Universidade Federal de Juiz de ForaInstituto de Ciências ExatasDepartamento de Química

Química AmbientalProf. Dr. Rafael Arromba de Sousa

Aula 6Química Atmosférica (Parte 2)

Principais problemas ambientais Legislações brasileiras

Agatha Lopes2°semestre 2016

Chuva ácida

Efeito estufa

Camada de ozônio

Resoluções do CONAMA

Poluição

Os combustíveis fósseis é a principal fonte de poluentes naatmosfera urbana, como:

• SO2,

• NO e NO2 (chamados NOx),

• CO,

• Material particulado em suspensão.

Efeitos adversos à saúde humana pela inalação direta epor rotas indiretas de exposição, como contaminação deáguas.

A presença de agentes poluentes varia em função dalocalização, atividades que são realizadas na área.

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CHUVA ÁCIDA

“Chuva ácida” refere-se à acidez acentuada produzida naágua da chuva pela poluição atmosférica.

HISTÓRIAO primeiro monitoramento da poluição do ar iniciou-se em 1852pelo químico Robert Angus Smith, que após 20 anos de estudo usouo termo chuva ácida pela primeira vez no livro “Ar e a chuva. O inícioda climatologia química”, publicado em 1872.

Há ocorrência de deposição de espécies ácidas na forma deneve e sem a presença de fase líquida (deposição seca), assim oconceito de chuva ácida foi expandido para deposição ácida.

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A água da chuva é naturalmente ácida (pH ≈5,5) :

CHUVA ÁCIDAPresença de ácidos fortes

H2SO4 HNO3

Com valor de pH entre 5,0 e 2,2

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Principais reações

Reações dos óxidos de nitrogênio

2 NO + O2 → 2NO2

2 NO2 + H2O → HNO2 + HNO3

2 HNO2 + O2 → 2 HNO3

Reações dos óxidos de enxofre

SO2 + 1

2O2 → SO3

SO3 + H2O → H2SO4

...como os ácidos são formados na atmosfera

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Afeta o desenvolvimento de plantas:• danifica as folhas,• disponibiliza o Al3+ do solo.

Causa a mortandade de peixes e outros organismos aquáticos.

Estão vinculados à acidificação de solos, lagos e rios, afetandoadversamente ecossistemas aquáticos e terrestres.

Promove degradação de monumentos e construções civis

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As correntes de vento podem transportar os gases tóxicos por mais de 2000 km.

Para o ser humano, ficar molhado por uma chuva ácida podedeixar a pele bem ressecada, mas não oferece maiores riscos.O problema são os poluentes que originam o fenômeno.

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Entendendo os danos - Monumentos e Construções

Danos para a construção civil“A chuva ácida pode causar corrosão NÃO APENAS emminerais, mas também a metais e tintas”

Estátua de calcário 9

Rios e lagos pH entre 6,0 e 8,0

Entendendo os danos - fauna

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atinge valores próximos de 5,0 quando os solos e a águanão tem capacidade de neutralizar a acidez das chuvas.

Entendendo os danos - flora

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Alemanha, 1970 – 1983Efeito 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.

Nos anos 80, Cubatão -SP eraconhecida como “Vale daMorte”, por conta dos reflexosprovocados pelo seu poloindustrial, que resultava em umalto nível de poluição por contada falta de legislação ambiental.Hoje, a cidade é reconhecidapela ONU como símbolo derecuperação ambiental.

http://g1.globo.com/sp/santos-regiao/noticia/2015/01/prefeitura-de-cubatao-sp-admite-risco-de-chuva-acida-atingir-cidade.htmlCompanhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (Cetesb)

No Brasil ocorre com maior intensidade, nos grandes centros urbanos, devido as emissões industriais e veicular.

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Europa, América do Norte ealguns países asiáticos são osmais afetados pela chuva ácida

EFEITO ESTUFA

Refere-se a uma contenção de CALOR promovida por moléculasgasosas específicas mantendo a temperatura do planeta numa faixaconveniente para a vida.

Sem este fenômeno a temperatura média seria cerca de 30°C menor.

13O aumento dos Gases estufa leva ao Aquecimento Global

É um fenômeno normal e benéfico.

Refletem para o solo aradiação infravermelhaemitida pelas substâncias queabsorvem a radiação solar.

• 60% do efeito estufa.

• Usado como referência métrica padrão para determinar o potencial de aquecimento global dos demais gases do efeito estufa

CO2

• 5% do efeito estufa,

• Potencial de aquecimento 300x > CO2 .

