Saneamento Bsico e Meio AmbienteAula 2Prof. Felippe Benavente Canteras

ESTRATOSFERAA estratosfera a camada localizada logo acima da troposfera, se iniciando aproximadamente aos 15km de altitude e podendo chegar at aos 50km.

A caracterstica que define os limites da estratosfera o seu comportamento relacionando altitude e temperatura: a temperatura aumenta medida que a altitude aumenta.

Inverso trmica dificulta a mistura vertical de ar na estratosfera

Os limites da estratosfera podem variar de acordo com a poca do ano e a latitude.

A camada de oznio se concentra na parte inferior da estratosfera!!! (Maior concentrao de O3)

ESTRATOSFERA

O sol emite radiaes ao longo de uma ampla faixa do espectro eletromagntico, desde comprimentos de onda maiores de 1000m (10-6 m) at aqueles menores de 250nm (10-9 m).

A intensidade mxima ocorre a 550nm, que a regio amarela do espectro visvel.

Os ftons dos comprimentos de onda maiores (visvel e infravermelho) fornecem calor e luz, definindo as condies climticas globais e todas as formas de atividade biolgica.

Os comprimentos de onda menores (UV) compreendem uma pequena poro do fluxo total, no entanto, so de extrema importncia por serem nocivos aos organismos vivos.RADIAO SOLAR

RADIAO SOLAR

UV-C: < 280nm (0,5% do fluxo total, provoca danos a todas as espcies vivas em curto prazo.

UV-B: 280-315nm (1,5% do fluxo total, pode ser nocivo tanto s plantas quanto aos animais, especialmente quando ocorre a exposio prolongada;

UV-A: 315-400nm (UV prximo, corresponde a 7% do fluxo solar total, e em um curto prazo, no particularmente nocivo aos seres vivos);

RADIAO UV

ABSORO DE LUZ POR MOLCULASA relao entre a absoro de luz solar (energia) e as molculas presentes na atmosfera esto ligadas a diversos processos.

As substncias diferem na sua tendncia de absorver a luz em um determinado comprimento de onda devido as diferenas dos nveis de energia dos seus eltrons.

Portanto, cada elemento tem uma faixa tima de absoro de acordo com o comprimento de onda da luz.

ABSORO DE LUZ POR MOLCULAStomos ou molculas que absorvem a luz sofrem imediatamente uma mudana na organizao de seus eltrons. Diz-se que existe temporariamente um estado excitado eletronicamente (*).

As molculas no permanecem no estado excitado, usando a energia para reagir fotoquimicamente ou para voltar ao seu estado fundamental, com o arranjo de eltrons de menor energia (mais estvel).

FILTRAO DO UV Luz com o comprimento de onda inferior a 220nm no atinge a superfcie da Terra, pois filtrada principalmente pelo O2 acima da troposfera e na troposfera (com ajuda de outros componentes, como o N2).

O O2 tambm auxilia na filtrao na faixa de 220 a 240 nm, mas a poro de 220 a 320 nm filtrada principalmente pelas molculas de oznio (O3).

O UV-C totalmente absorvido pelo O3 e pelo O2 (200 a 280 nm).

O O3 tem capacidade limitada de absoro na faixa de 290 a 320 nm, portanto, nem todo o UV-B filtrado e parte dele chega superfcie da Terra

Nenhum constituinte da atmosfera absorve significantemente a faixa do UV-A. (NO2 absorve, mas sua concentrao extremamente baixa e sua absoro lquida muito pequena).

FILTRAO DO UV

FILTRAO DO UV

EFEITOS DA RADIAO UV Queimaduras;Cncer de pele (carcinoma e melanoma) mortalidade 25%; Associado a diversos problemas nos olhos (crnea e o cristalino protegem a retina);Sntese da vitamina D importante para a utilizao do clcioPode alterar a fotossntese - menor produo de folhas, sementes e frutos.Pode interferir na vida dos organismos que vivem nos primeiros 5m de profundidade de corpos dgua claras (risco para fitoplnctons, que a base da cadeia alimentar marinha).

FATOR DE PROTEO SOLAROs protetores solares tanto refletem/espalham, como absorvem os componentes UV (ZnO e TiO);

Cuidados com a faixa espectral que o protetor cobre alguns apenas UV-B, deixando exposto ao UV-A!!!

