Formação

da

atmosfera

Composição

da

atmosfera

Efeitos da

poluição

Transporte

de

substâncias

Ciclos

C, N e S

Química

AQUA x ATM

3

Chuva ácida

Camada de ozônio

Efeito estufa

CONAMA

A presença de agentes poluentes varia em função da localização e atividades que são realizadas na área.

Efeitos adversos à saúde humana pela inalação direta e porrotas indiretas de exposição, como contaminação deáguas.

4

Os combustíveis fósseis são a principal fonte de poluentes na

atmosfera urbana, como: SO2;

NO e NO2 (chamados NOx);

CO;

Material particulado em suspensão.

A água da chuva é naturalmente ácida (pH ≈5,5) :

Refere-se à acidez acentuada (de ácidos fortes: HNO3 e H2SO4)produzida na água da chuva pela poluição atmosférica;

5

Há ocorrência de deposição de espécies ácidas na forma de

neve e sem a presença de fase líquida (deposição seca), assim o

conceito de chuva ácida foi expandido para deposição ácida.

6

Robert Angus Smith

Dr. Gene Likens White Mountains, Vermont

(local florestal isolado)

7

A B

A

NO NO2

HNO2 HNO3

Reações balanceadas no apêndice

8

A B

B

SO3

H2SO4

Reações balanceadas no apêndice

SO2

9

Acidificação de

solos, lagos, rios

Afeta o desenvolvimento de plantas

danifica as folhas

libera Al e Cd do solo

Degradação de

monumentos e

construções civis

10

C

o

n

s

t

r

u

ç

õ

e

s

Flora

Fauna

Rios e lagos pH

entre 6,0 e 8,0

↓

5,0

11

Legenda:

Áreas potencialmente

atingidas por chuvas ácidas

Áreas atingidas por

chuvas ácidas

12

Legenda:

Áreas potencialmente

atingidas por chuvas ácidas

Áreas atingidas por

chuvas ácidas

13

: liberação de gases de indústrias e combustão de combustíveis fósseis;

Principais locais: Estados Unidos, China, Japão, Europa e Brasil;

: liberação de gases de ordem natural que reagem com a atmosfera, como o que acontece na erupção de vulcões;

Exemplo: Monte Pinatubo, Filipinas.

“VALE DA MORTE” – anos 80

Vila Parisi, Cubatão – SP

14

A erupção vulcânica mais destrutiva

do século 20, ocorrendo em junho de

1991;

Responsável pela liberação de

toneladas de SO2 na atmosfera;

Contribuiu para a diminuição do

ozônio e também decaimento da

temperatura mundial.

Mais informações

15

A atmosfera possui em sua composição gases que absorvem radiação no

Infravermelho. Parte dessa radiação volta para o espaço, e a outra parte

volta para a Terra na forma de calor nos mantendo aquecidos.

Sem

atmosfera

16Terra

17Terra

As radiações provenientes do

Sol, principalmente ultravioleta

e visível, quando chegam à

Terra são absorvidas.

18Terra

Quando isso acontece,

ocorre a excitação

eletrônica destas moléculas

e, consequentemente, elas

podem começar a vibrar.

19Terra

O aumento da energia

cinética, por conseguinte,

aumenta os movimentos de

vibração, rotação e

translação das moléculas.

20Terra

E, quando as

moléculas

intensificam estes

movimentos, emitem

a radiação no IV

21Terra

Na atmosfera inferior,

os gases estufa fazem

com que a atmosfera

seja “opaca” aos

raios IV e a radiação

tem “dificuldade” em

voltar ao espaço.

CO2

Outros

CH4

O3

NO2

60%

22

Referência métrica

padrão → determinar

o potencial de

aquecimento global

dos demais gases

12%

8%

15%

5%

Potencial de aquecimento 300x > CO2

Um dos precursores da destruição da

Camada de ozônio.

SF6 22000x > CO2

HFCs 120-12000x > CO2

Tóxico para os

seres vivos

25x > CO2

Emissões de gases do efeito estufa

23

24

Combustão de carvão, gás

natural e outras fontes de

combustíveis fósseis

Combustão de combustíveis

para agricultura, pesca e

desmatamento por

queimadas

Produção de metais e

materiais químicos, como

também o desperdício

destes produtos

Emissão mais visível.

Combustão de combustíveis

fósseis em meios de transporte

Produção e vazamentos de

combustíveis fósseis.

