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A Chuva Ácida
e os seus Efeitos
sobre as Florestas

por Nilson Antonio Brena
Bacharel em Ciências Biológicas



© Copyright by Nilson Antonio Brena

Todos os Direitos Reservados



CONCEITO DE ÁCIDOS E BASES


             Antes de definirmos o que é a chuva ácida, vamos conhecer o que são ácidos e bases, bem como a escala de pH, elementos essenciais para compreensão das precipitações ácidas, conforme a seguir.


Imagem de Gilbert Newton Lewis

Gilbert Newton Lewis (1875-1946)


            Entre 1923 e 1938, o químico estadunidense Gilbert Newton Lewis realizou trabalhos que o levaram a apresentar novas definições de ácidos e bases, expandindo os conceitos anteriores de Arrhenius e de Brönstedt-Lowry. Lewis conceitua assim ácidos e bases:



ÁCIDO é uma substância capaz de
receber um par de elétrons solitários


BASE é uma substância capaz de
doar um par de elétrons solitários


            Vamos compreender estes conceitos com um exemplo. Na figura abaixo, o trifluoreto de boro (BF3) reage com amônia (NH3). BF3 é um ácido porque está recebendo um par de elétrons, enquanto NH3 é uma base, pois está doando um par de elétrons:

Reação do trifluoreto de boro com
                      amônia

            Na equação acima, o átomo de nitrogênio (N) é denominado DOADOR, uma vez que ele coloca um par de elétrons à disposição do átomo de boro (B), que aqui é chamado de RECEPTOR: a ligação formada denomina-se LIGAÇÃO COVALENTE COORDENADA ou DATIVA ou SEMIPOLAR.


A ESCALA DE pH

            O bioquímico dinamarquês Soren Peder Lauritz Sorensen (1868-1939) definiu em 1909 uma escala química para medirmos a acidez de uma solução, denominada "escala de potencial hidrogeniônico", ou seja, a "escala de pH".

              Quando, em uma determinada solução a concentração de prótons H+ (10-7 mol/l) for igual à concentração de íons hidróxido OH-, dizemos que não há acidez, ou seja, estamos diante de uma solução neutra. Note, assim, que o valor de concentração molar de valor 10-7 mol/l de íons H+ representa a neutralidade.


               Por outro lado, quando a concentração de
H+ em uma solução apresentar valores maiores do que 10-7 mol/l, dizemos que a solução é ácida. Note que, matematicamente, valores maiores do que 10-7, como temos a presença de expoente negativo, são números como 10-6, 10-5, 10-4, etc.


             Inversamente,
quando a concentração de H+ em uma solução apresentar valores menores do que 10-7 mol/l, dizemos que a solução é básica ou alcalina. Note que, matematicamente, valores menores do que 10-7, como temos a presença de expoente negativo, são números como 10-8, 10-9, 10-10, etc.


          A fim de evitar a notação científica (exponencial) acima caracterizada, Sorensen postulou a escala de pH, que é definida como o logaritmo negativo em base 10 da concentração molar de íons hidrogênio (
H+). Vamos compreender isto com um exemplo, determinando o valor de pH da água do mar:


Cálculo do pH da água do mar,
cuja concentração de H+
é de aproximadamente 10-8 mol/l:

pH = - log [10-8]         

pH = (- 8) . (- log [10])

pH = (- 8) . ( - 1)        

pH = 8                       


             A escala de pH apresenta como ponto neutro o valor 7; valores maiores que 7 indicam soluções básicas ou alcalinas e, valores menores que 7, soluções básicas.


              Conheça os valores de pH de algumas substâncias:


SUBSTÂNCIA
VALOR DE pH
Saliva humana 6,5 a 7,5
Leite de vaca 6,3 a 6,6
Suco de limão 2,2 a 2,4


            Em analogia à escala de pH, podemos construir também uma escala de pOH, que levará em consideração a concentração molar de íons hidróxido OH-). Assim, a escala de pOH será dada pelo logaritmo negativo em base 10 da concentração molar de íons hidróxido OH-. A escala de pOH apresenta como ponto neutro o valor 7: valores menores que 7 indicam soluções básicas ou alcalinas e, valores maiores que 7, soluções ácidas.


