gotas de lluvia y de niebla son de corta vida, pronto reaccionan
    con algo orgánico e inorgánico, al reaccionar se
    consumen pero dejan un daño que puede ser
    irritación de mucosas en humanos y animales o
    deterioro en la cutícula de las hojas de los vegetales, en
    ambos casos, dando entrada a patógenos y reduciendo la
    producción agrícola.

    2.
    Objetivos

    • Conocimiento de los efectos negativos de la lluvia
      ácida en el ambiente (agua,
      suelo,
      fauna, flora,
      hombre y
      sus
    • Dar a conocer a los principales aportadores de
      contaminantes atmosféricos (petróleo, gas,
      carbón, plomo, derivados, etc.)
    • Tener en cuenta que el proceso de
      destrucción de nuestro planeta se da por tres problemas
      fundamentales originados por la actividad antropogenica y la
      relación entre ellas: Capa de
      ozono, Efecto Invernadero y Lluvia
      Ácida.
    • Tener como conocimiento
      los diferentes ciclos de contaminantes productores de la lluvia
      ácida.
    • Reconocer a los óxidos de Nitrógeno y
      de Azufre como los principales causantes de la lluvia
      ácida.
    • Conocer las enfermedades que aquejan a
      nuestro organismo producidos este problema.
    • Plantear soluciones
      para aminorar la acidificación de las aguas, por ser el
      medio de mayor vulnerabilidad al ingresar este a la cadena
      trófica (sin dejar de lado al medio en su
      conjunto.
    • Tener en claro que los principales productores y
      consumidores somos nosotros y que debemos de tomar conciencia
      de esto, sabiendo que existen medidas de prevención como
      el uso de tecnología limpia el cual tiene un
      elevado costo.
    • Saber que hoy en día la educación
      ambiental juega un papel muy
      importante en cuanto al comportamiento humano frente al medio y la vital
      importancia que éste tiene para nuestra
      supervivencia.

    3. Origen

    La lluvia ácida y otros tipos de
    precipitación ácida como neblina, nieve, etc. han
    llamado recientemente la atención pública como
    problemas específicos de contaminación
    atmosférica secundaria; sin embargo, la magnitud potencial
    de sus efectos es tal, que cada vez se le dedican más y
    más estudios y reuniones, tanto científicas como
    políticas ya que en la actualidad hay
    datos que
    indican que la lluvia es en promedio 100 veces más
    ácida que hace 200 años.

    De una manera natural, el bióxido de carbono, al
    disolverse en el agua de la
    atmósfera, produce una solución ligeramente
    ácida que disuelve con facilidad algunos minerales. Sin
    embargo, esta acidez natural de la lluvia es muy baja en
    relación con la que le imparten actualmente los
    ácidos fuertes como el sulfúrico y el
    nítrico, sobre todo a la lluvia que se origina cerca de
    las zonas muy industrializadas como las del norte de Europa y el
    noreste de los estados
    unidos.

    Se cree que estos ácidos se forman a partir de
    los contaminantes primarios como el bióxido de azufre y
    los óxidos de nitrógeno por las siguientes
    reacciones:

    La oxidación adicional de los óxidos de
    azufre (1) y de nitrógeno (2) puede ser catalizada por los
    contaminantes atmosféricos (3), incluyendo las
    partículas sólidas y por la luz solar. Una
    vez formados los óxidos SO3 y NO2,
    reaccionan con facilidad con la humedad atmosférica para
    formar los ácidos sulfúrico (4) y nítrico
    (5) respectivamente. Estos permanecen disociados en la
    atmósfera y le imparten características ácidas y,
    eventualmente, se precipitan con la neblina, la lluvia o la
    nieve, las que, por lo tanto, tendrán mayor acidez en las
    áreas que reciben continuamente dichos óxidos que
    en las que no están alteradas. Por ejemplo, existen
    pruebas
    circunstanciales de que las termoeléctricas en especial
    las que utilizan combustible rico en azufre, están muy
    relacionadas con la producción de lluvia
    ácida.

    Como consecuencia del arrastre de diversas sustancias,
    componentes naturales del aire, partículas sólidas,
    y debido fundamentalmente a la disolución del
    dióxido de carbono en el agua de lluvia, ésta tiene
    una ligera acidez que oscila entre valores de
    5,5-5,7 unidades de pH.

    Se ha medido el grado de acidez del agua de lluvia en
    zonas donde existía una elevada concentración de
    ciertos contaminantes y se ha visto que su pH es mucho más
    bajo de lo normal, de hecho algunas lluvias llegan a tener pH del
    orden de 4,2-4,3, lo que indica un grado de acidez muy alto, esto
    es lo que conocemos con el nombre de "lluvia ácida",
    denominación con la que se designa cualquier agua de
    lluvia de pH inferior al natural de 5,5.

    4. Azufre como
    contaminante

    Los óxidos de azufre y nitrógeno son las
    principales causas de la acidificación tanto del suelo
    como de las aguas.

    Los compuestos de azufre son responsables de dos tercios
    del total de la lluvia ácida y los compuestos de
    nitrógeno no producen acidificación si los mismos
    son absorbidos por las plantas.

    Por dicha razón la polución real producida
    por los compuestos sulfurados es mayor a los dos tercios antes
    mencionados.

    Dentro de dichos compuestos sulfurados el SO2 es el
    principal contaminante y se produce en la combustión de
    carbón y del petróleo crudo.

    La concentración de azufre en el crudo
    varía de acuerdo a la procedencia del mismo por lo que se
    pueden dar valores de décimas de uno por ciento a dos o
    tres por ciento en peso.

    En el carbón las concentraciones varían en
    un rango más amplio, mientras que en el gas natural los
    niveles son considerablemente menores.

    El mayor consumo de
    crudos aumentó vertiginosamente luego de la segunda guerra
    mundial en Europa en 1970 a valores 15 veces mayores que en
    1945.

