Post on 20-Sep-2018
••18811881: cientista Norueguês sugeriu que poluentes emitidos : cientista Norueguês sugeriu que poluentes emitidos pela Grãpela Grã--Bretanha e países da Europa estariam Bretanha e países da Europa estariam precipitando na costa oeste da Noruega;precipitando na costa oeste da Noruega;
••19501950: países escandinavos relacionaram a queima de : países escandinavos relacionaram a queima de combustíveis fósseis com a acidez da água da chuva e combustíveis fósseis com a acidez da água da chuva e também a diminuição do pH da água com a diminuição dos também a diminuição do pH da água com a diminuição dos peixes na região nórdica;peixes na região nórdica;
••19601960: chuva ácida é reconhecida como danosa às : chuva ácida é reconhecida como danosa às florestas;florestas;
••19691969: países europeus fizeram um levantamento da acidez : países europeus fizeram um levantamento da acidez das chuvas e verificoudas chuvas e verificou--se que poluentes produzidos na se que poluentes produzidos na Inglaterra e na Alemanha Ocidental eram carregados pelos Inglaterra e na Alemanha Ocidental eram carregados pelos ventos para a Suécia e Noruega;ventos para a Suécia e Noruega;
Visão HistóricaVisão Histórica
••19851985: primeiros estudos de caracterização química das : primeiros estudos de caracterização química das águas de chuva;águas de chuva;
••19901990: criação do Programa da Chuva Ácida pelos : criação do Programa da Chuva Ácida pelos Estados Unidos;Estados Unidos;
••19821982: criação do Programa Nacional de Avaliação de : criação do Programa Nacional de Avaliação de Precipitação Ácida pelos Estados Unidos;Precipitação Ácida pelos Estados Unidos;
Visão HistóricaVisão Histórica
Chuva: água naturalmente acidificadaChuva: água naturalmente acidificada
2H2H22O(l) + COO(l) + CO22(g) (g) �������� HH33OO++(aq) + HCO(aq) + HCO33--(aq) (aq)
pH = 5.6pH = 5.6
Balanço natural da acidez da água da chuva:Balanço natural da acidez da água da chuva:
NHNH33(aq) + H(aq) + H+ + �������� NHNH44++
CaCOCaCO33(s) (s) �������� CaCa+2+2(aq) + CO(aq) + CO3322-- (aq) (aq)
COCO3322-- + 2H+ 2H+ + (aq) (aq) �������� COCO22(g) + H(g) + H22OO
NaNa++, Ca, Ca2+2+, Mg, Mg2+2+, K, K++, Cl, Cl--, SO, SO4422--, NH, NH44
++ e NOe NO33--, F, F--, PO, PO44
--33, HCOO, HCOO--
CHCH33COOCOO--, C, C22OO4422--
Composição Química das PrecipitaçõesComposição Química das Precipitações
Composição química:Composição química:
� Aerossóis finos�papel fundamental na composição final da precipitação →facilitam a condensação do vapor d’água e as coalescência das gotas de chuva.
Neutralização � NH3 na atmosfera neutraliza a acidez da chuva
pela formação de NH4+.
