Chuva ácida é a designação dada à chuva, ou qualquer outra forma de precipitação atmosférica, cuja acidez seja substancialmente maior do que a resultante do dióxido de carbono (CO2) atmosférico dissolvido na água precipitada.O que corresponde a um de pH aproximado de 5,2 a 20 °C. Em água destilada, o pH gerado àquela temperatura e concentração de dióxido de carbono seria 5,6. A principal causa daquela acidificação é a presença, na atmosfera terrestre, de gases e partículas ricos em enxofre e azoto reativo cuja hidrólise no meio atmosférico produz ácidos fortes. Assumem particular importância os compostos azotados (NOx) gerados pelas altas temperaturas de queima dos combustíveis fósseis e os compostos de enxofre (SOx) produzidos pela oxidação das impurezas sulfurosas existentes na maior parte dos carvões e petróleos. Quimicamente, chuva ácida não seria uma expressão adequada, porque para a Química toda chuva é ácida devido à presença do ácido carbônico (H2CO3), mas para a Geografia toda chuva com pH abaixo do N.T. (Nível de tolerância de pH) igual a aproximadamente 5,5 é considerada ácida. Também pode acarretar sérios danos às trutas por exemplo, uma vez que se cair uma chuva ácida num ambiente lacustre de uma truta, abaixo ou acima do N.T., a truta morrerá. Os efeitos ambientais da precipitação ácida levaram à adopção, pela generalidade dos países, de medidas legais restritivas da queima de combustíveis ricos em enxofre e obrigando à adopção de tecnologias de redução das emissões de azoto reactivo para a atmosfera.
História As emissões de dióxido de enxofre e de óxidos de azoto têm crescido quase continuamente desde o início da Revolução Industrial.Weathers, K. C. e G. E. Likens. 2006. "Acid rain", pp. 1549–1561, in: W. N. Rom (editor), Environmental and Occupational Medicine (4.ª edição), Lippincott-Raven Publ., Philadelphia. Robert Angus Smith, num estudo realizado em Manchester, Inglaterra, fez em 1852 a primeira demonstração da relação entre a acidez da chuva e a poluição industrial,Seinfeld, John H.; Pandis, Spyros N (1998). Atmospheric Chemistry and Physics - From Air Pollution to Climate Change. John Wiley and Sons, Inc. (ISBN 0-471-17816-0). cunhando em 1872 a designação chuva ácida.Robert Angus Smith. Air and rain. The beginnings of a chemical climatology. London: Longmans, Green, and Co., 1872.
Apesar da relação entre precipitação ácida e poluição do ar ter sido descoberta em 1852, o seu estudo científico sistemático apenas se iniciou nos finais da década de 1960.Likens, G. E., F. H. Bormann e N. M. Johnson (1972), "Acid rain". Environment 14(2):33-40. Harold Harvey, professor de Ecologia na Universidade de Toronto, publicou em 1972 um dos primeiros trabalhos sobre um lago "morto" em resultado da acidificação das suas águas pela deposição ácida, trazendo a questão da chuva ácida para a ribalta da política ambiental.
O interesse público pelos efeitos da chuva ácida iniciou-se na década de 1970, a partir dos Estados Unidos, quando o New York Times publicou os resultados obtidos em estudos feitos na Hubbard Brook Experimental Forest (HBES), em New Hampshire, que demonstravam os múltiplos danos ambientais que a acidez da precipitação estava a causar.Likens, G. E. e F. H. Bormann. 1974. "Acid rain: a serious regional environmental problem". Science 184(4142):1176–1179.
Ao longo das últimas décadas têm sido reportadas leituras de pH na água de gotas de chuva e em gotículas de nevoeiro, colhidas em regiões industrializadas, com valores inferiores a 2,4 (a mesma acidez do vinagre).
