Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Grupo 03
Natalia Ballaminut Cibele Luccas
Fernando Freire Denis Garcia
Introdução
Os principais componentes da atmosfera são: onitrogêniodiatômico( 𝑁↓2 )(78%),ooxigêniodiatômico( 𝑂↓2 )(21%),oargônio(𝐴𝑟)(1%)eogáscarbônico( 𝐶𝑂↓2 )(cercade0,04%). Essa mistura de gases aparenta ser não reaEva nabaixa atmosfera, mesmo em temperaturas e intensidadessolares muito além daquelas encontradas na superJcie daTerra, mas o fato é que muitas reações ambientalmenteimportantesocorremnoar, independentedeestar limpooupoluído.
Reações Fotoquímicas e Faixas de Absorção • Ooxigêniodiatômicoabsorveradiação𝑈𝑉(𝜆entre50e400nm)especialmentenafaixade70a250nm.
• Naestratosfera,moléculasde 𝑂↓2 e 𝑁↓2 filtramaradiaçãosolarcomcomprimentodeondamenorque220nm.
• Oozônio ( 𝑂↓3 ),filtraa radiaçãona faixade220a320nm(compicodeabsorçãoentre250-260nm)napartebaixadaatmosfera.
Fotoexcitação • 𝐴+ℎ𝜈⟶ 𝐴↑∗ • Dissociação: 𝐴↑∗ → 𝐵1 + 𝐵2 + …• ReaçãoDireta:𝐴↑∗ +𝐵→ 𝐶1 +𝐶2 + …• Fluorescência:𝐴↑∗ →𝐴 + ℎ𝜈• DesaEvaçãoporCessão: 𝐴↑∗ + 𝑀→ 𝐴 + 𝑀• Ionização: 𝐴↑∗ → 𝐴↑+ + 𝑒↑−
Produção de O3 na Atmosfera – Ciclo de Chapman
FormaçãoProcessonãocatalí1co• 𝑂↓2 + ℎ𝜈 → 𝑂 + 𝑂 • 𝑂 + 𝑂↓2 +𝑀 → 𝑂↓3 + 𝑀 Estareaçãoconsomeradiaçãocom𝜆<242 𝑛𝑚.Destruição• 𝑂↓3 + ℎ𝜈 → 𝑂↓2 + 𝑂 • 𝑂↓3 + 𝑂 → 𝑂↓2 + 𝑂↓2 Estareaçãoconsomeradiaçãocom𝜆<320 𝑛𝑚.
Forma geral do ciclo catalítico da destruição da camada de ozônio:
• 𝑋 + 𝑂↓3 → 𝑋𝑂 + 𝑂↓2 • 𝑋𝑂 + 𝑂 → 𝑋 + 𝑂↓2
Oscomponentesquetêmsidoobservadosnopapelde𝑋,são:𝐻,𝑂𝐻,𝑁𝑂,𝐶𝑙e𝐵𝑟.
