Cássia Monalisa dos Santos Silva

Química da Atmosfera

Abril, 2014

CICLO DO NITROGÊNIO

SUMÁRIO

Distribuição do Nitrogênio na atmosfera

Tempo de vida Transporte

Principais reações química na troposfera e ESTRATOSFERA

Contribuições positivas e negativas para a atmosfera

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Ciclo do Nitrogênio

Ciclo do Nitrogênio

3

Essencial para a manutenção da vida, principalmente na

constituição de proteínas e do DNA.

Possui grande capacidade de fazer ligações químicas;

N2 é convertido em formas mais complexas utilizáveis pelas

plantas, algumas bactérias e algas azuis.

Ciclo do Nitrogênio

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AMONIFICAÇÃO promove a redução dos compostos nitrogenados a amônio.

ASSIMILAÇÃO NO3- e NH4

+ são transformado em outros compostos de

nitrogênio

NITRIFICAÇÃO consiste na síntese de NO3- a

partir de NH4+, que posteriormente será

transformado em Nitrato (NO2-).

Desnitrificação é um processo contrário à nitrificação, entretanto este processo levará o

nitrato a se transformar no N2.

Fixação é o processo que será realizado pelas bactérias, que transformarão o N2, presente no ar, em NO e NH3, que serão transformados em

nutrientes.

5 Fonte: http://qnint.sbq.org.br/

Ciclo do Nitrogênio

Distribuição do Nitrogênio na atmosfera

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Maior fonte de (N2) na natureza é atmosfera.

Apresenta-se da seguinte forma:N2O, NO, NO2, NH3, sais de NO3

-, NO2- e

NH4.

N2O3, N2O4, NO3 e N2O5 encontram-se

em concentrações muito baixas.

Fonte: Otávio Luiz Maioli

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O N2O não era considerado um poluente. A concentração de N2O na

atmosfera no início da Revolução Industrial era de 285, atingindo valores de 310 ppbv, em 1990.

Recentemente detectou-se a sua participação:

No controle dos níveis de ozônio na ESTRATOSFERA;

No efeito estufa;

Nos processos de formação da chuva ácida.

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FONTES

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Modalidades de Fontes Tipos de Fontes Poluentes

 Antropogênicas

FIXAS Processos Industriais MP, SOx, NOx, CO, HC

Caldeiras, Fornos e Aquecedores MP, SOx, NOx, CO, HC

Construção Civil MP

Queima ao Ar Livre e Queimadas MP, SOx, NOx, CO, HC, Fumaça

Exploração, Beneficiamento, Movimentação e Estocagem de Materiais Fragmentados

MP

MÓVEIS Tipo de Veículo/Fonte Tipo de Combustível

 

Avião Gasolina de aviação e/ou querosene

NOx, HC, MP

Navios e Barcos Diesel / Óleo Combustível

MP, SOx, NOx, CO, HC

Caminhão e Ônibus Diesel MP, SOx, NOx, CO, HC

Automóveis e Motocicletas

Gasolina / Álcool MP, NOx, CO, HC, Aldeidos

 Naturais

Tipos de Fontes  

Oceânica MP

Decomposição Biológica SOx, H2S, HC, Compostos de Enxofre

Praias e Dunas MP

Queimadas MP, SOx, NOx, CO, HC

Erosão Eólica do Solo e Superfícies MP

Tempo de vida

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O tempo de residência nos diz em média quanto tempo uma molécula permanecerá na atmosfera antes de ser removida.

Taxa de entrada da

espécie

Taxa de saída

da espécie

Taxa de introdução ou emissão da espécie

Taxa de remoção da

espécie

Taxa de acumulação da espécie em um volume imaginário.

+- - =

Balanço de Massa:

Tempo de vida

11E s c a l a E s p a c i a l

1 m1 s

1 0 s

1 0 m 1 0 0 m 1 k m 1 0 k m 1 0 0 k m 1 0 0 0 k m 1 0 . 0 0 0 k m

1 h

1 d i a

1 a n o

1 0 a n o s

1 0 0 a n o s

Esc

ala

Tem

pora

lM i c r o e s c a l a

E s c a l a U r b a n ao u L o c a l

R e g i o n a l o uM e s o e s c a l a

S i n ó t i c a o uE s c a l a G l o b a l

E s p é c i e s d e v i d a c u r t a

E s p é c i e s d e v i d a m o d e r a d a m e n t e

l o n g a

E s p é c i e s d e v i d a l o n g a C F C s

N O2

C H 4

C H C C l3 3

C H B r3

C O

A e r o s ó i sO T r o p .3

H O2 2

D M S

S O 2

C H5 8

C H3 6

N O X

C H O3 2

H O 2

N O 3

O H

T e m p o d e m i s t u r a i n t e r - h e m i s f é r i c o

T e m p o d e m i s t u r a i n t r a - h e m i s f é r i c o

T e m p o d e m i s t u r a d e c a m a d a l i m i t e

Fonte: Otávio Luiz Maioli

Transporte

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A dispersão é resultado de mecanismos de transporte rápidos e irregulares, com proporções macroscópicas de um

escoamento em regime turbulento, preferencialmente às proporções microscópicas da difusão molecular.

Contaminante Primário Procedente da fonte de emissão

Contaminante Secundário

R.Q

Proveniente de Reações Químicas

Deposição Seca ou Úmida

Transporte

13 Fonte: Otávio Luiz Maioli

Os modelos Gaussianos são baseados na hipótese de que sob certas condições idealizadas a concentração média de uma espécie contaminante, após o

lançamento na atmosfera, obedece a uma distribuição normal nos planos ortogonais transversais a direção principal do vento.

Principais reações químicas

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Formando o NO2

Formando o O3

Formando o NO2

Formando o NO e O2

Principais reações químicas

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NH4NO3 → N2O + H2O Decomposição de nitrato de

amônio pelo calor

Formação do N2

Formação do NO reativo

Nos processos de combustão, principalmente aqueles conduzidos a temperaturas mais elevadas, ocorre a formação dos óxidos de nitrogênio

(NO e NO2), assim como de um pouco de óxido nitroso (N2O).

Contribuições positivas e negativas

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Efetiva na redução da intensidade da radiação solar que atinge o solo;

Formação do Smog fotoquímico;Formação de chuva ácida; Importante na constituição de proteínas, DNA e ATP;Participação no controle dos níveis da camada de Ozônio;Participação no efeito estufa.

REFERÊNCIAS

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SILVA, Cássia Monalisa dos Santos. Relação entre os óxidos nitrogenados NOX (NO + NO2)e a emissão veicular na cidade de Maceió em função de variáveis meteorológicas; UFAL, 2012. Dissertação (Mestrado em Meteorologia).

MAIOLI, Otavio Luiz Gusso. Composição da Atmosfera, Ciclos Globais e Tempo de Vida, Vitória – ES 2005.

TANIMOTO, Arnaldo Hirohumi. Substância destruidora da Camada de Ozônio e sua destruição. 2000.

http://www.ff.up.pt/

http://qnint.sbq.org.br