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La acidificación del medio ambiente

Uno de los efectos que tiene la contaminación atmosférica es la acidificación del medio ambiente. Esta podría definirse como "la pérdida de la capacidad neutralizante del suelo y del agua, como consecuencia del retorno a la superficie de la tierra, en forma de ácidos, de los óxidos de azufre y nitrógeno descargados a la atmósfera".
 
Las emisiones de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno, que se emiten a la atmósfera mediante fuentes naturales y antropogénicas, reaccionan con radicales hidroxilos y vapor de agua de la atmósfera para convertirse en ácido sulfúrico y nítrico respectivamente, los cuales disueltos en las gotas de agua existentes en la atmósfera pueden volver a la superficie terrestre mediante precipitaciones, originando la lluvia ácida.
 
También existe una fracción de dichos óxidos que retornan a la superficie terrestre en forma de gases o aerosoles, fenómeno denominado deposición seca. Este fenómeno es predominante cerca de las fuentes de deposición, llegando a darse a algunos cientos de kilómetros del foco, en función de las condiciones de dispersión.
 
El término lluvia ácida tiene su origen en unos estudios atmosféricos realizados en Inglaterra en el siglo XIX, pero actualmente cabría denominarla deposición ácida, ya que la precipitación de dichos ácidos disueltos puede presentarse en forma líquida (agua), sólida (nieve), o incluso como niebla, ésta última tan efectiva en su capacidad de destrucción como lo es la deposición líquida.
 
El agua de lluvia en condiciones normales presenta un pH de 5,6. Su carácter ligeramente ácido es debido a la combinación del agua con el dióxido de carbono presente en el aire.
 
La lluvia que presenta en disolución los iones provenientes de los ácidos tendrá un pH inferior a 5,6 y allí donde se deposite dará lugar a una serie de cambios que alterarán las características químicas del medio, rebajando el pH de suelos y aguas superficiales con diversas consecuencias para los ecosistemas.
 
El proceso de acidificación se ve influido por un gran número de factores, que hacen que los efectos sean variables de unas zonas a otras; entre ellos cabe destacar la sensibilidad de los suelos y de las aguas a la acidez, así como el grado de concentración de moléculas contaminantes.
 
La acidificación del medio ambiente es un claro ejemplo de cómo se interrelacionan los distintos factores ambientales como son la atmósfera, suelo, agua y seres vivos, y de cómo la contaminación atmosférica afecta de manera directa e indirecta a los ecosistemas en general.
 
Los principales agentes causantes de la acidificación son el dióxido de azufre (SO2) y los óxidos de nitrógeno (NOx), y en menor proporción el amoníaco (NH3).
 
Las fuentes naturales de emisión de estos compuestos contaminantes están distribuidas por todo el planeta y contribuyen en diferente grado atendiendo a las características de cada lugar. Las erupciones volcánicas, incendios naturales, relámpagos y diferentes procesos microbianos contribuyen al aporte de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno a la atmósfera.
 
Las fuentes antropogénicas más importantes son las emisiones de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno que provienen de la utilización de combustibles fósiles en gran cantidad de actividades industriales y en el transporte.
 


En Europa, más del 70% de las emisiones atmosféricas de SO2 proceden de la combustión de carbón en las centrales eléctricas,siendo los vehículos de motor los generadores del 50% de las emisiones atmosféricas de NOx.
 
Emisiones atmosféricas
 
También el amoníaco (NH3), generado a partir de la descomposición de materia orgánica en zonas con explotaciones ganaderas intensivas, puede actuar como agente acidificante, por su conversión a ácido nítrico.
 

Formación de la lluvia ácida
 
El proceso de acidificación, también denominado "lluvia ácida", se origina cuando el azufre, que se encuentran en estado elemental en los combustibles fósiles, y el nitrógeno, presente en el aire y en combustibles, son liberados a la atmósfera tras procesos de combustión, en forma de óxidos de nitrógeno (NOx) y dióxido de azufre (SO2). Estos óxidos pueden ser transportados a grandes distancias de sus focos de origen.

Durante su permanencia en el aire pueden sufrir un proceso de oxidación que da lugar a la formación de ácido sulfúrico (H2SO4) y ácido nítrico (HNO3). Estos ácidos se disuelven en las gotas de agua existentes en nubes, y pueden regresar a la superficie terrestre mediante las precipitaciones.
 
La formación de la lluvia ácida es debida a la reacción indicada a continuación.
 
