Lluvia ácida

El efecto corrosivo del aire ácido y contaminado de Londres sobre la piedra caliza y el mármol fue observado en el siglo XVII por John Evelyn , quien notó el mal estado de los mármoles de Arundel . ^{[ 23 ]} Desde la Revolución Industrial , las emisiones de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno a la atmósfera han aumentado. ^{[ 22 ] [ 24 ]} En 1852, Robert Angus Smith fue el primero en demostrar la relación entre la lluvia ácida y la contaminación atmosférica en Manchester, Inglaterra . ^{[ 25 ]} Smith acuñó el término "lluvia ácida" en 1872. ^{[ 26 ]}

Ya en la década de 1960, los científicos europeos comenzaron a observar y estudiar ampliamente el fenómeno. En 1955, dos científicos suecos ya habían afirmado que "la precipitación en Suecia en su conjunto es definitivamente más ácida de lo que permitiría el equilibrio de CO2 por sí solo". ^{[ 27 ]} Al principio, el enfoque principal de esta investigación se centró en los efectos locales de la lluvia ácida. Waldemar Christofer Brøgger fue el primero en reconocer el transporte a larga distancia de contaminantes que cruzaban las fronteras del Reino Unido a Noruega. ^{[ 28 ]} Casi un siglo después, este problema fue estudiado sistemáticamente por Brynjulf ​​Ottar en la década de 1970. ^{[ 29 ]} El trabajo de Ottar estuvo fuertemente influenciado por el científico sueco de suelos Svante Odén , quien había llamado la atención sobre el problema de la lluvia ácida en Europa en periódicos populares y escribió un artículo fundamental sobre el tema en 1968. ^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]}

El primer informe sobre la lluvia ácida en Estados Unidos provino de evidencia química recolectada en el valle de Hubbard Brook ; la conciencia pública sobre la lluvia ácida en Estados Unidos aumentó en la década de 1970 después de que The New York Times informara sobre estos hallazgos. ^{[ 34 ] [ 35 ]}

En 1972, un grupo de científicos, entre ellos Gene Likens , descubrió que la lluvia depositada en las Montañas Blancas de Nuevo Hampshire era ácida. El pH de la muestra se midió en 4,03 en Hubbard Brook. ^{[ 36 ]} El Estudio del Ecosistema de Hubbard Brook continuó con una serie de estudios de investigación que analizaron los efectos ambientales de la lluvia ácida. La alúmina de los suelos neutralizó la lluvia ácida que se mezcló con el agua del arroyo en Hubbard Brook. ^{[ 37 ]} El resultado de esta investigación indicó que la reacción química entre la lluvia ácida y el aluminio conduce a una tasa creciente de meteorización del suelo . La investigación experimental examinó los efectos del aumento de la acidez en los arroyos sobre las especies ecológicas. En 1980, los científicos modificaron la acidez de Norris Brook, Nuevo Hampshire, y observaron el cambio en el comportamiento de las especies. Hubo una disminución en la diversidad de especies, un aumento en las especies dominantes de la comunidad y una reducción en la complejidad de la red trófica . ^{[ 38 ]}

En 1980, el Congreso de los Estados Unidos aprobó la Ley de Deposición Ácida . ^{[ 39 ]} Esta ley estableció un programa de evaluación e investigación de 18 años bajo la dirección del Programa Nacional de Evaluación de la Precipitación Ácida (NAPAP). El NAPAP amplió una red de sitios de monitoreo para determinar la acidez de la precipitación, buscando establecer tendencias a largo plazo, y creó una red para la deposición seca. Mediante un diseño de muestreo con base estadística, el NAPAP cuantificó los efectos de la lluvia ácida a nivel regional, dirigiendo investigaciones y estudios para identificar y cuantificar el impacto de la precipitación ácida en los ecosistemas terrestres y de agua dulce. El NAPAP también evaluó los efectos de la lluvia ácida en edificios históricos, monumentos y materiales de construcción. Asimismo, financió estudios exhaustivos sobre procesos atmosféricos y posibles programas de control.

Desde el principio, los defensores de políticas de todos los bandos intentaron influir en las actividades de NAPAP para apoyar sus esfuerzos particulares de defensa de políticas o para desacreditar los de sus oponentes. ^{[ 39 ]} Para la empresa científica del Gobierno de los Estados Unidos , un impacto significativo de NAPAP fueron las lecciones aprendidas en el proceso de evaluación y en la gestión de la investigación ambiental para un grupo relativamente grande de científicos, gerentes de programas y el público. ^{[ 40 ]}

En 1981, la Academia Nacional de Ciencias estaba investigando los temas controvertidos relacionados con la lluvia ácida, en particular el papel de la combustión de combustibles fósiles . ^{[ 41 ]} El presidente Ronald Reagan desestimó los problemas de la lluvia ácida ^{[ 42 ]} hasta su visita personal a Canadá y confirmó que la frontera canadiense sufría la contaminación proveniente de chimeneas de origen en el Medio Oeste de los Estados Unidos . Reagan respetó el acuerdo con el Primer Ministro canadiense Pierre Trudeau para la aplicación de la regulación anticontaminación. ^{[ 43 ]} En 1982, Reagan encargó a William Nierenberg que formara parte de la Junta Nacional de Ciencias . ^{[ 44 ]} Nierenberg seleccionó a científicos, entre ellos Gene Likens, para formar parte de un panel que redactara un informe sobre la lluvia ácida. En 1983, el panel de científicos elaboró ​​un borrador de informe, que concluía que la lluvia ácida es un problema real y que se deben buscar soluciones. ^{[ 45 ]} La Oficina de Política Científica y Tecnológica de la Casa Blanca revisó el borrador del informe y envió las sugerencias de Fred Singer , que ponían en duda las causas antropogénicas de la lluvia ácida. ^{[ 46 ]} Los panelistas manifestaron su rechazo a las posturas de Singer y presentaron el informe a Nierenberg en abril. En mayo de 1983, la Cámara de Representantes votó en contra de la legislación que controlaba las emisiones de azufre. Se debatió si Nierenberg había retrasado la publicación del informe. Nierenberg negó haber ocultado el informe y afirmó que se retuvo después de la votación de la Cámara porque no estaba listo para su publicación. ^{[ 47 ]}

En 1991, el Programa Nacional de Evaluación de la Precipitación Ácida de EE. UU. (NAPAP) presentó su primera evaluación de la lluvia ácida en Estados Unidos. ^{[ 48 ]} Informó que el 5 % de los lagos de Nueva Inglaterra eran ácidos, siendo los sulfatos el problema más común. Señalaron que el 2 % de los lagos ya no podían sustentar la trucha de arroyo y el 6 % de los lagos no eran aptos para la supervivencia de muchas especies de peces pequeños . Informes posteriores al Congreso han documentado cambios químicos en el suelo y los ecosistemas de agua dulce , saturación de nitrógeno, disminución de nutrientes en el suelo , acidificación episódica, neblina regional y daños a monumentos históricos. ^{[ 49 ]}

Mientras tanto, en 1990, el Congreso de los Estados Unidos aprobó una serie de enmiendas a la Ley de Aire Limpio . ^{[ 50 ]} El Título IV de estas enmiendas estableció un sistema de límites máximos y comercio diseñado para controlar las emisiones de dióxido de azufre y óxidos de nitrógeno. ^{[ 51 ]} Ambas emisiones demostraron causar un problema significativo para los ciudadanos estadounidenses y su acceso a un aire limpio y saludable. ^{[ 52 ]} El Título IV exigió una reducción total de aproximadamente 10 millones de toneladas de emisiones de SO ₂ de las centrales eléctricas, cerca de una reducción del 50%. ^{[ 51 ]} Se implementó en dos fases. La Fase I comenzó en 1995 y limitó las emisiones de dióxido de azufre de 110 de las centrales eléctricas más grandes a 8,7 millones de toneladas de dióxido de azufre. Una central eléctrica en Nueva Inglaterra ( Merrimack ) estaba en la Fase I. Otras cuatro centrales ( Newington , Mount Tom, Brayton Point y Salem Harbor ) se agregaron bajo otras disposiciones del programa. La Fase II comenzó en 2000 y afecta a la mayoría de las centrales eléctricas del país.

Durante la década de 1990, la investigación continuó. El 10 de marzo de 2005, la EPA emitió la Norma Interestatal de Aire Limpio (CAIR). Esta norma proporciona a los estados una solución al problema de la contaminación de las centrales eléctricas que se desplaza de un estado a otro. La CAIR limitará permanentemente las emisiones de SO₂ _y NOₓ _en el este de los Estados Unidos . La CAIR esperaba reducir las emisiones de SO₂ _en 28 estados del este y el Distrito de Columbia en más del 70 % y las emisiones de NOₓ _en más del 60 % con respecto a los niveles de 2003. ^{[ 53 ]} La CAIR fue reemplazada por la Norma de Contaminación Atmosférica Interestatal (CSAPR), a partir del 1 de enero de 2015.

