Upload
phamthu
View
219
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
O ESTUDO DA POLUIÇÃO DO AR RESTRINGE-SE À BAIXA
ATMOSFERA (TROPOSFERA E ESTRATOSFERA)
EXTRATIFICAÇÃO TERMICA DA ATMOSFERA
Na troposfera tem origem todas as massas de ar que caracterizam as mudanças climáticas na terra. O decréscimo da temperatura com a altitude na troposfera é de aproximadamente 0,650C por 100m, é o chamado gradiente vertical normal.
A termosfera possui aproximadamente 190Km.
Acima desta camada até 970Km a maior % é O2, depois e até 2400 km é He; depois até 9.799km o gás mais abundante é H2..
POLUIÇÃO DO AR
Entende-se por poluição do ar como sendo as modificações sofridas pela atmosfera
natural, que possam, direta ou indiretamente, causar prejuízos ao
homem, criando condições nocivas à saúde, segurança e bem estar, prejuízos à
fauna, e à flora e, ainda, prejuízos aos demais recursos naturais em todas as suas
utilizações consideradas normais.
COMPOSIÇÃO DO AR
USOS DO ARManutenção da vida (recurso usado para
manter o metabolismo dos seres vivos);manutenção de fenômenos naturais
importantes relacionados com o clima;Comunicação;
Transporte;Combustão;
Receptor e transportador de resíduos
FONTES POLUIDORASProcessos de combustão: cujos poluentes originam-se da combustão em automóveis,
incineradores, centrais térmicas, queimadas, etc.
Processos industriais: os poluentes têm origem em algum processo industrial, seja siderúrgico,
químico, petroquímico, etc.
Fontes
Brasil (SP)
EUA
Alemanha
♦ Transporte de toda natu-
reza 40,0% 50,6% 40,0%
♦ Queima de combustíveis em fontes fixas
30,0%
21,2%
30,0%
♦ Processos industriais 25,0% 17.2% 30,0% ♦ Outras fontes 5,0% 11,0% -
Fonte Estacionária: chaminé de uma indústria (poluição pontual)
Fonte móvel: automóveis (poluição difusa)
CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES Os poluentes atmosféricos tanto podem ser
substancias que normalmente não estão presentes no ar, como podem ser um de seus
constituintes normais produzidos por atividades humanas em quantidades
excessivas (por exemplo o CO2
Quanto ao estado: gases - (CO, SO2...); partículas em suspensão (fuligem, pólen...);
aerossóis (Ø < 10 micra).Quanto à origem: primários (CO, NO2...);
secundários (H2SO4, PAN, SMOG...).
Poluentes Primários
São aqueles lançados diretamente no ar. São exemplos: SO2, NOx, CO e partículas como a poeira.
Poluentes Secundários
Formam-se na atmosfera por meio de reações que ocorrem devido à presença de certas substâncias químicas e determinadas condições físicas. Por exemplo, o SO3
( formado pelo SO2 e O2 no ar)reage com o vapor d’água para produzir o H2SO4..
PRINCIPAIS POLUENTES Óxidos de Carbono (COx) Material Particulado (MP) Óxidos de Enxofre (SOx)
Óxidos de Nitrogênio (NOx) Hidrocarboneto (HC)
Ozônio (O3)
CO2O dióxido de carbono é o principal composto resultante da combustão
completa(quantidades suficientes de oxigênio) de combustíveis fósseis e de
outros materiais combustíveis que contenham carbono, além de ser gerado
nos processos de respiração dos seres vivos. Dentre os gases estufa é o mais
significativo
CO2
CO - MONÓXIDO DE CARBONO
Resulta da combustão incompleta de compostos orgânicos por falta de oxigênio;
É um gás incolor, inodoro, venenoso e mais leve que o ar;
Combina-se com a hemoglobina, diminuindo a capacidade do sangue de
transportar oxigênio;
CO - MONÓXIDO DE CARBONO
CO - MONÓXIDO DE CARBONO
Pode ser fixado por algumas plantas e algas;Os veículos automotores constituem a
principal fonte;EUA lançam 64 milhões de toneladas/ano;
Inglaterra lança 24 milhões;São Paulo lança 1 milhão;
MATERIAL PARTICULADO
No caso da poluição do ar, entende-se por material particulado as partículas de material
sólido e líquido capazes de permanecer em suspensão, como é o caso da poeira, fuligem e
das partículas de óleo, além de pólen.
