Aula 6: Química Atmosférica (Parte 2)

Transcrição

1 QUI 106 Química Analítica Ambiental (2017/1) Departamento de Química UFJF Aula 6: Química Atmosférica (Parte 2) Principais problemas ambientais; Legislações brasileiras. Estagiária: Náira da S. C. Almeida Juiz de Fora, 10 de maio de 2017

2 Relembrando Composição química e a poluição da atmosfera; 2. Regiões da atmosfera ; 3. Transporte de substâncias e os Ciclos biogeoquímicos. 2

3 3

4 Vamos falar sobre... Camada de Ozônio; Chuva Ácida; Efeito Estufa; Legislações Brasileiras (CONAMA). 4

5 Poluição atmosférica 5

6 Principais fontes de poluição Combustíveis Fósseis PRINCIPAIS POLUENTES: SO 2 ; NO e NO 2 (chamados NO x ); CO; Material particulado em suspensão. Resíduos orgânicos Vegetação florestal 6

7 Química da Camada de Ozônio Constituinte Poluente 7

8 Química da Camada de Ozônio Absorção da Radiação UV Reações fotoquímicas e são espontâneas: + calor 8

9 Depleção da Camada de Ozônio POLUENTES: podem reagir fotoquimicamente degradando O 3 Ex.: CFCs, HCFCs. 9

10 Depleção da Camada de Ozônio Concentração de ozônio e ClO em função da latitude no Pólo Sul. (Adaptado de Baird, 1998) ClO. O 2 10

11 Ozônio como Poluente Smog Fotoquímico Inversão térmica quando há baixa temperatura e POLUIÇÃO no ar Moscou Em épocas frias, pode ocorrer a formação de uma camada de ar fria abaixo da camada de ar quente que contém os poluentes. óxido nítrico e os hidrocarbonetos, provenientes da queima incompleta dos motores de combustão interna São Paulo Na atmosfera, os óxidos de nitrogênio podem reagir com o oxigênio sob ação da luz solar formando gás ozônio. Londres 11

12 Legislação-Depleção Camada de Ozônio 1985 Convenção de Viena (Áustria) 1987 Protocolo de Montreal (Canadá) 1990 Emenda de Londres (Inglaterra) 1992 Emenda de Copenhague (Dinamarca) A proteção da saúde humana e do meio ambiente contra os efeitos nocivos das alterações da camada de ozônio Documento complementar estabelecendo etapas para a redução (e proibição) do uso de substâncias degradadoras da camada de ozônio. Abandono total da produção e consumo de CFCs até 2000 (até então o acordo era de reduzir em 50%). Banimento total da produção e utilização dos HCFC s até 2030, que estavam sendo utilizados como substitutos dos CFC s Atualmente 197 países assinaram o protocolo; BASIL:

13 Chuva Ácida A chuva é naturalmente ÁCIDA ph~5,5 AUMENTO H 2 SO 4 DA ACIDEZ HNO 3 DA CHUVA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA! Gases SO 3 e NO x Com valor de ph entre 5,0 e 2,2 13

14 Chuva Ácida-reações Reações dos óxidos de nitrogênio 2 NO + O 2 2NO 2 2 NO 2 + H 2 O HNO 2 + HNO 3 Reações dos óxidos de enxofre 2 HNO 2 + O 2 2 HNO 3 SO O 2 SO 3 SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 14

15 Chuva Ácida-como ocorre? Precipitação em local distante da emissão dos poluentes Causa dano em diferentes ambientes (áreas urbanas e rurais) 15

16 Chuva Ácida-efeitos e danos A) Monumentos e construções Estátuas de calcário Construção civil: corrosão a metais e tintas 16

17 Chuva Ácida-efeitos e danos B) Fauna A maioria dos rios e lagos possuem um ph entre 6,0 e 8,0 e podem atingir valores próximos de 5,0 quando os solos e a água não tem capacidade de neutralizar a acidez das chuvas. 17

18 Chuva Ácida-efeitos e danos C) Flora Alemanha, Efeito da precipitação ácida sobre uma floresta A acidez das gotas libera íons de alumínio e cádmio, que são tóxicos para plantas e animais. No solo, a chuva ácida dissolve os principais nutrientes das plantas e carrega-os na enxurrada. No Brasil, sabe-se que ocorrem com maior intensidade nas cidades de Cubatão, São Paulo e Rio de Janeiro. 18

