Aula 1 - Introdução à Química Ambiental

Transcrição

1 Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) Instituto de Ciências Exatas Depto. de Química QUI 163 Química Ambiental Aula 1 - Introdução à Química Ambiental Prof. Dr. Júlio Silva 2019

2 Engenharia Sanitária, etc.. O QUE É QUÍMICA AMBIENTAL???? É uma ciência interdisciplinar; Química (ciência que estuda a composição, estrutura, propriedades da matéria, as mudanças sofridas por ela durante as reações químicas e a sua relação com a energia) Biologia (ciência natural que estuda a origem e as características dos seres vivos e suas interações com o ambiente) Geologia (ciência responsável por estudar a origem, a história, a composição e as características do planeta Terra) Ecologia (estuda as relações entre os seres vivos e o meio ambiente onde vivem, bem como a influência que cada um exerce sobre o outro) Física (Física é a ciência que estuda a natureza e seus fenômenos em seus aspectos mais gerais. Analisa suas relações e propriedades, além de descrever e explicar a maior parte de suas consequências)

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5 INTRODUÇÃO À QUÍMICA AMBIENTAL QUÍMICA AMBIENTAL Estuda processos químicos (mudanças) que ocorrem no meio ambiente Essas mudanças podem ser naturais ou causadas pelo homem Em alguns casos podem trazer sérios danos à humanidade Atualmente, há uma grande preocupação em entender a química do meio ambiente, com o objetivo de melhorar a qualidade de vida em nosso planeta

6 INTRODUÇÃO À QUÍMICA AMBIENTAL MEIO AMBIENTE Conjunto de condições que afetam a existência, desenvolvimento e bemestar dos seres vivos. Não se trata apenas de um lugar no espaço, mas de todas as condições físicas, químicas e biológicas que favorecem ou desfavorecem o desenvolvimento BIOSFERA Conjunto de todas as partes da Terra onde é possível, pelo menos a algumas espécies de organismos, viver permanentemente, alimentar-se e reproduzir-se

7 BIOSFERA É o conjunto de todos os ecossistemas do planeta Sistemas integrados de seres vivos e ambientes físicos BIOSFERA Litosfera Hidrosfera Atmosfera Camada superficial, sólida, da Terra, composta de rochas e solo Ambiente líquido (oceanos, lagos, rios) Camada de ar que envolve a Terra EQUÍLÍBRIO

8 INTRODUÇÃO À QUÍMICA AMBIENTAL POLUIÇÃO: Qualquer substância que possa tornar o ambiente impróprio, nocivo ou ofensivo à saúde, inconveniente ao bem estar público, danoso aos materiais, à fauna, à flora ou prejudicial à segurança, ao uso e gozo da propriedade e às atividades normais da comunidade. Não se restringe somente à ocorrência de doenças no homem Qualquer alteração de um ambiente (ar, água, solo) que resulte em prejuízos aos organismos vivos ou prejudique um uso previamente definido para ele. POLUENTE: Qualquer substância causadora de poluição

9 INTRODUÇÃO À QUÍMICA AMBIENTAL Para muitos de nós, a química do meio ambiente é uma área do conhecimento que surgiu dentro da química nestas últimas décadas. A história antiga A registros de poluição desde os tempos bíblicos Eis aqui pois o que diz o Senhor: nisto conhecerás tu que eu sou o Senhor: eis que ferirei eu a água do rio com a vara, que tenho na minha mão, e essa água se converterá em sangue. Os peixes também, que estão no rio, morrerão; as águas se corromperão; e os egípcios, que beberem, serão atormentados (Moisés, Velho Testamento, Êxodo apud ROCHA et al., 2004) Desiquilíbrio ambiental excesso de MO nos sedimentos Crescimento de algas vermelhas Consumo de O 2!!