    En el orden de 30 millones de toneladas son las emitidas
    en Europa anualmente. La mayoría de esta cantidad (80%)
    proviene de la combustión de crudo y carbón,
    mientras que el 20% restante proviene del resto de los procesos
    industriales.

    Dentro de Europa Occidental, el país con mayor
    emisión es Gran Bretaña sobrepasada
    únicamente por la Unión
    Soviética.

    El valor anterior
    lo podemos comparar con los 16 millones de toneladas de azufre
    emitido por Estados Unidos y los 75 millones de toneladas que es
    emitido anualmente por todo el planeta debido a las diferentes
    actividades realizadas por el
    hombre.

    La atmósfera también recibe azufre
    proveniente de las emisiones volcánicas y de los mares y
    de los suelos con
    respecto a Europa y EEUU, los niveles emitidos son 10 veces
    superior a los considerados naturales.

    Ciclo del Azufre

    El azufre se transforma en diversos compuestos y circula
    a través de la ecósfera en el ciclo del azufre,
    principalmente sedimentario. Entra en la atmósfera desde
    fuentes
    materiales
    como :

    Sulfuro de hidrógeno (H2S), gas incoloro y
    altamente venenoso con olor a huevos podridos, desde volcanes activos y la
    descomposición de la materia
    orgánica en pantanos, ciénagas y llanuras cubiertas
    por las mareas, causada por degradadores
    aeróbicos.

    Dióxido de azufre (SO2), gas incoloro y sofocante
    proveniente de volcanes activos.

    Partículas de sulfatos (SO4), como el sulfato de
    amonio de la aspersión marina.

    Cerca de un tercio de todos los compuestos de azufre y
    99% del dióxido de azufre que llegan a la atmósfera
    desde todas las fuentes, proviene de las actividades humanas. La
    combustión de carbón y petróleo que
    contienen azufre, destinada a producir energía
    eléctrica, representa cerca de dos tercios de la
    emisión, por humanos, de dióxido de azufre a la
    atmósfera. El tercio restante proviene de procesos
    industriales cono la refinería del petróleo y la
    conversión (por fundición) de compuestos azufrados
    de minerales metálicos en metales libres como el
    cobre, plomo y
    zinc.

    En la atmósfera, el dióxido de azufre,
    reacciona con oxígeno para producir tiróxido de
    azufre (SO3), el cual reacciona con vapor de agua para producir
    minúsculas gotas de ácido sulfúrico
    (H2SO4).También reacciona con otras sustancias
    químicas pequeñas de sulfato.

    Estas gotículas de H2SO4 y partículas de
    sulfato caen a la tierra como
    componentes de la lluvia ácida, que daña los
    árboles y la vida acuática.

    5. Nitrógeno
    como contaminante

    Los principales compuestos nitrogenados que contaminan
    la atmósfera son el monóxido de nitrógeno
    (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) que son
    agrupados con la denominación NOx.

    Dichos óxidos son formados durante toda clase de
    combustión, y a diferencia del azufre que proviene en su
    mayoría del aire necesario para que la misma se
    efectúe.

    En Escandinavia aproximadamente dos tercios del total de
    óxidos de nitrógeno que contaminar la
    atmósfera proviene de los coches de transporte.

    Actualmente en Europa se liberan a la atmósfera
    20 millones de toneladas de dióxido de
    nitrógeno.

    Debido a que las emisiones de óxidos de azufre
    están siendo controladas para abatir las emisiones de
    óxidos de nitrógeno se convierten cada día
    en más importantes como acidificantes del medio
    ambiente.

    También ciertos tipos de fertilizantes son fuente
    de compuestos nitrogenados contaminantes.

    Es así que son liberados en cantidades
    importantes de amoniaco el cual causa un aumento en el pH de las
    lluvias, pero dicho efecto se elimina cuando los iones amoniaco
    (NH4+) en la lluvia son convertidos por
    microorganismos en los suelos o absorbidos por los árboles
    luego de su contacto con los suelos.

    Las grandes cantidades de contaminantes en base a
    nitrógeno provocan una sobre fertilización de los
    suelos. La mayoría de las plantas se adaptan a una
    deficiencia de nitrógeno pero cuando se produce el
    fenómeno opuesto, aparecen daños a la
    vegetación y se causa problemas secundarios como en la
    potabilidad de las aguas y los fenómenos de
    entroficación de los cuerpos de agua.

    Además de acidificación de los suelos
    producida por la reacción de nitratos provoca la
    liberación de sustancias peligrosas como el aluminio que
    ataca los países de los árboles y que al pasar a
    las aguas subterráneas llegan a los lagos depredando las
    colonias de peces.

    Ciclo del nitrógeno.

    Proceso cíclico natural en el curso del cual el
    nitrógeno se incorpora al suelo y pasa a formar parte de
    los organismos vivos antes de regresar a la atmósfera. El
    nitrógeno, una parte esencial de los aminoácidos,
    es un elemento básico de la vida. Se encuentra en una
    proporción del 79% en la atmósfera, pero el
    nitrógeno gaseoso debe ser transformado en una forma
    químicamente utilizable antes de poder ser
    usado por los organismos vivos. Esto se logra a través del
    ciclo del nitrógeno, en el que el nitrógeno gaseoso
    es transformado en amoníaco o nitratos. La energía
    aportada por los rayos solares y la radiación
    cósmica sirven para combinar el nitrógeno y el
    oxígeno gaseosos en nitratos, que son arrastrados a la
    superficie terrestre por las precipitaciones. La fijación
    biológica, responsable de la mayor parte del proceso de
    conversión del nitrógeno, se produce por la
    acción de bacterias
    libres fijadoras del nitrógeno, bacterias
    simbióticas que viven en las raíces de las plantas
    (sobre todo leguminosas y alisos), algas verdeazuladas, ciertos
    líquenes y epifitas de los bosques tropicales.

