La chimie des pluies acides

4.7 La chimie des pluies acides

Les réactions acide-base peuvent avoir un fort impact environnemental. Par exemple, une augmentation spectaculaire de l’acidité de la pluie et de la neige au cours des 150 dernières années dissout les surfaces de marbre et de calcaire, accélère la corrosion des objets métalliques et diminue le pH des eaux naturelles. Ce problème environnemental est appelé pluies acidesPrécipitations dont l’acidité s’est considérablement accrue en raison des activités humaines et qui ont des conséquences importantes pour tous les organismes vivants. Pour comprendre les pluies acides, il faut comprendre les réactions acide-base en solution aqueuse.

Le terme de pluies acides est en fait quelque peu trompeur, car même l’eau de pluie pure recueillie dans des régions éloignées de la civilisation est légèrement acide (pH ≈ 5,6) en raison du dioxyde de carbone dissous, qui réagit avec l’eau pour donner de l’acide carbonique, un acide faible :

On attribue généralement au chimiste anglais Robert Angus Smith l’invention de l’expression « pluies acides » en 1872 pour décrire l’acidité accrue de la pluie dans les centres industriels britanniques (comme Manchester), qui était apparemment causée par les excès débridés du début de la révolution industrielle, bien que le lien ne soit pas encore compris. À cette époque, il n’existait pas de bon moyen de mesurer les concentrations d’ions hydrogène, il est donc difficile de connaître le pH réel de la pluie observée par Smith. Les valeurs typiques du pH de la pluie dans la partie continentale des États-Unis se situent aujourd’hui entre 4 et 4,5, avec des valeurs aussi basses que 2,0 pour des régions comme Los Angeles. Rappelez-vous de la figure 4.15  » Tracé du pH en fonction de l’Al, qui est présent dans certains sols, est insoluble. Cependant, à des valeurs de pH plus faibles, Al(OH)3 se dissout via la réaction suivante :

Il en résulte une augmentation des niveaux d’ions Al3+ dans les eaux souterraines. Comme l’ion Al3+ est toxique pour les plantes, des concentrations élevées peuvent affecter la croissance des plantes. Les pluies acides peuvent également affaiblir les feuilles et les racines des plantes à tel point que ces dernières sont incapables de résister à d’autres stress. La combinaison de ces deux effets peut causer des dommages importants aux forêts établies, comme la Forêt Noire en Allemagne et les forêts du nord-est des États-Unis et du Canada et d’autres pays (Figure 4.19 « Dommages causés par les pluies acides à une forêt en République tchèque »).

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