MEIO ATMOSFÉRICO

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CAPÍTULO 10 O Meio Atmosf O Meio Atmosf O Meio Atmosf O Meio Atmosférico rico rico rico Características e composição Inicialmente formada por CO2 e água. Algas e vegetais produção de CO2 até os níveis atuais 0,033 Gás carbônico (CO2) 0,93 Argônio 20,95 Oxigênio (02) 78,11 Nitrogênio (N2) % Gases Composição de gases da atmosfera Neônio, hélio, criptônio, xenônio, hidrogênio, metano, ozônio, dióxido de nitrogênio Características e composição Vapor de água – 1 a 4% Partículas (pólen, microorganimos, poeiras inorgânicas) Coalescência – formação de nuvens Ar: troposfera (10 a 12 km) Troposfera Estratosfera Mesosfera Termosfera (ionosfera) Mesopausa Estratopausa Tropopausa 10 50 80 Km 16,5 Km 8,5 Km 10,5 Km Troposfera

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CAPÍTULO 10

O Meio AtmosfO Meio AtmosfO Meio AtmosfO Meio Atmosfééééricoricoricorico

Características e composição

• Inicialmente formada por CO2 e água.

• Algas e vegetais � produção de CO2 até os níveis atuais

0,033Gás carbônico (CO2)

0,93Argônio

20,95Oxigênio (02)

78,11Nitrogênio (N2)

%Gases

Composição de gases da atmosfera

Neônio, hélio, criptônio, xenônio, hidrogênio, metano, ozônio, dióxido de nitrogênio

Características e composição

• Vapor de água – 1 a 4%

• Partículas (pólen, microorganimos, poeiras inorgânicas)– Coalescência – formação de nuvens

• Ar: troposfera (10 a 12 km)

Troposfera

Estratosfera

Mesosfera

Termosfera (ionosfera)

Mesopausa

Estratopausa

Tropopausa10

50

80

Km

16,5 Km

8,5 Km

10,5 Km

Troposfera

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Características e composição

Características e composição

Poluentes atmosféricos:

• Gases, partículas, calor e som

• Primários: lançados diretamente (CO2, SO2, NOx, CO, poeira)

• Secundários: produzidos em reações químicas

Chuva Ácida

SO2 + O2 � SO3 + H2O � H2SO4 (ácido súlfúrico)

Poluentes

• CO: Combustão incompleta de carbono• CO2: Combustão completa de combustíveis e outros

compostos com carbono, respiração• Óxidos de Enxofre (SO2 e SO3): queima de combustíveis

com enxofre, processos orgânicos• Óxidos de Nitrogênio: processos de combustão e descargas

elétricas na atmosfera• Hidrocarbonetos: Queima incompleta de combustíveis e

solventes orgânicos• Oxidantes fotoquímicos: Reação entre hidrocarbonetos e

NOx• Material pariticulado: Poeira, fuligem, óleos, pólen• Asbesto: mineração de amianto

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Poluentes

• Metais: Mineração, combustão e siderurgia• Gás fluorídrico (HF): produção de alumínio, fertilizantes e

petróleo• Amônia (NH3): Indústrias químicas, fertilizantes, processos

biogênicos• Gás sulfídrico (H2S): refino de petróleo , ind. Química,

celulose e papel, manguezal• Pesticidas e herbicidas: agricultura (organoclorados,

organofosforados e carbamatos• Substâncias radioativas: depósitos naturais, usinas

nucleares, armamento nuclear e queima de carvão.• Calor: emissão de gases quentes• Som: estilo de vida industrial e urbano

Poluição do ar em diferentes escalas

• Fontes móveis � cargas difusas

• Fontes estacionárias � cargas pontuais

• Problemas locais

• Problemas globais (esforço mundial)

Poluição global do ar

• EFEITO ESTUFA

• DESTRUIÇÃO DA CAMADA DE OZÔNIO

• CHUVA ÁCIDA

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Poluição global do ar

• EFEITO ESTUFA

15 15 15 15 OOOOCCCC

Poluição global do ar

• EFEITO ESTUFA

AquecimentoAquecimentoAquecimentoAquecimentoGlobalGlobalGlobalGlobal

Gases Gases Gases Gases EstufaEstufaEstufaEstufa

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Outras evidências

Contribuição para o aquecimento

global (1999)

5,8 7,6

25,4 26,2

2 3,2

29,8

0

5

10

15

20

25

30

Norte daÁfrica eOrienteMédio

África eOceania

Europa A. Norte A. Central A. Sul Ásia

Brasil: 1,3% Mundo: 23.172.200

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O caso brasileiro...