NH3(aq) + H+ ⇔ NH4+
� Mas, NH4
++ 2O2 → NO3- + 2H+ + H2O
A deposição de NH4+ e NO3
- fertiliza o ecossistema ⇔ eutrofização
Dióxido de EnxofreDióxido de EnxofreCausadores da Deposição ÁcidaCausadores da Deposição Ácida
Emissões Emissões NaturaisNaturais
Emissões Emissões
AntrópicasAntrópicas
erupções vulcânicaserupções vulcânicas
decomposição de decomposição de vegetais e animais,vegetais e animais,
nos pântanos e nos nos pântanos e nos oceanosoceanos
Queima de combustíveis Queima de combustíveis fósseisfósseis
Indústria do petróleoIndústria do petróleo
Indústria de extração de Indústria de extração de metais:metais:
2NiS(s) + 3O2NiS(s) + 3O22(g) (g) ��������2NiO(s) + 2SO2NiO(s) + 2SO22(g)(g)
Óxidos de Óxidos de Nitrogênio:Nitrogênio:
Causadores da Deposição ÁcidaCausadores da Deposição Ácida
Emissões Naturais Emissões Naturais
Emissões Emissões
Antropogênicas Antropogênicas
Descargas elétricasDescargas elétricas
decomposição de decomposição de vegetais e animaisvegetais e animais
Combustão em veículos Combustão em veículos automotoresautomotores
Usinas termelétricasUsinas termelétricas
Turbina de aviõesTurbina de aviões
Aerossóis:Aerossóis:Causadores da Deposição ÁcidaCausadores da Deposição Ácida
Ácido Sulfúrico:Ácido Sulfúrico: é formado pelas espécies de enxofre, originadas é formado pelas espécies de enxofre, originadas tanto de fontes naturais (vulcões) e antrópicas (usinas tanto de fontes naturais (vulcões) e antrópicas (usinas termoelétricas e fundições), que se oxidam em um intervalo de termoelétricas e fundições), que se oxidam em um intervalo de horas ou dias. horas ou dias.
Ácido Nítrico:Ácido Nítrico: é o produto final da oxidação de gases é o produto final da oxidação de gases atmosféricos nitrogenados, como NHatmosféricos nitrogenados, como NH33, NO, NO.. e NOe NO22
HH22SOSO44(aq) + 2NH(aq) + 2NH33(g) (g) �������� (NH(NH44))22SOSO44(aq)(aq)
HNOHNO33(aq) + 2NH(aq) + 2NH33(g) (g) �������� (NH(NH44)2NO)2NO33(aq)(aq)
Sulfato e Nitrato:Sulfato e Nitrato:
Reações Químicas Reações Químicas
HOHO. . + SO+ SO22 �������� HOSOHOSO22
HOSOHOSO22 + O+ O2 2 �������� HOHO22.. + SO+ SO33(g)(g)
SOSO33 + H+ H22O O �������� HH22SOSO44
HOHO22.. + NO + NO �������� NONO22 + HO+ HO..
HOHO.. + NO+ NO2 2 �������� HNOHNO33
..NONO33 + NO+ NO22 �������� NN22OO55
NN22OO55 + H+ H22O O �������� 2HNO2HNO33
Reações Químicas Reações Químicas
SOSO22 + H+ H22O O �������� SOSO22 . H. H22OO
SOSO22 . H. H22O O �������� H+ + HSOH+ + HSO33--
HSOHSO33-- + H+ H22OO2 2 �������� HH22O + HSOO + HSO44
--
HHSOSO33-- + O+ O33 �������� HH SOSO44
-- + O+ O22
HSOHSO44--�������� HH++ + + SOSO44
22--
OH + NOOH + NO22 �������� HNOHNO33--
HNOHNO33--
(g)(g) �������� HNOHNO33--((dissdiss))
HNOHNO33--((dissdiss)) �������� HH++ + + NONO33--
Smog Fotoquímico:Smog Fotoquímico:
Causadores da Deposição ÁcidaCausadores da Deposição Ácida
COV + COV + . . NO + ONO + O22 + luz solar + luz solar �������� OO3 3 + HNO+ HNO33 e compostos e compostos orgânicos orgânicos
A contribuição do smog para a chuva ácida é devido ao fato A contribuição do smog para a chuva ácida é devido ao fato que um dos produtos resultantes é o ácido nítrico e que um dos produtos resultantes é o ácido nítrico e
compostos orgânicos, conforme equação abaixo:compostos orgânicos, conforme equação abaixo:
Parâmetros relevantes na deposição ácida:Parâmetros relevantes na deposição ácida:
Transporte e dispersão dos ácidos e seus precursores;Transporte e dispersão dos ácidos e seus precursores;
Velocidade de transformações químicas de óxidos de enxofre e Velocidade de transformações químicas de óxidos de enxofre e nitrogênio e compostos orgânicos para formação de ácidos;nitrogênio e compostos orgânicos para formação de ácidos;
Velocidade de deposição seca e úmida dos ácidos e seus precursorVelocidade de deposição seca e úmida dos ácidos e seus precursores.es.