1.- La descomposición fotoquímica del ozono en la troposfera origina la formación de oxigeno diatómico y un átomo libre de oxígeno.
 
hv + O3 --> O2 + O
 
2.- El átomo libre de oxígeno se combina con una molécula de agua y origina dos radicales hidroxilo
 
O + H2O --> 2 × OH
3.- El radical hidroxilo es muy activo y reacciona por una parte con los óxidos de nitrógeno dando lugar al ácido nítrico (*), que se disuelve en las nubes.

   Por otra parte reacciona con los óxidos de azufre originando el ácido sulfúrico (**) el cual se incorpora en parte a las nubes, mientras que otra fracción se condensa formando gotas y depositándose en el suelo.
 
(*)     OH + NO2 --> HNO3 (ácido nítrico)
(**)    OH + SO2 + O2 --> × O2H + SO3
         SO3 + H2O -->H2SO4 (ácido sulfúrico)
 
Efectos de la acidificación del medio
 
La lluvia ácida no solo se localiza en próximas zonas de los focos de emisión de los contaminantes, sino que puede manifestarse a miles de kilómetros del foco de contaminación.

Es un fenómeno que produce cambios en los ecosistemas de manera global, modificando las características químicas y acidificando suelos y aguas superficiales, así como afectando a los seres vivos y bienes materiales existentes en la superficie terrestre.
 
La acidificación de las aguas continentales tiene efectos muy graves sobre los ecosistemas acuáticos. Se ha demostrado que la mayor parte de organismos integrantes de ecosistemas de agua dulce son sensibles a la acidificación, produciéndose alteraciones en todos los niveles tróficos.

Otro efecto importante que tiene la acidificación de ríos y lagos es el incremento del contenido de iones metálicos, como el ión Aluminio, disueltos en el agua. Ciertas especies de peces y anfibios presentan una elevada sensibilidad a esta acidificación.
 
La disminución del pH en las aguas varía la composición química de estas, ya que se liberan al agua iones de metales pesados que a pH superior se encontraban inmovilizados en formas insolubles. El ión aluminio es muy tóxico para la mayor parte de los organismos, y a elevadas concentraciones puede causar la muerte de gran parte de los organismos existentes en lagos acidificados.

Otros metales pesados tales como el cadmio, zinc y plomo tienen igualmente una mayor facilidad para disolverse, por lo que son más accesibles para los animales y plantas acuáticas, causando de igual manera efectos nocivos en los ecosistemas.
 
 

El grado de sensibilidad a la acidificación puede variar muy ampliamente de unas zonas a otras dependiendo. La acidificación de aguas superficiales por escorrentía y de suelos dependerá de diferentes factores como el espesor de la capa de humus, de la consistencia del sustrato, así como del tipo de rocas y suelo.
 
Imagen 2

Otro de los efectos importantes de la acidificación de los suelos es la pérdida por lixiviación de ciertos cationes metálicos de carácter básico, tales como el calcio, magnesio y potasio. Dicha pérdida afecta a la vegetación y a la composición de los acuíferos de la zona, los cuales pueden recibir dichos cationes a través de los procesos de lixiviación.

En Europa, las altas deposiciones de compuestos de azufre y nitrógeno han producido graves daños sobre amplias áreas de suelo y bosques.

El daño a los bosques probablemente ha sido causado por la acción combinada de ácidos y metales en el suelo y por las altas concentraciones de SO2 presentes en el aire de estas zonas. La combinación de un bajo pH en el agua del suelo unido a la presencia de metales, principalmente aluminio, produce una serie de consecuencias en la vegetación como son los indicados a continuación.
 
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  • Daños en las raíces de los árboles, las micorrizas simbiontes existentes en las raíces son sensibles a esta acidificación.
  • Disminución del crecimiento.
  • Debilitamiento de la planta, cada vez más sensible a las enfermedades, a la deficiencia hídrica y al ataque de insectos.
  • En casos de concentración muy alta de contaminantes se produce decoloración en hojas y defoliación

Además de las consecuencias sobre el medio ambiente, cada vez se está prestando más atención a los efectos que la lluvia ácida produce sobre el patrimonio histórico y cultural.

La acción de los contaminantes atmosféricos sobre los materiales puede manifestarse por la sedimentación de estos elementos sobre la superficie de los mismos, deteriorando su aspecto externo, o por ataque químico al reaccionar el contaminante con el material.
 
 
En el caso de la lluvia ácida, el mayor efecto lo tiene el ataque ácido sobre construcciones calcáreas. La deposición de estos ácidos a lo largo del tiempo y la acción combinada con el agua que precipita provoca la disolución en el agua de los carbonatos de dichas construcciones calcáreas.

Esto ha provocado la destrucción, con el paso de los años, de importantes objetos y monumentos de elevado valor histórico-artístico.
 
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