DesflorestamentoDesflorestamento e e focosfocos de de queimadasqueimadas na Amazoniana Amazonia

Desflorestation in Amazonia 1977-2006 in km² per year

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

77/

88*

88/8

9

89/9

0

90/9

1

91/9

2

92/9

4

94/9

5

95/9

6

96/9

7

97/9

8

98/9

9

99/0

0

00/0

1

01/0

2

02/0

3

03/0

4

04/0

5

05/0

6

Desflorestation (km² per yea

r)

* média annual da década Dados do INPE, 2005

Number of fire spots in Brazil 1999 - 2006NOAA-12 satellite images

0

50000

100000

150000

200000

250000

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

Number of fire spots in

Brazil

Emissão brasileira de CO2 em 1994 por setor

23%

3%

0%

74%

0%

Energia Processos IndustriaisAgropecuária Desmatamento e queimadasTratamento de resíduos

v

Maiores emissores globais de CO2 em 1994

5272

2960

16601200 1030 861

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

EstadosUnidos

China Russia Japão Brasil Índia

Emissõ

es de CO2 (m

illhões

de t)

O Brasil é o quinto maior emissor mundial de CO2 em 1994, valor que é maior em 2005.Sem as emissões de queimadas seria o 16º.

A maior parte (74%) das emissões brasileiras está relacionada ao desmatamento e queimadas.

InventInventáário de emissões de COrio de emissões de CO22 do Brasildo Brasil

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Diferentes

Projeções

As linhas tracejadas são diferentes cenários do IPCC.

Science, Feb 2007

Efeitos do aquecimento global

Derretimento do gelo e elevação do nível dos oceanos

Upsala, Patagônia Argentina

1940

2000

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Groenlândia

Eventos climáticos extremos

Furacões:

• Temperatura do mar acima de 26oC leva a formação de furacões. Simulações mostram que um aquecimento de 2oC é suficiente para aumentar a intensidade de furacões em 12%.

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Furacões

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Efeitos diretos sobre a saúde

• Temperatura

• Eventos climáticos extremos

• Desastres naturais

• Proliferação de algas tóxicas

• Contaminação da água

1961-90 2071-2100, B2 2071-2100, A2

Aumento na freqüência de noites quentes até 2100

Índice TN90 (Noites quentes) presente (1961-90) e futuro (2071-2100)

Aumento na freqüência de noites quentes entre 1961-

2000

HadRM3

OBSV

Capacidade adaptativa

A capacidade adaptativa precisa ser melhorada em todo o mundo; os impactos recentes de furacões e ondas de calor mostraram que mesmo os países de renda alta não estão preparados para lidar com os eventos climáticos extremos

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Enchentes:

• Chuva em áreas desmatadas levam a enchentes que podem levar a :

• Mortes por afogamento;• Interrupção dos sistemas de água e esgoto,

levando a contaminação da água e doenças;• Liberação e disseminação de tóxicos de locais de

armazenamento e eliminação;

Enchentes:

• Contaminação de alimentos armazenados e desorganização na distribuição, levando a desnutrição em crianças;

• Formação de corpos de água estagnados e aumento de doenças por vetores;

• Aglomeração em abrigos e aumento de doenças respiratórias.

Enchentes:

• Assentamentos populacionais de alta densidade, sem proteção a enchentes, sem abrigos adequados ou acessíveis são especialmente vulneráveis aos efeitos das tempestades.

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Aumento do nível do mar:

• O aquecimento da superfície do mar irá causar um aumento no nível do mar de 14 a 80cm até 2100, levando a inundação de muitas regiões costeiras.

Wilson Barbosa Neto2 m acima do nível do mar atual

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Aumento do nível do mar

Seca

• Altas temperaturas levam a um aumento na precipitação, mas o aumento da média de temperatura leva a diminuição da umidade do solo e seca devido a aumento da evaporação.

Seca

• Secas têm um efeito dominó para a saúde:

• Redução da produção de alimentos, fome e desnutrição;

• Imigração e surgimento de favelas e locais sem saneamento;

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Seca – efeito dominó

• Depleção de fontes de água, consumo de água contaminada gerando:

• Desnutrição

• Raquitismo

• Infecções respiratórias oportunistas

• doenças virais

• Bacterianas

• parasitárias.

