Poluarea cauzată de depunerile acide

Poluarea aerului a devenit o problemă majoră ce preocupă lumea de câteva secole încoace. Aceasta este cauzată în principal de către fumul şi chimicalele eliberate în atmosferă de către fabrici şi automobile. Când ploaia trece prin aerul poluat, apa se amestecă cu poluanţii devenind astfel, acidă.

Depunerile acide au loc deoarece, atmosfera însăşi este într-un proces continuu de auto-curăţare de poluanţii introduşi în aer (Pickering şi Owen, 1997). Picăturile de apă din nori absorb şi adsorb materie particulată şi molecule de gaz din aer. Nu toate substanţele sunt eliminate de către ploaie sau alte precipitaţii, unele rămânând înglobate în nori şi umezeală.

Ploaia, este acidă prin natura ei, valoarea pH-ului fiind inclusă într-un interval de 5,0 – 5,5, pe când, pentru ploile considerate acide valoarea pH-ului variază între 4,0 şi 4,6 (Bortman et al., 2003; Hillel, 2004), în principal din cauza dizolvării dioxidului de carbon atmosferic (CO2) formând astfel acid carbonic (H2CO3):

CO2 →CO2 ∙ H2O → HCO-3 + H+

Precursorii acizilor puternici în atmosferă sunt poluanţii atribuiţi (1) arderii combustibililor fosili şi (2) prelucrarea minereurilor de sulfuri. Aceste surse sunt îmbogăţite şi cu amoniac rezultat din practicarea agriculturii în mod intensiv. Printre sursele naturale de poluanţi se pot număra incendiile de mare anvergură şi erupţiile vulcanice.

În principal sunt monitorizate două tipuri de poluanţi şi anume, cei sub formă de gaz şi sub formă particulată, fiecare putând fi divizaţi funcţie de modul de formare: poluanţii primari sunt produşi în mod direct de activiităţile antropice iar cei secundari, sunt formaţi în atmosferă în urma proceselor chimice care acţionează asupra celor primari (Hillel, 2004). Aceste aspecte impun identificarea a patru tipuri de poluanţi după cum urmează:

1. Gazoşi, primari:

-dioxid de sulf (SO2);

-oxid de azot (NO) şidioxid de azot (NO2); colectiv: NOx;

-amoniac (NH3);

-dioxid de carbon (CO2);

-hidrocarburi.

2. Gazoşi, secundari:

-NO2 prin oxidarea NO;

-ozonul (O3) şi alţi oxidanţi fotochimici formaţi în straturile inferioare ale atmosferei prin acţiunea luminii solare asupra amestecurilor de NOx şi hidrocarburi;

-acid azotic (HNO3) format prin oxidarea NOx.

3. Particulaţi, primari:

-particule de cenuşă şi metalice rezultate în urma prelucrării metalurgice, şi a industriei grele.

4. Particulaţi, secundari:

-reacţia dintre produşii acidului sulfuric şi acidului azotic cu alţi constituienţi atmosferici: NH3 (NH4HSO4, NH4NO3, etc.). H2SO4 şi HNO3 formaţi prin oxidarea SO2 şi respectiv, NOx.

Acidul sulfuric şi cel azotic ajung pe suprafaţa terestră, înglobaţi în picăturile de apă, sub formă de ploaie - depuneri umede - însă nu este singura cale. De exmplu, acidul sulfuric generat în reacţiile din faza gazoasă condensează formând picături (0,1 – 2 μm în diametru) ce constituie ceaţa, negura. Parte din aceste particule se depun pe sol, fenomenul numindu-se depunere uscată (Pickering şi Owen, 1997).

Ploile acide şi depunerile acide, dacă privim la modul general, afectează întregi ecosisteme, solul, apele, construcţiile şi sănătatea oamenilor.

Efectele asupra solului depind de comportamentul sulfaţilor şi nitraţilor. Dacă aceşti anioni levighează din sol, sunt în mod obligatoriu însoţiţi de cationi. Dacă solul este acid, o fracţie importantă de cationi este reprezentată de ionii de aluminiu (Al) şi hidrogen (H+); un sol slab acid va ifltra cationi mai bazici (în particular, Ca2+ şi Mg2+). În acest caz, poate avea loc o a acidifiere a apelor de suprafaţă concomitent cu o creştere a concentraţiei de aluminiu, astfel încât vegetaţia este grav afectată (Kabata-pendias şi Pendias, 2001; Menz şi Seip, 2004). În soluri, sulfaţii sunt destul de mobili, ca şi nitraţii de altfel, cei din urmă însă, sunt aborbiţi în scurt timp de către vegetaţie. Având în vedere numărul mare de factori, care poate influienţa acidifierea solului, este destul de dificil de determinat contribuţia ploilor acide (Menz şi Seip, 2004). Depunerile acide „ajută” şi la mobilizarea metalelor grele în soluri, cum ar fi cazul cuprului (Liao et al., 2006).

Acidifierea apei în urma ploilor şi depunerilor acide se produce în zonele cu soluri acide, proprietăţile acestora afectând puternic filtratul înainte ca acesta să ajungă în corpurile de apă. Probleme majore în legătură cu acidifierea apelor au fost identificate în peninsula Scandinavă, unde sunt frecvente copuri de apă (iazuri, lacuri, pâraie) cu pH sub valoarea de 5. În Norvegia, depunerea acidă a cauzat reducerea populaţiilor de peşte în 32303 lacuri norvegiene din anul 1950 până în anii 1990 (Hesthagen et al., 1999). Aceleaşi efecte au fost semnalate şi în alte părţi ale Europei şi regiuni din S.U.A. şi Canada (Menz şi Seip, 2004).