A precipitação ácida com origem industrial é um sério problema em países onde se queimam carvões ricos em enxofre para gerar calor e electricidade,O enxofre nos combustíveis fósseis. como a ChinaGalloway, J. N., Zhao Dianwu, Xiong Jiling and G. E. Likens. 1987. "Acid rain: a comparison of China, United States and a remote area". Science 236:1559–1562.CHINA: Industrialization pollutes its country side with Acid Rain e a Rússia. Embora com outras origens, com destaque para o tráfego automóvel, o problema afecta vastas regiões da Europa e da América do Norte.
O problema da precipitação ácida tem crescido com o aumento da população e com a industrialização, abrangendo áreas crescentes do planeta, com destaque para a Índia e o sudeste asiático. O uso de altas chaminés industriais para dispersar os gases emitidos tem contribuído para aumentar as áreas afectadas, já que os poluentes são injectados na circulação atmosférica regional, atingindo vastas áreas a sotavento do ponto de emissão.Likens, G. E., R. F. Wright, J. N. Galloway e T. J. Butler. 1979. "Acid rain". Sci. Amer. 241(4):43-51.Likens, G. E. 1984. "Acid rain: the smokestack is the smoking gun." Garden 8(4):12-18. Em resultado, é comum a deposição ocorrer a considerável distância do ponto de emissão, com as regiões montanhosas a receberem a maior parte da acidez precipitada (simplesmente por serem áreas de maior precipitação devido às chuvas de montanha). Um exemplo destes efeitos é a grande acidez da precipitação na Escandinávia quando comparada com as emissões relativamente baixas ali produzidas.
Causas e consequências da precipitação ácida thumb|300px|Mecanismos de geração da precipitação ácida. Note-se que apenas os SO2 e NOx têm um papel significativo na formação de precipitação ácida. Os VOC, em especial o dimetil sulfureto e o ácido fórmico, apenas são relevantes na acidificação natural da precipitação em regiões oceânicas e sobre florestas tropicais. thumb|300px|Efeitos da precipitação ácida sobre uma floresta temperada (Jizera, República Checa). thumb|300px|Gavin Power Plant em Cheshire, Ohio, uma central eléctrica alimentada a carvão. Na ausência de qualquer contaminante atmosférico, a água precipitada pela chuva é levemente ácida, sendo de esperar um pH de aproximadamente 5,2 a 20 ºC, valor inferior ao que resultaria se a solução ocorresse em água destilada (pH = 5,6) devido à presença de outros compostos na atmosfera terrestre não poluída.Likens, G. E., W. C. Keene, J. M. Miller and J. N. Galloway. 1987. "Chemistry of precipitation from a remote, terrestrial site in Australia". J. Geophys. Res. 92(D11):13,299-13,314. Essa acidez natural, apesar de localmente poder ser influenciada pela presença de compostos orgânicos voláteis e de óxidos de azoto gerados por trovoadas, resulta essencialmente da dissociação do dióxido de carbono atmosférico dissolvido na água, formando um ácido fraco, conhecido como ácido carbónico, segundo a reacção:
CO2 (g) + H2O (l) H2CO3 (aq)
O ácido carbónico sofre ionização em solução aquosa, formando baixas concentrações acidificantes de iões hidrónio:
2 H2O (l) + H2CO3 (aq) CO32- (aq) + 2h3O+(aq)
A ionização acima referida ocorre tanto nas gotículas de água atmosférica (nas nuvens, nevoeiros e neblinas), na água existente na superfície de gelos ou cristais de neve e ainda no orvalho e na água absorvida em partículas sólidas em suspensão no ar. É devido a essa multiplicidade de vias de formação que o termo chuva ácida, apesar de muito difundido, deve ser preferencialmente substituído por deposição ácida, já que a acidificação da precipitação, com todas as consequências ambientais resultantes, pode ocorrer na ausência de chuva.
Em resultado dessa acidez natural, o limite para se considerar a precipitação como ácida é em geral um pH inferior a 4,5 (a 20 °C), o que corresponde a precipitação que contém concentrações mensuráveis de um ou mais ácidos fortes e que pela sua acidez causa comprovados efeitos negativos sobre as plantas, os organismos vivos aquáticos e as estruturas construídas e equipamentos com os quais entre em contacto.