    El nitrógeno fijado en forma de amoníaco y
    nitratos es absorbido directamente por las plantas e incorporado
    a sus tejidos en forma
    de proteínas
    vegetales. Después, el nitrógeno recorre la cadena
    alimentaria desde las plantas a los herbívoros, y de estos
    a los carnívoros. Cuando las plantas y los animales
    mueren, los compuestos nitrogenados se descomponen produciendo
    amoníaco, un proceso llamado amonificación. Parte
    de este amoníaco es recuperado por las plantas; el resto
    se disuelve en el agua o permanece en el suelo, donde los
    microorganismos lo convierten en nitratos o nitritos en un
    proceso llamado nitrificación. Los nitratos pueden
    almacenarse en el humus en descomposición o desaparecer
    del suelo por lixiviación, siendo arrastrado a los arroyos
    y los lagos. Otra posibilidad es convertirse en nitrógeno
    mediante la desnitrificación y volver a la
    atmósfera.

    En los sistemas
    naturales, el nitrógeno que se pierde por
    desnitrificación, lixiviación, erosión y
    procesos similares es reemplazado por el proceso de
    fijación y otras fuentes de nitrógeno. La
    interferencia antrópica (humana) en el ciclo del
    nitrógeno puede, no obstante, hacer que haya menos
    nitrógeno en el ciclo, o que se produzca una sobrecarga en
    el sistema. Por
    ejemplo, los cultivos intensivos, su recogida y la tala de
    bosques han causado un descenso del contenido de nitrógeno
    en el suelo (algunas de las pérdidas en los territorios
    agrícolas sólo pueden restituirse por medio de
    fertilizantes nitrogenados artificiales, que suponen un gran
    gasto energético). Por otra parte, la lixiviación
    del nitrógeno de las tierras de cultivo demasiado
    fertilizadas, la tala indiscriminada de bosques, los residuos
    animales y las aguas residuales han añadido demasiado
    nitrógeno a los ecosistemas
    acuáticos, produciendo un descenso en la calidad del agua
    y estimulando un crecimiento excesivo de las algas.
    Además, el dióxido de nitrógeno vertido en
    la atmósfera por los escapes de los automóviles y
    las centrales térmicas se descompone y reacciona con otros
    contaminantes atmosféricos dando origen al smog
    fotoquímico.

    6. Fuentes de emision de la
    lluvia acida.

    Fuentes y distribución de la lluvia
    ácida

    El material contaminante que desciende con la lluvia se
    conoce como sedimentación húmeda, e incluye
    partículas y gases barridos del aire por las gotas de
    lluvia. El material que llega al suelo por gravedad durante los
    intervalos secos se llama sedimentación seca, e incluye
    partículas, gases y aerosoles. Los contaminantes pueden
    ser arrastrados por los vientos predominantes a lo largo de
    cientos, incluso miles, de kilómetros. Este
    fenómeno se conoce como el transporte de largo alcance de
    contaminantes aéreos (TLACA). En1968, Svante Oden, de
    Suecia, demostró que la precipitación sobre los
    países escandinavos se estaba haciendo cada vez más
    ácida, que los compuestos de azufre de las masas de aire
    contaminado eran la causa primordial, y que grande cantidades de
    las sustancias acidificantes provenían de emisiones de las
    áreas industriales de Europa central y Gran
    Bretaña.

    Poco tiempo después, se obtuvieron datos acerca
    de cambio en la
    acidez de los lagos. Los estudios de trayectorias en
    Norteamérica han demostrado que más del 50% de la
    precipitación ácida en Notario central se debe a
    las masas de aire que pasan sobre las fuentes emisoras de azufre
    más importantes de los estados del oeste medio de Estados
    Unidos, en especial Ohio e Indiana (Environment Canadá,
    1981). Por otra parte, las lluvias ácidas de los
    Adirondacks y del sur de Quebec, en muchos casos parecen tener
    origen en los estados industriales del litoral oriental como
    Nueva York, Massachussets y Maryland, y también en
    Pensilvania y otros estados sobre los cuales ya ha pasado antes
    el aire. Las provincias marítimas de Canadá sufren
    los efectos de las emisiones del litoral oriental de Estados
    Unidos y también, en la ocasiones de ls fundiciones de
    Ontario y Quebec. Más del 10% de la lluvia ácida
    que cae en el noreste de Estados Unidos proviene de fuentes
    canadienses.

    ¿Qué actividades humanas originan la
    emisión de estos gases?

    Todos ellos son consecuencia de los procesos de
    combustión. Los óxidos de azufre se emiten al
    quemar combustibles de baja calidad, que contienen azufre, en
    general son carbones o fracciones pesadas del
    petróleo.

    Los óxidos de nitrógeno se producen, en
    mayor o menor cantidad, en todas las reacciones de
    combustión por reacción del oxígeno y
    nitrógeno del aire a temperaturas elevadas.

    Tengamos en cuenta que los procesos de combustión
    son unos de los que más habitualmente efectuamos, tanto a
    nivel doméstico (calefacciones), como a nivel industrial
    (obtención de energía eléctrica por
    vía térmica, combustiones en calderas,) y
    que los medios de
    transporte, individuales y colectivos, incorporan motores en los
    que se queman combustibles de mejor o peor calidad.

    Dióxido de Azufre (So2)

    Es un contaminante primario que se produce en la
    combustión de carbón y petróleo que
    contienen azufre:

    S(combustibles) + O2
    ———– SO2

    El SO2 también se produce en la
    refinación de ciertos minerales que son
    sulfuros.

    2 PbS + 302 ———- 2PbO +
    2 SO2

    El SO2 es el contaminante del aire derivado
    del azufre más importante; sin embargo, algunos procesos
    industriales emiten trióxido de azufre, SO3, el
    cual se forma también en la atmósfera en
    pequeñas cantidades debido a la reacción entre el
    SO2 y el oxígeno

    2 SO2 + O2
    ————- 2 SO3

    Algunas macro partículas del aire catalizan esta
    reacción. A veces, el SO2 y el SO3
    se mencionan en forma conjunta como óxidos de azufre,
    SOx.

