Na Atmosfera da Terra: Radiação, Matéria e Estrutura Unidade temática 2

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1 Sumário Na Atmosfera da Terra: Radiação, Matéria e Estrutura Unidade temática 2 Breve história. Composição média da atmosfera atual. Agentes de alteração da concentração de. - Contaminação e toxicidade. - Medidas de toxicidade de um produto: DL 50 e CL Graus de Toxicidade. Tempos de exposição. APSA 1 A Terra e os gases da sua atmosfera toxicidade e contaminação. O que é a atmosfera? É uma mistura de gases que rodeiam um planeta. No caso da Terra, protege-a não só das radiações solares, como também de meteoritos que cruzam o espaço. A atmosfera terrestre consiste numa massa gasosa de diferentes gases que rodeiam o nosso planeta. 1

2 A nossa atmosfera teve sempre a mesma constituição? Não Então como evoluiu a nossa atmosfera? A Atmosfera Primitiva da Terra Quando a Terra foi formada há cerca de 4600 milhões de anos, esta era uma bola rochosa em fusão, muito brilhante e era bombardeada frequentemente por meteoritos e cometas. A sua atmosfera era, provavelmente, constituída por hidrogénio e por hélio, tal como 99% do Universo. 2

3 A Atmosfera Primitiva da Terra Quando a Terra arrefeceu formou-se uma crusta muito fina e sólida à superfície. E foi a atividade vulcânica que provocou a desgaseificação do interior da jovem Terra devido à: Fuga de gases voláteis para o exterior da crusta terrestre, os quais estavam aprisionados no seu interior; A rutura de ligações que «prendiam» outros gases a rochas e minerais, também escaparam para o exterior da crusta terrestre. Estes gases ao serem libertados constituíram a atmosfera primitiva da Terra. 3

4 Da Atmosfera Primitiva à Atmosfera Atual À medida que a Terra arrefecia e os gases se iam libertando, a atmosfera primitiva começou a ficar saturada de vapor de água. A água começou a cair sob a forma de chuva, originando os mares e os oceanos, e arrastou consigo grande parte do dióxido de carbono (substância solúvel em água). Formaram-se assim chuvas ácidas que reagiram com as rochas existentes, originando os carbonatos. Da Atmosfera Primitiva à Atmosfera Atual Na atmosfera, ficaram o azoto, vestígios de dióxido de carbono, vapor de água, metano e amoníaco. Por ação da radiação solar, as moléculas de metano e de amoníaco foram em grande parte destruídas, originando o hidrogénio, assim como outras moléculas mais complexas. Estas moléculas terão sido arrastadas pelas chuvas e, terão participado nos oceanos, na formação dos primeiros seres autotróficos (que produzem o seu próprio alimento), as cianobactérias, com capacidade para iniciar a atividade fotossintética. Entretanto o hidrogénio formado, como era muito pouco denso, escapou da atmosfera terrestre para o Espaço. 4

5 Da Atmosfera Primitiva à Atmosfera Atual Estromatólitos Rochas fossilizadas de cianobactérias e com sedimentos à sua volta. Da Atmosfera Primitiva à Atmosfera Atual Atividade fotossintética: H 2 O + CO 2 hidratos de carbono + O 2 O oxigénio hoje existente na atmosfera derivou da fotossíntese, primeiro, dos organismos unicelulares e, depois, de organismos vegetais mais complexos. O oxigénio, O 2, permitiu a vida à superfície da Terra porque algumas das suas moléculas originaram o ozono (O 3 ), que impediu que as radiações solares, perigosas para a vida, tivessem atingido a Terra. O azoto, N 2, aumentou devido à atividade das bactérias existentes no solo. 5

6 Da Atmosfera Primitiva à Atmosfera Atual Assim há cerca de 2300 milhões de anos: - Já só havia vestígios de dióxido de carbono e vapor de água na atmosfera; - O oxigénio (O 2 ) começou a libertar-se para a atmosfera; - O azoto (N 2 ) continuou a ser o componente principal da atmosfera terrestre. 6

7 Composição média da atmosfera atual Da Atmosfera Primitiva à Atmosfera Atual Há cerca de 1500 milhões de anos a atmosfera tinha a composição atual. Composição média da atmosfera atual 7

