Ameaça à Camada de Ozônio Início dos anos 70 cientistas identificaram problemas em potencial relacionados a: exaustão de aviões supersônicos voando na baixa estratosfera e produtos químicos usados em refrigeradores e como propelantes em lata de spray. 1971, H.S.Johnston, Universidade da Califórnia (Berkeley), atentou para o perigo potencial de uma frota grande daqueles aviões emitindo grandes quantidades de óxido nítrico na baixa estratosfera: possivelmente acelerando a destruição natural do ozônio. três anos mais tarde, F.S. Rowland e M. Molina mostraram que uma classe de produto químico muito inerte, largamente usada, conhecida como Clorofluorcarbonos eram transportados para a estratosfera por movimentos convectitivos de ar podendo absorver luz solar (fotons de alta energia) e produzir cloro livre poderia destruir o ozônio estratosférico através de uma série de reações catalíticas. Sabe-se hoje: Halons usados em extintores de incêndio também podem produzir bromo na estratosfera, aumentando ainda mais o efeito da destruição da camada de ozônio. Alguns CFC s e Halons podem sobreviver na atmosfera mais de 100 anos. Movidos pelas correntes de ar os halocarbonos produzidos em 60 anos passados ameaçam a camada de ozônio por décadas que ainda virão.
IMPORTÂNCIA DO O PARA A 3 SOCIEDADE HUMANA 1. FILTRA OS RAIOS ULTRAVIOLETAS MAIS PERIGOSOS : UV B 2. FILTRA 70 A 90 % DOS RAIOS ULTRAVIOLETAS MENOS PERIGOSOS : UV A 3. PARTICIPA NO PROCESSO DE REGULAGEM DA TEMPERATURA DA TERRA : NA TROPOSFERA : É GÁS S ESTUFA NA ESTRATOSFERA : SUA DIMINUIÇÃ ÇÃO O PERMITE MAIOR PENETRAÇÃ ÇÃO O DE ENERGIA SOLAR NA TROPOSFERA AO TEMPO EM QUE DIMINUI A TEMPERATURA DA ESTRATOSFERA. Ozônio Estratosférico: rico: concentraçã ção o máxima m (< 10 ppm v ) a 25 35 km
EFEITOS DA RADIAÇÃO UV TIPO DE COMPRIMENTO EFEITOS RADIAÇÃO DE ONDA [nm] UV C 200-280 RADIAÇÃO LETAL AOS SERES VIVOS B 280-320 BAIXOS NÍVEIS CAUSAM: PREJUÍZOS À VISTA,CAN- CER DE PELE, BAIXA PRO- DUTIVIDADE DE PLANTAS, ALGAS MARINHAS E PEIXES A >320 RADIAÇÃO RELATIVAMENTE INOFENSIVA
COMPORTAMENTO DO DO OZÔNIO OZÔNIO NA NA ATMOSFERA PRODUÇÃO NATURAL RADIAÇÃO UV DESTRUIÇÃO ANTRÓPICA DESTRUIÇÃO NATURAL PRODUÇÃO ANTRÓPICA CAMADA LIMITE CAMADA LIMITE DESTRUIÇÃO ANTRÓPICA INVERSÃO DESTRUIÇÃO NATURAL POR CONTACTO COM MATERIAIS NAS PROXIMIDADES DO SOLO DESTRUIÇÃO ANTRÓPICA
