CHUVA ÁCIDA. Castelo (construido em 1702) em Westphalia, Alemanha

Transcrição

1 CHUVA ÁCIDA Castelo (construido em 1702) em Westphalia, Alemanha 1983 Fotografia de uma floresta alemã tirada em 1970 e depois em 1983, após a ação da chuva ácida na região.

2 Em 1989 cientistas da Holanda noticiaram que um determinado pássaro canoro que habita as florestas daquele país estava produzindo ovos com a casca fina e porosa. Problema similar fora detectado nas décadas de 60 e 70, causado pelo inseticida DDT. Durante as investigações não foi encontrada nenhuma evidência de intoxicação. Os cientistas resolveram verificar então o suprimento de cálcio disponível para os pássaros na natureza e necessário para a formação de cascas resistentes nos ovos. Aqueles pássaros usavam normalmente como fonte de cálcio, caramujos que constituiam componente importante na dieta. Entretanto, os caramujos haviam praticamente desaparecido das florestas. O solo seco contem normalmente de 5 a 10 gramas de cálcio por quilograma. O cálcio daquela região havia caído para cerca de 0,3 gramas por quilograma de solo, um nível muito baixo para que os caramujos sobrevivessem. Sem caramujos para comer, os pássaros passaram a se alimentar de sobras de alimentos de galinhas e de outros animais domésticos e sobras de pique-niques, muito comuns na Europa. A queda no conteúdo de cálcio do solo da Europa e dos Estados Unidos da América foi atribuída à ocorrência de chuva ácida, principalmente da que contem ácido sulfúrico.

3 No ar puro, a água já é ácida por causa do CO 2 atm Chuva normal ph = 5,6

4 Lei de Henry C = K H. P C = concentração do gás no líquido no equilíbrio (mol/l) K H = Constante de Henry = 3,4x10-2 mol L -1 atm -1 para CO 2 a 25 C P = Pressão parcial do gás sobre o líquido (atm) = 0, atm (392 ppm) C = 1,333x10-5 mol L -1 = 0,586 mg L -1 (x44 g/mol) CO 2 + 2H 2 O HCO H 3 O + K 1 = 4,45 x 10-7 a 25 C ph=5,65

5 O termo chuva ácida foi usado pela primeira vez por Robert Angus Smith, químico e climatologista inglês. Ele usou a expressão para descrever a precipitação ácida que ocorreu sobre a cidade de Manchester no início da Revolução Industrial (1872).

6 É considerada como CHUVA ÁCIDA, uma chuva com ph<5 No Brasil, em amostra coletada em Niterói, já foi registrado valores entre 4,3-5,3 No Brasil o exemplo mais marcante de poluição ambiental por chuva ácida foi a destruição da Mata Atlântica na região de Cubatão, na baixada santista. Os gases de nitrogênio e enxofre liberados às toneladas pelas chaminés das indústrias locais, destruíram a vegetação. Neste caso, a relação de causa efeito era óbvia. A região de Cubatão era uma das mais poluídas em todo o mundo. Escócia Abril 1974: ph =2,4

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8 QUAIS SÃO OS ÁCIDOS RESPONSÁVEIS? H 2 SO 4 e HNO 3

9 NO X HNO 3 SO 2 H 2 SO 4 POLUENTES PRIMÁRIOS POLUENTES SECUNDÁRIOS Insolúveis em água Ácidos muito forte e solúveis em água

10 FORMAÇÃO DO ÁCIDO NÍTRICO N 2 + O 2 chama do motor 2 NO. NO. + O 3 NO. 2 + O 2 2 NO. + O 2 2 NO 2. NO. 2 + HO. HNO 3 (g) HNO 3 (g) + H 2 O HNO 3 (aq)

11 Outros mecanismos

12 FORMAÇÃO DO ÁCIDO SULFÚRICO S em carvão ou diesel combustão SO 2 O carvão natural Mineral contem 1-9 % de enxofre Estrutura do carvão mineral (Laurendal, 1978)

13 Formação do H 2 SO 4 : 2 mecanismos 1- Oxidação do SO 2 na fase gasosa SO 2 +. OH HSO 3. HSO 3. + O 2 SO 3 + HOO. SO 3 + H 2 O H 2 SO 4(g) H 2 O H 2 SO 4(aq)

14 2- Oxidação do SO 2 na fase aquosa

15 Resumo da formação do H 2 SO 4 Fase gasosa Fase aquosa H 2 O

16 Escócia Abril 1974: ph =2,4 PORQUÊ???? Os ácidos são produzidos durantes o transporte dos poluentes primários. As vezes, podem percorrer grandes distâncias Não respeitam as fronteiras!!!! No caso da Escócia, os poluentes foram produzidos na parte industrial do norte da Inglaterra.

