20.2.2: Deposición ácida

La deposición ácida es un término que se refiere a una mezcla de deposición húmeda y seca (material depositado) de la atmósfera que contiene cantidades superiores a lo normal de ácidos nítrico y sulfúrico. Los precursores, o precursores químicos, de la formación de deposición ácida resultan tanto de fuentes naturales, como volcanes y vegetación en descomposición, como de fuentes artificiales, principalmente emisiones de dióxido de azufre (SO ₂) y óxidos de nitrógeno (NO _x) resultantes de la combustión de combustibles fósiles (figura \(\PageIndex{a}\)). La deposición ácida ocurre cuando estos gases reaccionan en la atmósfera con agua, oxígeno y otros productos químicos para formar diversos compuestos ácidos. El resultado es una solución suave de ácido sulfúrico y ácido nítrico. Cuando se liberan dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno de las centrales eléctricas y otras fuentes, los vientos predominantes soplan estos compuestos a través de las fronteras estatales y nacionales, a veces a lo largo de cientos de millas

Figura\(\PageIndex{a}\): Este diagrama muestra fuentes antropogénicas y naturales de deposición ácida. Se liberan compuestos orgánicos volátiles (COV), dióxido de azufre (SO ₂), óxidos de nitrógeno (NO _X) y mercurio (Hg), pero solo el SO ₂ y el NO _X reaccionan para formar ácidos. Tres categorías de contaminantes interactúan entre sí. Se trata de contaminantes gaseosos en la atmósfera, contaminantes particulados en la atmósfera y contaminantes en aguas nubosas y precipitados. Las dos primeras categorías forman deposición seca y la segunda forma deposición húmeda. La deposición ácida (tanto seca como húmeda) alcanza áreas naturales, que podrían ser terrestres (como se muestra en la imagen) o acuáticas.

La deposición ácida se mide usando una escala llamada “pH”. Cuanto menor sea el pH de una sustancia, más ácida es. El agua pura tiene un pH de 7.0. Sin embargo, la lluvia normal es ligeramente ácida debido a que el dióxido de carbono (CO ₂) se disuelve formando ácido carbónico débil, dando a la mezcla resultante un pH de aproximadamente 5.6 a concentraciones atmosféricas típicas de CO ₂. El pH promedio de precipitación en Estados Unidos en 1980 fue de 4.6, pero ha ido aumentando gradualmente debido a las reducciones en las emisiones de dióxido de azufre y óxido de nitrógeno (figura\(\PageIndex{b}\)).

Figura\(\PageIndex{b}\): El pH mide qué tan ácida o básica es una solución, lo que depende de la concentración de iones hidrógeno. La precipitación es normalmente ligeramente ácida, con un pH de alrededor de 5.6. (Cualquier cosa por debajo de pH = 7 se considera ácido.) El pH de la precipitación fue aún más ácido en gran parte de la costa este de Estados Unidos en 1986 (deposición ácida) con partes de Michigan, Ohio, Pensilvania y el estado de Nueva York alcanzando un pH menor o igual a 4.1. El pH del oeste de Estados Unidos en 1986 estuvo más cerca de 5.0. Debido a los esfuerzos para reducir la contaminación del aire, el pH de la precipitación se ha acercado a la normalidad. Para 2016, el pH del este de Estados Unidos había aumentado a alrededor de 4.9, y el pH del oeste de Estados Unidos había vuelto en su mayoría a la normalidad, con muchas regiones que tenían un pH mayor o igual a 5.7. Imágenes por Programa Nacional de Deposición Atmosférica (dominio público).

Efectos de la deposición ácida

La deposición ácida provoca la acidificación de lagos y arroyos y contribuye al daño de los árboles en elevaciones altas (por ejemplo, abetos rojos por encima de los 2,000 pies) y muchos suelos forestales sensibles. Además, la deposición ácida acelera la descomposición de los materiales de construcción y pinturas, incluyendo edificios irremplazables, estatuas y esculturas que forman parte del patrimonio cultural de nuestra nación. Antes de caer a la tierra, los gases de dióxido de azufre (SO ₂) y óxido de nitrógeno (NO _x) y sus derivados de materia particulada, sulfatos y nitratos, contribuyen a la degradación de la visibilidad y dañan la salud pública.

Los efectos ecológicos de la deposición ácida se ven más claramente en los ambientes acuáticos o acuáticos, como arroyos, lagos y marismas. La mayoría de los lagos y arroyos tienen un pH entre 6 y 8, aunque algunos lagos son naturalmente ácidos incluso sin los efectos de la deposición ácida. La deposición ácida afecta principalmente a cuerpos de agua sensibles, los cuales se encuentran en cuencas cuyos suelos tienen una capacidad limitada para neutralizar compuestos ácidos (llamada “capacidad de amortiguación”). Los lagos y arroyos se vuelven ácidos (es decir, el valor del pH disminuye) cuando el agua misma y su suelo circundante no pueden amortiguar la deposición ácida lo suficiente como para neutralizarla. En áreas donde la capacidad de amortiguación es baja, la deposición ácida libera aluminio de los suelos a lagos y arroyos; el aluminio es altamente tóxico para muchas especies de organismos acuáticos. La deposición ácida provoca un crecimiento más lento, lesiones o muerte de los bosques. Por supuesto, la deposición ácida no es la única causa de tales condiciones. Otros factores contribuyen al estrés general de estas áreas, incluyendo contaminantes del aire, insectos, enfermedades, sequía o clima muy frío. En la mayoría de los casos, de hecho, los impactos de la deposición ácida en los árboles se deben a los efectos combinados de la deposición ácida y estos otros factores estresantes ambientales.

La deposición ácida contribuye a la corrosión de metales (como el bronce) y al deterioro de la pintura y la piedra (como el mármol y la piedra caliza). Estos efectos reducen significativamente el valor social de edificios, puentes, objetos culturales (como estatuas, monumentos y lápidas) y automóviles (figura\(\PageIndex{c}\)).

Figura\(\PageIndex{c}\): Una gárgola que ha sido dañada por deposición ácida.

Los sulfatos y nitratos que se forman en la atmósfera a partir de las emisiones de dióxido de azufre (SO ₂) y óxidos de nitrógeno (NO _x) contribuyen al deterioro de la visibilidad, lo que significa que no podemos ver tan lejos ni con tanta claridad a través del aire. Los contaminantes que causan la deposición de ácido —dióxido de azufre (SO ₂) y óxidos de nitrógeno (NO _x) —dañan la salud humana. Estos gases interactúan en la atmósfera para formar finas partículas de sulfato y nitrato que pueden ser transportadas largas distancias por los vientos e inhaladas profundamente en los pulmones de las personas. Las partículas finas también pueden penetrar en interiores. Muchos estudios científicos han identificado una relación entre los niveles elevados de partículas finas y el aumento de la enfermedad y la muerte prematura por trastornos cardíacos y pulmonares, como el asma y la bronquitis.

Atribución

Modificado por Melissa Ha de Acid Rain de Biología Ambiental por Matthew R. Fisher (licenciado bajo CC-BY)