Universidade Federal de Rondônia UNIR Departamento de Engenharia Ambiental DEA Campus Ji-Paraná

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1 Universidade Federal de Rondônia UNIR Departamento de Engenharia Ambiental DEA Campus Ji-Paraná Instrumentos do Sistema Nacional de Vigilância Ambiental em Saúde - SINVAS Poluição atmosférica Programa Vigilância em Saúde Ambiental relacionada á qualidade doa ar- VIGIAR Disciplina: Saúde Ambiental Prof a : Elisabete L. Nascimento (elisabetenascimento05@gmail.com) 17/09/15 A atmosfera dividi-se em 4 camadas com características distintas: Altitude 500Km Termosfera 90Km Mesosfera 50Km Estratosfera: Localiza-se a camada de O 3 16Km Troposfera: região da atmosfera que se estende da superfície até aproximadamente 16Km. Reside todas as formas de vida. 1

2 Principais componentes da atmosfera terrestre Composição característica da troposfera (até 16km de altitude) 99,03% Neônio, Hélio, Criptônio, Xenônio, Metano, e Dióxido de Nitrogênio Quando ocorre a poluição atmosférica? Ocorre quando há na atmosfera a presença de matéria (partículas ou gases) ou energia (radiação UV), de forma a torná-la imprópria, causando prejuízos aos usos antrópicos, à saúde pública e ao ecossistema natural (Philippi Jr, 2008). Poluição atmosférica *Origem natural *Origem antrópica Poluição Atmosférica Natural Erupções vulcânicas Suspensão da poeira pela ação dos ventos Incêndios florestais naturais Odores provenientes da decomposição da matéria orgânica (gás sulfídrico, metano) etc 2

3 Componentes biológicos da poluição atmosférica Dispersão de Pólens das plantas que se desprendem com os ventos Pólen Presença de Terpenos - óleos armazenados nas folhas e nos troncos de coníferas, quando a T se eleva estes óleos se desprendem podendo formar densas neblinas nas florestas, principalmente de regiões temperadas Coníferas Componentes biológicos da poluição atmosférica Os microrganismos (fungos, cianobactérias, etc) participam da poluição do ar em grau bem mais elevado que as plantas superiores Exemplos: Micotoxinas: toxinas produzidas por fungos, os quais são levados pela ação dos ventos, contaminando o ambiente e os alimentos Exemplo de micotoxina: aflatoxinas produzidas pelo Aspergillus Comumente encontrados em pães, carnes, queijos e amendoim mal armazenadas Efeitos na saúde: intoxicação alimentar, e efeito mais grave desestruturação do DNA - morte 3

4 Componentes biológicos da poluição atmosférica Cianobactérias: liberam toxinas (hepatotoxinas, neurotoxinas ou dermatotoxinas) por elas produzidas, principalmente quando as cianobctérias entram em contato com o aerossol formado nas praias pelo movimento das ondas Lagoa de Jacarepaguá RJ 2009 Floração de cianobactérais atingindo o mar RJ 2009 Poluição Atmosférica de origem Antrópica Histórico da Poluição do ar Roma: há 2 mil anos surgiram as primeiras reclamações da população sobre a poluição atmosférica em decorrência da queima do carvão Inglaterra: século XIII, o rei da Inglaterra assinou as primeiras leis de qualidade do ar Proibições: Queima de carvão pelas fábricas durante as sessões do parlamento devido a fumaça e odor produzidos A queima do carvão era permitida mediante o pagamento de impostos Planos para transferir as indústrias de Londres para o interior 4

5 Primeiro desastre decorrente da poluição atmosférica Londres (1911): morreram aproximadamente pessoas acometidas de doenças relacionadas a intensa poluição atmosférica Criação do termo SMOG: que passou a ser utilizado para designar a ocorrência de episódios críticos de poluição do ar Registros de outros desastres relacionados a poluição do ar: EUA (1948): 30 pessoas morreram e internadas acometidas de doenças relacionada a poluição do ar Londres (1952): morte de pessoas Londres (1956): morte de pessoas Londres Cidades mundialmente conhecidas por apresentarem SMOG (episódios críticos de poluição do ar) ocasionada principalmente pelos gases emitidos por veículos Los Angeles São Paulo Cidade do México 5