17 FONTES de NO X AUTOMÓVEIS

18 1- Óleo diesel FONTES de SO 2 2- Combustão do carvão (1% até 9% de enxofre) 3- Refinamento do petróleo (presença de H 2 S no petróleo e no gás natural) 2 H 2 S + SO 2 3 S + 2 H 2 O [O]

19 4- Extração de alguns minérios Para remover o enxofre 2 NiS + 3 O 2 2 NiO + 2 SO 2 2 SO 2 (g) + O 2 (g) SO 3 (g) + H 2 O cat. 2 SO 3 (g) H 2 SO 4 (aq) Produção de ácido sulfúrico concentrado

20 Quando o SO 2 é diluído nas emissões gasosas (produção de eletricidade a partir da queima do carvão) SO 2 (g) H 2 SO 4 (aq) Mas é possível de remover 90% do SO 2 usando filtro contendo carbonato de sódio sólido seco. SO 2 (g) + CaCO 3 CaSO 3 + CO 2 2 CaSO 3 + O 2 2 CaSO 4

21 O SO 2 é normalmente removido do combustível (petróleo e carvão) da seguinte maneira: o calcário em pó se decompõe em CaO; o CaO reage com SO 2 para formar CaSO 3 em uma fornalha; o CaSO 3 e o SO 2 que não reagiram são passados em um depurador de gás (câmara de purificação), onde o SO 2 é convertido em CaSO 3 através de jatos de CaO; o CaSO 3 é precipitado em uma pasta fluida aquosa.

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23 CONSEQÜÊNCIAS DA CHUVA ÁCIDA

24 CONSEQÜÊNCIAS DA CHUVA ÁCIDA 1- Deterioração de materiais: a chuva ácida ajuda a corroer os materiais usados nas construções Sobretudo o mármore = (carbonato de cálcio) H + + CaCO 3 (s) Ca 2+ (aq) + HCO 3 - (aq) H + + HCO 3 - (aq) H 2 CO 3 (aq) CO 2 (g) + H 2 O

25 Outro mecanismo de deterioração do mármore: SO 2 (g) + CaCO 3 CaSO 3 + CO 2 2 CaSO 3 + O 2 2 CaSO 4 O sulfato de cálcio (gesso) é vezes mais solúvel em água que o carbonato de cálcio acelera a deterioração do mármore

26 2- Aumento da acidez dos lagos: os lagos podem ser os mais prejudicados com o efeito da chuva ácida, pois podem ficar totalmente acidificados, perdendo toda a sua vida. Desaparição de espécie Malformação de outras 3- Lixiviação de metais: A chuva ácida leva à deterioração do solo por causa da lixiviação de elementos como Ca 2+, Mg 2+, K + e Al 3+. dissolução de nutrientes indispensável para as plantas dissolução de metais tóxicos como os íons Al 3+ e Cu 2+ Al 3+ prejudica a incorporação de oxigênio no peixe morte do peixe Al 3+ intoxica as plantas, bactérias, algas, fungos... Al 3+ pode contaminar água potável e provocar problemas mentais em humanos

27 Truta pescada em um lago não-acidificado Truta pescada em um lago acidificado. A reprecipitação das espécies de Al(OH) 3 provocou a sufocação do peixe

28 4- Vegetação: A chuva ácida leva à deterioração do solo por causa da lixiviação de elementos como Ca 2+, Mg 2+, K + e Al 3+. dissolução de nutrientes indispensável para as plantas Al 3+ é importante na captação de nutriente. - Chuva ácida + O 3 são dois fatores importantes para o estresse das árvores. Separados, eles não matam a árvore, mas juntos com uma doença ou ataque de insetos, podem matar a árvore.