• Um dos precursores da destruição da Camada de ozônio.N2O

• 15% do efeito estufa,

• Potencial de aquecimento 25x > CO2CH4

• 8% do efeito estufa,

• Tóxico para os seres vivos.O3

• Potencial de aquecimento 22000x > CO2SF6

• HFCs – Hidrofluorcarbonetos: substitutos dos CFCs, porém potencial de aquecimento é 120 - 12000x > CO2

HALO-CARBONETO

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“PREVISÃO”: Derretimento das calotas polares Alagamento de regiões costeirasMudanças climáticas: longos períodos de seca,

períodos de enchentes.

Entretanto, não há ainda medidasque determinem sem erros que ele o“aquecimento global” exista!

Foco do fenômeno são os problemas que podem ocorrer:

http://agencia.fapesp.br/abertura_da_rio_2016_mostrou_que_brasil_participa_de_questoes_cientificas_globais/23725/ 15

“Aquecimento Global”

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Efeito Estufa – Representação do processo

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Efeito Estufa – Princípio físico-químico

o A atmosfera é “transparente” aos comprimentos da luz visível.

o A camada de ozônio na atmosfera superior absorve a maior parteda luz ultravioleta.

o Na atmosfera inferior, o CO2 e H2O fazem com que a atmosferaseja “opaca” aos raios infravermelhos e a radiação tem“dificuldade” em voltar ao espaço.

O acréscimo de gases estufa na atmosferamodifica a quantidade do calor retino.

Moléculas como CO2, CH4, H2O e O3 absorvem e vibram na frequênciada radiação infravermelha, ocasionando a contenção de calor pelaatmosfera.

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Gases estufa – Onde “usamos”

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Gases estufa – Alguns dados

Segundo Instituto de Pesquisa Ambiental da Amazônia o Brasil estáentre 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 CO2 por ano. Há 100 anos eram lançados 60 milhões de toneladas.

(Disponível em www.ipam.org.br, acesso em 28-04-15)http://www.mma.gov.br/images/arquivo/80060/Inventario_de_Emissoes_por_Veiculos_Rodoviarios_2013.pdf

World Car Free Day

A intenção é fazer com que aspessoas reflitam sobre osproblemas causados pelosautomóveis e usem outras formasde transportes.

Em 1988 foi comemorado pelaprimeira vez em cidades francesas,depois países europeus. Em 2001 oevento chegou ao Brasil.

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COP 21 - 21ª Conferência das Partes - ONU Paris em 2015

190 países assinaram.

Visa diminuir o aquecimento global.

Reconhece as mudanças climáticas provocadas pelaemissão de gases do efeito estufa.

Limita o aumento do aquecimento global em até2°C até 2100.

(A referência é temperatura média do período pré-industrial).

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Em 3 de setembro de 2016, China e EUAratificaram o Acordo de Paris. Maiores emissores de gases do efeito estufa do mundo.

https://nacoesunidas.org/cop21/

Constituinte importante na Estratosfera

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Poluente na troposfera: um dos causadores do

QUÍMICA DO OZÔNIO

Presente naturalmente na estratosfera o O3 absorve a radiação UVna 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 sãoespontâneas (de formação e decomposição):

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O ozônio estratosfera

Dr. Paul Crutzen, em 1970, Instituto MaxPlanck (Alemanha), mostrou que a papel dosóxidos de nitrogênio.

Embora estudos sobre o assunto datem da década de 1970,desde então , muito ainda se pesquisa sobre o ozônio naatmosfera e as características da camada de ozônio. 24

Dr. Mario Molina, e Dr. Sherwood Rowland MIT (EUA)publicaram em 1974 um artigo (Nature) sobre aameaça do clorofluorcarbonos à Camada de Ozônio

Prêmio Nobel de Química de 1995

...por seu trabalho em química atmosférica, particularmente sobre a formação e decomposição de ozônio"

Na presença de poluentes podem ocorrer reações fotoquímicas quepossibilita a decomposição do ozônio, resultando assim na degradaçãoda camada de ozônio:

Essas espécies são catalisadoras.

Acelera a reação entre o ozônio e o oxigênio isolado, regeneram-seem espécies intactas capazes de recomeçar o ciclo.

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O ozônio estratosfera

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Ele é resultado principalmente de uma inversão térmica que ocorreem épocas frias do ano e em lugares com muita poluição.

Em épocas frias, pode ocorrer a formação de uma camada de arfria abaixo da camada de ar quente que contém os poluentes.

