Química Ambiental. Agatha Lopes. Aula 6 Química Atmosférica (Parte 2) Principais problemas ambientais Legislações brasileiras

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1 Universidade Federal de Juiz de Fora Instituto de Ciências Exatas Departamento de Química Química Ambiental Prof. Dr. Rafael Arromba de Sousa Aula 6 Química Atmosférica (Parte 2) Principais problemas ambientais Legislações brasileiras 2 semestre 2016 Agatha Lopes

2 Chuva ácida Efeito estufa Camada de ozônio Resoluções do CONAMA

3 Poluição A presença de agentes poluentes varia em função da localização, atividades que são realizadas na área. Os combustíveis fósseis é a principal fonte de poluentes na atmosfera urbana, como: SO 2, NO e NO 2 (chamados NO x ), CO, Material particulado em suspensão. Efeitos adversos à saúde humana pela inalação direta e por rotas indiretas de exposição, como contaminação de águas. 3

4 CHUVA ÁCIDA HISTÓRIA O primeiro monitoramento da poluição do ar iniciou-se em 1852 pelo químico Robert Angus Smith, que após 20 anos de estudo usou o termo chuva ácida pela primeira vez no livro Ar e a chuva. O início da climatologia química, publicado em Chuva ácida refere-se à acidez acentuada produzida na água da chuva pela poluição atmosférica. Há ocorrência de deposição de espécies ácidas na forma de neve e sem a presença de fase líquida (deposição seca), assim o conceito de chuva ácida foi expandido para deposição ácida. 4

5 A água da chuva é naturalmente ácida (ph 5,5) : H CHUVA ÁCIDA 2 SO 4 HNO Presença de ácidos fortes 3 Com valor de ph entre 5,0 e 2,2 5

6 Principais reações...como os ácidos são formados na atmosfera 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 6

7 As correntes de vento podem transportar os gases tóxicos por mais de 2000 km. Estão vinculados à acidificação de solos, lagos e rios, afetando adversamente ecossistemas aquáticos e terrestres. Afeta o desenvolvimento de plantas: danifica as folhas, disponibiliza o Al 3+ do solo. Causa a mortandade de peixes e outros organismos aquáticos. Promove degradação de monumentos e construções civis Para o ser humano, ficar molhado por uma chuva ácida pode deixar a pele bem ressecada, mas não oferece maiores riscos. O problema são os poluentes que originam o fenômeno. 7

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9 Entendendo os danos - Monumentos e Construções Danos para a construção civil A chuva ácida pode causar corrosão NÃO APENAS em minerais, mas também a metais e tintas Estátua de calcário 9

10 Entendendo os danos - fauna Rios e lagos ph entre 6,0 e 8,0 atinge valores próximos de 5,0 quando os solos e a água não tem capacidade de neutralizar a acidez das chuvas. 10

11 Entendendo os danos - 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. 11

12 No Brasil ocorre com maior intensidade, nos grandes centros urbanos, devido as emissões industriais e veicular. Nos anos 80, Cubatão -SP era conhecida como Vale da Morte, por conta dos reflexos provocados pelo seu polo industrial, que resultava em um alto nível de poluição por conta da falta de legislação ambiental. Hoje, a cidade é reconhecida pela ONU como símbolo de recuperação ambiental. Europa, América do Norte e alguns países asiáticos são os mais afetados pela chuva ácida Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (Cetesb) 12

13 EFEITO ESTUFA É um fenômeno normal e benéfico. Refere-se a uma contenção de CALOR promovida por moléculas gasosas específicas mantendo a temperatura do planeta numa faixa conveniente para a vida. Sem este fenômeno a temperatura média seria cerca de 30 C menor. Refletem para o solo a radiação infravermelha emitida pelas substâncias que absorvem a radiação solar. O aumento dos Gases estufa leva ao Aquecimento Global 13

14 CO 2 N 2 O CH 4 60% do efeito estufa. Usado como referência métrica padrão para determinar o potencial de aquecimento global dos demais gases do efeito estufa 5% do efeito estufa, Potencial de aquecimento 300x > CO 2. Um dos precursores da destruição da Camada de ozônio. 15% do efeito estufa, Potencial de aquecimento 25x > CO 2 O 3 8% do efeito estufa, Tóxico para os seres vivos. SF 6 Potencial de aquecimento 22000x > CO 2 HALO- CARBONETO HFCs Hidrofluorcarbonetos: substitutos dos CFCs, porém potencial de aquecimento é x > CO 2 14

15 Aquecimento Global Foco do fenômeno são os problemas que podem ocorrer: PREVISÃO : Derretimento das calotas polares Alagamento de regiões costeiras Mudanças climáticas: longos períodos de seca, períodos de enchentes. Entretanto, não há ainda medidas que determinem sem erros que ele o aquecimento global exista! 15 _brasil_participa_de_questoes_cientificas_globais/23725/

16 Efeito Estufa Representação do processo 16

17 Efeito Estufa Princípio físico-químico Moléculas como CO 2, CH 4, H 2 O e O 3 absorvem e vibram na frequência da radiação infravermelha, ocasionando a contenção de calor pela atmosfera. O acréscimo de gases estufa na atmosfera modifica a quantidade do calor retino. o A atmosfera é transparente aos comprimentos da luz visível. o A camada de ozônio na atmosfera superior absorve a maior parte da luz ultravioleta. o Na 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. 17

18 Gases estufa Onde usamos 18

19 Gases estufa Alguns dados Segundo Instituto de Pesquisa Ambiental da Amazônia o Brasil está entre os 5 maiores emissores de gases estufa. Atividades de desmatamento e manejo do solo. Atualmente são despejados no ar cerca de 5 bilhões de toneladas de CO 2 por ano. Há 100 anos eram lançados 60 milhões de toneladas. (Disponível em acesso em ) 19 oviarios_2013.pdf