    Fuentes de emisión.-

    La mayor parte de los SOx
    antropogénicos provienen de la combustión de
    carbón y petróleo en las plantas generadoras de
    electricidad
    (carboeléctricas y termoeléctricas).

    Fuentes de Óxidos de Azufre

    Fuente

    Porcentaje del Total anual de
    emisiones de SOx

    Transporte

    2.4

     

    – Vehículos motorizados
    (gasolina)

     

    0.6

    – Vehículos motorizados
    (diesel)

     

    0.3

    – Vehículos marinos

     

    0.9

    – Uso del combustible de motor para fines distintos del
    transporte

     

    0.3

    – Ferrocarriles

     

    0.3

    Combustión de productos energéticos (fuentes
    estacionarias, plantas de energía,
    calefacción de espacios industriales,
    etc.)

    73.5

     

    – Carbón

     

    60.5

    Aceite combustible
    (combustóleo)

     

    13.0

    Procesos Industriales

    22.0

     

    Eliminación de Desechos
    Sólidos

    0.3

     

    Diversos

    1.8

     

    Los procesos industriales que más contribuyen a
    la presencia de SOx en la atmósfera son la
    calcinación de los minerales de sulfuro, la
    refinación del petróleo, la producción de
    óxido sulfúrico, y la de coque a partir del
    carbón.

    Los óxidos de azufre se eliminan del aire
    mediante su conversión en ácido sulfúrico y
    sulfatos. En esta forma terminan depositándose sobre la
    tierra o en el mar, ya sea con la precipitación pluvial o
    sedimentándose en forma de partículas.

    Oxido de Nitrógeno (NOx)

    El monóxido (NO) y el dióxido de
    nitrógeno (NO2) son contaminantes primarios del
    aire. El NO, también llamado óxido nítrico
    es un gas incoloro e inodoro, en tanto que el NO2 es
    un gas de color rojizo, de
    olor fuerte y asfixiante parecido al del cloro.

    El óxido nítrico se forma en el aire
    mediante la reacción de oxígeno con el
    nitrógeno.

    N2 + O2
    ———— 2 NO

    Esta reacción ocurre a altas temperaturas durante
    el uso de combustibles fósiles.

    El NO2 se forma por la reacción del NO con el O2
    del aire :

    2 NO + O2 ————- 2
    NO2

    Fuentes de emisión.

    Ciertas bacterias emiten una gran cantidad de
    óxido nítrico hacia la atmósfera, por lo que
    constituye una fuente natural que no es posible
    controlar.

    La mayor parte de los óxidos de nitrógeno
    producidos por fuentes artificiales se deriva de las plantas
    generadoras de energía eléctrica, en las que la
    alta temperatura de
    la combustión de los energéticos facilita la
    formación de estos óxidos.

    Fuentes de Oxido de Nitrógeno

    Fuentes

    Porcentaje del Total anual de emisiones de
    NOx

    Transporte

    39.3

     

    – Vehículos motorizados
    (gasolina).

     

    32.0

    – Vehículos (diesel).

     

    2.9

    – Ferrocarriles.

     

    1.9

    – Uso de combustible de motor para fines
    distintos del transporte.

     

    1.5

    – Vehículos marinos.

     

    1.0

    Combustión de Productos
    energéticos (Fuentes estacionarias – Plantas
    de energía, calefacción de Espacios
    Industriales)

    48.5

     

    – Gas Natural

     

    23.3

    – Carbón

     

    19.4

    – Combustóleo

     

    4.8

    – Madera

     

    1.0

    Procesos Industriales (plantas de Ácido
    Nítrico, etc.)

    1.0

     

    Eliminación de desechos
    sólidos

    2.9

     

    Diversos (incendios forestales, quema
    agrícola, etc.)

    8.3

     

    Los óxidos de nitrógeno participan en la
    formación de contaminantes secundarios del aire, lo que
    tiende a eliminar una pequeña porción de la
    atmósfera. La mayoría de los NOx se
    convierten finalmente en ácido nítrico, (HNO3) y
    nitratos (NO3).

    En esta forma se depositan sobre la tierra o en el mar,
    como consecuencia de las lluvias o se sedimentan como
    macropartículas. Por tanto la tierra y el mar son el
    depósito final de los óxidos de nitrógeno,
    una vez que éstos se han convertido en
    nitratos.

    7. Lluvia Ácida :
    Un Problema Regional

    La lluvia ácida, el rótulo con el que se
    describe normalmente la sedimentación ácida tanto
    húmeda

    como seca, es una adición bastante reciente a
    nuestro idioma. Aunque el término fue acuñado hace
    120 años por químico británico Augus Smith
    con base en sus estudios sobre el aire de Manchester, Inglaterra, no
    fue sino hasta que se creó una red de vigilancia de la
    calidad de la lluvia en el norte de Europa, en la década
    de 1950, cuando se reconoció la incidencia generalizada de
    la lluvia ácida. Durante la última década,
    la lluvia ácida ha sido un importante motivo de
    preocupación porque continúa contaminando grandes
    áreas de nuestro planeta . La lluvia ácida se
    produce (siguiendo la dirección del vínculo) en las
    áreas de importantes emisiones industriales de
    dióxido de azufre (SO2) y de óxidos de
    nitrógeno (NOx) (Environment
    Canadá,1981) .

    Después que el SO2 y los
    NOx se depositan en la atmósfera se transforman
    en partículas de sulfato o de nitrato, y más tarde
    se combinan con vapor de agua en ácido sulfúrico o
    nítrico diluidos. Estos ácidos retornan más
    tarde al suelo en forma de rocío, llovizna, niebla, nieve
    y lluvia.