O 2 UV O + O 180-240nm O + O 2 O 3 O 3 UV 200-320nm OZÔNIO ESTRATOSFÉRICO O + O 2 FORMAÇÃO DESTRUIÇÃO PAPEL DOS CFCs EM RELAÇÃO AO O ESTRATOSFÉRICO 3 Cl 2 2 h? (CFC-12) 175-220nm Cl + ClCF 2 DESTRUIÇÃO CATALÍTICA POR CLORO E ÓXIDOS DE Cl + O 3 ClO + O 2 1 O + ClO Cl O + O 3 2 O 2 + O 2 NITROGÊNIO NO + O 3 2 NO + O 2 2 NO + O NO + O 2 2 O + O 3 2 O 2 1 Um átomo de Cl é capaz de destruir até 100.000 moléculas de ozônio durante o seu tempo de residência na estratosfera (Leir, 1988) 2 Reação análoga à ClO + NO Cl + NO 2, que acopla os ciclos de ClO e NO e é também importante na química do cloro estratosférico
PRINCIPAIS APLICAÇÕES DE HALOCARBONOS Halocarbono* Nome genérico Fórmula Uso CFC 12 C Cl 2 F 2 Refrigeração, ar condicionado HCFC 22 CH Cl F 2 CFC 11 CH Cl 3 F CFC 115 C Cl F 2 CF 3 CFC 114 C Cl F 2 C Cl F 3 CFC 11 CFC 12 HCFC 22 CFC 113 C Cl 2 FC Cl F 2 CFC 114 CFC 113 Fabricação de espumas Agentes de limpeza 1,1,1 Tricloroetano C Cl 3 CH 3 Halon - 1211 C Br Cl F 2 Halons Halon - 1301 C Br F 3 CFC- 12 CFC 11 HCFC 22 CFC 113 CFC - 114 Usos variados: Gás esterilizante Produtos aerossóis * Inventados nos anos 30 para substituir NH 3 e SO 2 como refrigerantes
ESQUEMA SIMPLIFICADO DO DESTINO ESTRATOSFÉRICO DOS CFCs UV < 180 nm ESTRATROPAUSA 50 km ESTRATOSFERA TROPOPAUSA Transporte vagaroso Maior parte do CFC é estocado aqui TROPOSFERA O ( D) CFC UV Cl Cl O Circulação rápida O + Cl O? CH 4 Cl Cl O 2 O 3 + Cl? O 2 + Cl O O + O 3? O + O 2 2 Libertação de CFCs OH HCl H Cl Remoção de HCl pela chuva Transporte vagaroso 10-15 15 km 0 km
Contribuição dos gases de efeito estufa, somando uma forçante total de (2.7 W/m²). Gases de efeito estufa concentração em 1750 concentração em 1992 Forçante* radioativa (W/m²) Dióxido de Carbono 280 ppm v 355 ppm v 1.56 Metano 0.8 ppm v 1.72 ppm v 0.5 Óxido Nitroso 275 ppb v 310 ppb v 0.1 CFC-11 0 280 ppt v 0.3 (todos os CFCs) CFC-12 0 484 ppt v HCFCs/ HFCs 0 n/a 0.05 Ozônio troposférico n/a variável 0.2-0.6 Ozônio estratosférico n/a 0.3 ppm v -0.1 *Conteudo de calor gerado relativo ao atual nível da espécie na atmosfera
Importantes substâncias destruidoras de ozônio controladas pelo Protocolo de Montreal, seus usos e tempos de vida.
AMEAÇA PARA A CAMADA DE OZÔNIO HALOCARBONOS NA TROPOSFERA são INERTES, NÃO TÓXICOS, NÃO INFLAMÁVEIS, INODOROS e INCOLORES. ALCANÇANDO A ESTRATOSFERA, especialmente entre 19 e 23km (máx. conc. de O 3 ), fotons UV de alta energia liberam átomos de cloro e bromo das suas moléculas, os quais cataliticamente RETIRAM UM ÁTOMO DE OXIGÊNIO DA MOLÉCULA DE O 3, convertendo-o em oxigênio molecular. 1980: Protocolo de Montreal Concentração atmosf. continuando a aumentar devido ao longo tempo de residência dos CFCs USO DE CFCs EM PERCENTAGEM DO TOTAL LIBERADO EM 1986.
DESCRIÇÃO ESQUEMÁTICA DA DESTRUIÇÃO DE OZÔNIO SOBRE A ANTÁRTICA?