20 World Car Free Day A intenção é fazer com que as pessoas reflitam sobre os problemas causados pelos automóveis e usem outras formas de transportes. Em 1988 foi comemorado pela primeira vez em cidades francesas, depois países europeus. Em 2001 o evento chegou ao Brasil. 20

21 COP 21-21ª Conferência das Partes - ONU Paris em países assinaram. Visa diminuir o aquecimento global. 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. 21

22 QUÍMICA DO OZÔNIO Constituinte importante na Estratosfera Poluente na troposfera: um dos causadores do 22

23 O ozônio estratosfera Presente naturalmente na estratosfera o O 3 absorve a radiação UV na faixa de 220 a 320 nm. Isto protege os seres vivos de radiações nocivas... Esta camada influencia a qualidade de vida dos seres vivos (na troposfera). As reações envolvidas são geralmente fotoquímicas e são espontâneas (de formação e decomposição): 23

24 Prêmio Nobel de Química de por seu trabalho em química atmosférica, particularmente sobre a formação e decomposição de ozônio" Dr. Paul Crutzen, em 1970, Instituto Max Planck (Alemanha), mostrou que a papel dos óxidos de nitrogênio. Dr. Mario Molina, e Dr. Sherwood Rowland MIT (EUA) publicaram em 1974 um artigo (Nature) sobre a ameaça do clorofluorcarbonos à Camada de Ozônio Embora estudos sobre o assunto datem da década de 1970, desde então, muito ainda se pesquisa sobre o ozônio na atmosfera e as características da camada de ozônio. 24

25 O ozônio estratosfera Na presença de poluentes podem ocorrer reações fotoquímicas que possibilita a decomposição do ozônio, resultando assim na degradação da camada de ozônio: Essas espécies são catalisadoras. Acelera a reação entre o ozônio e o oxigênio isolado, regeneram-se em espécies intactas capazes de recomeçar o ciclo. 25

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27 O 3 como poluente Smog Fotoquímico Ele é resultado principalmente de uma inversão térmica que ocorre em épocas frias do ano e em lugares com muita poluição. Em épocas frias, pode ocorrer a formação de uma camada de ar fria abaixo da camada de ar quente que contém os poluentes. Efeito visível na atmosfera (camada roxa acinzentada) do resultado de poluentes e de suas reações catalisadas pela luz solar. Na atmosfera, os óxidos de nitrogênio podem reagir com o oxigênio sob ação da luz solar formando gás ozônio. 27

28 Aspectos sócio-políticos 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 Inicialmente 46 países que assinaram o Protocolo de Montreal, esse número subiu para 197 atualmente. Brasil aderiu em Tem sido alterado por meio de emendas.

29 Divisão das substâncias destruidoras de ozônio em 7 famílias compostas à bases de cloro, flúor ou hidrocarbonetos à bases de bromo: 1. Clorofluorcarbonos (CFCs); 2. Hidroclorofluorcarbonos (HCFCs); 3. Halons; 4. Hidrobromofluorcarbonos (HBFCs) 5. Tetracloreto de carbono (CTC); 6. Metil clorofórmio (TCA); 7. Brometo de metila (MeBr). 29

30 Imagem da Nasa mostra buraco da camada de ozônio em 1979, 1989, 2006 e

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32 QUALIDADE DO AR E LEGISLAÇÃO 1) Resolução CONAMA nº 05, de , que instituiu o Programa Nacional de Controle da Qualidade do Ar: "PRONAR....pela limitação dos níveis de emissão de poluentes por fontes de poluição atmosférica, com vistas à melhora da qualidade do ar, ao atendimento dos padrões estabelecidos e o não comprometimento da qualidade do ar nas áreas consideradas não degradadas. 1) Resolução CONAMA nº 03, de Estabeleceu os padrões nacionais de qualidade do ar. Definiu os métodos para a monitoração de diferentes parâmetros - Partículas totais em suspensão - SO 2 - CO - O 3 - NO 2 - Fumaça - Partículas inaláveis 32

33 Legislação 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 33

34 O monitoramento é de responsabilidade dos Estados. 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. Ficam estabelecidos os Níveis de Qualidade do Ar para elaboração do Plano de Emergência Estados de 34

35 Resolução CONAMA nº 018/86, de 06/05/1986 que dispões sobre a criação do programa de controle da poluição causada por veículos automotores PROCONVE. Automóveis, caminhões, ônibus e máquinas rodoviárias e agrícolas; Estabelece os limites máximos de emissão para motores e veículos novos; Exigências tecnológicas (prazos); Contribuiu para o atendimento aos Padrões de Qualidade do Ar instituídos pelo PRONAR. Veiculos_Rodoviarios_2013.pdf 35

36 Legislação Resolução CONAMA nº 297/02, de 26/02/2002 que institui o programa de controle da poluição do ar por motocicletas e veículos similares PROMOT. Entre 2000 e 2009 houve uma redução de 70 a 80% nas emissões de gases poluentes....enquanto um carro roda em média 30 km/dia, as motos de entrega percorrem até 180 km/dia, poluindo tanto quanto os automóveis... 36

37 Referências Rocha, J. C; Rosa, A. H. e Cardoso, A. A, Introdução à Química Ambiental, Porto Alegre Bookman, 2004 Baird, C. Química 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, 2011 Fornaro, A. Aguas de chuva: Conceitos e Breve histórico. Há chuva ácido no Brasil? REVISTA USP, São Paulo, n.70, p , junho/agosto Mozeto, A. Química Atmosférica: A química sobre nossas cabeças. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola Tolentino, M., Filho, R.C.. A Química no efeito estufa. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola acessado acessado em acessado em g, acessado acessso em Acesso em Acesso