    La precipitación pluvial transparente normal es
    ligeramente ácida, con un pH aproximado de 5.6.Esto se
    debe al equilibrio
    entre el agua de lluvia y el CO2 del aire, el cual se
    disuelve en cantidad suficiente en las gotas para dar una
    solución diluida de ácido carbónico. En la
    actualidad, sobre amplias áreas del este de
    Norteamérica y del norte de Europa, donde predominan las
    fuertes precipitaciones pluviales, la lluvia cae con un pH
    cercano a 4.0 y, en raras ocasiones, de 3.0.

    La preocupación tiene relación sobre todo
    con los efectos de la acidez en las poblaciones de peces y otros
    animales acuáticos, con daños potenciales a
    cultivos y bosques y con el creciente deterioro de los materiales
    para construcción. Incluso parece probable que
    las lluvias acidificadas pudiesen penetrar en las reservas de
    aguas subterráneas y aumentar la solubilidad de los
    metales tóxicos.

    Las aguas ácidas disuelven también metales
    como el plomo y el cobre de las tuberías de agua caliente
    y fría. Los efectos potenciales en el turismo y en los usos
    recreativos de lagos y ríos podrían haber sido
    enormes. Afortunadamente, desde la década de 1980 se ha
    avanzado mucho en la reducción de las emisiones de
    SO2 y algunos lagos muestran indicios de
    recuperación.

    8. Acdificación del
    medio: procesos en la atmósfera, suelo y
    agua.

    Los óxidos de azufre y el nitrógeno son
    emitidos desde los núcleos urbanos e industriales. Cierta
    cantidad de estos compuestos llega al suelo en forma de
    depósitos secos, el resto pasa a la atmósfera y se
    oxida formando el ácido sulfúrico
    (SO4H2) y el ácido nítrico
    (NO3H). Esta oxidación se realiza a gran
    velocidad en
    la atmósfera debido a dos procesos: a la denominada
    oxidación catalítica y a la oxidación
    fotoquímica.

    Buena parte de la oxidación catalítica del
    anhídrido sulfuroso se cree que tiene lugar dentro de las
    gotas de agua. En esta oxidación intervienen el
    oxígeno(como agente oxidante) y sales de hierro y
    manganeso (como catalizadores). El anhídrido
    sulfúrico formado como consecuencia de esta
    oxidación, tiene gran afinidad por el agua,
    disolviéndose en ella con gran rapidez y da como resultado
    una niebla de gotas de ácido sulfúrico que aumentan
    de tamaño a medida que chocan con las moléculas de
    agua. Las sales de hierro y manganeso que sirven como
    catalizadores se encuentran comúnmente en las cenizas de
    carbón quemado transportadas por el viento, por tanto, la
    combustión del carbón proporciona tanto el
    anhídrido sulfuroso como los catalizadores necesarios para
    la formación del ácido sulfúrico.

    Sin embargo, quizá el proceso más
    rápido de oxidación del anhídrido sulfuroso
    sea su interacción con oxidantes fotoquímicos que
    se encuentran presentes en las "nieblas" (smog) de las ciudades
    con contaminación atmosférica.

    Con respecto a la oxidación de los óxidos
    de nitrógeno para formación de ácido
    nítrico se ha propuesto una reacción entre
    óxido nitroso (NO2) y el ozono
    atmosférico generándose un compuesto intermedio de
    naturaleza compleja, el cual se disuelve luego en agua para dar
    ácido nítrico (Stocker, 1982 y Vie le Sage,
    1982).

    Gran parte de estos ácidos se disuelven en el
    seno de las gotas de agua y alcanzan la superficie del terreno
    merced a la precipitación. Cuando los iones sulfato
    (SO4=), nitrato
    (NO3-) e hidrógeno caen con el agua
    de lluvia, hablemos de "deposición
    húmeda".

    Acidificación de los Suelos.

    Varios procesos de acidificación tienen lugar en
    forma natural en los suelos. Uno de los mas importantes es la
    absorción de nutrientes por las plantas a través de
    los iones positivos. A su vez las plantas compensan lo anterior
    liberando iones hidrógeno positivos. Por lo tanto el
    crecimiento de las plantaciones es de por sí acidificante
    mientras que la muerte de
    la misma provoca el efecto contrario. Es decir que en un
    ecosistema donde el crecimiento y el envejecimiento son
    aproximadamente iguales no se produce una acidificación.
    Pero si el ciclo se rompe por cosechas la acidificación
    dominará.

    En el caso de bosques de coníferas existe
    usualmente una acumulación de residuos de plantas no
    totalmente muertas las cuales provocan un efecto acidificante
    similar al descrito anteriormente. Pero el problema grave de
    acidificación de suelos ocurre cuando la
    acidificación proviene del exterior y no solo de procesos
    naturales normales.

    A su vez esa acidificación externa provoca los
    siguientes efectos biológicos:

    • Disminución de los valores
      de pH.
    • Incremento en los niveles de aluminio libre y otros
      metales tóxicos en las aguas que están en
      contacto con dichos suelos.
    • Pérdida de los nutrientes de las plantas como
      el potasio , calcio y magnesio.

    Se constató además que el efecto Buffer de
    los suelos no poseen el poder suficiente como apara neutralizar
    dicha acidez que en el caso del sur de Escandinavia llega a
    valores de 0,3 a 1 unidad de pH.

    Es de remarcar también que estos valores de pH no
    solo se dan en las capas superiores sino que los mismos se
    extienden hasta profundidades de 1 metro.

    En este tipo de suelos desaparecen las bacterias y
    demás especies que tienen como función descomponer
    la materia animal o muerta pasando a desempeñar dicha
    función los hongos presentes.
    Pero, debido a que estos organismos realizan su función
    mucho más lento, gran parte de los nutrientes son perdidos
    agravando aún más la situación.

    Acidificación del Agua.