MATERIAL PARTICULADOAs partículas podem ter origem nos processos de combustão(fuligem e partículas de óleo) ou
então ocorrerem devido a fenômenos naturais, como é o caso da dispersão do pólen
ou da suspensão de material particulado devido à ação do vento.
MATERIAL PARTICULADOFontes poluidoras• Usinas térmicas;• Siderúrgicas;• Altos fornos;• Indústria química;• Indústria de cimento
(em SP: 200milhões de ton/ano);
• Trânsito de veículos;• Queimadas;• Incineração de lixo.
MATERIAL PARTICULADOConsiderações:
Partículas grosseiras sedimentam rapidamente; Partículas finas se associam com poluentes
gasosos(aerossóis), que formam cúpula de lama atmosférica sobre os centros urbanos;
As partículas podem ser arrastadas por fortes correntes aéreas, quando atingem elevadas
altitudes, formando nuvens de pó (altitudes de 4 a 8 km);
O chumbo é o tóxico metálico que mais afetou e afeta o homem, e pode ser detectado até a 100m
de distância do ponto de lançamento.
MATERIAL PARTICULADO
Irritação crônica das mucosas das vias respiratórias;
Transportam poluentes para os pulmões;
Diminuem as radiações solares que ativam a produção de vitamina D;
Redução progressiva da área respiratória, matando por asfixia;
Cancer nas vias respiratórias;
Disturbios digestivos; Redução da visibilidade;
Efeito das partículas
ÓXIDOS DE ENXOFRE
SOx são os SO2 e SO3 existentes no ar;
Originam-se no aquecimento de minérios, na fabricação de fertilizantes, de celulose e
de ácido sulfúrico, na queima de petróleo, de carvão e óleo de combustível em
centrais térmicas, siderúrgicas e meios de transporte.
ÓXIDOS DE ENXOFRE
SO2 é formado pela oxidação de enxofre. É um gás incolor, não inflamável, corrosivo, tóxico cujo odor é acre e irritante. Sufoca
as ruas de uma cidade por ser relativamente pesado;
SO2 → SO3 (freqüentemente);
SO3 + H2O →H2SO4 (smog ácido)
ÓXIDOS DE ENXOFREConseqüências dos SOx
Irritam as vias respiratórias; Causam espasmos dos bronquíolos; Destroem a clorofila, bloqueando a
fotossíntese; Provocam lesões e amarelamento nas folhas; Reduzem a resistência do vegetal às pragas;
Corroem ferro, aço e mármore; Atacam as pinturas;
Causam danos irreversíveis aos pulmões quando combinados com as partículas;
Provocam a acidez na chuva.
ÓXIDOS DE NITROGÊNIO NOx são oxidantes fotoquímicos, e são
produzidos naturalmente por vulcões, queima de combustíveis fósseis ,
queimadas, etc. Aparecem mais concentrados nas cidades
devido à queima de óleo diesel; Mais tóxicos que CO;
Participam de fenômenos fotoquímicos que levam ao SMOG.
ÓXIDOS DE NITROGÊNIOConseqüências dos óxidos de nitrogênio
Irritam olhos e pulmões; Provocam alterações sanguíneas; Destroem a clorofila; Causam edema pulmonar; Deterioram borrachas e tecidos; Provocam envelhecimento precoce; Atacam pinturas; Contribuem para a chuva ácida; Produzem ozônio na troposfera: NO2 UV NO + O O + O2 O3
*Destroem ozônio na estratosfera: 3NO+O3 3NO2
OZÔNIO
O ozônio ( oxidante fotoquímico ) é um composto muito reativo e de vida curta.
É capaz de desestabilizar proteínas, destruir
microorganismos e prejudicar o crescimento das plantas.