6 A concentração e distribuição dos poluentes na atmosfera depende de fatores como: Clima: o calor dissipa melhor os poluentes Topografia: regiões montanhosas dificultam o movimento dos poluentes Densidade populacional: ex número de veículos automotores Nível e tipo das atividades industriais locais: regiões densamente industrializadas apresentam níveis mas elevados de poluentes na atmosfera Classificação dos poluentes atmosféricos Primários: são àqueles lançados diretamente no ar Exemplos: Dióxido de enxofre (SO 2 ), Óxidos de nitrogênio (NOx), Monóxido de carbono (CO) e materiais particulados (poeira) Secundários: são formados na atmosfera por meio de reações que ocorrem devido a presença de outras substâncias químicas e determinadas condições físicas Exemplo: SO 3 (trióxido de enxofre)...na presença de vapor d água (H 2 O) Produção de ácido sulfurico (H 2 SO 4 ) Principal constituinte da chuva ácida 6

7 Principais poluentes atmosféricos de origem antrópica Poeira: são todas as partículas sólidas de dimensões que vão de 0,1um (0,01mm) a 10um(0,01mm). Há partículas de origem metálica e não-metálica Os principais agentes para a formação de poeira são: Usinas termelétricas alimentadas com carvão Siderúrgicas (fabricação de aço e ferro fundidos) Industrias de cimento Indústria química Veículos automotores Partículas de poeira maiores depositam mais facilmente, já as menores podem ser transportadas por grandes distâncias através da ação dos ventos As vias públicas apresentam concentrações consideradas de partículas de poeira que são depositadas e levantadas pela movimentação dos veículos 7

8 Efeitos da poeira na saúde humana A conversão química da provitamida D em vitamina D nos seres humanos ocorre apenas na presença de raios UV Devido aos desvio dos raios UV pelas partículas de poeira, menor qtd de radiação atinge a superfície terrestre (impossibilitando a conversão) Efeitos a saúde: raquitismo e deformidades na coluna Partículas de poeira metálicas Partícula de poeira ligada a um elemento metálico (Pb, Cd, Cu, Cr, etc), elementos que constituem resíduos de diferentes ramos industriais Pb já foi constituinte da gasolina proibido em 1992 Hortaliças absorvem rapidamente o Pb presente nas partículas, sendo assim contaminadas (90% do Pb pode ser removido com H 2 O e detergente) Brasil: foi fixado um limite máximo recomendado para presença de Pb nas hortaliças Ex: Alface Limite tolerável é de 7,5mg de Pb por Kg de alface Já se constatou em algumas regiões do Brasil até 29mgPb/Kg de alface 8

9 Efeitos de partículas (ou gases) contendo Pb na saúde humana Pb: ingerido através da alimentação pode causar distúrbios digestivos Pb: inalado, atinge a corrente sanguínea, ligando-se ao glóbulos vermelhos e distribuindo-se por todo organismo, depositando-se na medula óssea e o restante espalha-se pela musculatura, nervos e rins (apenas 10% é eliminado) Glob verm Principais gases relacionados a poluição atmosférica Monóxido de carbono (CO) Origina-se da combustão incompleta dos hidrocarbonetos (compostos formados por C e H), quando há a combustão completa destes hidrocarbonetos há a formação de Dióxido de carbono (CO 2 ) Dessa forma a principal fonte de emissão destes gases é a queima dos combustíveis fosseis O CO 2 também é produzido naturalmente pela respiração das plantas e animais e também é consumido durante o processo fotossintético não é considerado um poluente (níveis elevados) mas é contribuinte para o efeito estufa 9