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O3 como poluente Smog Fotoquímico

Na atmosfera, os óxidos de nitrogênio podem reagir como oxigênio sob ação da luz solar formando gás ozônio.

Efeito visível na atmosfera (camada roxaacinzentada) do resultado de poluentes e desuas reações catalisadas pela luz solar.

Aspectos sócio-políticos1985 Convenção de Viena

(Áustria)A proteção da saúde humana e domeio ambiente contra os efeitos nocivos das alterações da camada de ozônio

1987 Protocolo de Montreal(Canadá)

Documento complementar estabelecendo etapas para a redução (e proibição) do uso de substâncias degradadoras da camada deozônio.

1990 Emenda de Londres(Inglaterra)

Abandono total da produção e consumo de CFCs até 2000 (até então o acordo era de reduzir em 50%).

1992 Emenda de Copenhague(Dinamarca)

Banimento total da produção e utilização dos HCFC’s até 2030, que estavam sendo utilizados como substitutos dos CFC’s

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Inicialmente 46 países que assinaram o Protocolo de Montreal, esse número subiu para 197 atualmente.

Brasil aderiu em 1990.Tem sido alterado por meio de emendas.

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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).

Imagem da Nasa mostra buraco da camada de ozônio em 1979, 1989, 2006 e 2010 30

31https://www.youtube.com/watch?v=DTTDV5xrVwI

QUALIDADE DO AR E LEGISLAÇÃO

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1) Resolução CONAMA nº 05, de 15.06.89, que instituiu o ProgramaNacional 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 28.06.90 Estabeleceu os padrões nacionais de qualidade do ar. Definiu os métodos para a monitoração de diferentes parâmetros

- Partículas totais em suspensão- SO2 - CO - O3 - NO2

- Fumaça - Partículas inaláveis

Legislação

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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 ouenergia que afete o ar alterando seus padrões de qualidade.

Objetiva manter ou atingir os padrões de qualidade exigindoestratégias de controle das emissões.

Indica que a monitoração de partículas e espéciesquímicas é importante e frequentemente necessária. Métodos de análise propostos pelo INMETRO e naausência deles recomendados pelo IBAMA

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O monitoramento é de responsabilidade dos Estados.

“Episódio Crítico de Poluiçãodo Ar”: presença de altasconcentrações de poluentesna atmosfera, em curtoperíodo de tempo, resultanteda ocorrência de condiçõesmeteorológicas desfavoráveisà dispersão dos mesmos.

Ficam estabelecidos os Níveis de Qualidade do Ar paraelaboração do Plano de Emergência

Estados de

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Resolução CONAMA nº 018/86, de 06/05/1986 que dispões sobre acriação do programa de controle da poluição causada por veículosautomotores – 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.

http://www.mma.gov.br/images/arquivo/80060/Inventario_de_Emissoes_por_Veiculos_Rodoviarios_2013.pdf

Legislação

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Resolução CONAMA nº 297/02, de 26/02/2002 que institui o programade controle da poluição do ar por motocicletas e veículos similares –PROMOT.

Entre 2000 e 2009 houve uma redução de 70 a 80% nas emissões degases poluentes.

“...enquanto um carro rodaem média 30 km/dia, asmotos de entrega percorrematé 180 km/dia, poluindotanto quanto osautomóveis...”

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, 2002.

• 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. 78-87, junho/agosto 2006.

• Mozeto, A. Química Atmosférica: A química sobre nossas cabeças. Cadernos Temáticos de Química Nova

na Escola. 2001.

• Tolentino, M., Filho, R.C. . A Química no efeito estufa. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola.

1998.

• http://achuva.pbworks.com/w/page/1318337/As%20nossas%20descobertas, acessado 06-07-13

• http://www.ibama.gov.br/areas-tematicas-qa/programa-proconve, acessado em 19-07-13

• http://www.mma.gov.br/estruturas/163/_arquivos/promot_163.pdf , acessado em 19-07-13.

• http://www.passeiweb.com/na_ponta_lingua/sala_de_aula/quimica/imagens/chuva_acida_formacao.jpg, acessado 06-07-13

• http://mundoestranho.abril.com.br/ambiente/quantapoluicaoeevitadacomodiamundialsemcarro/, acessso em 20-10-16.

• http://www.protocolodemontreal.org.br/eficiente/sites/protocolodemontreal.org.br/pt-br/site.php?secao=publicacoes&pub=301. Acesso em 20-10-16.

• http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2014/09/cientistas-afirmam-que-camada-de-ozonio-esta-se-recuperando.html. Acesso 20-10-16.

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