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Poluição Atmosférica

Poluição dos ecossistemas terrestres, aquáticos e atmosféricos

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Fontes de Poluição Atmosférica

“O problema da poluição do ar é intenso nas grandes cidades, especialmente naquelas

localizadas nos países em desenvolvimento”

As emissões de poluentes atmosféricos podem classificar-se em:

-Antrópicas: aquelas provocadas pela ação do homem (indústria, transporte, geração de energia, etc.).

-Naturais: causadas por processos naturais, tais como emissões vulcânicas, processos microbiológicos, etc.

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Os poluentes gasosos podem ser classificados

como:

-Primários: aqueles lançados diretamente na atmosfera, como resultado de processos industriais, gases de exaustão de motores de combustão interna, etc.

Ex. óxidos de enxofre (SOx), óxidos de nitrogênio (NOx) e particulados.

-Secundários: aqueles que são produtos de reações fotoquímicas, que ocorrem na atmosfera entre os poluentes primários.

Ex. a formação de ozônio estratoférico e de peroxiacetil nitrato (PAN).

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Poluentes primários e secundários

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Unidades

A fim de expressar a concentração e emissões de poluentes na atmosfera utilizam-se as unidades de pouco uso em outras áreas:

ppbv: partes por bilhão de volume pptv: partes por trilhão de volume    g/m3 = 10-6 g/m3

   Tg = teragrama= 1012g    Gt = gigatonelada = 109 t    Ng = nanograma = 10-9 g

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Características dos Poluentes Gasosos

Componentes SulfurososNa atmosfera o enxofre encontra-se nas

seguintes formas:-   COS = carbonil sulfeto-   CS2 = sulfeto de carbono

-   (CH3)2S = dimetil sulfeto

-   H2S = sulfeto de hidrogênio

-   SO2 = dióxido de enxofre

-   SO4-2 = sulfatos

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As fontes naturais de compostos de enxofre são a degradação biológica, as emissões vulcânicas e os oceanos. Solos ricos em enxofre constituem também uma fonte natural de H2S.

O SO2 é um gás incolor com um odor irritante e azedo. É altamente solúvel em água, sendo esta propriedade a base dos sistemas de separação úmida do SOx e da formação de ácido sulfúrico ao contato com a água.

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As fontes antrópicas mais importantes de geração de SO2 são:

a queima de combustíveis fósseis a oxidação de minerais sulfurosos para

a obtenção de cobre, chumbo e zinco. Por exemplo, a obtenção de cobre é feita:

Cu2S + O2 Cu + SO2

os processos de refino de petróleo

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Fontes naturais e antrópicas dos óxidos de enxofre

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Compostos Nitrogenados

Na atmosfera os compostos nitrogenados apresentam-se nas seguintes formas:

N2O, NO, NO2, NH3, sais de NO3-, NO2

- e NH4.

Outros óxidos de nitrogênio tais como N2O3, N2O4, NO3 e N2O5 encontram-se em concentrações muito baixas.

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Até alguns anos atrás o N2O não era considerado um poluente. A concentração de N2O na atmosfera no início da Revolução Industrial era de 285 5 ppbv, atingindo valores de 310 ppbv, em 1990.

A velocidade de incremento anual é de 0,5 –1,1 ppbv/ano.

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 naturais e antrópicas dos óxidos de nitrogênio

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Metano

O metano é formado naturalmente em regiões onde existem matéria orgânica em decomposição. Somado a isso existe muitas

fontes antrópicas de metano que vem contribuindo para seu aumento na

concentração global na atmosfera, dentre estas fontes estão o cultivo de arroz,

grandes confinamentos de ruminantes, queima de biomassa e a queima de

combustíveis fosséis.

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• Concentração Atmosférica A presente concentração atmosférica global do

metano é de 1.72ppmv, mais do que o dobro de sua concentração durante o período pré revolução industrial que era por volta dos 0.8ppmv.

• Redução Para estabilizar as concentrações de metano que

se encontram presentes nos dias de hoje, seria necessário uma redução imediata de 15-20% das emissões globais desse gás.

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  Material Particulado

Considera-se como material particulado qualquer substância na atmosfera que tenha dimensões microscópicas ou submicroscópicas, porém maiores que as dimensões moleculares.

