Palestra: Poluição Atmosférica - UFC - Abril - 2016

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POLUIÇÃO ATMOSFÉRICAPALESTRA - ENG. MEIO AMBIENTE - UFC 2016

Apresentação• LUIS HENRIQUE NUNES QUEZADO

• ENG. QUÍMICO (2010)

• ESP. ENG. AMBIENTAL (2013)

• ENG. SEGURANÇA DO TRABALHO (2016)

• EXPERIÊNCIA EM MONITORAMENTO DE CONDICIONANTES AMBIENTAIS

• ELABORAÇÃO DE PROJETOS DE ADEQUAÇÃO

• REALIZAÇÃO DE PALESTRAS, CURSOS E TREINAMENTOS

• PARTICIPAÇÃO DE PERÍCIAS E BANCAS

Conceito de Poluição Ambiental

• Qualquer tipo de degradação ao ambiente;

• Alteram as atividades/saúde dos seres vivos;

• Água, Solo, Ar, Ambiente

Conceito de Poluição Ambiental

• Tipos de poluição:

- Física;

- Química;

- Físico Química;

- Biológica/Bioquímica;

- Radiativa;

HISTÓRICO Formas de Poluição

• 1º Forma de Poluição - Defecar - Biológico (Pré-história)

• Domínio do fogo - Físico-Química (Meio Milhão de anos atrás) - 1º forma de poluição atmosférica.

• Irrigação em terras planas: Salinização do solo - Química (3500 - 1800 A.C.)

HISTÓRICO Formas de Controle

• O ato de enterrar os dejetos - ???

• Cloaca Máxima - Roma, Século 6 a.C.

• Utilização de Porcos - Idade Média

HISTÓRICO Causas

• Demanda de Alimentos

• Demanda por transporte e comunicação

• Demanda energética

• Demanda por produção

HISTÓRICO Consequências

• Desmatamento / Desertificação

• Mudanças Climáticas

• Poluição de rios, lagos, mares

• Poluição de Solo e águas subterrâneas

• Poluição do Ar / SMOG

POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA

Importância do Ar

• Consumo médio humano adulto:

• Tempo máximo de Abstinência:

- 1,5kg Alimento - Alimento: 5+ Semanas

- 2kg Água

- 15kg Ar (relativamete puro)

- Água: 5 Dias

- Ar: 5 Minutos

Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Características Físicas:

• Divisão em Camadas

- Decaimento constante de densidade

- Variação não uniforme de temperatura

Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Características Químicas:

• Composição

- 78% Nitrogênio (N2) - 780.000 Moléculas

- 21% Oxigênio (O2)- 210.000 Moléculas

- 1% Outros

‣ Ar, Ne, Xe e outros Gases Nobres - 9.300 Moléculas

‣ Gás Carbônico (CO2) - 300 Moléculas

‣ Outros elementos (SO2, NO2, O3…) - 400 Moléculas

Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Características Químicas:

• Composição/Tempo de Residência:

Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Características Químicas:

• Transformações:

Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Ciclos:

• Carbono (C)

• Nitrogênio (N)

• Enxofre (S)

Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Ciclos:

• Carbono (C)

• Nitrogênio (N)

• Enxofre (S)

Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Ciclos:

• Carbono (C)

• Nitrogênio (N)

• Enxofre (S)

Características Físicas e Químicas da Atmosfera

• Ciclos:

• Carbono (C)

• Nitrogênio (N)

• Enxofre (S)

Tipos de Emissões Atmosféricas

• Fumaça Negra

• Cheiro/Odor

• Vapores/Gases

• Materiais Particulados (MP)

Tipos de Emissões Atmosféricas

• Vapores / Gases:

- Vapores: Forma gasosa de substância normalmente sólidas ou líquidas; Gasolina, Água, Mercúrio, Benzeno, Alcool Etílico, Naftalina, etc.

- Gases: Substâncias naturalmente gasosas; Monóxido de Carbono, Cloro, Ozônio, etc.

Tipos de Emissões Atmosféricas

- Poeiras: Partículas sólidas por manipulação; Sílica, Algodão - Fumos: Partículas sólidas de condensação ou sublimação;

Chumbo, Alumínio, Zinco, etc. - Névoas: Gotículas líquidas em suspensão; Ácido Sulfúrico,

Tintas, etc. - Aerossóis: Partículas em suspensão que podem produzir

espelhamento de luz. - Catalizadores: Partículas em suspensão que impactam

indiretamente.

• Material Particulado:

Principais Fontes e Poluentes do Ar

• Fontes Naturais

• Fontes Antrópicas

Principais Fontes e Poluentes do Ar

• Fontes Naturais:

-Solo: N2O, NH3, CH4, NO, H2S.