En general, el programa de límites máximos y comercio de emisiones ha logrado sus objetivos. Desde la década de 1990, las emisiones de SO₂ _se han reducido un 40%, y según el Instituto de Investigación del Pacífico , los niveles de lluvia ácida han disminuido un 65% desde 1976. ^{[ 54 ]} En la Unión Europea se utilizó la regulación convencional , que registró una disminución de más del 70% en las emisiones de SO₂ _durante el mismo período. ^{[ 55 ]}

En 2007, las emisiones totales de SO₂ _fueron de 8,9 millones de toneladas, logrando el objetivo a largo plazo del programa antes del plazo legal de 2010. ^{[ 56 ]}

En 2007, la EPA estimó que para 2010, los costos totales de cumplir con el programa para empresas y consumidores serían de entre 1.000 y 2.000 millones de dólares al año, solo una cuarta parte de lo que se predijo inicialmente. ^{[ 54 ]} Forbes dice: "En 2010, cuando el sistema de límites máximos y comercio de emisiones se había ampliado con la Norma Interestatal de Aire Limpio de la administración de George W. Bush, las emisiones de SO₂ _habían caído a 5,1 millones de toneladas". ^{[ 57 ]}

El término ciencia ciudadana se remonta a enero de 1989, a una campaña de la Sociedad Audubon para medir la lluvia ácida, con 280 voluntarios en todo el país, todos miembros de la Sociedad Audubon, que se comprometieron durante un año a recolectar y medir el pH de muestras de precipitación . ^{[ 58 ]}

El canadiense Harold Harvey fue uno de los primeros en investigar un lago "muerto". En 1972, él y Richard Beamish documentaron el deterioro gradual de las poblaciones de peces en 60 lagos del Parque Killarney en Ontario , que habían estado estudiando sistemáticamente desde 1966. ^{[ 59 ]}

En las décadas de 1970 y 1980, la lluvia ácida fue un tema importante de investigación en el Área de Lagos Experimentales (ELA) en el noroeste de Ontario, Canadá . ^{[ 60 ]} Los investigadores agregaron ácido sulfúrico a lagos completos en experimentos de ecosistemas controlados para simular los efectos de la lluvia ácida. Debido a que sus condiciones remotas permitieron experimentos de ecosistemas completos, la investigación en el ELA mostró que el efecto de la lluvia ácida en las poblaciones de peces comenzó en concentraciones mucho más bajas que las observadas en experimentos de laboratorio. ^{[ 61 ]} En el contexto de una red trófica completa , las poblaciones de peces colapsaron antes que cuando la lluvia ácida tuvo efectos tóxicos directos sobre los peces porque la acidez provocó colapsos en las poblaciones de presas (por ejemplo, misidáceos ). ^{[ 61 ]} A medida que se redujeron los aportes experimentales de ácido, las poblaciones de peces y los ecosistemas lacustres se recuperaron al menos parcialmente, aunque las poblaciones de invertebrados todavía no han regresado completamente a las condiciones de referencia. ^{[ 62 ]} Esta investigación demostró que la acidificación estaba relacionada con la disminución de las poblaciones de peces y que los efectos podrían revertirse si disminuyeran las emisiones de ácido sulfúrico, e influyó en las políticas de Canadá y Estados Unidos. ^{[ 60 ]}

En 1985, siete provincias canadienses (todas excepto Columbia Británica , Alberta y Saskatchewan ) y el gobierno federal firmaron el Programa de Lluvia Ácida del Este de Canadá. ^{[ 63 ]} Las provincias acordaron limitar sus emisiones combinadas de dióxido de azufre a 2,3 millones de toneladas para 1994. El Acuerdo de Calidad del Aire entre Estados Unidos y Canadá se firmó en 1991. ^{[ 63 ]} En 1998, todos los ministros federales, provinciales y territoriales de Energía y Medio Ambiente firmaron la Estrategia Nacional de Lluvia Ácida para Canadá posterior al año 2000, que fue diseñada para proteger los lagos que son más sensibles que aquellos protegidos por políticas anteriores. ^{[ 63 ]}

La lluvia ácida se reportó por primera vez en Mumbai (entonces Bombay) en 1974. ^{[ 64 ]} Se ha reportado que la lluvia ácida causa una disminución en el pH del suelo , especialmente en la región noreste , así como en las regiones costeras de Karnataka , Kerala , Odisha , Bihar y Bengala Occidental . ^{[ 65 ]}

La propagación de la lluvia ácida en la India fue estudiada por primera vez por un equipo de investigadores en 1989. ^{[ 66 ]}

El aumento previsto de las emisiones totales de azufre, de 4400 kilotoneladas (kt) en 1990 a 6500 kt en 2000, 10 900 kt en 2010 y 18 500 en 2020, podría suponer un mayor riesgo. ^{[ 67 ]} Los daños sufridos por el Taj Mahal son un ejemplo conocido del efecto corrosivo de la lluvia ácida en la India. ^{[ 68 ]}