10 Antes da rev. Industrial ciclo do C equilibrado (CO 2 produzido era assimilado fotossíntese) Com a revolução industrial... Aumento da queima de combustíveis fósseis (emissão de CO e CO 2 ) Destruição das florestas (sumidouros de CO 2 ) CO 2 Combustíveis fósseis (Carbono) Principais gases relacionados a poluição atmosférica Óxidos de Nitrogênio (NOx) A principal fonte de NOx é a queima de combustíveis fósseis. Os principais óxidos de nitrogênio liberados durante a queima são: Óxido de nitrogênio (NO) Dióxido de Nitrogênio (NO 2 ) Na atmosfera o NO pode ser convertido a NO 2 10

11 Principais gases relacionados a poluição atmosférica O ozônio é um constituinte químico naturalmente presente na atmosfera Sua formação natural ocorre através da ação dos raios UV que rompem a molécula de O 2 originado dois átomos de oxigênio livres, estes ligam-se à molécula de O 2 formando o O 3 O + O 2 = O 3 A poluição atmosférica por O 3 ocorre quando este ciclo natural é quebrado. Isto ocorre principalmente devido a presença de NO 2 O 2 O + O 2 = O 3 Equação: NO 2 na presença de luz = perde 1 átomo de oxigênio = NO + O, que torna-se livre para se ligar ao O 2 formando o O 3 Principais gases relacionados a poluição atmosférica Óxidos de enxofre Os principais compostos de S encontrados atmosfera são: Sulfatos Dissulfeto de carbono (CS 2 ) Sulfeto de dimetila (CH 3 SCH 3 ) Sulfureto de hidrogênio (H 2 S) Dióxido de enxofre (SO 2 ) Trióxido de enxofre (SO 3 ) Emissões naturais de compostos com S: erupções vulcânicas e decomposição da matéria orgânica em áreas alagadas Emissões antrópicas: principalmente pela queima do petróleo e carvão mineral 11

12 Poluente atmosférico em estado sólido Material particulado: são partículas de material sólido ou líquido capazes de permanecerem em suspensão devido principalmente a ação dos ventos e massas de ar, somado ao pequeno tamanho destas partículas Exemplos de material particulado: poeira, fuligem, partículas de óleo Possuem tamanhos variados: 0,1um (0,01mm) a 10um (0,01mm) Ao contrário dos poluentes gasosos, que possuem propriedades químicas e físicas bem definidas, o MP se destaca por diversas características: Entre seus componentes podem ser encontrados substâncias orgânicas altamente agressivas (HPAs) ou de pouca agressividade (sal marinho) Poluente atmosférico em estado sólido Grande diversidade de tamanho, partículas extremamente finas que penetram facilmente nas via respiratórias (fração inalável) como partículas maiores que não conseguem penetrar nas fossas nasais Emitidos por fontes pontuais (chaminés) ou difusas (veículos) ou naturalmente como no caso das partículas de poeira ressuspensas pelo vento, 12

13 Classificação do MP: PM 10 partículas inaláveis suficientemente pequenas capazes de atingir a região torácica (10um) PM 2.5 partículas inaláveis capazes de entrarem e se acumularem nas via aéreas, principalmente nos ductos alveolares (2,5um) As partículas podem estar adsorvidas a metais ou gases ácidos (ex: H 2 SO 4 ) Valores de exposição recomendados pela OMS para não causar efeitos à saúde (OMS, 2005) Duração da exposição Valor guia (ug/m 3 ) Partículas PM 10µm 24h 50 (valor que não deve ser ultrapassado mais de 3 dias no ano) Partículas PM 2.5µm 24h 25 (valor que não deve ser ultrapassado mais de 3 dias no ano) Fonte: Relatório de qualidade do ar OMS,

14 Poluição do ar em diferentes escalas espaciais Do ponto de vista espacial as fontes de poluição podem ser: Móveis (difusas): ex. veículos, pois emitem poluentes de modo disperso, produzindo assim cargas difusas de poluentes Estacionárias (pontuais): ex. chaminés das indústrias, emitem poluentes de modo pontual Para o controle da poluição esta distinção é fundamental, sendo o enfoque de tratamento do problema é diferente em cada caso Quanto a dimensão da área atingida pela poluição do ar, podemos classificá-los: Problemas locais e Problemas globais Problemas locais: região relativamente pequena, ex: uma cidade Cidade de Linfen (China): é a 1 colocada no ranking das cidades com maior poluição atmosférica no mundo Fonte: 14

