Le piogge acide sono una qualsiasi forma di precipitazione come pioggia, neve o grandine contenente componenti acidi, come l’acido solforico o nitrico che cadono a terra dall’atmosfera.
L’immissione di alcuni gas nell’atmosfera dovuti a fonti antropiche ha portato, a partire dalla Prima Rivoluzione Industriale, a notevoli problematiche che hanno contribuito a cambiamenti climatici dovuti principalmente ai gas serra e alla formazione di piogge acide dovute agli ossidi acidi
Principali responsabili delle piogge acide
- Biossido di carbonio
Il biossido di carbonio è anche un gas serra e deriva dalle reazioni di combustione
Anche se l’ acido carbonico non può essere isolato, è consuetudine ritenere che il biossido di carbonio reagisca con l’acqua per dare l’acido carbonico
CO2 (g) + H2O(l) → H2CO3(aq)
L’ acidità dell’acqua piovana deriva principalmente dalla prima ionizzazione di quest’acido
H2CO3(g) + H2O(l) ⇄ H3O+(aq) + HCO3–(aq)
la cui prima costante di equilibrio Ka ha un valore di 4.4 · 10-7
La pioggia in equilibrio con il biossido di carbonio presente nell’atmosfera alla sua pressione parziale normale di 0.00035 atm ha un pH di circa 5.6.
- Monossido di azoto
Il monossido di azoto si forma in conseguenza dei fulmini attraverso la reazione ad alta temperatura di azoto e ossigeno presenti nell’aria, nei motori a combustione interna e nelle centrali elettriche.
Nella California meridionale, ad esempio, dove gli ossidi dell’azoto sono profondamente implicati nella formazione dello smog fotochimico. Il monossido di azoto viene ossidato a biossido di azoto che in presenza di acqua dà luogo alla formazione di acido nitrico che è il principale responsabile delle piogge acide.
3 NO2 (g) + H2O(l) → 2 HNO3 (aq) + NO (g)
- Anidride solforosa
L’anidride solforosa è un costituente dell’atmosfera, normalmente presente in tracce, essendo prodotta soprattutto dal decadimento biologico e dall’attività dei vulcani.
Le fonti artificiali anidride solforosa invece sono considerevoli come la combustione di carbone contenente zolfo (fino all’8% di S) nelle centrali elettriche a carbone. Un’altra fonte è costituita dall’estrazione di alcuni metalli presenti nei minerali come solfuri
Nell’atmosfera l’anidride solforosa può essere ossidata a anidride solforica che in presenza di acqua dà luogo alla formazione di acido solforico che è uno dei principali responsabili delle piogge acide:
SO3 (g) + H2O(l) → H2SO4(aq)
Effetti
Alcuni effetti delle piogge acide sono chiaramente visibili nelle aree urbane, in particolare nella degradazione di stato, monumenti ed edifici di arenaria, calcare e marmo. I più seri effetti ambientali, però, si osservano nelle acque degli oceani, dei laghi, dei fiumi e sulle foreste. L’acidificazione degli oceani e dei laghi può portare alla morte dei pesci e di ogni altra forma di vita acquatica.
Tra i provvedimenti per ridurre le emissioni di gas che contribuiscono alla formazione di piogge acide vi sono:
- l’uso combustibili a basso contenuto di zolfo
- il controllo delle temperature di combustione
- l’intrappolamento delle emissioni gassose nocive dalle ciminiere