            Como a escala de pH ou pOH é logarítmica, o grau de acidez ou basicidade entre um valor de pH ou pOH e seu anterior ou subsequente não é de apenas uma unidade, mas sempre multiplicado pelo fator 10: a última coluna da tabela abaixo demonstra isto. Note como o crescimento por fator 10 torna difícil trazer para a neutralidade, com a adição de reagentes químicos adequados, um pH ou pOH distante do valor 7, expressando a grande dificuldade e alto custo de se corrigir a acidez de rios, lagos e solos impactados com ácidos ou bases, como no exemplo a seguir: se precisamos de 10 galões de um determinado reagente para fazer com que uma certa área impactada que adquiriu pH 6 volte ao pH 7, precisaríamos de 100 galões do mesmo reagente para fazer com que a mesma área impactada que tivesse adquirido pH 5 pudesse voltar ao pH 7.


Escala de pH

         

VISÃO HISTÓRICA


            Com a Revolução Industrial, houve um grande crescimento da indústria nos séculos XVIII e XIX. Na Noruega, em 1881, um cientista observou uma precipitação que ocorria na costa oeste, composta de poluentes, à qual ele chamou de precipitação suja. Como não havia indústrias no local, o cientista supeitou que tal poluição provinha da Grã-Bretanha: ele estava certo, pois sabemos hoje que há corrente de vento que carrega toda a poluição produzida na Grã-Bretanha em direção à Península Escandinava, onde, além da Noruega, Suécia e Finlândia também recebem a deposição destes poluentes. Hoje, estes três países sofrem grande impactação de chuva ácida devido ao dióxido de enxofre emitido na Grã-Bretanha e nos países do Leste Europeu.
 


DEFINIÇÃO DE CHUVA ÁCIDA


            A queima de combustíveis fósseis, como o carvão e o petróleo, gera, entre outros poluentes, o dióxido de enxofre (SO2) e os óxidos de nitrogênio (NO e NO2, genericamente denominados NOX), que são dois dos principais ingredientes para a formação da chuva ácida. Ocorre que estes gases reagem com o vapor d’água presente na atmosfera, transformando-se então nos ácidos sulfúrico (H2SO4) e nítrico (HNO3) diluídos, dando então origem, quando de sua precipitação atmosférica, ao que chamamos de chuva ácida.


            São as seguintes as equações das reações que originam os ácidos sulfúrico e nítrico, respectivamente, consumindo oxigênio e água atmosféricos:



SO2 + ½ O2 + H2O   =>   H2SO4

 

NO + NO2 + O2 + H2O   =>   2 (HNO3)


            Outras reações químicas, responsáveis pela maior quantidade de ácidos suspensos no ar, são discutidas no livro "A Chuva Ácida e os seus Efeitos sobre as Florestas". 


            A denominação “chuva ácida”, por ser uma expressão mais simples, é comumente empregada para se referir a muitos tipos de precipitações ácidas. Na verdade, a precipitação ácida na forma de chuva é apenas uma das várias formas de precipitações ácidas que podem ocorrer: também devem ser considerados a neve, granizo e neblina ácidos.


                   A água que evapora de rios, lagos, oceanos, solo, etc., possui um valor de pH neutro (pH 7). Naturalmente, este vapor d'água se combina com diversos gases atmosféricos, como por exemplo o dióxido de carbono (CO2), o que faz com que a chuva natural, isenta de poluentes gerados pelo homem, apresente-se ligeiramente ácida, com valores de pH de 5,4 a 5,2. Estes valores são naturais e já estão enquadrados no equilíbrio global dos ecossistemas. Entretanto, com a poluição atmosférica originada por determinadas atividades humanas, a chuva pode tornar-se ácida e possuir valores de pH de 4,9 a 1,9.

OS CAUSADORES DA CHUVA ÁCIDA


 

Fontes Emissoras de Poluentes Causadores da Chuva
            Ácida

 

            Usinas geradoras de energia elétrica movidas a combustíveis derivados de petróleo ou carvão (ou usinas termelétricas), fundições não ferrosas, refinarias de petróleo, fábricas de ácido sulfúrico e outras indústrias diversas possuem chaminés altas para liberação de seus poluentes em grande altitude a fim de que os ventos das alturas dispersem ao máximo possível todos os gases poluidores gerados, evitando assim a poluição nas imediações daquela fábrica. Entretanto, estas chaminés altas, infelizmente, acabam sendo as grandes vilãs que contribuem terrivelmente para que a chuva ácida se forme. Os poluentes liberados por essas chaminés são levados pelos ventos a até milhares de quilômetros de distância, podendo permanecer no ar por várias semanas. Assim, quanto mais tempo a poluição permanecer na atmosfera antes de se depositar, maior quantidade de reações entre os óxidos de enxofre e de nitrogênio com o vapor d’água atmosférico ocorrerá, originando os ácidos sulfúrico e nítrico diluídos, que são dois dos principais responsáveis pela chuva ácida.