15 Poluição local Os problemas locais são causados por episódios críticos de poluição do ar (smog) em cidades e dependem dos poluentes que são gerados e das condições climáticas existentes para sua dispersão Essas situações críticas são classificadas em: Smog industrial Smog fotoquímico Podem ocorrer simultaneamente ou separadamente Smoke = fumaça + fog = neblina Poluição local Smog Industrial Características: constituído por uma névoa formada pela mistura de poluentes (cor marom-avermelhada) Comum em regiões industrializadas, principalmente devido a queima de carvão e óleo combustível. Principais agentes poluidores: dióxido de enxofre (SO 2 ) e Material particulado (maioria pol. Primários) Situação agravada pelo fenômeno da inversão térmica 15

16 Poluição local Smog Fotoquímico Características: constituído por uma névoa formada pela mistura de poluentes, cor marom-avermelhada Denomina-se fotoquímico, pois os agentes poluidores podem se transformar quimicamente em outros compostos pela ação dos raios UV (NO e NO 2 e os hidrocarbonetos). Pol. secundários Importante: nas grandes cidades, geralmente o smog industrial (mistura de poluentes, principalmente SO 2 e PM) e o smog fotoquímico (poluentes que se transformam quimicamente na presença de UV) ocorrem simultaneamente Smog industrial (mistura de poluentes em regiões industrializadas) e fotoquímico (poluentes presentes podem se transformar em outros compostos pela ação UV), somado a inversão térmica em São Paulo agravando a poluição Maio 2010 Agosto

17 Poluição atmosférica em Rondônia Caracterizada pelas queimadas realizadas durante o período de seca da região 80% da queima da vegetação resulta em dióxido de carbono (CO 2 ), monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos e material particulado Porto Velho desaparece em meio a fumaça Fonte: Jornal Eletrônico 16/08/10 Poluição Global Os problemas de poluição atmosférica globais ocorrem devido a movimentação das massas de ar que causam o transporte dos poluentes para diferentes regiões, logo, uma poluição pontual de elevada magnitude pode tornar-se uma poluição global Movimentação das massas de ar interligando todos os continentes 17

18 Alternativas para o combate do Smog Principais agentes são os VEÍCULOS, portanto o controle deste tipo de poluição deve passar por mudanças nos meios de transporte Principais alternativas: Reduzir o uso do automóvel Escala para restrição da circulação de veículos em SP durante a operação rodízio em 2007 Benefícios da operação rodízio: Índice de Qualidade do Ar (IQA) em termos de monóxido de carbono (CO) julho a setembro de 2007 em São Paulo 18

19 Doenças e Agravos relacionados a poluição atmosférica: Irritação dos olhos, garganta e nariz (vias aéreas superiores) Doenças respiratórias: Agravamento de asmas e alergias Bronquites (inflamação dos bronquios), Infecções pulmonares Doenças cardiovasculares Infarto, inflamação de veias e artérias Câncer (pulmão, rins, etc) Programa de Vigilância em Saúde Ambiental relacionado à qualidade do ar-vigiar Objetivo Geral: Promover a saúde da população exposta aos fatores ambientais relacionados aos poluentes atmosféricos É Promover um Programa a saúde da coordenado população exposta pela Coordenação aos fatores ambientais Geral de relacionados Vigilância em aossaúde poluentes atmosféricos Ambiental-CGVSA, inserida na Secretaria de Vigilância em Saúde-SVA (Ministério da saúde, implementado em 2001 Diretriz para o Programa VIGIAR: Resolução CONAMA n 003 de 28 de junho de 1990 estabelece Padrões de Qualidade do Ar 19