No absorvem e nem refletem a luz visvel parecem ser transparentes

O FPS mede o fator multiplicador que permite a exposio ao sol sem que a pessoa se queime. Assim, um FPS 15 indica que a pessoa pode ficar 15 vezes mais tempo do que ela poderia ficar sem o uso do protetor.

Importante reaplicar o protetor a cada poucas horas.

PROPRIEDADES DO O3Na estratosfera: protege a vida na terra, absorvendo radiao UV;

Na troposfera: considerado poluente atmosfrico, altamente irritante, causando danos vida animal e vegetal.

FORMAO DO O3Nas camadas acima da estratosfera, a maior parte do oxignio est na forma atmica (O), como resultado da decomposio do O2 pelo UV-C.

Na estratosfera, a concentrao de O2 muito superior concentrao de O atmico, e a quantidade de UV-C muito menor, pois o mesmo j foi filtrado nas camadas superiores. Quanto menor a altitude, maior a concentrao de O2 e menor a de O atmico e de UV-C.

O2 + fton (< 240nm) O + O

O + O2 + M O3 + M + calor

Onde M uma molcula necessria para retirar o calor da reao! (H2O, N2, O2)

Fonte de todo o O3 na estratosfera!!!

DESTRUIO DO O3O O3 absorve eficientemente a luz UV com comprimento de onda menor do que 320 nm, e o estado excitado assim produzido sofre reao de dissociao.

O3 + UV fton ( < 320 nm) O* + O2*

O + O3 O2 + O2Comum na mdia e alta estratosfera!!!Reao Exotrmica com elevada energia de ativao!!! (17KJ.mol-1)Ocorrem poucas colises com energia suficiente para que ocorra essa reao!!! INEFICIENTE!!!!Reaes naturais de destruio do O3

CICLO DE CHAPMAN

PROCESSOS CATALTICOS DE DECOMPOSIO DO O3X + O3 XO + O2XO + O X + O2O3 + O 2O2Mecanismo I - necessria a presena de oxignio atmicoA maior parte da decomposio do O3 representado por esse processo cataltico, que ocorre principalmente na mdia e alta estratosfera, pela presena de oxignio atmico

As espcies X so consideradas catalisadores pois aceleram a reao de decomposio do O3 e depois so regeneradas, capazes de reiniciar o ciclo novamente!!!

PROCESSOS CATALTICOS DE DECOMPOSIO DO O3Mecanismo II NO necessria a presena de oxignio atmico

X + O3 XO + O2X + O3 XO + O2

XO + XO X + X + O2

Global:

2O3 3 O2

Obs: Vale destacar que X e X precisam ser tomos de Cl.

Essa reao ocorre na baixa estratosfera, onde h pouca disponibilidade de oxignio atmico e h altas concentraes dos catalisadores X.

PROCESSOS CATALTICOS DE DECOMPOSIO DO O3Resumo dos dois mecanismos catalticos de decomposio de O3

OS CLOROFLUORCARBONOSEmbora as fontes naturais produzam pequenas quantidades de cloro atmico que chegam estratosfera, a grande ameaa camada de oznio o cloro derivado dos clorofluorcarbonos (CFCs).

A decomposio de gases sintticos contendo cloro na estratosfera tem gerado uma quantidade substancial de cloro atmico, que um eficiente catalisador X.

Quando comprimidos, os CFCs se tornam lquidos, mas sem presso, eles retornam a fase gasosa, liberando calor.

Estas propriedades permitem o seu uso como fluido refrigerante, como agente expansor de espumas, e como solvente para limpeza de componentes eletrnicos.

OS CLOROFLUORCARBONOSApesar das molculas de CFC serem muito mais pesadas que a maioria das outras molculas presentes no ar, eles se misturam e se distribuem de forma homognea por toda a troposfera por meio da mistura por conveco.Por serem inertes, eles circulam pela troposfera at atingirem a estratosfera, onde sofrem decomposio fotoqumica devido forte exposio radiao UV.