-Vegetação: Polinização (Compostos Orgânicos)

-Vulcões: MP (1um, 20-30km, 2-12 anos na estratosfera) + NOx, Sox, H2Sm HCl, HF, SCO, etc.

-Oceanos: CO, CO2, CH4, N2), CS2, SCO, ClCH3, etc.

Principais Fontes e Poluentes do Ar

• Fontes Antrópicas

-Fontes Estacionárias

‣Combustão: MP, SO2, SO3, CO, HxCy, NOx ‣Processos Industriais: MP, SO2, SO3, Hal, HxCy, NOx

- Fontes Móveis

‣Veículos: MP, CO, NOx, HxCy, Aldeídos e Ac. Orgânicos

Principais Fontes e Poluentes do Ar

Estimativa de emissão de fontes de poluição do ar na RMSP em 1996

Efeitos da Poluição do Ar

• Maus Odores

• Alteração de propriedades da Atmosfera

• Danos econômicos e materiais

• Danos sobre vegetação

• Dano sobre animais e demais seres vivos

Efeitos da Poluição do Ar

• Alteração de propriedades da Atmosfera

- Destruição da camada de ozônio;

- Aumento da concentração de poluentes na atmosfera;

- Alteração meteorológica a nivel de micro-clima;

Efeitos da Poluição do Ar

• Danos econômicos e materiais

- Ataque químico direto e indireto;

- Abrasão;

- Corrosão eletroquímica;

Efeitos da Poluição do Ar

• Danos sobre a Vegetação:

- Alteração de coloração

- Alteração de crescimento

- Colapso do tecido foliar

Efeitos da Poluição do Ar

• Danos sobre a animais e demais seres vivos:

- Irritantes / Alergizantes

- Asfixiantes

- Narcóticos

- Intoxicantes

Exemplos Casos Históricos

• Vale do Meuse, 1930 (Bélgica)

• Duração: 5 dias

• Sintomas: População com dores no peito, tosse, dificuldade em respirar e irritação nasal e nos olhos.

• Resultado: 60 mortos, principalmente idosos; Morte de gado

• Causa: Acentuada inversão térmica, presença de Ácido sulfúrico em suspensão e Concentração elevada de Dióxido de Enxofre no ar

Exemplos Casos Históricos

• Donora, 1948 (Pensilvania, E.U.A)

• Duração: 5 dias

• Sintomas: 43% da população doente com irritação nasal e nos olhos.

• Resultado: 20 mortos.

• Causa: Inversão térmica, presença de Dióxido de Enxofre e Material particulado em suspensão no ar

Exemplos Casos Históricos

• Londres, 1952 (Inglaterra)

• Duração: 5 Dias

• Sintomas: Número crescente e alarmante de adoecimento na população.

• Resultado: 3.500 a 4.000 mortos. Principalmente idosos ou portadores de bronquite e doenças no coração

• Causa: Presença de poeira em suspensão (4,46 mg/m³) e Dióxido de enxofre (3,75 mg/m³) na atmosfera.

Exemplos Casos Históricos

• Bauru, 1952 (São Paulo Brasil)

• Duração: 1 semana

• Sintomas: 150 casos de doença respiratória aguda. Principalmente bronquite e alergias.

• Resultado: 9 mortos.

• Causa: Emissão de pó de mamona.

Exemplos Casos Históricos

• Poza Rica, 1955 (México)

• Duração: 25 minutos

• Sintomas: 320 pessoas hospitalizadas com danos no trato respiratório.

• Resultado: 22 mortos.

• Causa: Presença de gás sulfídrico na atmosfera.

Exemplos Casos Históricos

• Sevezo, 1976 (Itália)

• Resultado: 500 moradores com problemas de pele (cloracne) e abordo de 113 mulheres por bebês defeituosos.

• Causa: Lançamento de 2kg de dioxinas na atmosfera em uma cidade vizinha (Meda). A dioxina em dose de 0,2 ppb já altera cromossomos humanos.

Exemplos Casos Históricos

• Lago da Paz, 1986 (República dos Camarões)

• Resultado: 1700 mortos - Asfixia ou Queimaduras internas de primeiro e segundo grau.

• Causa: Nuvem de gases expelidas por um lago vulcânico composta de, principalmente, Gás Sulfídrico, Dióxido de Carbono, Monóxido de Carbono e Ácido Sulfúrico.

Parâmetros a Serem Avaliados

• Parâmetros Padronizados no Brasil (CONAMA 03/90):

- Partículas totais em suspensão (PTS);

- Fumaça;

- Dióxido de enxofre (SO2);

- Partículas inaláveis (MP10);

- Monóxido de Carbono (CO);

- Ozônio (O2);

- Dióxido de Nitrogênio (NO2).

Níveis de Concentração e Padrões de Qualidade

Município

Estado

PaísQuem Define?