Seca – efeito dominó

• Aumento de queimadas e incêndios florestais:

– queimaduras

– diminuição da qualidade do ar

– doenças cardio-respiratórias

Mundo (2080)

• 3,2 bilhões sem acesso à água

• 600 milhões em regime de escassez alimentar

• 2-7 milhões deslocados por inundações costeiras

IPCC, 2007

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América Latina (2080)

• 178 milhões sem acesso à água

• Redução de 30% da produção agrícola

• 85 milhões sujeitos à insegurança alimentar

IPCC 2007

Brasil - vulnerabilidades

Endemias: mudanças nos períodos de transmissão e na distribuição espacial

•Malária

•Dengue

•Leishmanioses

(WHO, 2000)

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Vulnerabilidade

Os impactos adversos na saúde serão maiores nos países de renda baixa. Os grupos populacionais sob maior risco, em todos os países, incluem as populações pobres de zonas urbanas; idosos; crianças; as sociedades tradicionais; agricultores de subsistência e comunidades costeiras

Ações necessárias

• Informar a população sobre possíveis riscos

• Aumentar eficácia dos programas de controle de endemias

• Melhoria do sistema de saúde

• Estabelecimento de sistemas de alerta precoce

••Uma excelente oportunidade para a humanidade utilizar seus recurUma excelente oportunidade para a humanidade utilizar seus recurUma excelente oportunidade para a humanidade utilizar seus recurUma excelente oportunidade para a humanidade utilizar seus recurUma excelente oportunidade para a humanidade utilizar seus recurUma excelente oportunidade para a humanidade utilizar seus recurUma excelente oportunidade para a humanidade utilizar seus recurUma excelente oportunidade para a humanidade utilizar seus recursos sos sos sos sos sos sos sos

naturais de modo sustentnaturais de modo sustentnaturais de modo sustentnaturais de modo sustentnaturais de modo sustentnaturais de modo sustentnaturais de modo sustentnaturais de modo sustentáááááááável.vel.vel.vel.vel.vel.vel.vel.

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biocombustbiocombustbiocombustbiocombustbiocombustbiocombustbiocombustbiocombustííííííííveis, solar, eveis, solar, eveis, solar, eveis, solar, eveis, solar, eveis, solar, eveis, solar, eveis, solar, eóóóóóóóólica e outras formaslica e outras formaslica e outras formaslica e outras formaslica e outras formaslica e outras formaslica e outras formaslica e outras formas

••Reduzir drasticamente as queimadas na Amazônia.Reduzir drasticamente as queimadas na Amazônia.Reduzir drasticamente as queimadas na Amazônia.Reduzir drasticamente as queimadas na Amazônia.Reduzir drasticamente as queimadas na Amazônia.Reduzir drasticamente as queimadas na Amazônia.Reduzir drasticamente as queimadas na Amazônia.Reduzir drasticamente as queimadas na Amazônia.

••Brasil tem importantes vantagens estratBrasil tem importantes vantagens estratBrasil tem importantes vantagens estratBrasil tem importantes vantagens estratBrasil tem importantes vantagens estratBrasil tem importantes vantagens estratBrasil tem importantes vantagens estratBrasil tem importantes vantagens estratéééééééégicas (gicas (gicas (gicas (gicas (gicas (gicas (gicas (áááááááálcool, energia hidrellcool, energia hidrellcool, energia hidrellcool, energia hidrellcool, energia hidrellcool, energia hidrellcool, energia hidrellcool, energia hidreléééééééétrica, trica, trica, trica, trica, trica, trica, trica,

recursos de energia solar e erecursos de energia solar e erecursos de energia solar e erecursos de energia solar e erecursos de energia solar e erecursos de energia solar e erecursos de energia solar e erecursos de energia solar e eóóóóóóóólica abundantes. lica abundantes. lica abundantes. lica abundantes. lica abundantes. lica abundantes. lica abundantes. lica abundantes.

Page 18: MEIO ATMOSFÉRICO

O futuro

As mudanças ambientais continuarão ocorrendo.A mortalidade e morbidade de doenças aumentarão.

• Vigilância e análise deste processo são necessárias para se identificar regiões em risco.

• Políticas e programasO fracasso de Kyoto (MDL – Mecanismos de Desenvolvimento Limpo– Mercado de Carbono– Pagar para poluir mais??

Destruição da Camada de Ozônio

OOOO3333

UVA: pouco nocivoUVB: nocivo bloqueado pelo O3UVC: muito nocivo, mas absorvido pelo O3 e O2

Clorofluorcarbonos (CFC) – uso quase banido o mundo

1 molécula de Cl destrói 10mil de O3.

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Espectro de Radiação

Destruição da Camada de Ozônio

O buraco é cíclico aumentando no inverno e diminuindo no verão

Chuva ácida

Gases nitrogenados e sulfonados � ác. Nítrico e sulfúrico

pH< 5,6

Europa: pH 3

América do Sul: pH 4,7

Chuva ácida natural: decomposição e queima de biomassa (Amazônia) com produção de H2S

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Consequências da chuva ácida

• Acidificação dos solos – lixiviação e morte de organismos

• Acidificação da água – desgaste de concreto, tubulações, turbinas e bombas de hidrelétricas.