India es el mayor emisor de azufre, principalmente de centrales eléctricas de carbón . El 11 de julio de 2025, el gobierno indio cambió sus propias normas, eximiendo a la mayoría de las centrales eléctricas de carbón de instalar tecnología para reducir las emisiones de dióxido de azufre (SO2), revirtiendo una política ambiental clave lanzada en 2015 ^{[ 69 ]} para reducir las emisiones de azufre. ^{[ 70 ]}

En China, la preocupación por los posibles efectos de la lluvia ácida surgió más tarde que en Europa y América del Norte. Los primeros informes en la literatura internacional sobre la lluvia ácida en China aparecieron en la década de 1980. ^{[ 71 ]} Una de las principales causas de la lluvia ácida en China es el uso extensivo del carbón , que en 2004 representó el 69% de la producción de energía. ^{[ 72 ]} Se estableció un conjunto de cinco sitios de monitoreo integrados a través de un proyecto de cooperación chino-noruego, el Programa Integrado de Monitoreo sobre la Acidificación de los Sistemas Terrestres Chinos (IMPACTS), que mostró que en 2003 la deposición de azufre superó los niveles máximos observados en Europa y América del Norte. ^{[ 73 ]} Sin embargo, todavía existe una gran necesidad de un mejor monitoreo de la situación ambiental en China para apoyar el desarrollo de políticas y el seguimiento de las medidas de reducción de emisiones. ^{[ 74 ]}

Los principales fenómenos naturales que contribuyen a la producción de gases ácidos en la atmósfera son las emisiones de los volcanes. ^{[ 80 ]} Así, por ejemplo, las fumarolas del cráter Laguna Caliente del volcán Poás crean cantidades extremadamente altas de lluvia ácida y niebla , con una acidez del suelo tan alta como un pH de 2, eliminando una zona de toda vegetación y organismos del suelo ^{[ 81 ]} y causando frecuentemente irritación en los ojos y pulmones de los habitantes de los asentamientos cercanos. ^{[ 82 ]} Los gases productores de ácido también se crean por procesos biológicos que ocurren en los humedales ^{[ 83 ]} y los océanos . ^{[ 84 ]} La principal fuente biológica de compuestos de azufre atmosféricos es el dimetilsulfuro .

El ácido nítrico también se produce por la actividad eléctrica en la atmósfera, como los rayos . ^{[ 85 ]} A pesar de su toxicidad y los efectos negativos del pH bajo, el ácido nítrico en el agua de lluvia es una fuente importante de nitrógeno fijado para la vida vegetal. ^{[ 86 ]}

Se han detectado depósitos de sulfato ácido asociados con tefra en hielo glaciar de miles de años de antigüedad en partes remotas del planeta, lo que sugiere que el vulcanismo fue el principal agente de acidificación de la lluvia antes del Antropoceno . ^{[ 87 ]}

La principal causa de la lluvia ácida actual son los compuestos de azufre y nitrógeno de origen humano, como las centrales eléctricas de carbón , la ganadería , los fertilizantes , las acerías y los vehículos de motor . ^{[ 1 ] [ 24 ]} Las centrales eléctricas representan una cuarta parte de los óxidos de nitrógeno ( NOx ) y dos tercios del dióxido de azufre en la atmósfera. ^{[ 88 ]} La lluvia ácida industrial sigue siendo un problema importante en China y Rusia ^{[ 89 ] [ 90 ]} y en las zonas situadas a sotavento de estos países. ^{[ 91 ]} Todas estas zonas queman carbón con contenido de azufre para generar calor y electricidad. ^{[ 92 ]}

El problema de la lluvia ácida no solo ha aumentado con el crecimiento demográfico e industrial, sino que se ha extendido. ^{[ 93 ]} El uso de chimeneas altas para reducir la contaminación local ha contribuido a la propagación de la lluvia ácida al liberar gases en la circulación atmosférica regional; la dispersión desde estas chimeneas más altas hace que los contaminantes se transporten más lejos, causando daños ecológicos generalizados. ^{[ 5 ] [ 34 ]} A menudo, la deposición ocurre a una distancia considerable a sotavento de las emisiones, y las regiones montañosas tienden a recibir la mayor deposición debido a sus mayores precipitaciones y contacto directo con nubes transportadas a larga distancia. ^{[ 94 ]} Un ejemplo de este efecto es el bajo pH de la lluvia que cae en Escandinavia . ^{[ 95 ]} La lluvia ácida cae con un valor de pH de aproximadamente 4, lo que la hace dañina para el consumo de humanos, plantas, microbios y animales. ^{[ 6 ]} Cuando estos bajos niveles de pH caen en regiones específicas, no solo afectan el medio ambiente sino también la salud humana. Los niveles de pH ácido en los seres humanos conllevan pérdida de cabello , pH urinario bajo, deficiencia mineral grave , estreñimiento y muchos casos de trastornos crónicos como la fibromialgia y el carcinoma basocelular . ^{[ 96 ]}