20 Padrões Nacionais de Qualidade do Ar Os padrões nacionais de qualidade do ar foram estabelecidos pelo IBAMA, e aprovados pelo CONAMA através da resolução n 003 de 28 de junho de 1990 (diretriz para o VIGIAR) Padrões Nacionais de Qualidade do Ar 1) Padrões Primários: NÍVEIS MÁXIMOS TOLERADOS 2) Padrões Secundários: CONCENTRAÇÕES DESEJADAS 20

21 Padrões Nacionais de Qualidade do Ar Padrões nacionais de qualidade do ar Padrões Nacionais (Resolução CONAMA nº 03 de Qualidade 28/06/90) do Ar Poluente Tempo de Amostragem Padrão Primário µg/m³ Padrão Secundário µg/m³ Método de Medição Níveis máximos tolerados Níveis desejados partículas totais em suspensão 24 horas (Média MGAanual) amostrador de grandes volumes partículas inaláveis (PM 10 ) 24 horas (Média MAAanual) separação inercial/filtração fumaça 24 horas (Média MAAanual) refletância dióxido de enxofre 24 horas MAA 3 80 (Média anual) pararosanilina dióxido de nitrogênio 1 hora MAA (Média anual) quimiluminescência 1 hora 1 monóxido de carbono horas 1 35 ppm ppm ppm ppm infravermelho não dispersivo ozônio 1 hora quimiluminescência 21

22 Partículas totais em suspensão: todas as partículas sólidas ou líquidas suspensas no ar. Podem estar adsorvidas a substâncias tóxicas Gases tóxicos SO 2 : Emissões naturais de compostos com S: erupções vulcânicas e decomposição da matéria orgânica em áreas alagadas Emissões antrópicas: principalmente pela queima do petróleo e carvão mineral CO: Origina-se da combustão incompleta dos hidrocarbonetos (compostos formados por C e H). Principal fonte: queima de combustíveis fósseis Gases tóxicos NO 2 : Emissões antrópicas: principalmente pela queima de combustíveis fósseis. Constitui um gás avermelhado altamente tóxico O 3 : gás oxidante muito ativo, presente na estratosfera (16Km - 50Km da superfície terrestre/camada de ozônio). Uma pequena fração pode se misturar a atmosfera (superfície terrestre a 16Km). Mas pode ser formados a partir da presença de outros poluentes. Ex: NO 2 + energia luminosa = NO + O O + O 2 = O 3 22

23 Padrões nacionais qualidade do ar Obs: A concentração média de 24h não deve ser excedida mais de 1 vez no ano (Resolução CONAMA nº 03 de 28/06/90) Poluente Tempo de Amostragem Padrão Primário µg/m³ Padrão Secundário µg/m³ Método de Medição Níveis máximos tolerados Níveis desejados partículas totais em suspensão 24 horas (Média MGAanual) amostrador de grandes volumes partículas inaláveis (PM 10 ) 24 horas (Média MAAanual) separação inercial/filtração fumaça 24 horas (Média MAAanual) refletância dióxido de enxofre 24 horas (Média MAAanual) pararosanilina dióxido de nitrogênio 1 hora (Média MAAanual) quimiluminescência 1 hora 1 monóxido de carbono horas 1 35 ppm ppm ppm ppm infravermelho não dispersivo ozônio 1 hora quimiluminescência A res. CONAMA 003/1990, estabelece ainda os critérios para episódios críticos de poluição do ar Caso um dos parâmetros ultrapasse as concentrações estabelecidas, o estado de ATENÇÃO, ALERTA e EMERGÊNCIA devem ser emitidos à população pelo órgão estadual competente e o mesmo deve tomar as providências no intuito de melhorar a qualidade do ar (Plano Regional de Controle da Poluição do Ar) 23

24 A res. CONAMA 003/1990, estabelece ainda os critérios para episódios críticos de poluição do ar Baseados nos valores dos padrões de qualidade do ar (CONAMA 003/1990), a CETESB (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental do estado de São Paulo) elaborou os índices de qualidade do ar (IQA) para o estado de São Paulo O IQA é uma ferramenta matemática desenvolvida para simplificar o processo de divulgação da qualidade do ar para a população Foram estabelecidos 5 índices: Os índices são calculados baseados nas concentrações diárias de: PM 10, O 3, CO, NO 2 e SO 2 24