Vazamento de metano

Desperdício de comida

Refrigeração, ar-condicionado

e até extintores de incêndio

Há assim, uma cadeia de eventos como consequência dessa mudança climática:

Derretimento das calotas polares;

Alagamento das regiões costeiras;

Longos períodos de seca e de enchentes → distúrbios no equilíbrio climático.

25

↑ Quantidade de

gases estufaCombustíveis fósseis,

CFCs, HFCs

↑ retenção

de calor

Até o momento, não há ainda medidas que determinem sem erros que o “aquecimento global” exista!

O que existe são fatos (como o aumento dos gases estufa por ação antropogênica) que podem ser usados para a conclusão da sua existência.

26

“O conceito de aquecimento global foi

criado para e pelos chineses para

diminuir o poder de produção dos EUA.”

A Universidade da Califórnia mostra

que devemos combater a mudança

climática e como devemos passar

adiante essa necessidade:

Região chamada de “protetor solar da Terra” → filtraos raios UVC e UVB (mais nocivos);

Diminuição substancial de O3 que temos → ameaça à nossa forma de vida;

Aparecimento do “buraco” na camada de ozônio nos anos 80 sobre a Antártica representou uma grande crise ambiental;

27

28

Protetores solares absorvem ou espalham a

radiação solar (UVA e UVB);

A figura superior esquerda é como a mulher é

vista normalmente e a inferior, como é vista

com a câmera UV;

Ao passar o protetor solar, os raios UV são

bloqueados.

29

UVCλ<240 nm

O2

OO3

O O2

O3

O2

M

M

O2 + hλ → 2O

O + O2 + M → O3 + M + calor

M é uma molécula neutra

como N2 ou O2 e é precisa

para que se dê

continuação às reações

hλ +

O3

O22

Formação

Decomposição

Exotérmica

Endotérmica

A decomposição do ozônio pode ser catalisada fotoquimicamente por poluentes, e por conseguinte a degradação da camada de ozônio:

X + O3 → XO + O2

XO + O → X + O2

O + O3 → 2O2

30

X é o catalisador:

participa mas

não é consumido

Ex:

HO•

NO•

Cl• ou Br•

EX. DE REAÇÕES POSSÍVEIS:

N2O + O* → 2 NO•

NO• + O3 → NO2• + O2

NO2• + O → NO• + O2

Equilíbrio dos níveis de O3 é afetado não só pela presença de poluentes

diversos mas, também, pelo desequilíbrio no Ciclo do nitrogênio

31

1979

2006

1989

2010

Fonte: NASA

Compostos formados somente por cloro, flúor e carbono;

Baixo P.E. e viscosidade;

Biologicamente e quimicamente inertes;

Não tóxicos;

Não inflamáveis;

Maravilha química (mas não ambiental) descoberta em 1926 por Thomas Midgley.

32

C

F

Cl

33

UVB

Radiação UV

remove o

átomo de

cloro da

molécula de

CFCProduz O2 e libera

radical de cloro

Radical de cloro

quebra a ligação

da molécula de O3

Formando ClO + O2

O2 é liberado

na ATM

Átomo de O

na ATM...

...quebra a

ligação ClO

Poluentes na atmosfera (como SO2 e NOx) que são gerados a partir da queima de combustíveis fósseis, na presença de oxigênio e luz solar geram ozônio;

O ozônio que é gerado, se estabelece em um lugar “errado”: na troposfera;

Como ocorre na estratosfera, ele bloqueia a entrada de luz solar e saída de calor: INVERSÃO TÉRMICA;

34

SMOG = SMOKE + FOG → FUMAÇA + NEBLINAO3 como

poluente

VOCs + NO + O2 + luz solar →→ mistura de O3, HNO3 e material orgânico

35

Smog

clássico

Poeira, carvão

não comburido,

fuligemSO2

HC’s não

comburidos

e/ou CONOx

Sol +

↑T +

sem

vento

Smog

fotoquímico

VOCs + NO + O2 + luz solar →→ mistura de O3, HNO3 e material orgânico

36

37

Londres, 1952 - ClássicaSão Paulo - fotoquímica

Rio de Janeiro – fotoquímica

38

Inicialmente com 46 países, a assinatura do Protocolo de Montreal conta

atualmente com 197 países.

Brasil aderiu em 1990.

Tem sido alterado por meio de emendas.