La deposición húmeda de ácidos ocurre cuando cualquier forma de precipitación (p. ej. , lluvia , nieve , niebla ) elimina ácidos de la atmósfera y los deposita en la superficie terrestre. Esto puede deberse a la deposición de ácidos producidos en las gotas de lluvia o a la precipitación que elimina los ácidos en las nubes o debajo de ellas. La eliminación húmeda tanto de gases como de aerosoles es importante para la deposición húmeda. ^{[ 2 ] [ 98 ]}

La deposición ácida también se produce por deposición seca en ausencia de precipitación. Esto puede ser responsable de entre el 20 y el 60 % de la deposición ácida total. ^{[ 99 ]} Esto ocurre cuando las partículas y los gases se adhieren al suelo, las plantas u otras superficies. ^{[ 2 ]}

El ácido sulfúrico y el ácido nítrico tienen múltiples impactos en los ecosistemas acuáticos , incluyendo acidificación, aumento del contenido de nitrógeno y aluminio, y alteración de los procesos biogeoquímicos . ^{[ 100 ]} Tanto el pH más bajo como las concentraciones más altas de aluminio en el agua superficial que ocurren como resultado de la lluvia ácida pueden causar daños a los peces y otros animales acuáticos, así como a los microbios y las plantas. ^{[ 101 ] [ 102 ]} A un pH inferior a 5, la mayoría de los huevos de peces no eclosionarán ^{[ 103 ]} y un pH inferior a 4 matará a los peces adultos. ^{[ 104 ]} A medida que los lagos y ríos se vuelven más ácidos, la biodiversidad se reduce , mientras que se ve menos afectada en regiones donde el agua dulce es naturalmente ácida. ^{[ 105 ]} La lluvia ácida ha eliminado la vida de los insectos y algunas especies de peces, incluyendo la trucha de arroyo en algunos lagos, arroyos y riachuelos en áreas geográficamente sensibles, como las montañas Adirondack de los Estados Unidos. ^{[ 106 ] [ 107 ]}

Sin embargo, la medida en que la lluvia ácida contribuye directa o indirectamente, a través de la escorrentía de la cuenca , a la acidez de lagos y ríos (es decir, dependiendo de las características de la cuenca circundante) es variable. El sitio web de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) afirma: "De los lagos y arroyos estudiados, la lluvia ácida causó acidez en el 75% de los lagos ácidos y en aproximadamente el 50% de los arroyos ácidos". ^{[ 108 ]} Los lagos ubicados en rocas basales de silicato son más ácidos que los lagos en piedra caliza u otras rocas basales con una composición carbonatada (es decir, mármol ) debido a los efectos amortiguadores de los minerales carbonatados , incluso con la misma cantidad de lluvia ácida. ^{[ 109 ]}

La lluvia ácida puede dañar gravemente la biología y la química del suelo . Algunos microbios no toleran los cambios a un pH bajo y mueren. ^{[ 110 ]} Las enzimas de estos microbios se desnaturalizan (cambian de forma y dejan de funcionar) por el ácido, con el consiguiente colapso de las funciones del suelo (por ejemplo, la descomposición ). ^{[ 111 ]} Los iones hidronio de la lluvia ácida también movilizan toxinas , como el aluminio , y lixivian nutrientes y minerales esenciales como el magnesio . ^{[ 112 ]}

2 H ⁺ (ac) + Mg ²⁺ (arcilla) ⇌ 2 H ⁺ (arcilla) + Mg ²⁺ (ac)

La química del suelo puede alterarse drásticamente cuando los cationes básicos, como el calcio y el magnesio , se lixivian por la lluvia ácida, afectando así a especies de árboles sensibles, como el arce azucarero ( Acer saccharum ). ^{[ 113 ]}