            Dados de 1993 mostravam que eram lançadas na atmosfera pelas atividades humanas, por ano, cerca de 24 milhões de toneladas de dióxido de enxofre na América do Norte, e 44 milhões de toneladas na Europa, bem como 22 milhões de toneladas de óxidos de nitrogênio na América do Norte, e 15 milhões de toneladas na Europa Ocidental. Provavelmente, as emissões atuais (2011) devem ser muito maiores.

             Como você pode perceber, a quantidade de poluição  atmosférica  que  o homem produz é muito grande! E veja que estamos citando acima apenas os três principais poluentes responsáveis pela chuva ácida (SO2, NO e NO2): existem milhares de substâncias que são lançadas diariamente pelas indústrias em quantidades absurdamente espantosas! Algumas reflexões e perguntas nos surgem quase que "automaticamente" em decorrência destes fatos. Antes destas imensas atividades poluidoras humanas, a atmosfera da Terra estava em harmonia e equilíbrio, sendo capaz de sustentar toda a vida do planeta. Mas, o homem está liberando no ar quantidades muito grandes de poluentes. Até podemos considerar que há um limite de poluição que a atmosfera pode suportar, sendo capaz de manter as nossas vidas, como ainda tem ocorrido até agora. Mas, se a atividade humana continuar a poluir a atmosfera sem limites, a vida do homem e toda a vida do planeta estará sendo colocada em risco, pois haverá então um momento que o limite capaz de manter a vida na Terra será ultrapassado! Se refletirmos também sobre questões de saúde imediatas, é muito provável que doenças, que estão acometendo neste momento muitas pessoas, sejam resultado da poluição gerada pelo homem. Será que doenças como o câncer, diabetes e muitas outras que se caracterizam por disfunções celulares ou orgânicas não estariam diretamente ligadas aos poluentes presentes no ar que respiramos? No apêndice "Conseqüências da Chuva Ácida à Saúde Humana" do livro "A Chuva Ácida e os seus Efeitos sobre as Florestas" são relatados os principais ataques à nossa saúde em decorrência da poluição ácida. Você sabia que uma das principais conseqüências da chuva ácida é a ocorrência de problemas psicológicos em adultos e crianças, enganando médicos e terapeutas quanto à verdadeira causa? Este assunto também é abordado no livro.

                  Conforme nos explica a CETESB, índices de qualidade do ar visam simplificar a divulgação das informações de concentrações de poluentes, e são como uma espécie de "nota" para a qualidade do ar. As duas tabelas a seguir, também fornecidas pela CETESB, nos trazem estas classificações, bem como os efeitos correspondentes sobre a saúde humana:



Qualidade Índice MP10
(µg/m3)
O3
(µg/m3)
CO
(ppm)
NO2
(µg/m3)
SO2
(µg/m3)

Boa 0 - 50 0 - 50 0 - 80 0 - 4,5 0 - 100 0 - 80

Regular 51 - 100 50 - 150 80 - 160 4,5 - 9 100 - 320 80 - 365

Inadequada 101 - 199 150 - 250 160 - 200 9 - 15 320 - 1130 365 - 800

200 - 299 250 - 420 200 - 800 15 - 30 1130 - 2260 800 - 1600

Péssima >299 >420 >800 >30 >2260 >1600



Qualidade Índice Significado

Boa 0 - 50 Praticamente não há riscos à saúde.

Regular 51 - 100 Pessoas de grupos sensíveis (crianças, idosos e pessoas com doenças respiratórias e cardíacas), podem apresentar sintomas como tosse seca e cansaço. A população, em geral, não é afetada.

Inadequada 101 - 199 Toda a população pode apresentar sintomas como tosse seca, cansaço, ardor nos olhos, nariz e garganta. Pessoas de grupos sensíveis (crianças, idosos e pessoas com doenças respiratórias e cardíacas), podem apresentar efeitos mais sérios na saúde.

200 - 299 Toda a população pode apresentar agravamento dos sintomas como tosse seca, cansaço, ardor nos olhos, nariz e garganta e ainda apresentar falta de ar e respiração ofegante. Efeitos ainda mais graves à saúde de grupos sensíveis (crianças, idosos e pessoas com doenças respiratórias e cardíacas).