    Es un problema aún de mayor gravedad debido a su
    menor capacidad de neutralización en comparación
    con el suelo.

    El agua que escurre de los suelos acidificados, causa la
    acidificación de arroyos, ríos y lagos, alterando
    el equilibrio de los iones del agua y aumentando el contenido en
    aluminio y demás metales pesados (RSCOIL,
    1984).

    Las precipitaciones ácidas lavan los metales
    contenidos en el suelo o los sedimentos de las cuencas
    hidrográficas y van separando partículas de
    materiales solubles, descargando estos metales en los lagos y
    cursos de agua
    (MASC, 1984).

    La acidificación de aguas continentales consisten
    en la disminución de su capacidad de neutralizar
    ácidos (ANC). Las aguas húmicas, en las que la
    acidez viene regulada por ácidos orgánicos, no se
    incluyen.

    La actual acidificación es producida por
    ácidos fuertes como sulfúrico y nítrico. El
    sulfato es la causa primordial a largo plazo. Pero tanto
    éste como el nitrato, pueden contribuir a la
    liberación de ácido, como ocurre cuando funde la
    nieve.

    La pérdida de ANC se ha asociado a un cambio de
    hasta 1,5 unidades de pH y, en casos extremos, variaciones de 2-3
    unidades de pH (Conferencia de
    Estocolmo, 1982).

    Tanto los lagos como las corrientes de agua están
    menos protegidos contra la acidificación que el suelo y
    aguas subterráneas, habiendo sido precisamente en los
    lagos donde primero se notaron los efectos del aumento de
    ácidos (Conferencia de Estocolmo, 1982).

    9. Efectos

    Toxicidad

    Oxido de Azufre

    Agrava las enfermedades respiratorias: afecta la
    respiración en especial a los ancianos con enfermedades
    pulmonares crónicas; provoca episodios de tos y asfixia;
    crecientes índices de asma crónico y agudo,
    bronquitis y enfisema; cambios en el sistema de defensa de los
    pulmones que se agudiza con personas con desórdenes
    cardiovasculares y pulmonares; irrita los ojos y los conductos
    respiratorios; aumenta la mortalidad.

    Efectos Tóxicos del SO2
    para el Hombre

    Concentración (partes por
    millón)

    Efectos

    1 – 6

    Broncoconstricción.

    3 – 5

    Concentración mínima detectable
    por el olfato.

    8 – 12

    Irritación de la garganta.

    20

    Irritación en los ojos y tos.

    50 – 100

    Concentración máxima para una
    exposición corta (30 min.)

    400 – 500

    Puede ser mortal, incluso en una
    exposición breve.

    Oxido de nitrógeno

    Agrava las enfermedades respiratorias y
    cardiovasculares; irrita los pulmones; reduce la visibilidad en
    la atmósfera; causa daño al sistema
    respiratorio; afecta y reduce la capacidad de transporte de
    oxígeno de la sangre, a las
    células
    y al corazón;
    dolor de cabeza, pérdida de visión,
    disminución de la coordinación muscular,
    náuseas, dolores abdominales (es crítico en
    personas con enfermedades cardíacas y pulmonares); eleva
    los índices de mortalidad por cáncer, por
    neumonías, cáncer del pulmón.

    Efectos del NO2 en la
    Salud

    Concentración (Partes por millón)
    – ppm (mg/l)

    Efecto

    1 – 3

    Concentración mínima que se
    detecta por el olfato.

    3

    Irritación de nariz, garganta y
    ojos

    25

    Congestión y enfermedades
    pulmonares

    100 – 1000

    Puede ser mortal, incluso tras una
    exposición breve.

    Oxido de Carbono

    En forma de monóxido de carbono tiene la
    capacidad de reducir la capacidad de la sangre para transportar
    oxígeno, puede afectar los procesos mentales, agrava las
    enfermedades respiratorias y del corazón, puede causar
    dolor de cabeza y cansancio en concentraciones moderadas (de 50 a
    10 p.p.m.) y la muerte en
    concentraciones altas y prolongadas (de 750 p.p.m. en adelante).
    La amenaza de óxido de carbono a la salud es mayor en
    personas que padecen enfermedades cardiovasculares (angina de
    pecho o enfermedades vasculares periferales).

    ¿Qué daños origina la lluvia
    ácida?

    La lluvia ácida causa multitud de efectos nocivos
    tanto sobre los ecosistemas como sobre los materiales. Intentemos
    sintetizarlos:

    Aumentan la acidez de las aguas de ríos y lagos,
    lo que se traduce en importantes daños en la vida
    acuática, tanto piscícola como vegetal.

    Aumenta la acidez de los suelos, lo que se traduce en
    cambios en la composición de los mismos,
    produciéndose la lixiviación de nutrientes
    importantes para las plantas, tales como el calcio, y
    movilizándose metales tóxicos, tales como el
    cadmio, níquel, manganeso, plomo, mercurio, que de esta
    forma se introducen también en las corrientes de
    agua.

    La vegetación expuesta directamente a la lluvia
    ácida sufre no sólo las consecuencias del deterioro
    del suelo, sino también un daño directo que puede
    llegar a ocasionar incluso la muerte de muchas
    especies.

    El patrimonio
    construído con piedra caliza experimenta también
    muchos daños, pues la piedra sufre la siguiente
    reacción química, proceso
    conocido como mal de la piedra: CaCO3 (piedra caliza)+H2SO4
    (lluvia ácida) —-> CaSO4 (yeso) + CO2 + H2O es decir,
    se transforma en yeso, y éste es disuelto por el agua con
    mucha mayor facilidad y además, al tener un volumen mayor,
    actúa como una cuña provocando el desmoronamiento
    de la piedra.

    Los materiales metálicos se corroen a mucha mayor
    velocidad.

    COMPOSICION QUIMICA DEL
    AIRE

    GASES

    % EN VOL.