Acidificación del suelo

Los impactos del agua ácida y la acidificación del suelo en las plantas pueden ser menores o, en la mayoría de los casos, mayores. La mayoría de los casos menores que no resultan en la muerte de la vida vegetal pueden atribuirse a que las plantas son menos susceptibles a las condiciones ácidas y/o a que la lluvia ácida es menos potente. Sin embargo, incluso en casos menores, la planta eventualmente morirá debido a que el agua ácida reduce el pH natural de la planta. ^{[ 114 ]} El agua ácida entra en la planta y hace que los minerales vegetales importantes se disuelvan y sean arrastrados; lo que finalmente causa que la planta muera por falta de minerales para nutrirse. En casos mayores, que son más extremos, ocurre el mismo proceso de daño que en los casos menores, que es la eliminación de minerales esenciales, pero a un ritmo mucho más rápido. ^{[ 115 ]} De igual manera, la lluvia ácida que cae sobre el suelo y sobre las hojas de las plantas causa el secado de la cutícula cerosa de las hojas , lo que finalmente causa una rápida pérdida de agua de la planta a la atmósfera exterior y finalmente resulta en la muerte de la planta. ^{[ 116 ]} La acidificación del suelo puede provocar una disminución de los microbios del suelo como resultado de un cambio en el pH, lo que tendría un efecto adverso en las plantas debido a su dependencia de los microbios del suelo para acceder a los nutrientes. ^{[ 117 ] [ 118 ] [ 119 ]} Para ver si una planta está siendo afectada por la acidificación del suelo , se puede observar detenidamente las hojas de la planta. Si las hojas son verdes y se ven sanas, el pH del suelo es normal y aceptable para la vida de la planta. Pero si las hojas de la planta tienen amarillamiento entre las nervaduras de sus hojas, eso significa que la planta está sufriendo acidificación y no está sana. ^{[ 120 ]} Además, una planta que sufre acidificación del suelo no puede fotosintetizar ; el proceso de secado de la planta inducido por el agua ácida puede destruir los orgánulos cloroplastos . ^{[ 121 ]} Sin poder fotosintetizar, una planta no puede crear nutrientes para su propia supervivencia ni oxígeno para la supervivencia de los organismos aerobios, lo que afecta a la mayoría de las especies en la Tierra y, en última instancia, termina con el propósito de la existencia de la planta. ^{[ 122 ]} Se ha sugerido que el colapso de la fotosíntesis vinculado a la lluvia ácida (causada por la emisión de óxido de azufre de un vulcanismo intenso ) podría haber contribuido a la extinción masiva del Pérmico-Triásico . ^{[ 123 ]}

Los efectos adversos pueden estar indirectamente relacionados con la lluvia ácida, como los efectos del ácido en el suelo (véase más arriba) o la alta concentración de precursores gaseosos de la lluvia ácida. Los bosques de gran altitud son especialmente vulnerables, ya que suelen estar rodeados de nubes y niebla, que son más ácidas que la lluvia. ^{[ 124 ]}

Las plantas son capaces de adaptarse a la lluvia ácida. En la montaña Jinyun , Chongqing , se observó que diversas especies vegetales se adaptaban a nuevas condiciones ambientales. Los efectos sobre las especies variaron desde beneficiosos hasta perjudiciales. Con lluvia natural o lluvia ácida moderada, las características bioquímicas y fisiológicas de las plántulas se vieron favorecidas. Sin embargo, una vez que el pH desciende por debajo del umbral de 3,5, la lluvia ácida deja de ser beneficiosa y comienza a tener efectos negativos. ^{[ 125 ]}

La lluvia ácida puede afectar negativamente la fotosíntesis en las hojas de las plantas. Cuando las hojas se exponen a un pH más bajo, la fotosíntesis se ve afectada debido a la disminución de la clorofila. ^{[ 126 ]} La lluvia ácida también puede causar deformación en las hojas a nivel celular, cicatrices en los tejidos y cambios en los estomas , la epidermis y las células del mesófilo . ^{[ 127 ]} Otros impactos de la lluvia ácida incluyen una disminución en el grosor de la cutícula presente en la superficie de la hoja. ^{[ 126 ] [ 127 ]} Debido a que la lluvia ácida daña las hojas, esto afecta directamente la capacidad de una planta para tener una cobertura de dosel fuerte ; una disminución en la cobertura de dosel puede hacer que las plantas sean más vulnerables a las enfermedades. ^{[ 117 ]}

Los árboles muertos o moribundos ( muerte de los bosques ) suelen aparecer en zonas afectadas por la lluvia ácida, aunque tampoco se pueden excluir otros factores como el estrés hídrico vinculado al calentamiento global . ^{[ 128 ]} La lluvia ácida provoca la lixiviación de aluminio del suelo, lo que supone riesgos para la vida vegetal y animal. ^{[ 129 ]} Además, priva al suelo de minerales y nutrientes esenciales para el crecimiento de los árboles. ^{[ 130 ]}

A mayor altitud, la niebla y las nubes ácidas pueden agotar los nutrientes del follaje de los árboles, lo que provoca que las hojas y las agujas se decoloren o mueran; las especies de hoja ancha tienden a ser más sensibles que las coníferas. ^{[ 131 ]} Este agotamiento compromete la capacidad de los árboles para absorber la luz solar, debilitándolos y disminuyendo su capacidad para soportar condiciones frías. ^{[ 132 ]}