Exterior

Níveis de Concentração e Padrões de Qualidade

• País - Brasil

- Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA)

- Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA)

• Estado - Ceará

- Superintendência Estadual do Meio Ambiente - Ceará (SEMACE)

- Secretaria do Meio Ambiente (SEMA)

• Município - Fortaleza

- Secretaria Municipal de Urbanismo e Meio Ambiente (SEUMA)

Conceitos de Modelagem de Dispersão

• Analisar e prever o grau de instabilidade da atmosfera

• Condições de Instabilidade: - Forte intensidade de Radiação Solar - Céu com nebulosidade de tipo cúmulo convectivo - Gradiente superadiabático - Vento entre Fraco e Moderado - Temperatura elevada

• Condições de Neutralidade: - Vento forte a moderado - Céu Nublado - Forte mistura mecânica - Não há resfriamento nem aquecimento - A temperatura estabelece perfil adiabático

Conceitos de Modelagem de Dispersão

• Plumas tipo Coning:

- Condições atmosféricas semelhantes a serpenteante , entretanto, mais moderadas;

- Dias ensolarados, entretanto nublados (dias de tempestade de verão, comum na primavera ou outono - presença de nuvens cumulus);

- Perfeitamente visíveis ao cair da tarde quando a atmosfera é quase neutra;

- Ventos com intensidade média;

Conceitos de Modelagem de Dispersão

• Plumas tipo Fanning:

- Grande estabilidade atmosférica;

- Ausência de efeitos mecânicos;

- Típicos da caída da tarde, noite e amanhecer.

Conceitos de Modelagem de Dispersão

• Plumas tipo Fumigation:

- Ocorre quando a pluma fica aprisionada em uma capa de inversão na qual esta capa se rompe pela parte inferior, deixando livre a pluma;

- Elevados teores de concentração (perigoso);

- Típico das primeiras horas após a saída do sol, que provoca instabilidade junto ao solo (após uma noite com inversão ou grande estabilidade).

Conceitos de Modelagem de Dispersão

• Plumas tipo Looping:

- Atmosfera instável;

- Ventos fracos;

- Pode ter altas concentrações de poluentes: 40% maior que uma pluma tipo conning;

- Dias típicos de verão (ensolarado)

- Turbulência mecânica acurada.

Conceitos de Modelagem de Dispersão

• Plumas tipo Lofting:

- A pluma possui energia suficiente para atravessar a capa de inversão;

- A parte inferior da pluma fica aprisionada na parte superior da inversão e a superior da pluma segue difundindo-se;

- Melhor caso de dispersão de plumas (chaminés da ordem de 200 metros);

- Típico do entardecer.

Conceitos de Modelagem de Dispersão

• Plumas tipo Trapping:

- Condição neutra ou levemente estável abaixo da inversão.

Exemplos de Plumas

Plumas tipo Lofting

Plumas tipo Coning

Exemplos de Plumas

Plumas tipo Lofting

Exemplos de Plumas

Plumas tipo Trapping

Plumas tipo Looping

Exemplos de Plumas

Plumas tipo Trapping

Plumas tipo Looping?

Tipos de Ventos

• Jet Stream (Correntes do Jato)

• Ventos Alísios

• Ciclone

• Anti-Ciclone

• Brisa

• Monção

Tipos de Ventos

• Jet Stream (Correntes do Jato)

• Ventos Alísios

• Ciclone

• Anti-Ciclone

• Brisa

• Monção

Tipos de Ventos

• Jet Stream (Correntes do Jato)

• Ventos Alísios

• Ciclone

• Anti-Ciclone

• Brisa

• Monção

Tipos de Ventos

• Jet Stream (Correntes do Jato)

• Ventos Alísios

• Ciclone

• Anti-Ciclone

• Brisa

• Monção

Tipos de Ventos

• Jet Stream (Correntes do Jato)

• Ventos Alísios

• Ciclone

• Anti-Ciclone

• Brisa

• Monção

Tipos de Ventos

• Jet Stream (Correntes do Jato)

• Ventos Alísios

• Ciclone

• Anti-Ciclone

• Brisa

• Monção

Tipos de Ventos

Dispersão de Poluentes na Atmosfera

Monitoramento de Emissões e Sua Importância

• Analisar a qualidade da emissão;

• Atendimento às normas ambientais;

• Condicionantes de licença;

• Realizar correção antes que o dano seja agravado;

• Percepção de falhas -> Melhoria de resultados

Monitoramento de Emissões e Sua Importância

• Comumente avalia-se:

- Material Particulado/Inalável em ambientes abertos;

- Qualidade de gás de combustão em Fornos/Caldeiras/Geradores;

- Presença de material biológico (fungos) em ambiente fechado;