CFCl3 + fton UV (

PROTOCOLO DE MONTREAL um tratado internacional, resultado de estudos e discusses cientficas e polticas, cujas atividades iniciaram muito antes da assinatura do Protocolo, em 1987.Desde 1960 um grupo de pesquisadores comearam a levantar a hiptese que substncias estava deteriorando a camada de oznio, mas foi em 1974 que a primeira hiptese com comprovaes substanciais de que os CFCs seriam os responsveis foi levantada.Conveno de Viena para a Proteo da Camada de Oznio, em 1985: formou a base para a criao do Protocolo de Montreal, assinado por 27 pases em 1987.Na sua verso original o Protocolo estipulava que os pases deveriam reduzir o uso de CFCs em 50% at 1999, em relao ao nvel de uso em 1986.

PROTOCOLO DE MONTREALEm 1990, em um encontro realizado em Londres, o Protocolo de Montreal sofreu ajustes, e passou a ser adotado por 80 pases.O uso de muitos CFCs, tetracloreto de carbono e halons deveria ser eliminado completamente at 2005.Em 1992, a Organizao Mundial de Meteorologia constatou que a reduo da espessura da camada de oznio estava ocorrendo a uma velocidade extremamente rpida.Esta constatao levou a um novo acordo em 1996, que elevou o nvel de reduo do uso de CFCs para 75%.

a maior parte da indstria livre de CFC e o consumo e uso remanescentes desses gases esto praticamente limitados manuteno de equipamentos de refrigerao, condicionadores de ar automotivos e para os chamados Inaladores de Dose Medida, bombinhas para asmticos, por exemplo.

Banimento de substncias como CFC-11, CFC-12, CFC-113, CFC-114 e CFC-115;

Desde 1999, j no se produzem mais veculos e condicionadores de ar com CFC e desde 2001 no se fabricam mais refrigeradores com esses gases;

Com o trabalho desenvolvido no Pas, desde os anos 1980 e posteriormente ao lanamento do PNC, possvel afirmar que o Brasil est cumprindo rigorosamente e at antecipando obrigaes assumidas junto ao Protocolo de Montreal;CENRIO NACIONAL E METAS

CENRIO NACIONAL E METAS

CENRIO NACIONAL E METASO Plano Nacional de Eliminao de CFCs tomou as seguintes aes:

Compra de 2000 maquinas recolhedoras de SDOs, distribuidos em 19 estados.

Aps o recolhimento, o CFC-12 contaminado encaminhado s empresas responsveis pelo emprstimo, encarregadas de enviar o CFC recolhido s Centrais de Regenerao

Reciclagem de SDOs

Este projeto tem o objetivo de promover a reciclagem dos CFCs 11 e 12. Foco no setor automotivo. O projeto j permitiu a compra de 335 mquinas de recolhimento e reciclagem, cilindros para armazenagem, alm de ferramentas e equipamentos de segurana. Tambm foram promovidos cursos com 545 tcnicos do setor, voltados a minimizar a quantidade de fluidos refrigerantes liberados no meio ambiente.

SUBSTITUTOS DOS CFCsAs pesquisas de desenvolvimento de substitutos tm se baseado na modificao das quantidades de cloro, flor e hidrognio na estrutura criando os chamados HCFCs (hidroclorofluorcarbonos) na substituio do cloro, produzindo os HFCs (hidrofluorcarbonos).

O aumento de H na molcula a torna menos inerte, reduzindo o tempo de residncia na troposfera, uma vez que o H da molcula de HCFC capaz de reagir com o radical hidroxila presente em grandes quantidades, da seguinte forma:

OH + H-CFC H2O + radical livre

No entanto, a alta reatividade dos HCFCs significa que estes compostos so mais instveis e inflamveis e no podem ser utilizados em todas as aplicaes.

Os HFCs tem tempo de residncia longos, e se acumulam na troposfera. Embora no liberem Cl para a estratosfera, eles absorvem radiao infravermelha em grande quantidade e podem contribuir para o efeito estufa (do mesmo modo que os CFCs e os HCFCs).

Do ponto de vista da indstria e do meio ambiente, um dos compostos mais promissores o HCFC-123 (CF3CHCl2), que apesar de conter cloro na estrutura, apresenta tempo de residncia na troposfera 10 vezes menor que o CFC-11.SUBSTITUTOS DOS CFCs