Lluvia ácida

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

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

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

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

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.

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.