8 Importância de Alguns Gases da Atmosfera Oxigénio (O 2 ): O oxigénio foi fundamental para o desenvolvimento da vida e é importante na atmosfera porque os animais e as plantas precisam dele para viver. A sua libertação para a atmosfera permitiu, também, a formação da camada de ozono, que absorve as radiações ultravioletas solares mais energéticas, mortais para os seres vivos. No entanto, uma atmosfera demasiado rica em oxigénio tornaria também a vida impossível. A decomposição da matéria ocorreria muito mais rapidamente e, sendo bom comburente, a matéria facilmente entrava em combustão. Importância de Alguns Gases da Atmosfera Azoto (N 2 ): O azoto atmosférico é um moderador da ação química do oxigénio, pois as suas moléculas são muito pouco reativas. Uma boa parte das substâncias orgânicas que constituem os seres vivos incluem átomos de azoto. O azoto desempenha um papel fundamental na alimentação e no crescimento dos seres vivos. O azoto é retirado através de microrganismos e da indústria. Volta depois à atmosfera devido à decomposição anaeróbica de plantas e animais mortos. 8

9 Importância de Alguns Gases da Atmosfera Água (H 2 O) e dióxido de carbono (CO 2 ): O vapor de água, (H 2 O) e o dióxido de carbono, (CO 2 ), apesar de existirem em quantidades mínimas na atmosfera, são importantes para a vida na Terra. Para além de participarem nos processos biológicos que dão vida aos organismos, exercem um papel fundamental na regulação do clima da Terra. Importância de Alguns Gases da Atmosfera O dióxido de carbono na atmosfera retém uma parte da radiação refletida pela Terra. Como consequência, a atmosfera e a superfície terrestre aquecem, processo que é conhecido como Efeito de Estufa, e que permite que a superfície da Terra tenha temperaturas amenas. O dióxido de carbono é lançado para a atmosfera pelas combustões e pela respiração dos seres vivos. É, depois, absorvido pelas plantas, através da fotossíntese, e pelos oceanos, onde se dissolve na água, reagindo com as rochas para formar carbonatos. 9

10 Alteração da concentração dos A concentração dos componentes vestigiais da atmosfera pode ser alterada como resultado da atividade humana (atividade antropogénica) ou de fenómenos naturais. Estas alterações podem ter efeitos muito graves sobre os seres vivos e o meio ambiente. A contaminação poluentes Às substâncias nocivas que encontramos na atmosfera e que resultam de atividades tanto naturais como antropogénicas e provocam prejuízos nos ecossistemas e nos sistemas de suporte de vida dos seres vivos, chamamos poluentes. A figura, ilustra alguns dos principais poluentes do ar e as respetivas fontes de poluição. 10

11 Os principais poluentes de natureza antropogénica Principais poluentes, fontes de produção e respetivos efeitos 11

12 A contaminação Um poluente é um contaminante, ou seja, é uma substância que, direta ou indiretamente e mesmo quando presente em quantidades vestigiais, altera o fim a que se destina uma outra substância. Contudo, um poluente não é necessariamente um produto tóxico. A toxicidade Um poluente só pode ser considerado um produto tóxico se, direta ou indiretamente, causar alterações graves num ser vivo ou no equilíbrio de um ecossistema. Os efeitos dos agentes poluentes tóxicos sobre os seres vivos dependem, de determinados fatores: natureza química; persistência; concentração. 12

13 A toxicidade A toxicidade de um determinado agente depende da natureza química do composto (tipo de produto), do seu tempo de permanência no ecossistema sem ser destruído ou alterado (biodegradação) e da sua quantidade por unidade de volume de ar, água, de solo ou de peso corporal (associada à contaminação). Assim, é necessário estudar cada produto quanto à sua toxicidade para se prever a sua atuação sobre os diferentes ecossistemas. Fontes de exposição, meios de inalação, processos de propagação 13

14 Dose letal (DL 50 ) e concentração letal (CL 50 ) de um produto químico Como se mede, então, a toxicidade de um produto? DL 50 m m produto corporal ( mg ) ( kg) 14

15 Exemplos Exemplos 15

16 Dose letal de um produto químico Valores de DL 50 para algumas substâncias conhecidas Graus de toxicidade Quanto ao grau de toxicidade, os produtos podem ser classificados em diferentes graus (grau 1 menos tóxico até ao grau 6 supertóxico) 16

17 TPC Exercícios que ficarem por fazer da APSA 1 A Terra e os gases da sua atmosfera toxicidade e contaminação. 17