PROCESSOS QUÍMICOS BÁSICOS NO BURACO DE OZÔNIO NA ANTÁRTICA LIBERAÇÃO DE CLORO Cl ONO 2 +HCl gelo Cl 2 (gas)+hno 3 (gelo) fraca Cl 2 (gas) luz solar 2(Cl+O 3 ) Cl + Cl 2Cl O + 2O 2 S CICLO CATALÍTICO 2Cl O Cl OOCl Cl OOCl luz forte solar 2Cl + 2 (Cl+O 3 ) 2(Cl O+O 2 ) 2O 3 3O 2?? 50-70m seg -1 Ar isolado frio 10 50km REDEMOINHO CIRCUMPOLAR (JATO) Nuvens stratosféricas polares (gelo) (T? 190ºk) 45 75º S de Prinn and Hartley, 1992
Substitutos (sem átomo de cloro) sendo testados toxicologicamente pelo PAFF* para refrigeração Nome genérico Substituto Fórmula HFC 134 a** CF 3 CFH 2 HFC 125 CH 2 FCF 3 HFC 32 CH 2 F 2 **Conhecido como gás refrigerante r-134, usado na geladeira verde americana Desvantagem dos Halocarbonos Alternativos: Absorvem radiação IR? estufa Contribuição para o efeito A producão de CFCs 11, 12 e 113 foi reduzida em 40% no período de 1988-92. Entretanto a concentração de CFCs na atmosfera continuará significante durante o próximo século vida longa associada a esses componentes. * Program for Alternative Fluorcarbon Toxicity Testing (Consórcio Internacional de Produtores de Fluorcarbonos)
Plano de Eliminação do Consumo das Substâncias Destruidoras de Ozônio (SDO) Protocolo de Montreal x Resolução 267/00 Substância (SDO) Cronograma de Cronograma de Eliminação Eliminação (Res. 267/00) do Protocolo CFC-11 Até conclusão dos 50% - 2005 projetos de substituição 100% - 2010 nos usos essenciais CFC-12 15% - 2001; 50% - 2005 30% - 2002; 100% - 2010 55% - 2003; 75% - 2004; 85% - 2005; 95% - 2006; 100% -2007 CFC-113, 100% - 2001 20% - 2003 114 e 115 Halon 1301 100% - 2001, exceto 50% - 2005 usos essenciais Tetracloreto de 100% - 2001 85% - 2005 Carbono Metil Clorofórmio 100% - 2001 30% - 2003 Brometo Ver próxima tabela Cong. 2002; de Metila 20% - 2005; 100% - 2015 Fonte: PROZON MMA
Prazos de eliminação do Brometo de Metila CULTIVOS / USOS PRAZO Fumo 31/12/04 Sementeiras de hortaliças, 31/12/06 flores e formicida Tratamento quarentenário 31/12/15 e fitossanitário para fins de importação e exportação das culturas autorizadas, e das embalagens de madeira Fonte: Instrução Normativa Conjunta Nº 1 IBAMA, ANVISA e Ministério da Agricultura,Pecuária e Abastecimento de setembro/ 2002
COMO AJUDAR A RESOLVER O PROBLEMA ESTRATOSFÉRICO DA DIMINUIÇÃO DO OZÔNIO? DAR MANUTENÇÃO REGULAR A APARELHOS DE AR CONDICIONADO PARA DETECTAR QUALQUER VAZAMENTO DE CFC. SE VOCE ADQUIRIR UM CARRO NOVO COM AR CONDICIONADO CERTIFIQUE-SE DE QUE ELE NÃO USA CFC. SE VOCE ADQUIRIR UM NOVO REFRIGERADOR CERTIFIQUE-SE DE QUE ELE USA HÉLIO E NÃO CFC COMO REFRIGERANTE. LIMITE SEU USO DE PRATOS, COPOS, ETC. DE ISOPOR. ADQUIRA EXTINTORES DE INCÊNDIO CASEIROS DO TIPO QUIMICAMENTE SECO E NÃO COM HALOCARBONOS. LEIA RÓTULOS DOS PRODUTOS DE LIMPEZA (COMPONENTES ELETRÔNICOS, LIMPEZA À SECO, ETC.), PRODUTOS EM SPRAYS DE MODO GERAL, PARA EVITAR ADQUIRIR PRODUTOS CONTENDO CFC, TETRACLORETO DE CARBONO, OU METIL CLOROFÓRMIO (tricloetano). SE PRECISAR DE ISOLANTES EVITE USAR ESPUMAS DE POLIESTIRENO (USE FIBRA DE VIDRO OU CELULOSE).