Reações com Radicais
Reação com CFC ü Naestratosfera,osCFCsencontramfótonscomenergiasuficienteparadissociá-los(𝜆<185a210nm):
• CFC11:𝐶𝐹𝐶𝑙↓3 + ℎ𝜈→ 𝐶𝐹𝐶𝑙↓2 + 𝐶𝑙• CFC12:𝐶𝐹↓2 𝐶𝑙↓2 + ℎ𝜈→𝐶𝐹↓2 𝐶𝑙 + 𝐶𝑙
ü Ereagemcomacamadadeozônio:• 𝐶𝑙 + 𝑂↓3 →𝐶𝑙𝑂 + 𝑂↓2 • 𝐶𝑙𝑂 + 𝑂 →𝐶𝑙 + 𝑂↓2
Buraco da Camada de Ozônio • 𝐶𝑙𝑂𝑁𝑂↓2 +(𝑙𝑢𝑧 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟)→ 𝐶𝑙𝑂 + 𝑁𝑂↓2 • 𝐻𝑂𝐶𝑙 + (𝑙𝑢𝑧 𝑠𝑜𝑙𝑎𝑟) → 𝑂𝐻 + 𝐶𝑙 • 𝐶𝑙 + 𝑂↓3 → 𝐶𝑙𝑂 + 𝑂↓2 • 𝑂𝐻 + 𝑂↓3 → 𝐻𝑂𝑂 + 𝑂↓2
• 𝐶𝑙𝑂 + 𝐻𝑂𝑂 → 𝐻𝑂𝐶𝑙 + 𝑂↓2
Destruição da Camada de Ozônio
Ciclocatalí1codedestruiçãodoozônio–interaçãocomo𝑵𝑶:
• 𝑁𝑂 + 𝑂↓3 → 𝑁𝑂↓2 + 𝑂↓2 • 𝑁𝑂↓2 + 𝑂 → 𝑁𝑂 + 𝑂↓2 Reaçãototal:• 𝑂↓3 + 𝑂 → 2𝑂↓2
Apar1rderadicaisde𝑶𝑯naaltaestratosfera(>𝟒𝟓𝒌𝒎):
Produçãodo𝑂𝐻:• 𝑂↑∗ + 𝐻↓2 𝑂→ 2•𝑂𝐻• 𝑂↑∗ + 𝐶𝐻↓4 →•𝑂𝐻+ 𝐶𝐻↓3 Reação com o ozônio: • •𝑂𝐻 + 𝑂↓3 → 𝐻𝑂𝑂•+ 𝑂↓2 • 𝐻𝑂𝑂• + 𝑂 →•𝑂𝐻+ 𝑂↓2 Reaçãototal:• 𝑂↓3 + 𝑂 → 2𝑂↓2
Produção de Ozônio na Troposfera O 𝑁𝑂↓2 éabaseparasuaformaçãonatroposfera,segundoasreações:• 𝑁𝑂↓2 + ℎ𝜈 → 𝑁𝑂 + 𝑂 • 𝑂 + 𝑂↓2 +𝑀 → 𝑂↓3 + 𝑀 Eumcaminhopossívelparaadestruiçãoé:• 𝑂↓3 + 𝑁𝑂 → 𝑁𝑂↓2 + 𝑂↓2 Aprimeiraocorrepara𝜆<424 𝑛𝑚e,portanto,nãodependedo𝑈𝑉filtradopelacamadade𝑂↓3 .Maso 𝑂↓3 podesofrerfotodissociação:• 𝑂↓3 + ℎ𝜈 →𝑂↓2 + 𝑂(1𝐷) • 𝐻↓2 𝑂 + 𝑂(1𝐷) → 2𝑂𝐻
Oxidação típica de compostos orgânicos: RH+OH•→R•+H2OR•+O2→RORO2•+NO2+M→RO2NO2+M
Formaçãodoácidosulfúricoatmosférico:2SO2+O2→2SO3SO3+H2O→H2SO4
Outrocaminho:SO2+OH•→HOSO2•HOSO2•+O2→HO2•+SO3
AparErdaí:SO3+H2O→H2SO4
Hidroxila e Peroxiacetilnitrato (PAN)
Quebradahidroxila:HO2•+NO→NO2+OH•NO2+OH•→HNO3
QuandoRéCH3CHO(acetoaldeído),temosaformaçãodoPAN[CH3CH(O)O2NO2]
PANéumdosprincipaiscomponentesdosmogurbano.