Convenção de Viena

(Áustria/1985) A proteção da saúde humana e do meio ambiente contra os

efeitos nocivos das alterações da camada de ozônio

Protocolo de

Montreal

(Canadá/1987)

Documento complementar estabelecendo etapas para a

redução (e proibição) do uso de substâncias degradadoras da

camada de ozônio

Emenda de Londres

(Inglaterra/1990)Abandono total da produção e consumo de CFCs até 2000 (até

então o acordo era de reduzir em 50%)

Emenda de

Copenhague

(Dinamarca/1992)

Banimento total da produção e utilização dos HCFC’s até 2030,

que estavam sendo utilizados como substitutos dos CFC’s

39

Padrões estabelecidos (precedentes):

- Preservar a saúde da população

- Evitar/minimizar danos à fauna e à flora

Define que “poluente atmosférico” é qualquer forma de

matéria ou energia que afete o ar alterando seus padrões de

qualidade.

Objetiva manter ou atingir os padrões de qualidade exigindo

estratégias de controle das emissões.

Indica que a monitoração de partículas e espécies

químicas é importante e frequentemente necessária.

Métodos de análise propostos pelo INMETRO e na

ausência deles, são recomendados pelo IBAMA

40

1) Resolução CONAMA nº 05, de 15.06.89, que instituiu o

Programa Nacional de Controle da Qualidade do Ar:

"PRONAR”.

1) Resolução CONAMA nº 03, de 28.06.90 Estabeleceu os padrões nacionais de qualidade do ar.

Definiu os métodos para a monitoração de diferentes

parâmetros

Partículas totais em suspensão

SO2 CO O3 NO2 Fumaça Partículas inaláveis

“...pela limitação dos níveis de emissão de poluentes por fontes de

poluição atmosférica, com vistas à melhora da qualidade do ar, ao

atendimento dos padrões estabelecidos e o não comprometimento

da qualidade do ar nas áreas consideradas não degradadas”.

41

Resolução CONAMA nº 018/86, de 06/05/1986 que dispõe sobre

a criação do programa de controle da poluição causada por

veículos automotores – PROCONVE. Automóveis, caminhões, ônibus e máquinas rodoviárias e agrícolas;

Estabelece os limites máximos de emissão para motores e veículos novos;

Exigências tecnológicas (prazos);

Contribuiu para o atendimento aos Padrões de Qualidade do Ar instituídos

pelo PRONAR.

42

Resolução CONAMA nº 297/02, de 26/02/2002 que institui o

programa de controle da poluição do ar por motocicletas e

veículos similares – PROMOT.

Entre 2000 e 2009 houve uma redução de 70 a 80% nas

emissões de gases poluentes.

“...enquanto um carro roda em

média 30 km/dia, as motos de

entrega percorrem até 180 km/dia,

poluindo tanto quanto os

automóveis...”

O que são poluentes;

A origem da chuva ácida: quais os causadores e como se formam as chuvas ácidas;

O que é o efeito estufa: a descrição do efeito;

Aquecimento global: quais os efeitos que apontam para o mesmo;

Camada de ozônio: para que serve e saber como é a formação e decomposição de O3;

A decomposição catalisada do ozônio;

O ozônio como poluente: como é formada a smog (principalmente a fotoquímica);

Ter noções sobre as legislações brasileiras: o que cada uma significa, e não decorá-las.

43

• Reações dos compostos de nitrogênio

2 NO + O2 → 2 NO2

2 NO2 + H2O → HNO2 + HNO3

2 HNO2 + O2 → 2 HNO3

• Reações dos compostos de enxofre

SO2 + ½ O2 → SO3

SO3 + H2O → H2SO4

Essas reações explicam como os ácidos são formados na atmosfera44

1. O2 + h → 2O

2. O + O2 + M → O3 + M + calor

3. O3 + h → O + O2

4. O + O3 → 2O2

45

As reações envolvidas são

geralmente fotoquímicas e

são espontâneas (de

formação e decomposição).

1. CCl3F(g) → •CCl2F(g) + •Cl(g)

2. •Cl(g) + O3(g) → ClO(g) + O2(g)

3. ClO(g) + O(g) → O2(g) + •Cl(g)

CCl3F pode ser a molécula

de CFC que está

representada no slide 33.

Nessas moléculas, a ligação

C-Cl é a mais fraca e a mais

suscetível a quebra

radicalar (provocada pela

radiação solar.

BAIRD, C., CANN, M., Environmental Chemistry, 5ª edição – W. H. Freeman and Company – Nova York, 2012;

Baird, C. Química Ambiental, 2ª edição - Tradução Maria Angeles Lobo Recio e Liz Carlos M. Carrera, Bookman - Porto Alegre, 2002;

Mozeto, A. Química Atmosférica: A química sobre nossas cabeças. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola. 2001;

Os links utilizados para a composição desta aula estão em seus respectivos slides.

46