Quantidade e localização dos emissores (tanto antropogênico quanQuantidade e localização dos emissores (tanto antropogênico quanto to natural) de compostos de enxofre, nitrogênio e orgânicos;natural) de compostos de enxofre, nitrogênio e orgânicos;
Transformações QuímicasTransformações Químicas
Moléculas como o ozônio, peróxido de hidrogênio, os radicais Moléculas como o ozônio, peróxido de hidrogênio, os radicais hidroxila e hidroperoxila e a radiação solar:hidroxila e hidroperoxila e a radiação solar:
EFEITOS DA CHUVA ÁCIDA
�Danos:
- Florestas;
- Solos;
- Biota da floresta;
- Formação de cavernas;
- Saúde humana;
- Lagos e ecossistemas aquáticos;
- Materiais;
- Diminuição dos nutrientes disponíveis aos vegetais;
- Disponibilizarão de minerais tóxicos os vegetais;
-
Fundo Mundial para a Natureza:
� Ca 35% dos ecossistemas europeus seriamente afetados;
� Ca de 50% das florestas da Alemanha e Holanda destruídas pela acidez;
� Costa do Atlântico Norte, mar está entre 10 e 30% mais ácido;
� EUA � solo dos montes Apalaches � acidez 10x maior que áreas vizinhas < altitude;
Efeitos da chuva ácida sobre florestas
No Brasil:
Cubatão escorregamentos das encostas da Serra do Mar desmatamento chuva ácida
Governo de SP e empresas locais:� Instalação de um sistema de alerta;� Reflorestamento da região;� Instalação de equipamentos de coleta e tratamento de
efluentes gasosos.
Efeitos da chuva ácida sobre florestas
Efeitos da Chuva Ácida sobre florestas
Baines (1993):
� Diminuição da folhagem;� Manchas amarelas;� Maior produção de pinhas;� Morte das pontas;
Elementos nutrientes Mg, K, Ca deslocados pelo excesso
de íons H+ indisponíveis para as plantas
Mg: móvel nas árvores. Deficiência perdas de folhas aciculares a partir do exterior do tronco, e da base para o topo.
K: essencial para o crescimento da árvore. Deficiência folhagem começa a amarelar.
Ca: essencial a formação das paredes celulares e ao crescimento.
Deficiência desenvolvimento da raiz é pobre, crescimento prejudicado
Diminuição dos nutrientes disponíveis aos vegetais
Minerais tóxicos complexos indisponíveis aos vegetais;
Alumínio:
Fitotóxico, prejuízos ao sistema de raízes dificuldadeabsorção nutrientes e H2O
Ex: florestas da Montanhas Vermont`s Green (EUA) (Abetos Vermelhos)
Disponibilização de minerais tóxicos aos vegetais
Pesquisadores de Oak Ridge National LaboratoryAnalisaram durante 20 - 25 anos crescimento de pinheiros
das Montanhas Great Smoky (EUA)
Estudo paralelo: emissões de SO2 aumentaram cerca de 200%
Lixiviação de nutrientes, liberação de metais pesados e Al, eliminação de organismos � perdas de produtividade na agricultura
Disponibilização de minerais tóxicos aos vegetais
Gould – 1985Inibição da fixação de nitrogênio pelos
microorganismos.Eliminação de algumas cepas de bactérias compromete formação do húmus.
Extermínio de microrganismos do solo.
Decompositores podem ser seriamente afetados.