Principais reações fotoquímicas na atmosfera
OHOHhOH +→+ υ22
ONOhNO +→+ υ2
22
21
3
ONO
ONOhNO
+⎯→⎯
+⎯→⎯+ υ
ONhON +→+ 22 υ
3252 NONOhON +→+ υ
2NOOHhHONO +→+ υ
HONOO
NOOHhHNO
+⎯→⎯
+⎯→⎯+2
21
3 υ
COHHCOHhHCHO+⎯→⎯
+⎯→⎯+
22
1υ
produtoshOOHCH →+ υ3
ClClhCL +→+ υ2
190 𝑛𝑚<𝜆<350 𝑛𝑚
200 𝑛𝑚<𝜆<442 𝑛𝑚 (30 𝑘𝑚)
600 𝑛𝑚<𝜆<670 𝑛𝑚
173 𝑛𝑚<𝜆<240 𝑛𝑚 �(194 𝐾<𝑇<200 𝐾)
200 𝑛𝑚<𝜆<280 𝑛𝑚
310 𝑛𝑚<𝜆<396 𝑛𝑚
190 𝑛𝑚<𝜆<350 𝑛𝑚
301 𝑛𝑚<𝜆<356 𝑛𝑚
210 𝑛𝑚<𝜆<360 𝑛𝑚
260 𝑛𝑚<𝜆<470 𝑛𝑚
Chuvas ácidas ü Todachuvaéácida(emgeral:𝑝𝐻~5,6);ü Apoluiçãodoaraumentaaacidezdaschuvas(comdestaqueparaosóxidosdenitrogênio(𝑁𝑂↓𝑥 ),o𝐶𝑂↓2 eo𝑆𝑂↓2 );
Consequênciasü Corrosãodeestruturasmetálicasemonumentos;ü Alteraçãodo𝑝𝐻delagos;ü Mortedaflora;ü Amarelecimentodasfolhasoudiminuiçãodafolhagememplantas.
Fig.1
Fig.2
Fig.3
Fig.4
Reações com o SO2 atmosférico
• 𝑆𝑂↓2 +ℎ𝑣+ 𝑂↓2 → 𝑆𝑂↓3 + 𝑂 (𝜆entre340e400 𝑛𝑚).Combinaçãodovapordeáguacomoácido:• 𝑆𝑂↓3 ↓(𝑔) + 𝐻↓2 𝑂↓(𝑣𝑎𝑝) →𝐻↓2 𝑆𝑂↓4(𝑔) • 𝐻↓2 𝑆𝑂↓4(𝑔) + 𝐻↓2 𝑂↓(𝑣𝑎𝑝) → 𝐻↓2 𝑆𝑂↓4(𝑎𝑞)
Outras reações fotoquímicas importantes Fontedeáguanaestratosfera:• 𝐶𝐻↓4 + 2𝑂↓2 + ℎ𝜈 → 𝐶𝑂↓2 + 2𝐻↓2 𝑂 Decomposiçãodaáguaemradicallivre:• 𝐻↓2 𝑂 + ℎ𝜈 → 𝐻𝑂•+ 𝐻 Únicareaçãoquímicado𝐶𝑂↓2 naatmosferaeafotodissociação:• 𝐶𝑂↓2 + ℎ𝜈 → 𝐶𝑂 + 𝑂
Radiação Ultravioleta • Radiaçãocom100 𝑛𝑚<𝜆<400 nm;• Podeserdivididaem:
• Responsávelporcercade90%doscasosdecâncerdepele;• Importantepapelbiológico:UVBatuanasíntesedevitaminaDpelapele.• Acamadadeozônioretémde95a99%daradiaçãoUVquechegaàTerra.
λ(nm) Tipo
315≤𝜆< 400 UVA
280≤𝜆<315 UVB
100≤𝜆<280 UVC
Fig.5
Espectro de absorção de radiação pelo DNA
Fig.6
Fig.7 Fig.8
Melanina
Fig.9
Interação da melanina com UVB e com a luz visível
Fig.10
Raios UV e o DNA
(A)
(B)
Raios UV e o DNA • Amutaçõesmuitasvezessãoreparadasporprocessosbiológicos;
• Quandonãoreparadas,podemdesencadearefeitosestocásEcosoureaçõesteciduais;
• AsmutaçõesdescritasseencaixamemprocessosestocásEcos.
Síntese de “Vitamina” D e raios UV
Relação entre Tempo de Exposição e Latitude
Metabolismo da Vitamina D “pele”
7-dehydrocholesterol(7-DHC)->previtaminD3->VitaminD->transportadaparacirculação
->estocadaeliberadaporcélulasdegordura->proteínastransportamparaoJgadoondeésinteEzada
emvitaminD-25-hydroxylase(25-OHase)->25-hydroxyvitaminD[25(OH)D]->25-hydroxyvitaminD-la-hydroxylase(1-OHase)->1,25-dihydroxyvitaminD[1,25(OH)2D]
UV
(calor)
(Rins) Formaa1va
Dentre as funções da forma aEva da Vitamina D está aesEmulaçãodebombasdeCálcioparasuaabsorçãopelointesEno.