Otras plantas también pueden resultar dañadas por la lluvia ácida, pero el efecto sobre los cultivos alimentarios se minimiza (o debería minimizarse) mediante la aplicación de cal y fertilizantes para reemplazar los nutrientes perdidos. ^{[ 133 ]} En áreas cultivadas, también se puede agregar piedra caliza para aumentar la capacidad del suelo de mantener el pH estable a través del efecto amortiguador del carbonato de calcio , pero esta táctica es en gran medida inutilizable en el caso de tierras silvestres . ^{[ 134 ]} Cuando el calcio se lixivia de las agujas del abeto rojo, estos árboles se vuelven menos tolerantes al frío y presentan daños invernales e incluso la muerte. ^{[ 135 ] [ 136 ]} La lluvia ácida también puede afectar la productividad de los cultivos por necrosis o cambios en los nutrientes del suelo , lo que en última instancia impide que las plantas alcancen la madurez. ^{[ 137 ] [ 138 ]}

La lluvia ácida tiene un efecto mucho menos dañino en los océanos a escala global, pero crea un impacto amplificado en las aguas costeras menos profundas . ^{[ 139 ]} La lluvia ácida puede causar una disminución del pH del océano, conocida como acidificación oceánica , lo que dificulta que diferentes especies costeras creen sus exoesqueletos , que necesitan para sobrevivir y escapar de la depredación . ^{[ 140 ]} Estas especies costeras están interconectadas como parte de la cadena alimentaria del océano , y sin que sean una fuente de alimento para otras formas de vida marina, morirá más vida marina. ^{[ 141 ]} El esqueleto de piedra caliza del coral es particularmente sensible a las disminuciones de pH, porque el carbonato de calcio , un componente central del esqueleto de piedra caliza, se disuelve en soluciones ácidas (pH bajo). ^{[ 142 ]}

Además de la acidificación, el exceso de nitrógeno proveniente de la atmósfera promueve un mayor crecimiento del fitoplancton y otras plantas marinas, lo que, a su vez, puede causar floraciones de algas nocivas más frecuentes y eutrofización (la creación de "zonas muertas" con bajo contenido de oxígeno) en algunas partes del océano. ^{[ 139 ]}

Durante la primera década del siglo XXI , se aceptó generalmente que la lluvia ácida no era la única causa de la acidificación de los océanos y que su papel era incluso menor que el aumento continuo del dióxido de carbono atmosférico causado por la combustión de combustibles fósiles y la deforestación mundial (el llamado efecto invernadero ). ^{[ 143 ]} Sin embargo, algunos estudios sobre zonas intermareales señalan la importancia de la lluvia ácida como causa de la disminución observada en la riqueza de especies de algas . ^{[ 144 ]}

La lluvia ácida puede afectar negativamente la salud humana , especialmente cuando las personas inhalan partículas liberadas por ella. ^{[ 1 ]} Los efectos de la lluvia ácida en la salud humana son complejos y pueden observarse de diversas maneras, como problemas respiratorios por exposición prolongada y exposición indirecta a través de alimentos y agua contaminados . ^{[ 145 ]}

La lluvia ácida puede dañar edificios , monumentos históricos y estatuas , especialmente aquellos hechos de rocas carbonatadas , como la piedra caliza y el mármol . Los ácidos de la lluvia reaccionan con los compuestos de calcio de las piedras para crear yeso , que luego se desprende en escamas. ^{[ 153 ]}

CaCO₃ ₍ s) + H₂SO₄ ₍ aq) ⇌ CaSO₄ ₍ s) + CO₂ _{( g} ) + H₂O ₍ l )

Los efectos de esto se observan comúnmente en lápidas antiguas , donde la lluvia ácida puede hacer que las inscripciones se vuelvan completamente ilegibles. ^{[ 154 ]} La lluvia ácida también aumenta la tasa de corrosión de los metales, en particular el hierro , el acero , el cobre y el bronce . ^{[ 155 ] [ 156 ]}

Muchas centrales termoeléctricas de carbón utilizan la desulfuración de gases de combustión (FGD) para eliminar los gases que contienen azufre de sus chimeneas . En una central termoeléctrica de carbón típica , la FGD elimina el 95 % o más del SO₂ _presente en los gases de combustión. Un ejemplo de FGD es el lavador húmedo , de uso común. Un lavador húmedo es básicamente una torre de reacción equipada con un ventilador que extrae los gases calientes de la chimenea de la central eléctrica. También se inyecta cal o piedra caliza en forma de suspensión en la torre para que se mezcle con los gases de la chimenea y se combine con el dióxido de azufre presente. El carbonato de calcio de la piedra caliza produce sulfato de calcio con pH neutro , que se elimina físicamente del lavador. Es decir, el lavador transforma la contaminación por dióxido de azufre en sulfatos industriales. ^{[ 162 ]}

El yeso de FGD se utiliza en materiales de construcción (por ejemplo, hormigón ) y, en lugar de yeso natural, se puede añadir a suelos agrícolas como fuente de azufre y calcio de alta calidad. ^{[ 163 ]}