25 Qualidade Índice Significado Boa 0-50 Praticamente não há riscos à saúde. Regular Pessoas de grupos sensíveis (crianças, idosos e pessoas com doenças respiratórias e cardíacas), podem apresentar sintomas como tosse seca e cansaço. A população, em geral, não é afetada. Inadequada Toda a população pode apresentar sintomas como tosse seca, cansaço, ardor nos olhos, nariz e garganta. Pessoas de grupos sensíveis (crianças, idosos e pessoas com doenças respiratórias e cardíacas), podem apresentar efeitos mais sérios na saúde. Má Toda a população pode apresentar agravamento dos sintomas como tosse seca, cansaço, ardor nos olhos, nariz e garganta e ainda apresentar falta de ar e respiração ofegante. Efeitos ainda mais graves à saúde de grupos sensíveis (crianças, idosos e pessoas com doenças respiratórias e cardíacas). Péssima >299 Toda a população pode apresentar sérios riscos de manifestações de doenças respiratórias e cardiovasculares. Aumento de mortes prematuras em pessoas de grupos sensíveis. 25

26 Principais objetivos do Programa de controle da poluição do ar por veículos automotores - PROCONVE Reduzir os níveis de emissão de poluentes por veículos automotores visando ao atendimento aos padrões de qualidade do ar, especialmente nos centros urbanos Promover o desenvolvimento tecnológico nacional, tanto na engenharia de automóveis como também em métodos e equipamentos capazes de medir esses poluentes na atmosfera Criar programas de inspeção e manutenção para veículos 26

27 O PROCONVE também estabelece os LIMITES MÁXIMOS DE EMISSÃO de poluentes do ar para os motores e veículos Taxa de emissão de poluentes provenientes do escapamento dos veículos leves Peso do veículo menor que 1.700kg Res CONAMA 1986, 1989, 1992 Res CONAMA 1997 Res CONAMA 2009 Monóxido de carbono (CO) (g por Km) Hidrocarbonetos totais (p/ veículos a gás natural) (g por Km) Óxidos de Nitrogênio (NOx) (g por Km) Hidrocarbonetos não metanos (NMHC) (g por Km) Aldeídos (CHO) (g por Km) Material particulado (para veículos a diesel) (g por Km) 24,0 2,0 1,30 2,1 0,3 0,3 2,0 0,6 0, , , ,030 27

28 Os limites máximos estabelecidos pelo CONAMA devem ser garantidos por escrito pelo fabricante, pelo menos durante Km ou 5 anos de uso (o que ocorrer primeiro) A resolução CONAMA 415/2009 que dispõe sobre as regras da nova fase do PROCONVE, estipula os seguintes prazos para adequação dos veículos: 2013 para veículos leves (<1700Kg) 2015 para veículos pesados (<1700Kg) É possível verificar a classificação Nota Verde de um determinado veículo em relação aos níveis de poluentes que ele emite no site do IBAMA. Todos os modelos e marcas de veículos leves foram analisados a partir de critérios como taxa de emissão de monóxido de carbono (CO) e Óxidos de nitrogenio (NOx) 28

29 Emissão está dentro do estabelecido pela CONAMA 415/2009 Estações de monitoramento de qualidade do ar da Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental do estado de São Paulo - CETESB A CETESB possui estações medidoras na Região Metropolitana de São Paulo, Cubatão, Campinas, São José dos Campos, Sorocaba e Paulínia, além de estações móveis, que são utilizadas em estudos temporários Estação móvel Parque do Ibirapuera - SP 29

30 São emitidos boletins diários - Exemplo A qualidade do ar em cada estação é determinada pelo poluente de pior situação naquele dia O boletim também traz informações metereológicas, detalhado se as condições climáticas, estão ou não favoráveis para a dispersão de poluentes 30

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