10 INTRODUÇÃO À QUÍMICA AMBIENTAL A história antiga Homem nômade Homem sedentário poluição Aristóteles (322 a.c.) Estudos de organismos em água poluídas Bíblia (3.000 anos) Conceitos básicos de higiene (pestes, pragas de roedores, insetos, etc.) Índia (4.000 anos) Primeiro sistema eficiente de distribuição de água

11 A história antiga Inglaterra (XVIII) Início da caracterização da poluição Latrina pública (século I d.c.) Toaletes públicos da cidade antiga de Ephesus em Izmir, Turquia Sistemas de efluentes domésticos Poluição de rios (peste bubônica) Inglaterra (XVIII) doenças (cólera) e morte de peixes

12 Preocupação com a devastação do meio ambiente em regiões do Reino Unido próximas de onde se fazia a extração de carvão Nature 1872: minuciosa análise da qualidade do ar nas cidades inglesas de Londres e Manchester

13 INTRODUÇÃO À QUÍMICA AMBIENTAL A história contemporânea 1840 (Justus von Liebig, ) relação entre o crescimento de plantas em esterco (adubo) Robert Koch ( ) Tuberculose (1882) e cólera (1883) são transmitidas por bactérias 1884 (Max von Pettenkofer, ) contaminação de água por infiltração devido a proximidade com fossas 1907 filtração era o principal método de tratamento de água potável (redução de 99 de bactérias) 1902 Utilização do Cloro (EUA)

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15 INTRODUÇÃO À QUÍMICA AMBIENTAL Estes são apenas alguns exemplos que demonstram que a Química voltada aos processos ambientais não é algo novo Durante muito tempo fizemos química de frente para a bancada, mas de costas para a janela dos laboratórios Esse aparente desinteresse pelos processos químicos que ocorrem na biosfera (solo, água e atmosfera) não ocorreu apenas no Brasil, mas foi um fenômeno global Porém, a partir da década de 60...

16 INTRODUÇÃO À QUÍMICA AMBIENTAL Década de 60 A informação transformou nosso planeta em um sistema único Descobrimos a Terra como um organismo vivo, único Uso indiscriminado de pesticidas colocando em risco a nossa saúde: contaminação de alimentos e água Lixo urbano e industrial descartados inadequadamente O ar estava se tornando irrespirável Modelo econômico tratava o nosso planeta finito e limitado como se fosse algo infinitamente rico e capaz de prover recursos ilimitados a uma população que crescia assustadoramente

17 Produção de Alimentos x Crescimento da População Produtividade de culturas agrícolas limitada pela escassez de elementos essenciais (NPK); Baixa fertilidade dos solos, exaustão desses nutrientes em virtude de sistemas de produção intensiva ou pela elevada acidez do solo; A utilização de corretivos da acidez e fertilizantes estratégia utilizada para minimizar esses problemas; Aumento da produção agrícola no país, tem levado ao uso crescente desses produtos químicos; Setor de adubos/fertilizantes no Brasil atingiu um faturamento superior a US$ 16 bilhões na última década (BNDES); País é o quarto consumidor mundial de fertilizante NPK; Maioria dos fertilizantes comerciais são derivados de rochas recursos naturais não renováveis; Jazidas naturais são escassas e a produção nacional não supre a alta demanda exigida tornando o país um alto exportador; Alternativas????? 17

18 INTRODUÇÃO À QUÍMICA AMBIENTAL Década de 70 Resultados produzidos como fruto da organização e da mobilização da sociedade Legislação ambiental cada vez mais restritiva e preocupada com o destino dos compostos químicos no meio ambiente Avaliação de risco ambiental e com o risco de exposição às novas moléculas produzidas pelo homem, de cuja toxicidade pouco se sabia Interferentes endócrinos no ambiente (Contaminantes Emergentes)

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20 Hormônio do crescimento. Estimula a tireoide e as glândulas sexuais Paratormônio: regula a quantidade de cálcio e fósforo no sangue. Tiroxina, hormônio que controla a velocidade do metabolismo celular, na manutenção do peso e do calor corporal, no crescimento e no ritmo cardíaco. Timo está situado entre os pulmões. Produz um hormônio que atua na defesa do organismo do recém-nascido contra infecções Adrenalina, hormônio que prepara o corpo para a ação. Hormônios (insulina e o glucagon) As glândulas sexuais são os ovários e os testículos, que fazem parte do sistema reprodutor feminino e do sistema reprodutor masculino.