19 Efeito Estufa: o que é? Fenômeno NATURAL Contenção de CALOR promovida por moléculas gasosas específicas mantendo a temperatura do planeta numa faixa conveniente para a vida Sem este fenômeno, T seria cerca de 30 C menor! 19

20 Efeito Estufa: agravamento Contenção de CALOR promovida por moléculas gasosas específicas mantendo a temperatura do planeta numa faixa conveniente para a vida Gases estufa oa camada de ozônio na atmosfera superior absorve a maior parte da luz ultravioleta. ona atmosfera inferior, o CO 2 e H 2 O fazem com que a atmosfera seja opaca aos raios infravermelhos e a radiação tem dificuldade em voltar ao espaço. CO 2, CH 4, H 2 O e O 3 absorvem e vibram na frequência da radiação Infravermelha O acréscimo de gases estufa na atmosfera modifica a quantidade do calor retido. 20

21 Efeito Estufa: gases estufa CO 2 Dióxido de Carbono: ~ 60% do efeito estufa. Usado como referência métrica padrão para determinar o potencial de aquecimento global dos demais gases do efeito estufa. N 2 O Óxido nitroso: - ~ 5% do efeito estufa, potencial de aquecimento 300x > CO 2 Um dos precursores da destruição da Camada de ozônio!! CH 4 Metano: ~ 15% do efeito estufa, potencial de aquecimento 25x > CO 2 O 3 Ozônio: ~ 8% do efeito estufa, tóxico para os seres vivos SF 6 Hexafluoreto de enxofre (hexafluoreto) potencial de aquecimento 22000x > CO 2 HFCs Hidrofluorcarbonetos: substitutos dos CFCs (que danificam a camada de ozônio), PORÉM: potencial de aquecimento x > CO 2 PFCs Perfluorcarbonetos: alto poder de aquecimento ( x > CO 2 ) 21

22 Efeito Estufa: gases estufa 22

23 Efeito Estufa: aquecimento global Aumento da temperatura média dos oceanos e da atmosfera da Terra causado por massivas emissões de gases que intensificam o efeito estufa! Não é um consenso entre os pesquisadores! Derretimento das calotas polares Alagamento de regiões costeiras Mudanças climáticas: longos períodos de seca, períodos de enchentes. ENTRETANTO, não há ainda medidas que determinem inequivocamente que ele existe! 23

24 Aquecimento global : alguns dados Aumento da temperatura global ao longo dos anos

25 Aquecimento global : alguns dados Derretimento de calotas polares Emissão de CO

26 COP 21-21ª Conferência das Partes ONU Paris em 2015 Reconhece as mudanças climáticas provocadas pela emissão de gases do efeito estufa. Limita o aumento do aquecimento global em até 2 C até (A referência é temperatura média do período pré-industrial). Em 3 de setembro de 2016, China e EUA ratificaram o Acordo de Paris. Maiores emissores de gases do efeito estufa do mundo. 26

27 Legislação: qualidade do ar Estabeleceu os padrões nacionais de qualidade do ar; Definiu a forma de amostragem; Definiu os métodos para o monitoramento de diferentes parâmetros - Partículas totais em suspensão - SO 2 CO - O 3 - Fumaça - Partículas inaláveis - NO 2 27

28 28 Legislação: qualidade do ar 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 recomendados pelo IBAMA

29 29 O caso de Cubatão Episódio Crítico de Poluição do Ar : presença de altas concentrações de poluentes na atmosfera, em curto período de tempo, resultante da ocorrência de condições meteorológicas desfavoráveis à dispersão dos mesmos. Chegou um momento em que o coveiro do cemitério de Cubatão se recusou a enterrar as crianças com anencefalia, ele ficou muito assustado. Graças à percepção desse homem, Cubatão ganhou atenção nacional e internacionalmente (...)

30 30 Legislação Controlar a poluição do ar por veículos automotores - Exigências tecnológicas (prazos) - Limites máximos permitidos de poluentes

31 31 Legislação...enquanto um carro roda em média 30 km/dia, as motos de entrega percorrem até 180 km/dia, poluindo tanto quanto os automóveis...

32 Referências Bibliográficas Rocha, J. C; Rosa, A. H. e Cardoso, A. A, Introdução a Química Ambiental, Porto Alegre Bookman, Baird, C. Quimica Ambiental; Tradução Maria Angeles Lobo Recio e Liz Carlos M. Carrera, 2 ed, Porto Alegre, Bookman, Nascentes, C. C; Costa, L. M. Química Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais, Tolentino, M., Filho, R.C.. A Química no efeito estufa. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola