Précipitations Acides

Définition des précipitations acides

Exemples de précipitations acides

Voici différents exemples de précipitations ou de pluies acides :

• Pluie d'acide nitrique se forme à partir de la réaction entre l'eau et divers oxydes nitreux.
• La pluie d'acide sulfurique est formée par la réaction entre l'eau et le dioxyde desoufre .
• La pluie d'acide carbonique est formée par la réaction entre l'eau et le dioxyde de carbone (l'acide carbonique est beaucoup plus faible que l'acide nitrique et l'acide sulfurique).

Dans les sciences de l'environnement, les précipitations acides ne sont pas un concept autonome. Les dépôts acides sont un terme générique qui désigne tout changement d'acidité dû aux conditions atmosphériques. Les dépôts acides ne se réfèrent pas seulement à la phase liquide, le terme englobe également la pluie, la neige, la grêle, les gaz, la poussière et le brouillard. Il existe donc deux types de dépôts acides que tu dois connaître :

• Dépôt humide: c'est lorsque de l'acide sulfurique ou nitrique (formé par la réaction des oxydes d'azote et du dioxyde de soufre dans l'atmosphère) tombe dans la pluie, la neige, la grêle ou le grésil.
• Lesdépôts secs: c'est lorsque des particules gazeuses ou des particules acides adhèrent aux surfaces et sont lavées de ces surfaces par les précipitations.

Formation des précipitations acides

Comment se déroule le processus de formation des précipitations acides ? Les acides chlorhydrique, sulfurique et nitrique libérés par l'activité des volcans peuvent tomber immédiatement sous forme de pluies acides. En revanche, les pluies acides dues à l'activité humaine se forment lorsque les émissions d'oxyde nitreux et de dioxyde de soufre réagissent avec l'eau atmosphérique pour former de l'acide nitrique et de l'acide sulfurique. Ces réactions se produisent souvent en phase aqueuse, mais peuvent aussi se produire en phase gazeuse en l'absence d'eau. Voici les équations chimiques pour la formation de l'acide nitrique et de l'acide sulfurique :

_SO2 + _H2O→ _H2SO4 → ^H+ + _HSO4 → ^2H+ + ^SO42

_NO2 + _H2O→ _HNO3 → ^H+ + _NO3

Causes des précipitations acides

Les causes des précipitations acides, et des dépôts, sont diverses, il s'agit notamment du rejet naturel de gaz, de la combustion de combustibles fossiles et de l'agriculture. Entrons dans les détails :

Causes naturelles

On considère souvent que les dépôts acides sont uniquement dus à l'activité humaine, mais les émissions de gaz peuvent également libérer des substances dangereuses dans l'air :

• L'activité volcanique est le principal responsable des dépôts acides naturels dans le monde. En effet, les volcans rejettent constamment des gaz dangereux dans l'atmosphère, et même des acides tels que les acides chlorhydrique, nitrique et sulfurique directement dans l'atmosphère.
• Lesfeux de forêt, les grands phénomènes de décomposition et d'autres processus biologiques libèrent du dioxyde de carbone dans l'atmosphère, qui a le potentiel de former de l'acide carbonique.
• Leséclairs fixent l'azote dans l'atmosphère et peuvent former des oxydes nitreux, qui réagissent ensuite avec l'eau pour former des pluies acides.

Les causes humaines

L'activité humaine est le plus grand facteur d'émissions gazeuses à l'origine des dépôts acides et augmente de façon exponentielle depuis la révolution industrielle. Le dioxyde de soufre et les oxydes d'azote sont des sous-produits d'une variété de processus créés par l'homme, allant de l'électricité qui alimente tes maisons aux combustibles fossiles qui sont brûlés dans les moteurs des véhicules. Jetons un coup d'œil à certaines activités humaines qui sont à l'origine des précipitations acides :

Procédés industriels

Des centrales électriques au charbon ont été construites dans le monde entier au cours du siècle dernier pour produire de l'énergie sous forme d'électricité, mais la combustion du charbon libère des sous-produits gazeux dangereux. Il s'agit notamment du dioxyde de soufre et des oxydes d'azote qui se déplacent sous le vent des centrales et des pluies acides. Les centrales nucléaires rejettent également du dioxyde de soufre comme sous-produit. Les besoins croissants en électricité des temps modernes font qu'il sera difficile de limiter l'utilisation de ces centrales.