Deficiência de Vitamina D • Deficiênciaem1,25(OH)2Destárelacionadaaoaumentodoriscodedesenvolverdoençasauto-imunes:esclerose,múlEpla,artritereumatoideeDoençadeChron.
• 1,25(OH)2Dajudanaproduçãodeinsulina,tendoumimportantepapelnaDiabetesMeliwusEpoII.
Referências [1]Fotoquímicanaatmosfera–AlexandreSanEago,RosianeGomes–UniversidadeFederaldoEspíritoSanto.[2]QuímicadaAtmosfera:ConsEtuintesnaturais,poluentesesuasreações–WaldirN.Schirmer,HenriqueM.Lisboa–UniversidadeEstadualdoCentro-oeste,UniversidadeFederaldeSantaCatarina-2008.[3]NotassobrePoluiçãodoAr–III–Prof.AméricoSansigoloKerr(IF-USP).Disponíveisem:hwp://www.fap.if.usp.br/~hbarbosa/index.php/Teaching/FisPoluicaoAr2016–acessadoem03/11/2016.[4]QuímicaAtmosférica:aquímicasobrenossascabeças–AntonioA.Mozeto.
[5]NotasdeaulasobreFísicadaPoluiçãodoArdoprofessorHenriqueLisboa(LCQAr-UFSC)–Capítulo5(2007).Disponíveisem:hwp://www.fap.if.usp.br/~hbarbosa/index.php/Teaching/FisPoluicaoAr2016–acessadoem03/11/2016.[6]hwp://www.uenf.br/uenf/centros/cct/qambiental/ar_ozonio.html.[7]Lightandcells:benefitsandpi�alls–PalestradoProf.MaurícioS.BapEsta(IQ-USP).Disponívelem:hwp://www.fap.if.usp.br/~hbarbosa/index.php/Teaching/FisPoluicaoAr2016–acessadoem03/11/2016.[8]Pa�sonD.I.,DaviesM.J.AcEonsofultravioletlightoncellularstrutures.ResearchGate(2006).[9]HolickM.F.Sunlight,UV-radiaEon,VitaminD,andSkinCancer.AdvancesinExperimentalMedicineandBiology.Vol.624(2007).
Créditos das imagens Fig.1–ReEradade:hwp://mundoeducacao.bol.uol.com.br/geografia/chuvas-acidas.htm–acessadoem03/11/2016.Fig.2–ReEradade:hwp://brasilescola.uol.com.br/geografia/chuvaacida.htm–acessadoem03/11/2016.Fig.3–ReEradade:hwp://trabalhomeioambientebiologia.blogspot.com.br/2010_11_07_archive.html–acessadoem03/11/2016.Fig.4–ReEradade:hwp://www.colegioprovecto.com.br/v02/single.php?id=1476–acessadoem03/11/2016.Fig.5–ReEradade:hwp://www.iq.usp.br/schreier/mauriciobapEstapalestra.pdf–acessadoem03/11/2016.Fig.6–ReEradade:hwp://www.iq.usp.br/schreier/mauriciobapEstapalestra.pdf–acessadoem03/11/2016.
Fig.7–ReEradade:hwp://www.94fmdourados.com.br/noEcias/mundo/homem-toma-sol-demais-e-fica-com-queimadura-de-penis-nas-costas–acessadoem03/11/2016.Fig.8–ReEradade:hwp://entretenimento.r7.com/humor/fotos/nao-encosta-eles-tomaram-sol-demais-e-ficaram-ridiculos-06052014?foto=2&_escaped_fragment_=/foto/2–acessadoem03/11/2016.Fig.9–ReEradade:hwp://www.iq.usp.br/schreier/mauriciobapEstapalestra.pdf–acessadoem03/11/2016.Fig.10–ReEradade:hwp://www.iq.usp.br/schreier/mauriciobapEstapalestra.pdf–acessadoem03/11/2016.