21 Interferente endócrino (IE): substância química que pode interferir no funcionamento do sistema endócrino de espécies animais e seres humanos. Classificação: micropoluentes orgânicos, substâncias tóxicas persistentes (STP), poluentes orgânicos persistentes (POP), poluentes emergentes, dentre outros Comportamento do IE: Estrogênico (esteróides hormonais que atuam no desenvolvimento sexual feminino e suas funções reprodutivas) e androgênico (esteróides hormonais responsáveis pelo desenvolvimento das características sexuais secundárias masculinas) Doenças: câncer de testículo, de mama e de próstata, a queda da taxa de espermatozóides, deformidades dos órgãos reprodutivos, disfunção da tireóide e alterações relacionadas com o sistema neurológico Origem: origem antrópica ou natural Origem antrópica: hormônios sintéticos (hormônios idênticos aos naturais, fabricados pelo homem e utilizados como contraceptivos orais e/ou aditivos na alimentação animal) e xenoestrogênios (substâncias produzidas para utilização nas indústrias, na agricultura e para os bens de consumo. Xenoestrogênios: pesticidas e aditivos plásticos, as bifenilas policloradas, os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, compostos de organoestanho, alquilfenóis, e ainda subprodutos de processos industriais, como as dioxinas e furanos; Fontes de contaminação: alimentação (substâncias utilizadas durante a produção de alimentos industrializados e/ou no processo de embalagem dos mesmos), ou ainda através da ingestão de água potável contaminada, pois várias destas substâncias não são totalmente destruídas ou degradadas durante o processo empregado nas estações de tratamento, tanto de água como de esgoto.

22 A partir da década de 80 A questão ambiental passa a ser um tema de discussão em todos os segmentos da sociedade Os problemas de poluição ambiental ainda são cercados de muita desinformação Dificultando a escolha da melhor opção preventiva ou mesmo paliativa para o problema Parte dessa desinformação pode ser atribuída a um erro histórico cometido a cinco décadas atrás quando deixamos a sociedade sem respostas Riscos inerentes do uso de DDT Metais Pesados Emissão de gases causadores do Efeito Estufa, etc... Produtos sem química Ideia equivocada de química = nocivo!

23 Sociedade civil Empresa Centros de Pesquisa Informação Qualificada!!!

24 INTRODUÇÃO À QUÍMICA AMBIENTAL

25 Avanços da química na área de saneamento ambiental e processos de desinfecção de água, aumento e diversificação da produtividade agrícola à custa de insumos químicos, bem como da bioquímica, que serve como base da medicina preventiva, desenvolvendo vacinas e novas drogas que aumentam a nossa longevidade A expectativa de vida do brasileiro está aumentando (anos 50 = 43,3 anos, hoje = 75,8 anos) Dentro de um assunto tão complexo, inúmeras perguntas ainda estão sem respostas... Ainda não conhecemos Toxicidade ou poder com exatidão a mutagênico de todas as magnitude do efeito novas moléculas que são estufa e todas as suas FRUSTRAÇÃO? produzidas consequências

26 (Barragem da Samarco Distrito de Bento Rodrigues (2015) (Barragem da Vale Brumadinho (2018)

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28 Juiz de Fora e região...

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31 2007

32 AINDA HÁ MUITO A SER FEITO... EM TERMOS DE CONHECIMENTO... EM TERMOS DE LEGISLAÇÃO... EM TERMOS DE PREVENÇÃO... EM TERMOS DE RECUPERAÇÃO......A QUÍMICA AMBIENTAL SERÁ SEMPRE UM TEMA ATUAL!

33 Referências Bibliográficas 1. ROCHA, J. C., ROSA, A. H., CARDOSO, A. A., Introdução à Química Ambiental, Porto Alegre, Bookman, Acessado em 13/11/ Baird, C. Química Ambiental; Tradução Maria Angeles Lobo Recio e Liz Carlos M. Carrera, 2 ed, Porto Alegre, Bookman, 2002.