Troposfera .........10% Estratosfera.........90%
OZÔNIO
O2 UV O + O O + O2 + M O3 + M M .....gás majoritário CMT. O3 .....0,1 ppm
Camada de ozônio
O ozônio na estratosfera forma uma camada de 30 Km de espessura que protege a terra das radiações UV.
Formação do O3
OZÔNIO
Destruição NO + O3 NO2 + O2 O + O3 2O2 NO2 + O NO + O2
Cl + O3 ClO + O2 O + O3 2O2 ClO + O Cl + O2
OZÔNIOO3 na Antartida No inverno - circulação rotacional em torno de um ponto - vórtice polar - por vá- rios meses de ar ali estacionados pode receber poluentes sem que haja luz ( solar ) suficiente para provocar a quebra das moléculas. Setembro - com o começo da primavera, os compostos clorados longamente acumulados começam a dissociar- se e destruir o ozônio. 01 átomo de cloro destrói 100mil moléculas de O3
EFEITO DO O3 E DOS NOX
*O ferro da hemoglobina perde sua capacidade de ligar-se irreversivelmente ao oxigênio (NO2 NO3) - Metaemoglobina ou Cianose. *Edema pulmonar NO2 O3 Pulmões Destruição de tecidos Alvéolos pulmonares Edema pulmonar Eritrócitos Cianose *Destruição da clorofila - O3 e Nox *Destruição de tecidos humanos, vegetais e animais - O3 .
RADIAÇÃO ULTRAVIOLETATipos de radiação ultravioleta em função do
comprimento de ondaTipo de radiação
ultravioleta
Comprimento de onda
característico(nm)Observações
UVA 320-400 Radiação com comprimento de onda muito próximo da luz visível (violeta), não é absorvida pela camada de ozônio.
UVB 280-320 Vários efeitos prejudiciais, particularmente efetivos para causar danos ao DNA, sendo a causado melanoma e de outros tipos de câncer de pele, além de ser de ser apontada como um dos fatores de danos em materiais e em plantações. A camada de ozônio protege a Terra da maior parte da UVB.
UVC <280 É extremamente prejudicial, mas é completamente absorvida pela camada de ozônio e pelo oxigênio na atmosfera.
Fonte:Braga et al, 2005
A UV-B é o tipo de radiação UV mais
nociva e está relacionada à forma mais estável de cancer de pele, o qual mata um número estimado em 100.000 pessoas por ano no
mundo. Através do aumento desta radiação, cada queda de 1% na camada de ozônio pode aumentar o índice de câncer de pele em 4 a 6
%.
RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA
EFEITOS DA UV SOBRE A SAÚDE HUMANA
Agudo InsolaçãoEnfraquecimento da pele
Crônico Envelhecimento da peleAfinamento da epiderme
Carcinogênico Câncer de peleMelanoma malígno
Doenças dos olhos
CataratasDanos à retinaTumores na córneaCegueira
Condições agravantes pela exposição ao UV
Susceptibilidade genética cânceres causados pelo solDeficiências nutricionaisDoenças infecciosasDistúrbios do sistema imunológico
Efeitos da Redução da Camada de OzônioDegradação do Capital Natural
Saúde Humana• Queimaduras solares mais graves
• Maior incidência de catarata• Mais vítimas de cânceres de pele
• Suspenssão do sistema imunológico
Alimentos e Florestas• Redução do rendimento de alguns produtos cultivados
• Redução dos suprimentos de frutos do mar em decorrência da redução do fitoplâncton
• Decréscimo da produtividade de florestas por espécie sensíveis à radiação de UV
Animais Selvagens• Decréscimo da população de espécies aquáticas sensíveis à radiação UV
• Redução da população de fitoplâncton da superfície• Desorganização das cadeias alimentares aquáticas pela redução do fitoplâncton
Poluição do Ar e Materiais• aumento dos sedimentos ácidos• aumento do smog fotoquímico
• Degradação de tintas e plásticos expostos ao ar livre
Aquecimento global• Aquecimento acelerado por causa da redução da absorção oceânica do CO2 da
amostra pelo fitoplâncton e CFCs agindo como gases de efeito estufa
Consequência da Perda de Ozônio
Ultravioleta A Ultravioleta B
Camada fina deCélulas mortas
Células escamosas
Camada basal
Células melanócitas
Células basal
vasossanguínios
peloEpiderme
glândulasudorípara
Derme
Carcinoma de Célula EscamosaCarcinoma de Célula Basal Melanoma
Câncer de Pele
Carcinoma de Célula Escamosa
MelanomaCarcinoma de Célula Basal
Câncer de Pele
Reduzindo a Exposição à Radiação UV
O que você pode fazer?