La combustión en lecho fluidizado también reduce la cantidad de azufre emitido por la producción de energía. ^{[ 164 ]}

El control de emisiones vehiculares reduce las emisiones de óxidos de nitrógeno de los vehículos de motor , pero se requieren medidas para reducir aún más las emisiones del transporte por carretera, especialmente en los vehículos diésel . ^{[ 165 ]}

La lluvia ácida representa ahora una amenaza tan grave para el mundo en desarrollo , especialmente para India y China, como lo fue anteriormente para algunos países desarrollados . ^{[ 166 ]} A pesar de las contramedidas implementadas con éxito en América del Norte y Europa occidental, los efectos de la lluvia ácida pueden perdurar durante generaciones, ya que los cambios en el nivel de pH pueden estimular la continua filtración de sustancias químicas indeseables en fuentes de agua que de otro modo serían prístinas, matando especies vulnerables de insectos y peces y obstaculizando los esfuerzos para restaurar la vida nativa. ^{[ 167 ]}

Los tratados internacionales sobre el transporte a larga distancia de contaminantes atmosféricos han sido acordados por los países occidentales desde hace algún tiempo. A partir de 1979, los países europeos se reunieron para ratificar los principios generales discutidos durante el Convenio de la CEPE sobre la contaminación atmosférica transfronteriza a larga distancia . El propósito era combatir la contaminación atmosférica transfronteriza a larga distancia. ^{[ 168 ]} El Protocolo de Helsinki de 1985 sobre la reducción de las emisiones de azufre en virtud del Convenio sobre la contaminación atmosférica transfronteriza a larga distancia impulsó los resultados del Convenio. Los resultados del tratado ya se han materializado, como lo demuestra la disminución de las emisiones de material particulado y azufre en un 30-80% desde 1990 en Europa y en un 30-40% en América del Norte. ^{[ 169 ]} La eficacia del Convenio en la lucha contra la lluvia ácida ha inspirado nuevos actos de compromiso internacional para prevenir la proliferación de la contaminación atmosférica . Canadá y Estados Unidos firmaron el Acuerdo sobre la Calidad del Aire en 1991. La mayoría de los países europeos y Canadá firmaron los tratados. La actividad del Convenio sobre la Contaminación Atmosférica Transfronteriza a Largo Alcance permaneció inactiva después de 1999, cuando 27 países se reunieron para reducir aún más los efectos de la lluvia ácida. ^{[ 170 ]} En 2000, la cooperación extranjera para prevenir la lluvia ácida se impulsó por primera vez en Asia. Diez diplomáticos de países de todo el continente se reunieron para discutir formas de prevenir la lluvia ácida. ^{[ 171 ]} Tras estas discusiones, la Red de Monitoreo de la Deposición Ácida en Asia Oriental (EANET) se estableció en 2001 como una iniciativa intergubernamental para proporcionar aportes basados ​​en la ciencia para los responsables de la toma de decisiones y promover la cooperación internacional sobre la deposición ácida en Asia Oriental . ^{[ 172 ]} En 2023, los países miembros de EANET incluyen Camboya , China , Indonesia , Japón , Laos , Malasia , Mongolia , Myanmar , Filipinas , Corea del Sur , Rusia , Tailandia y Vietnam . ^{[ 173 ]}

En este esquema regulatorio, cada instalación contaminante actual recibe o puede adquirir en el mercado abierto un permiso de emisión por cada unidad de un contaminante designado que emite. Los operadores pueden entonces instalar equipos de control de la contaminación y vender porciones de sus permisos de emisión que ya no necesitan para sus propias operaciones, recuperando así parte del costo de capital de su inversión en dichos equipos. La intención es brindar a los operadores incentivos económicos para instalar sistemas de control de la contaminación. Sin embargo, se han planteado argumentos éticos en contra del creciente comercio de emisiones, centrándose en la mercantilización de la atmósfera, la fijación de precios a aquello que no debería tener precio o la responsabilidad cívica . ^{[ 174 ]}

El primer mercado de comercio de emisiones se estableció en Estados Unidos mediante la promulgación de las Enmiendas a la Ley de Aire Limpio de 1990. [ ^{175 ] El} objetivo general del Programa de Lluvia Ácida establecido por la Ley ^{[ 176 ]} es lograr importantes beneficios ambientales y para la salud pública mediante la reducción de las emisiones de dióxido de azufre (SO ₂ ) y óxidos de nitrógeno (NO _x ), las principales causas de la lluvia ácida. Para lograr este objetivo al menor costo para la sociedad, el programa emplea enfoques tanto regulatorios como basados ​​en el mercado para controlar la contaminación del aire.