• Morte de peixes e plâncton• Destruição de vegetação• Destruição de monumentos históricos

– Atenas deterioração de 2000 anos em 40.

• Problemas respiratórios (NH4)2SO4

• Exemplo: Cubatão, SP

• Destruição de esculturas

Page 21: MEIO ATMOSFÉRICO

Controle da chuva ácida

•Controle de emissão de NOx e S02.

•O problema é global– Florestas da escandinávia destruídas por poluição da

Inglaterra e Alemanha.

– 50% da chuva ácida do Canadá é dos EUA

Poluição local

• “Smog” industrial

• “Smog” fotoquímico

Dependem dos poluentes e das condições climáticas

Industrial: SO2 e Material particulado (MP) da queima de carvão em clima frio.

Partículas > 10 µm – deposição

Partículas < 1 µm – dispersão pela atmosfera e precipitação (aumento do albedo)

Poluição local

• “Smog” industrial

Compostos de flúor, mercúrio e asbestosAcidentes: Índia, 1984 – Union Carbide (milhares de vítimas)

SmogSmogSmogSmog fotoqufotoqufotoqufotoquíííímicomicomicomico: Picos de poluição em cidades com sol e clima quente e seco.

• Poluição de veículos• Marrom avermelhado

• Pico entre 10 e 12h• Os dois smogs podem ocorrer simultaneamente.

Page 22: MEIO ATMOSFÉRICO

Smog fotoquímico

Dispersão de poluentes na atm

• A dispersão vertical depende da temperatura.• À medida que o ar poluído sobe, ele esfria, e se a

temperatura da atmosfera for menor, levará os poluentes para cima.

• O poluente pode se dissipar ou permanecer estável• Inversão térmica: quando o ar fica mais quente que

o solo (manhã ou noite), fica estável e aprisiona os poluentes aos 100m aprox, criando o smog.

• Pode ser formada também pela vento marinho que esfria o ar no nível do solo à noite.

Page 23: MEIO ATMOSFÉRICO

Processos de dispersão

• A fumaça forma uma pluma que vai dispersar dependendo da densidade, vento, topografia, etc.

• Modelos matemáticos podem prever como o poluente se dispersa no ar e prever impactos.

Padrões de qualidade do ar

• IQA: Índice de qualidade do ar

• Baseia-se na concentração de cada poluente em um determinado período

• Nivel primário: seguro para grupos sensíveis (crianças e idosos)

• Nível secundário: seguro para agricultura, visibilidade, animais e conforto

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IQA

Crítica�400

Péssima300-399

Má200-299

Inadequada101-199

Aceitável51-100

Boa0-50

Qualidade do arIQA

Níveis de alerta

• Nível de atenção: baixa resistência física, agravamento de doenças cardiorespiratórias– Pessoas idosas ou doentes devem ficar em casa e reduzir

atividades físicas

• Nível de alerta: aparecimento prematuro de doenças, agravamento de sintomas, decréscimo de resistência física de pessoas saudáveis– Idosos e pessoasdoentes devem ficar em casa e evitar esforço

físiso. Evitar atividades exteriores

• Nível Crítico: morte prematura de idosos e doentes. Sintomas em pessoas saudáveis.– Permanecer em casa sem fazer esforço físico, minimizar

atividades e evitar tráfego.

Dificuldades em criar limites

• Grande número de poluentes

• Detecção de polentes tóxicos em baixa concentração

• Efeito sinérgico

• Falta de registros agravos por poluição

• Difícil correlacionar doenças comuns com poluição

• Extrapolação de testes com cobais para o homem.

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Controle de poluição do ar

• Diminuir demanda de energia• Substituir combustíveis fósseis• Reduzir emissão de enxofre• Liquefazer e purificar o carvão• Usar carvão com menor teor de S• Remover o S antes da queima• Usar chaminés muito altas• Emissão intermitente de poluentes• Taxar a poluição• Corrigir o pH do solo• Melhorar eficiência da combustão

Controle de poluição do ar

• Transporte de massa menos poluente (VLT)

• Catalizador

• Usar dispositivos de remoção de MP

• Modificar estilo de vida (planejamento urbano)

• Motores menos poluentes

• Aumentar eficiência dos combustíveis

• Brasil: PROCONVE – Programa Nacional de Controle de Poluiçao por Veículos Automotores.

PLANO DIRETOR DETRANSPORTE E

MOBILIDADE URBANADA CIDADE DE VITÓRIA

Jd. América (Cariacica)Terminal Vila Velha

Terminal Laranjeiras (Serra)

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VLT

VLT

VLT

Page 27: MEIO ATMOSFÉRICO

Itália