• Ficar longe do Sol, especialmente das 10 às 15 horas
• Não usar câmaras nem lâmpadas de bronzeamento
• Quando estiver sob o Sol, usar roupa e òculos para se proteger da radiação UV e UV-B.
• Estar consciente de que o céu nublado não o protege.
• Não se expor ao Sol se estiver tormando antibióticos ou pilulas contraceptivas
• Se tiver pele clara, use filtro solar com fator de proteção entre 15 e 30 o tempo todo em que estiver sob o Sol.
• Examine sua pele e o couro cabeludo pelo menos uma vez por mês para verificar a presença de pintas ou verrugas que
mudam de tamanho, formato ou cor, ou de cortes que continuam vazando, sangrando e formando crosta. Se
observar um desses sinais, consulte um médico imediatamente.
Maneiras de reduzir a exposição à nociva radiação UV
EFEITOS DA UV SOBRE OS SERES VIVOS E MATERIAIS
Pode destruir as células individuais em vegetais e animais e matar os
microorganismos; Nos vegetais pode diminuir a fotossíntese, barrar o crescimento das folhas, danificar a
qualidade das sementes e reduzir as colheitas; Pode matar grandes quantidades de
organismos aquáticos; Acelera a dissolução de algumas tintas e
plásticos
FATORES QUE AFETAM A POLUIÇÃO DO AR
Condições meteorológicas: temperatura, precipitação pluviométrica, umidade e ventos;
Condições topográficas: irregularidades naturais (morros) e artificiais (edifícios).
CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR
Danos locais ou regionais: à saúde (Tabagismo), aos materiais, recursos
naturais. Como principais danos locais podem ser citados: Smog Fotoquímico e
Smog industrial
Danos globais (envolvem todos os recursos do planeta): efeito estufa, chuva ácida,
destruição da camada de ozônio.
CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO ARDANOS À SAÚDE
Desconforto, irritação, doenças crônicas (asma, bronquite, câncer), alterações nas
funções fisiológicas, danos ao crescimento, ... e morte.
CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR
Material
Dano
Poluente
Fator
Metais Corrosão SO2, ácidos Umid./Temp
Pintura Descoloraç. SO2, ácidos Umid/fungo
Papel Quebradiço SO2, ácidos Luz solar
Tecidos Manchas, resistência
SO2, ácidos Umid./luz/ fungos
Corantes Desbotam. NO2 e SOx Umid/luz
Borracha Enfraquec. Oxidantes Luz solar
DANOS AOS MATERIAIS
CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO ARSMOG FOTOQUÍMICO
•Esse Smog é típico de cidades ensolaradas, clima seco. Os principais agentes poluidores são os veículos que geram uma
série de poluentes, principalmente óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono e hidrocarbonetos.
•Esses gases sofrem várias reações na atmosfera por efeito da radiação solar, gerando novos poluentes.
•COVs + NO-+ luz solar Mistura de O3,, HNO3 , compostos orgânicos
•Destacam-se como principais poluentes os óxidos de nitrogênio, os radicais orgânicos (PAN, Peroxi Acetil Nitrato), o
O3e alguns aldeídos
CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO ARSMOG FOTOQUÍMICO
•Primavera e verão;
•T>240C;
•Tempo claro com boa visibilidade;
•Baixa umidade;
•Aumento de O3;
•Alta concentração de PAN.
Los Angeles, Sidney, Cidade do México e São Paulo.
CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO ARSMOG INDUSTRIAL
Este é típico de regiões frias e úmidas; Os picos de concentração ocorrem exatamente no inverno, em
condições climáticas adversas para a dispersão de poluentes; É agravado pela inversão térmica;
Os principais elementos provêm da queima de carvão e óleo combustível: SO2 e MP;
Predomina em regiões industriais e em regiões onde é intensa a queima de óleo para aquecimento doméstico e para geração
de energia elétrica(Termoelétricas); Sua cor é cinza e forma uma névoa que recobre as cidades;
Ocorre em cidades de inverno rigoroso.
Inverno a baixas temperaturas(T<50C) com alta umidade no ar, em Londres, Chicagoetc.
CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR EFEITO ESTUFA
(a) Raios de sol penetram na baixa atmosfera e aquecem a superfície terrestre
(b) A superficie terrestre absorve uma grande parte da radiação solar incidente e a reflete como radiação infravermelha de comprimento de onda longa, a qual sobe para a baixa atmosfera. Parte dessa radiação IV escapa para o espaço como calor e outra parte é absorvida pelas moléculas dos gases de efeito estufa e emitida coma radiação IV de comprimento de onda maior, que aquece a baixa atmosfera.
(c) Quando as concentrações de gases de efeito estufa elevam-se, suas moléculas absorvem e emitem mais radiação IV, o que torna a baixa atmosfera mais quente.
Efeito estufa natural
Principais Gases de Efeito Estufa Resultantes das Atividades Humanas
Gás de Efeito Estufa Fontes Humanas Tempo Médio na Troposfera
Potencial de Aquecimento
Relativo ( comparado ao CO2)
Dióxido de carbono (CO2)
Queima de combustível fóssil, especialmente carvão (70-75%), desmatamento e queima de plantas
100-120 anos1
Óxido nitroso (N2O) Queima de combustível fósseis, fertilizantes, detritos de animais de criação e produção de náilon
114-129 anos296
Clorofluorcarbonos (CFCs)*
Aparelhos de ar-condicionado, refrigeradores, espumas plásticas
11-20 anos(65-110 anos na estratosfera)
900-8.300
Hidroclorofluorcarbono (HCFCs)
Aparelhos de ar-condicionado, refrigeradores, espumas plásticas
9-390 anos 470-2.000
halocarbonos Extintores de incêndio 62 anos 5.500
Tetracloreto de carbono
Solvente de limpeza 42 anos 1.400
metano Arrozais, tripas de boi e cupins, aterros sanitários, produção de carvão,vazamento de gás natural da produção e das tubulações de petróleo e de gás
12-18 anos23
Hidrofluorcarbonos (HFCs)
Aparelhos de ar-condicionado, refrigeradores, espumas plásticas 15-390 anos
130-12.700
Aumento da concentração média de dióxido de carbono desde 1860
Aumento da concentração média de metano na atmosfera desde 1860
Aumento da concentração média de óxido nitroso desde 1860
Ano
Part
es p
or m
ilhão
18001900 2000 2100260
290
300
310
320
Óxido nitroso(N2O)
Poluíção Humana
•Aumento das mortes pelo calor e por inter- rupção no abastecimento de alimentos
calor e por interrupção no
•Mais refugiados ambientais
•Aumento da migração
Climas Extremos• Ondas prologadas por
calor e estiagens
• Aumento de inundações em razão de chuvas
mais pesadas, intensas e frequentes em algumas áreas
Biodiversidade
• Extinção de algumas espécies de plantas e
animais
• Perda de habitats
• Distúrbio da vida aquática
Agricultura• Alterações nas áreas de
cultivo de alimentos• Mudanças nos
rendimentos dos produtos de colheita
• Aumento da demanda de irrigação
• Aumento de pragas, doenças nos produtos de colheita e ervas daninhas
em áreas mais quentes
Recursos Hídricos•Mudanças no abastecimento de águas
•Redução da qualidade da água
•Aumento na estiagem
•Aumento das inundações
•Diminuição da camada de neve
•Derretimento das geleiras dos cumes das montanhas
Florestas• Mudanças na composição e nos locais de
florestas
• Desaparecimento de algumas florestas, especialmente aquelas localizadas em áreas