Quando a chuva ácida cai sobre os rios e torna seu pH mais ácido, provocando alterações relacionadas com o metabolismo de organismos com fecundação tipo externa. O desenvolvimento de embriões fecundados na água é todo mediado por enzimas-substâncias que facilitam todas as reações no interior dos seres vivos.
Origem da acidez acrescida A acidez acrescida que está na origem da precipitação ácida resulta na sua maior parte da interacção dos componentes naturais da atmosfera terrestre com poluentes primários, entre os quais avultam os óxidos de azoto e os óxidos de enxofre, os quais reagem com a água atmosférica para formar ácidos fortes como sejam o ácido sulfúrico e o ácido nítrico. A principal fonte desses poluente primários é a queima de combustíveis fósseis para produção de energia térmica, energia eléctrica e para a propulsão de veículos.
Embora existam processos naturais que contribuem para a acidificação da precipitação, com destaque para os gases lançados na atmosfera pelos vulcões e os gerados pelos processos biológicos que ocorrem nos solos,Foram detectados em glaciares de pontos remotos do Globo depósitos ácidos originados pela precipitação há milhares e mesmo milhões de anos atrás (Likens, G. E., R. F. Wright, J. N. Galloway and T. J. Butler. 1979. Acid rain. Sci. Amer. 241(4):43-51). pântanos e oceanos, as fontes antrópicas, isto é resultantes da acção humana, são claramente dominantes. A prova dessa predominância foi obtida pela determinação da diferença entre a acidez da precipitação nas zonas industrializadas e em partes remotas do globo, pela comparação da acidez actual com o registo deixado pela captura da precipitação no gelo dos glaciares ao longo de milhões de anos e pelo registo deixado nos fundos de lagos e oceanos pela deposição de restos orgânicos indiciadores das condições de acidez prevalecentes.
A análise das camadas de gelo depositadas em glaciares e nas calotas polares mostram uma rápida diminuição do pH da precipitação a partir do início da Revolução Industrial, passando em média de 5,6 para 4,5 ou mesmo 4,0 nalgumas regiões, mostrando um forte acidificação. Igual conclusão é retirada da análise da prevalência de espécies de diatomáceas em camadas de sedimento recolhidos do fundo de lagos, confirmando a correlação entre a industrialização e a diminuição do pH da precipitação.
As principais fontes humanas dos gases poluentes primários são as indústrias, as centrais termoelétricas e os veículos de transporte motorizado. Os gases libertados podem ser transportados na circulação atmosférica por muitos milhares de quilómetros antes de reagirem com gotículas de água, originando então os compostos que acidificam a precipitação.
A sua natureza transfronteiriça, já que a circulação atmosférica dispersa os efeitos ao longo de grandes áreas da Terra, leva a que também afecte as regiões sitas a jusante do seu ponto de emissão no sistema de circulação atmosférica, levando a que áreas onde as emissões não são significativas possam ser severamente prejudicadas pela precipitação de poluentes gerados a montante.
Amónia Embora a amónia e os compostos orgânicos voláteis, com destaque para o dimetilsulfureto (DMS) de origem oceânicaAbundantemente produzido nos oceanos e cuja abundância sobre algumas regiões oceânicas explica a elevada acidez natural das chuvas aí geradas. e o ácido fórmico em algumas regiões de floresta tropical, contribuam para a acidez da precipitação, os dois principais grupos de compostos que geram a acidez da precipitação são os óxidos de azoto e os óxidos de enxofre, com predominância para estes últimos, os quais são esmagadoramente de origem antrópica.
Os óxidos de enxofre A principal causa de acidificação da precipitação é a presença na atmosfera de óxidos de enxofre (SOx), com destaque para o dióxido de enxofre (SO2), um gás proveniente da oxidação de compostos de enxofre (S) contidos nos combustíveis fósseis e na matéria orgânica que é queimada. Outra importante fonte de gases contendo enxofre são as emissões dos vulcões.