Os particulados presentes na atmosfera classificam-se em:

-Finos, com diâmetro de dp < 2,5m

-Grossos, com diâmetro de dp > 2,5m

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Compostos Orgânicos Voláteis - COV

Os Compostos Orgânicos Voláteis (COV) são hidrocarbonetos do tipo aldeídos, cetonas, solventes clorados, substâncias refrigerantes, como os seguintes identificados no ar ambiente:metano, etano, propano, butano, hexano, benzeno, tolueno, etileno, cloreto de metila, clorofórmio, formaldeídos, cloroflurocarbonos entre outros.

As fontes antrópicas dos COV são processos industriais (46%) e o transporte automotivo (30%).

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Efeitos da poluição do ar

Alterações nas propriedades da atmosfera:Em regiões urbanas com alta poluição

atmosférica é comum verficar:-  redução da visibilidade-  formação de névoa e precipitação-  redução da intensidade de radiação solar- alteração da distribuição das temperaturas e do

vento

A formação de névoa geralmente está relacionada com a presença de SO2.

Em 80% dos casos com altas concentrações de SO2 ocorrem com visibilidade menor que 5 km.

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Devem-se considerar, principalmente, alterações pela interação da luz com as partículas em suspensão (reflexão e absorção).

A diminuição da intensidade de radiação solar direta devida a uma camada de ar poluído é de 10-20% (por dispersão da luz). Ocorre também a absorção de certos comprimentos de onda por moléculas de gases.

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Danos à vegetação

Os poluentes que causam danos à vegetação são denominados de fitotóxicos. Os mais severos são: SO2, Peroxiacetil nitrato, eteno, ozônio e alguns fitotóxicos menos severos: cloro, ácido clorídrico, amônia e mercúrio.

Os poluentes penetram nas plantas através da respiração normal, provocando a destruição da clorofila e a interrupção da fotossíntese. Os sintomas dos danos causados pelos poluentes geralmente manifestam-se na superfície das folhas.

Os óxidos de nitrogênio também são fitotóxicos em determinadas concentrações

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Efeitos para a saúde humana

• Óxido de Enxofre (SO2): Os óxidos de enxofre são altamente solúveis e por isso são absorvidos pelo sistema respiratório superior. Concentrações de 1ppm podem provocar sintomas de irritação. Os asmáticos já apresentam sintomas com concentrações menores (0,25-0,5 ppm).

• Ozônio: Constitui um irritante severo para os olhos, nariz e garganta. Para concentrações de ozônio a 0,01 ppm ocorre irritações nos olhos e concentrações de 2,0 ppm provocam tosse severa. Outro irritante aos olhos são os formaldeídos e as acroleínas.

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Monóxido de Carbono

O CO é um poluente altamente tóxico, pois afeta a capacidade do sangue de transportar oxigênio, este composto reage com a hemoglobina que apresenta afinidade 210 vezes maior pelo CO do que pelo O2

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Óxidos de Nitrogênio

Os óxidos de nitrogênio aumentam a susceptibilidade à infecções bacterianas nos pulmões.

COV

Provocam irritações nos olhos e na pele, tosse etc. Alguns COV como benzeno e butedieno são cancerígenos e provocam leucemia, são considerados também compostos cancerígenos genotóxicos pois podem afetar diretamente o DNA.

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Inversão Térmica

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Inversão Térmica

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Tipos de poluentes atmosféricos

Aerossóis: Suspensão de partículas atmosféricas

Fog: Termo denominado para altos níveis de vapor de água

Neblina: Denota a diminuição da visibilidade devido a presença de partículas

Fumaça: Partículas formadas pela combustão incompleta de combustíveis

Névoa: Partículas líquidas

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Efeito EstufaÉ chamado de efeito estufa o acréscimo constante

de temperatura da terra devido à absorção de radiação infravermelha terrestre por alguns gases,

tais como o CO2, os clorofluorcarbonos (CFCs), o metano (CH4), etc. Estes gases são conhecidos

como gases estufa.