    TIEMPO PERMANENCIA

    PERMANENTES

    Nitrógeno

    N2

    78,08

    10.000.000 años

    Oxígeno

    O2

    20,95

    5 X 10.000 años

    Argón

    Ar

    0,93

    -/-

    Helio

    He

    0,00052

    100.000.000

    Neón

    Ne

    0,00018

    -/-

    Krypton

    Kr

    0,0001

    -/-

    Xenon

    Xe

    0,000008

    -/-

    VARIABLES

    Dióxido Carbono

    CO2

    0,03

    15 años

    Metano

    CH4

    0,00015

    5 años

    Hidrógeno

    H2

    0,00005

    7 años

    Monóxido Dinitrógeno

    N2O

    0,00002

    8 años

    Ozono

    O3

    0,000002

    2 años

    MUY VARIABLES

    Agua

    H2O

    entre 0,01 y 5

    10 días

    Monóxido de Carbono

    CO

    0,00001

    1/2 años

    Amoniaco

    NH#

    0,0000006

    7 días

    Dióxido de Nitrógeno

    NO2

    0,0000001

    6 días

    Dióxido de Azufre

    SO2

    0,00000002

    3 días

    Sulfuro de Hidrógeno

    H2S

    0,00000002

    2 días

    Efectos de la lluvia ácida en los sistemas
    acuáticos

    El efecto más importante de la lluvia
    ácida en los sistemas acuáticos es el descenso de
    las poblaciones de peces, situación especialmente
    perjudicial para la pesca
    deportiva. El resultado indirecto en el turismo es de tipo
    económico. Otros efectos de la lluvia ácida
    relacionados con el agua incluyen los que se producen en los
    seres humanos que comen peces con una mayor concentración
    de metales en su carne y la reducción de ciertos grupos de
    zooplancton, algas y plantas acuáticas, todo lo cual
    trastorna la cadena
    alimenticia global de los lagos y potencialmente causa
    desequilibrios ecológicos. Los estudios han demostrado con
    claridad que la trucha y el salmón del Atlántico
    son particularmente sensibles a los niveles bajos de pH, los
    cuales interfieren con sus procesos reproductivos y con
    frecuencia dan origen a deformaciones en el esqueleto.

    La altas concentraciones de aluminio en las aguas
    acidificadas suelen ser el agente que mata los peces y
    quizá otras biotas sensibles, como los crustáceos
    del plancton. En los lagos alcalinos o casi neutros las
    concentraciones de aluminio son muy bajas. No obstante, a medida
    que el pH desciende, el aluminio antes insoluble, que está
    presente en concentraciones muy altas en las rocas, los suelos
    y los sedimentos de ríos y lagos, comienza a
    disolverse.

    Una vez en solución, el aluminio a bajas
    concentraciones (de 0.1 a 1 mg/L) es excesivamente tóxico
    para diversas formas de vida acuática. Aunque la
    concentración del aluminio aumenta de forma exponencial
    debajo de un pH de 4.5 a 4.7, la toxicidad para los peces se
    presenta arriba de este valor. Los estudios realizados en la
    Cornell University por Baker y Schofield (1980) muestran que la
    toxicidad máxima del aluminio para los peces tiene lugar
    alrededor de un pH de 5.0.

    Esto se debe a la complejidad química del
    aluminio: la estructura y
    sus proporciones relativas en solución cambian con el pH.
    El aluminio iónico libre está presente sobre todo
    debajo de 4.2 y es muy tóxico. A un pH cercano a 5.0 las
    concentraciones de aluminio de 0.2 mg/l o mayores causan
    daños a las branquias y secreción de mucosidad
    hacia las mismas en la trucha parda y la rémora blanca.
    Parece ser que la mucosidad viscosa hace las veces de un
    tapón en las branquias y causa problemas respiratorios.
    Además se altera la integridad esenciadle la membrana
    branquial semipermeable, a través de la cual se verifica
    el intercambio de gases y sales. Así , todo indica que no
    sólo un aumento en la concentración de iones
    H+ puede causar mortandad de peces y descensos en su
    población, sino que además el
    aluminio puede ser factor tóxico adicional y tal vez
    crucial en aguas con un pH alrededor de 5.0 y sin duda alguna a
    un pH de 4.0.

    Aunque los peces pueden morir a causa de la
    acidificación, lo más común es que dejan de
    reproducirse. Los añejos no se incorporan a la colonia o
    lo hacen en número reducido, y después de algunos
    años de este fracaso reproductivo cada vez se tiene una
    población más vieja, hasta que la especie termina
    por desaparecer del lago o la corriente. Este envejecimiento y
    merma poblacionales de un año se ilustra con los datos
    sobre la perca amarilla en el lago Patten, Notario.

    Algunasde las áreas afectadas por la lluvia
    ácida son las siguientes:

    · Alrededor de una docena de ríos de Nueva
    Escocia, muy lejos de las fuentes locales de contaminación
    situadas contra el viento, ya no cuentan con poblaciones
    saludables de salmón del Atlántico.

    · Unos 200 lagos de los Adirondacks del norte del
    estado de
    Nueva York ya no sustentan trucha de arroyo ni cherna de boca
    pequeña. Miles de lagos más están perdiendo
    su capacidad para amortiguar la lluvia ácida.

    · De los 4,016 lagos evaluados en la provincia de
    Ontario, se han encontrado acidificados 155, el 4% , y su
    capacidad para sustentar vida acuática en muy limitada. Un
    total de 2,896 de lagos mostraron cierta susceptibilidad a la
    acidificación. D.W. Schindler sugiere que estas
    estimaciones subestiman en grado considerable la magnitud del
    problema.

    Se han producido fenómenos similares en los
    ríos del sur de Noruega, en un buen número de lagos
    de Galloway, Escocia, y en la región de Eizgebirge en
    Alemania
    oriental, donde las poblaciones de peces han desaparecido o han
    sufrido notables reducciones a lo largo de los últimos 30
    años.