Péssima >299 Toda a população pode apresentar sérios riscos de manifestações de doenças respiratórias e cardiovasculares. Aumento de mortes prematuras em pessoas de grupos sensíveis.


EFEITOS DA CHUVA ÁCIDA
SOBRE AS FLORESTAS


            A poluição do ar gerada pelas atividades humanas, bem como a chuva ácida, vem a causar um estresse adicional a uma floresta, para o qual ela não tem adaptações. Este estresse adicional, que enfraquece a floresta, faz com que as árvores sucumbam por fatores naturais como ataques por insetos, fungos, pestes oportunistas ou sob o rigor dos tempos.

            Com o ataque das precipitações ácidas, ocorre, portanto, um enfraquecimento e morte de muitas árvores da floresta, cessando a produção de sementes e a formação de decendentes. Assim, florestas maduras, que levaram séculas para se formar, tem seu futuro comprometido por várias gerações subsequentes. Mesmo que paralisássemos a impactação ácida, centenas de anos seriam necessárias para que uma floresta atacada voltasse a ter sua exuberância e esplendor originais.

            Alguns sintomas nos revelam o ataque por chuva ácida em coníferas, que também ocorrem em outras famílias de árvores: diminuição da folhagem; manchas amarelas nas folhas; grande produção de sementes, precedentes à morte da planta, e; morte das pontas da árvore, uma vez que o topo da planta e as pontas dos ramos são as partes mais expostas à chuva ácida.

             O solo da floresta, ao receber impactação ácida, vem a causar inúmeros problemas a todos os vegetais da floresta, como por exemplo a diminuição dos nutrientes minerais para as plantas, como potássio, magnésio e cálcio, que, deslocados pelo excesso de íons hidrogênio, tornam-se indisponíveis para as plantas. Vamos conhecer os efeitos da falta destes minerais às plantas:

MAGNÉSIO: sua falta faz com que as folhas tornem-se amareladas e morram. Observa-se a perda de folhas aciculares a partir do exterior do tronco, e da base para o topo;

POTÁSSIO: sua falta impede as raízes de abrir caminhos no solo, bem como não pode o floema da árvore expandir-se no seu crescrimento radial externo;

CÁLCIO: sua falta ocasiona raízes pobres, crescimento radial e vertical da árvore reduzido, bem como perda de folhagem da copa para baixo e interiormente a partir dos galhos - em oposto ao padrão de perda de folhagem nas deficiências por magnésio e potássio.

                A chuva ácida vem a aumentar a acidez do solo e, em consequência, elementos tóxicos ali presentes como alumínio, cobre, cádmio, vanádio, mercúrio e chumbo passam a ser absorvidos pelas plantas. Estes elementos trazem grandes danos a todas as plantas da floresta, causando mesmo a morte de muitas árvores e vegetais de acordo com o grau de impactação. Ainda, estes minerais tóxicos absorvidos pelas plantas se transferirão para os animais que delas se alimentarem. Quanto maior o nível da cadeia alimentar, maior a concentração do elemento tóxico no organismo do animal. Estes elementos tóxicos poderão afetar o desempenho  ou mesmo causar a morte de insetos e animais, de modo que, tarefas realizadas por estes seres, como polinização de flores e disseminação de sementes por exemplo, deixarão de ser realizadas, e o futuro da floresta estará comprometido a médio e longo prazo. Ainda, é preciso notar que o ser humano é considerado topo da cadeia alimentar e, ao ingerir a carne de animais que se alimentaram de plantas contaminadas com metais tóxicos, estará então absorvendo grande quantidade destes elementos tóxicos. Problemas psicológicos em adultos e crianças podem enganar terapeutas pela causa não suspeitada da ingestão de alimentos contaminados com metais tóxicos, uma das consequências da chuva ácida à saúde humana.


Dados extraídos do livro "A Chuva Ácida e os seus Efeitos sobre as Florestas — Apêndice: Conseqüências da Chuva Ácida à Saúde Humana" — 2ª Edição 2009 São Paulo (SP) Brasil — Livro Registrado junto à Fundação Biblioteca Nacional sob o n° 978-85-902458-9-6 — © Copyright 2000 de Nilson Antonio Brena - Todos os Direitos Reservados - É proibida a cópia ou reprodução por qualquer meio para fins comerciais sem autorização assinada pelo autor; os infratores serão punidos na forma da lei da República Federativa do Brasil.



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              Apêndice: Conseqüências da Chuva Ácida à Saúde
              Humana" Escrito pelo Bacharel em Ciências Biológicas
              Nilson Antonio Brena

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