elevadas
• Aumento dos incêndios em razão da seca
• Perda de habitats e espécies de animais selvagens
Nível do Mar e Áreas Costeiras
• Aumento no nível do mar• Inundação de estuários, áreas úmidas e
recifes de corais costeiros• Inundações de ilhas baixas e cidades
costeiras• Erosão de praias
• Distrúrbio das áreas de pesca costeiras• Contaminação de aquíferos costeiros com
água salgada
Saúde Humana• Diminuição das mortes por frio
• Aumento das mortes por calor e doenças• Interrupção no abastecimento de água e
alimentos• Propagação de doenças tropicais para áreas
temperadas• Aumento das doenças respiratórias e alergias
ao polén• Aumento da poluíçao da água em razão das
inundações costeiras
Efeitos Previstos de uma Atmosfera mais Quente no Mundo
Oceano Ártico imagem de satélite (1979-2003)
Aquecimento GlobalSoluções
Prevenção Reabilitação
Reduzir o uso de combustíveis fósseis
Trocar o carvão por gás natural
Melhorar a eficiência energética
Mudar para recursos energéticos renováveis
Transferir a eficiência e tecnologia de energia renovável para países em
desenvolvimento
Reduzir o desmatamento
Usar agricultura mais sustentável
Limitar a expansão urbana
Reduzir a pobreza
Desacelerar o crescimento populacional
Amarzenar (sequestar) CO2 pelo plantio de árvores
Sequestar CO2 no sobsolo profundo
Sequestar CO2 no solo utilizando cultivo sem aragem e tirando as
terras de cultivo de produção
Sequestar CO2 no fundo do mar
Consertar as tubulações e instalações de gás natural com
vazamento
Utilizar rações que reduzem as emissões de CH4 pela eructação de
vacas
Remover CO2 emitido de chaminés e de veículos
Soluções do Aquecimento Global
Plantação de árvores
Usina termelétrica
Navio tanque liberaCO2 da usina na
PerfuratrizPerfuratriz Petrolifera
Campo Campo cultivadocultivado
Panicum virgatumPanicum virgatum
Reservatório de petróleo esgotado é usado como
deposito de CO2
O CO2 é bombeado para o reservatório por meio de campo de petróleo
abandonado
Campo de petróleo
abandonado O CO2 é bombeado da perfuratriz para descartar no fundo
do mar
= bombeamento CO2
= Depósito de CO2
Métodos Para Reduzir o Dióxido de Carbono da Atmosfera ou Chaminés
Reduzindo as Emissôes CO2
• Dirigir um carro que utilize combustível eficiente, caminhar, andar de bicicleta, pegar carona ou usar transporte coletivo
• Usar janelas efecientes em energia• Usar aparelhos e luzes eficientes em energia
• isolar sua residência e vedar todas as correntes de ar• Reduzir o lixo pela reciclagem e reaproveitamento
• Isolar o aquecedor de água• usar lâmpada fluorescentes em sua casa
• Plantar árvores para fazer sombra em sua casa durante o
verão• ajustar o aquecedor de água a uma temperatura não superior
a 49°C (120°F)• lavar a roupa em água morna ou fria
• Usar chuveiro com pouca vazão de água
O Que Você Pode Fazer?
CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR EFEITO ESTUFA
Reações dos óxidos com água:SO2 + H2 O --> H2SO3 SO3 + H2 O --> H2 SO4
Fenômenos naturais, como os vulcões, são fontes de gases de enxofre e podem causar chuva ácida:
CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR CHUVA ÁCIDA
O padrão primário inclui uma margem de segurança adequada para proteger pessoas mais sensíveis como crianças, idosos e pessoas com problemas respiratórios.
O padrão secundário é fixado sem considerar explicitamente problemas com a saúde humana, mas levando em conta outros elementos, como danos à agricultura, a agricultura, à materiais e edifícios e à vida animal, mudanças de clima, problemas de visibilidade e conforto pessoal
ÍNDICE DE QUALIDADE DO AR
primárioPadrãopoluenteãoConcentraçIQA =
Relação de IQA com qualidade do ar(Cetesb, 1996)IQA Qualidade do ar
0-50 Boa51-100 Aceitável101-199 Inadequada200-299 Má300-399 Péssima>400 Crítica