L'agriculture

L'utilisation excessive d'engrais et d'autres produits agrochimiques contenant des composés azotés peut finir par provoquer des pluies acides. Les sols riches en nutriments s'infiltreront dans les eaux avoisinantes et l'eau qui s'évapore contiendra des quantités dangereuses d'ions nitrate, qui peuvent réagir pour former des oxydes d'azote et de l'acide nitrique lors de la formation des nuages.

Combustibles fossiles

Les transports, les machines lourdes et la production de masse utilisent des combustibles fossiles pour produire de l'énergie et libèrent d'énormes quantités de dioxyde de carbone. Le dioxyde de carbone atmosphérique agit non seulement comme un gaz à effet de serre qui réchauffe la planète, mais il peut aussi former de l'acide carbonique et provoquer des pluies acides. La combustion des combustibles fossiles peut également libérer des oxydes d'azote et du dioxyde de soufre en tant que sous-produits.

Changement climatique induit par l'homme

La combustion de combustibles fossiles, la déforestation et l'agriculture libèrent toutes des gaz à effet de serre (tels que le dioxyde de carbone et le méthane) dans l'environnement. Ces gaz à effet de serre contribueront à l'effet de serre et réchaufferont la planète. La hausse des températures augmentera la fréquence et la gravité des précipitations, ce qui signifie que les pluies acides tomberont plus régulièrement.

Effets des précipitations acides

Les précipitations acides ont des effets néfastes sur les sols, les arbres et les écosystèmes terrestres et aquatiques. Elles peuvent également éroder les bâtiments et les statues construits par l'homme. Passons en revue quelques-uns de ces effets :

Fig. 1. Effets des pluies acides sur une forêt.

Effets sur les sols

Les dépôts acides augmentent la teneur en ions hydrogène des sols, ce qui diminue la disponibilité d'ions importants tels que le calcium, le magnésium et le potassium, qui sont essentiels à la croissance des plantes et des arbres.

• Cela se fait par le lessivage de ces ions dans les différents sols ou dans l'eau.
• L'augmentation de l'acidité augmente également les chances de mobilisation de l'aluminium, ce qui entraîne la transition des hydroxydes d'aluminium vers des ions d'aluminium toxiques.
• Les oxydes nitreux dissous peuvent être actionnés par des bactéries dénitrifiantes, ce qui entraîne une augmentation de la teneur en azote du sol.

Effets sur les écosystèmes terrestres

Les impacts immédiats des pluies acides sur les écosystèmes comprennent les dommages physiques de toute structure d'abri, tels que l'affaiblissement des feuilles des arbres et la corrosion des zones rocheuses, ainsi que l'érosion côtière.

• Ces deux effets réduisent la taille des habitats et peuvent entraîner une surpopulation des écosystèmes ou la migration de certaines espèces vers des régions plus sûres.
• Les effets des dépôts acides sur le sol auront des conséquences durables sur l'écosystème. Les ions magnésium sont essentiels à la photosynthèse tandis que les ions calcium sont nécessaires à la formation des cellules ; sans accès à ces nutriments, les populations de producteurs commenceront à s'effondrer. Les consommateurs herbivores auront donc moins de ressources alimentaires.
• L'exposition aux ions aluminium freine la croissance des racines des plantes et réduit la capacité des micro-organismes à libérer des nutriments dans le sol.

Effets sur les écosystèmes aquatiques

Les dépôts acides et le lessivage des sols qui ont été affectés ont des effets néfastes sur les écosystèmes aquatiques.

• De nombreux organismes marins deviennent stressés dans les environnements acides, en particulier ceux qui ont besoin de carbonates pour fabriquer leurs exosquelettes (l'acidification réduit la disponibilité des carbonates).
• Le lessivage des sols riches en nutriments par les pluies acides peut provoquer une anoxie dans les milieux aquatiques.
• L'ajout d'oxydes d'azote augmente la teneur en azote du sol, lorsque ce sol est lessivé, un processus appelé eutrophisation se produit.
• L'augmentation de la disponibilité de l'azote dans les eaux entraîne une augmentation rapide des populations d'algues et la formation d'efflorescences algales à la surface. Lorsque ces fleurs d'eau sont décomposées par des bactéries anaérobies, l'oxygène disponible est épuisé et l'écosystème est asphyxié.