Efeitos da Deposição Ácida sobre a biota
Rochas calcárias infiltrações de águas de chuva dissolução Ca(HCO3)2 pelos canais e cavernas
Interior das cavernas: alto teor de CO2(mais denso que o ar)
Grande perigo para exploradores e animaisEx: Gruta do Cão, Itália
Efeitos da Chuva Ácida na formação de cavernas
Efeitos da Chuva Ácida na saúde humana
Efeitos dos metais tóxicos
� Deslocados pela chuva ácida � lixiviação de metais para reservatórios de água � Bioacumulação ao longo da cadeia alimentar
� Danifica o sistema nervoso humano mesmo em baixas concentrações
� Problemas psicológicos em adultos e crianças;� Depressão, ansiedade, estresse, síndrome do pânico;
Gould (1985)Água de reservatórios (Adirondacks, EUA) acidificada (pH ~
4,2-5,0) � casos de níveis elevado de Pb no sangue de crianças
Efeitos diretos sobre a respiração
� Poluição do ar morte prematura de cerca de 50.000 pessoas
� Aerossóis ácidos afetam funções pulmonares asma e outras doenças respiratórias
Los Angeles, EUA 1978:� Algumas indústrias suspenderam por 23 dias a
queima de carvão e petróleo, atividades escolares e externas canceladas;
Efeitos da chuva ácida na saúde humana
Primavera: > acidez dos lagos época de reprodução dos peixes filhotes morrem
Aves que se alimentam dos peixes cascas dos seus ovos frágeis filhotes com ossos deformados
Efeitos da deposição ácida em lagos e ecossistemas aquáticos
Corrosão de metais (bronze) e deterioração de pinturas e pedras
(mármore e calcário);
Danificação de edifícios, pontes, estátuas � custos de manutenção
Danificação pintura de automóveis � pinturas ácido-resistentes
Custo: $5 por veículo novo ($6 milhões/ano para todos carros novos e caminhões, EUA)
Efeitos da deposição ácida em materiais
1984 - Estátua da Liberdade, NY restauração
Monumentos históricos corroídos: Acrópole em Atenas; Coliseu em Roma;
Taj Mahal na Índia; Catedrais de Notre Dameem Paris e de Colônia na Alemanha
Efeitos da deposição ácida em materiais
www.epa.gov/airmarkets
Estudo de Caso Estudo de Caso -- EUAEUA
��Programa planejou a diminuição da emissão sem afetar o Programa planejou a diminuição da emissão sem afetar o desenvolvimento econômico;desenvolvimento econômico;
��Otimização do processo:Otimização do processo:
��Temperatura de queima do combustívelTemperatura de queima do combustível
��Novas Tecnologias: sistema seletivo de reduNovas Tecnologias: sistema seletivo de reduçção catalão catalíítica tica ((SCRsSCRs) ) –– otimizaotimizaççãoão-- S inibe aS inibe açção catalisadorão catalisador
��Controle de combustão Controle de combustão –– queimadorqueimador que reduz a emissão que reduz a emissão de NOde NOxx
��Ganhos:Ganhos:
��Redução custos com combustívelRedução custos com combustível
��Aumento tempo de vida do catalisador (Aumento tempo de vida do catalisador (SCRsSCRs))
Estudo de Caso Estudo de Caso -- EUAEUA
www.epa.gov/airmarkets
Milhões
Mortalidade infantil (crianças com menos de 1 ano) $ 106,171
$ 130
$ 246
$ 240Faltas ao trabalho
Benefícios com o programa
Saúde
Doenças respiratórias
Doenças cardiovasculares
Alguns exemplos de benefícios adquiridos ao longo do programaAlguns exemplos de benefícios adquiridos ao longo do programa
��Brasil: Primeiros trabalhos surgem por volta 2000Brasil: Primeiros trabalhos surgem por volta 2000
��Não há históricoNão há histórico
��Trabalhos isoladosTrabalhos isolados
��Oportunidade de crescimento para estudoOportunidade de crescimento para estudo