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• As principais medidas que podem ser tomadas para redução das emissões de CO2 são:

- Eficiência e conservação da energia, - substituição de combustíveis,

- utilização de fontes renováveis de energia - e captura e deposição de CO2

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Aumento da temperatura durante as eras glaciais

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Taxa de crescimento da emissão dos gases

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Emissão de CO2

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Camada de Ozônio

O ozônio, como elemento químico presente na atmosfera, apresenta um paradoxo interessante:

•  a sua presença é muito importante na estratosfera, executando a função de absorção de radiação ultravioleta. Concentra-se na estratosfera 90% de todo o ozônio atmosférico,

• na troposfera o ozônio é considerado um poluente. Aparece nesta região da atmosfera como um produto principal das reações fotoquímicas entre os óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos. Provoca irritação nos olhos, deterioração das funções pulmonares, danos à árvores e culturas agrícolas.

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• Sua alta reatividade o transforma em elemento tóxico capaz de atacar proteínas (destruindo microorganismos) e prejudicar o crescimento dos vegetais.

• É um gás à temperatura ambiente, de coloração azul-pálida, devido à intensa absorção de luz vermelha

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• É produzido naturalmente na estrastosfera pela ação fotoquímica dos raios ultravioleta sobre as moléculas de oxigênio. Esses raios são suficientemente intensos para separar os dois átomos que compõe a molécula de O2, produzindo assim o oxigênio atômico. Ex.:             O2(g) + h    O  +  O

Onde h representa a energia correspondente à luz ultravioleta necessária para a ocorrência da dissociação.

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• A produção de ozônio é realizada numa etapa imediatamente posterior, resultando da associação de um átomo de oxigênio e uma molécula de O2 na presença de um catalisador (elemento necessário para manter o balanço de energia mas que não é consumido na reação).

Ex.:                               M                 O + O2(g)   O3(g)

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• Devido à alta reatividade, a concentração de ozônio é resultado de um equilíbrio entre a sua produção e destruição, gerando camadas de alta e baixa concentração que atingem níveis máximos numa faixa de 30-40 Km de altura, chamada Camada de Ozônio.

• Está situada na estrastosfera, entre 15 e 50 Km, formando um escudo protetor natural da Terra, contra as radiações UV provenientes do Sol.

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Conseqüências da destruição do ozônio estratosférico

- Conseqüências Climáticas: Na estratosfera observa-se o acréscimo da temperatura com a altura por causa da absorção da radiação ultravioleta pela camada de ozônio. Com menos ozônio a temperatura deve diminuir, o que poderia afetar a distribuição e intensidade dos ventos

- Conseqüências biológicas: Aumento da incidência do câncer de pele, de cataratas e supressão parcial do sistema imunológico dos seres humanos.

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Chuva ácidaChuva ácida, chamada hoje deposição ácida, é a

entrada na superfície terrestre de ácidos

provenientes da atmosfera

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Os precursores químicos que conduzem às

condições ácidas são concentrações

atmosféricas de dióxido de enxofre (SO2) e dos

óxidos de nitrogênio (NOx). Quando estes dois

compostos reagem com a água, oxigênio,

dióxido de carbono, e a luz solar na atmosfera,

o resultado são ácidos sulfúricos (H2SO4) e

nítrico (HNO3),

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pH chuva ácida

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emissão deposição efeitos

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Efeitos sobre a fauna e a vegetação

-diminuição da população de peixes. O valor crítico do pH é 5,5. A diminuição do pH aumenta a solubilidade do alumínio metálico, que é altamente tóxico para muitas formas de vida aquática a concentrações de 0,1-1 mg/l

-redução de certos grupos de zooplâncton, algas e plantas aquáticas, o que interrompe a cadeia alimentar nos lagos

-os moluscos não podem sobreviver em águas ácidas por causa da dissolução do carbonato de cálcio. Isto interfere na absorção de cálcio por estes organismos para a proteção esqulética exterior

-alta mortalidade em anfíbios e falhas no nascimento dos ovos

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Já nas florestas e na agricultura, a chuva ácida pode causar a corrosão da camada de cêra das folhas que protegem contra fungos e do

próprio tecido das folhas, além de arrastar da zona das raízes das árvores os cátions de

cálcio, magnésio e potássio, essenciais para o crescimento das plantas, podendo também reagir com estes elementos e permitir um

aumento do alumínio tóxico para as plantas. Pode causar a morte de organismos transformadores dos processos de

disponibilidade e obtenção dos nutrientes pelas plantas

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