    Muchas especies de anfibios (por ejemplo, ranas, sapos y
    salamandras) se reproducen en estanques temporales que forman las
    lluvias de primavera y la nieve fundida. Los huevecillos y los
    embriones en desarrollo
    están expuestos al choque ácido primaveral, el cual
    causa deformaciones o muertes. El trabajo de
    campo establecido que el 80% de los huevos de salamandra no
    maduran en aguas con nivel de pH inferior a 6.0 . Para la rana
    grillo y la piadora primaveral nórdica, una
    exposición a aguas con un nivel de pH cercano a 4.0
    produjo una mortalidad superior al 85%. Los anfibios son miembros
    significativos de los ecosistemas acuáticos y terrestres;
    como depredadores importantes de insectos acuáticos y
    también como alimento de alto contenido proteínico
    para muchas aves y
    mamíferos, estos animales son eslabones importantes de la
    cadena alimenticia.

    Cierto grupo de
    biotas, como los moluscos que incluyen animales con concha (por
    ejemplo, caracoles, lapas, mejillones y ostras), en gran medida
    dependen del calcio para su esqueleto externo protector. Puesto
    que el agua ácida disuelve con facilidad el carbonato de
    calcio e interfiere para que los organismos incorporen el calcio,
    mueren en este tipo de aguas.

    Muchos crustáceos (familia de la
    langosta) del pequeño grupo de nadadores libres que se
    conoce como zooplancton ( animales microscópicos de la
    columna de agua), también son muy sensibles a un aumento
    en la acidez del agua dulce. Puesto que muchos miembros del
    zooplancton son fuente de alimento muy importante para los peces,
    su pérdida eliminará especies sin un efecto directo
    de la acidez en los peces mismos.

    Por último, al considerar los efectos en la
    cadena alimenticia es necesario reconocer el papel fundamental de
    las plantas verdes. Éstas constituyen el sistema de
    sustento para toda la biota acuática, pues son los
    únicos organismos capaces de fijar carbono (en presencia
    de luz) produciendo los carbohidratos,
    grasas y proteínas indispensables para la vida. Su
    desaparición causaría un desplome directo de la
    cadena alimenticia.

    En un estudio a cargo de la Environmenatl Protection
    Agency de Estados Unidos (Lee y Neely, 1980) se observó un
    aumento en el crecimiento de plantas recién nacidas en
    cuatro especies, mientras que otras siete no sufrieron efecto
    alguno hasta 3.0 de pH. Se sugirió que, en virtud de las
    propiedades del suelo, el efecto de crecimiento fue un efecto de
    fertilización por incorporación de azufre a
    través del follaje.

    El estudio más detallado se realizo en grupos de
    pinos albares en Noruega (Drabos y Tollan, 1980). Las
    aplicaciones se hicieron por encima del pabellón y
    variando el pH desde 5.6 hasta 2.0 en vástagos de pino
    albar se observó incluso un pH de 2.0 con mayor altura y
    crecimiento del diámetro en los primeros cuatro
    años. El efecto se atribuyó a la
    fertilización con nitrógeno por las adiciones de
    ácido hídrico. Estos datos han sido tomados por
    algunas como "prueba" de que la lluvia ácida es
    benéfica para los bosques. Por desgracia para esta
    hipótesis, en reducción del
    crecimiento en las parcelas tratadas con ácido en
    comparación con las parcelas testigo. Parece ser que el
    efecto benéfico de fertilización fue superado por
    los efectos perjudiciales de la acidez y el aluminio.

    Es importante entender que por sí mismos los
    suelos ácidos no son dañinos para el crecimiento de
    las plantas. La acidificación del terreno y el deslave de
    nutrimentos del mismo, en especial de calcio, magnesio y otras
    bases, son procesos normales de los suelos. Los vastos bosques
    boreales que se extienden por todo el mundo en latitudes altas
    del hemisferio norte están creciendo en suelos
    ácidos que se formaron desde la última gran
    glaciación de hace 10,000 o 12,000 años. Por
    consiguiente, las plantas se ha adaptado al suelo ácido.
    La pregunta que se nos plantea al evaluar el peligro de la lluvia
    ácida es: ¿acaso los aumentos de acidez pueden
    llevar a estos bosques a trasponer un umbral más
    allá del cual no están adaptados
    fisiológicamente? La respuesta es crucial, pero en la
    actualidad desconoce. sin duda, la decadencia del abeto rojo en
    el oriente de Norteamérica está bien documentada
    (Klein y Perkins, 1987), y la propagación del
    marchitamente del arce de azúcar en Quebec y en
    áreas adyacentes han sido motivo desde 1982 de gran
    preocupación.

    Otro efecto de la lluvia ácida en los bosques
    incluye el deslave de componentes fácilmente solubles en
    ácido del follaje, de los troncos de los árboles, y
    de las capas superiores del suelo. Algunos de estos componentes
    se vuelven a depositar en el suelo, o bien, se deslavan hacia la
    cuenca colectora o las aguas subterráneas. Se piensa que
    los niveles más altos de K, Ca, Mg, Al y SO4
    que aparecen en las corrientes de áreas afectadas por la
    lluvia ácida proceden de los suelos. Es posible que , con
    el tiempo, los componentes fundaméntales de estos suelos
    se agoten a tal grado que se presenten deficiencias de
    nutrimentos. También se podría inducir toxicidad
    por aluminio. Por dos razones, las concentraciones altas de este
    metal parecen ser dañinas para muchas especies de plantas
    superiores en función de sus efectos en los sistemas
    radiculares. La primera es que inhibe la división celular
    y las raíces pierden su flexibilidad y plasticidad; se
    hacen cortas y frágiles. La segunda, que el aluminio tiene
    diversos efectos en otros iones, entre los cuales se sienta la
    interferencia con la incorporación de fósforo y su
    precipitación como fosfato de aluminio.

    Partes: 1, 2

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