poluiÇÃo ar do. universidade federal do piauí – ufpi centro de tecnologia prof a : maria lÚcia...
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POLUIÇÃOPOLUIÇÃO
ARAR
DODO
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Universidade Federal do Piauí – UFPICentro de Tecnologia Profa : MARIA LÚCIA
UNIDADE I
1.1. Introdução. 1.2. Composição da atmosfera 1.3. Altura e estrutura da atmosfera 1.4. Algumas definições importantes 1.5. Classificação dos poluentes 1.6. Unidades de medida para poluentes atmosféricos
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O AR ATMOSFÉRICOO AR ATMOSFÉRICO
• A atmosfera é um composto gasoso com mais de 1000 km de espessura que envolve o globo terrestre.
• A ação que a força da gravidade exerce sobre suas moléculas assegura a presença deste invólocro vital para homem
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ESTRATOS ATMOSFÉRICOSESTRATOS ATMOSFÉRICOS
T E R R A
T R O P O S F E R A
E S T R A T O S F E R A
IO N O S F E R A
E X O S F E R A
Altitude média 11km
Altitude 12 a 80km
Altitude 80 a 600km
Altitude 600 a 1000km
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COMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICACOMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICA
Gases % em Volume
Nitrogênio Oxigênio
Vapor de águaArgônio
Dióxido de CarbonoNeon Hélio
Metano
78.1% 21%
varia de 0 - 4% 0.93%
por volta de 0.3% abaixo dos 0.002%
0.0005% 0.0002%
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AR
POLUIÇÃO ÁGUA estão quase sempre interrelacionadas.
SOLO
POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
INTRODUÇÃO
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PRINCIPAIS PRINCIPAIS POLUENTES DO ARPOLUENTES DO AR
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Cinco compostos significam mais de 90% do problema da contaminação atmosférica:
1. Monóxido de carbono (CO);
2. Óxidos de nitrogênio (NOx);
3. Hidrocarbonetos (HC);
4. Óxidos de enxofre (Sox);
5. Partículas
QUALIDADE DO AR
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• - POEIRAS: São partículas sólidas produzidas por manipulação, esmagamento, trituração e desintegração da matéria orgânica ou inorgânica, tais como rochas, minérios, etc.
- FUMOS: são partículas sólidas resultantes da condensação ou (re)sublimação de gases. Têm diâmetro médio inferior 0,5 µm.
-NÉVOAS: são gotículas líquidas em suspensão, produzidas pela condensação dos gases ou pela passagem de um líquido a estado de dispersão.
- VAPOR: é a forma gasosa de substâncias normalmente sólidas ou líquidas (a 25 0C e 760 mmHg) que podem voltar a estes estados por aumento da pressão ou por dimunuição da temperatura.
- GASES: são normalmente fluidos sem forma que ocupam o espaço que os contêm e só podem liquefazer-se ou solidificar-se sob a ação combinada de aumento de pressão e redução da temperatura.
1.4. Algumas definições importantes
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Poluentes Primários, são aqueles que são emitidos diretamente pelas fontes para a atmosfera, sendo expelidos diretamente por estas (p.ex. os gases que provêm do tubo de escape de um veículo automóvel ou de uma chaminé de uma fábrica).
Exemplos: monóxido de carbono (CO), óxidos de azoto (NOx) constituídos pelo monóxido de azoto (NO) e pelo dióxido de azoto (NO2), dióxido de enxofre (SO2) ou as partículas em suspensão
Poluentes Secundários, os que resultam de reações químicas que ocorrem na atmosfera e onde participam alguns poluentes primários. Exemplo: o ozônio troposférico (O3), o qual resulta de reações fotoquímicas, isto é realizadas na presença de luz solar, que se estabelecem entre os óxidos de azoto, o monóxido de carbono ou os Compostos Orgânicos Voláteis
1.5. Classificação dos 1.5. Classificação dos poluentespoluentes
De acordo com a origem:
a) Primários b) Secundários
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Classificação dos poluentes...Classificação dos poluentes...
De acordo com o estado:
a) Gases e vapores: CO, CO2, SO2, NO2
b) Partículas sólidas e líquidas: poeiras, fumos, névoas (AEROSÓIS ou AERODISPERSÓIDES).
-
De acordo com a composição química:
a) Poluentes orgânicos: HC’s, aldeídos e cetonas
b) Poluentes inorgânicos: H2S, HF, NH3
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Emissões primárias
A. Partículas finas (menos que 100 m em diâmetro)
Metal; carbono; alcatrão; resina; polém; fungos; bactérias; óxidos; nitratos; sulfatos; silicatos; etc.
• catalizadores de reações normalmente lentas devido a alta superfície específica;
•núcleos de condensação e coalescência de outras partículas e vapores;
•alta toxicidade para plantas e animais ou corrosivos de estruturas metálicas;
•se radioativas podem provocar mutações genéticas;
•como partículas sofrem atração gravitacional e eletrostática, sujando tecidos, edifícios, etc.;
•efeitos adversos à saúde ao exceder 80 g/m³ em média
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Emissões primárias...
B Partículas grosseiras (maior que 100 m em diâmetro)
Apresentam os mesmos problemas em grau diminuído, porque:
• atração gravitacional mais efetiva;•encontra limites nos mecanismos fisiológicos de defesa dos animais e homem;
•permitem muito menos oportunidade para reações com outros componentes do ar poluído (pequenas superfícies específicas);
•causam menos incômodos a população.
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Emissões primárias...
C. Compostos orgânicos
Composto Grupo funcional Função
CH 3 -OH OH ÁLCOOL
CH 3 - C - CH 3 CETONA
CH 3 - NH 2 NH 2 AMINA
CH 3 - C
O
OH
C
O
O
OH
C ÁCIDO ORGÂNICO
CH 3 - O - CH 3 O ÉTER
CH 3 - C
O
H
O
H
C ALDEÍDO
CH3 – SH R SH Compostos Sulfurados (MERCAPTANAS)
Hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos, saturados e insaturados e seus derivados oxigenados e halogenados.:
emitidos como vapores ou até gotículas odores alguns são associados a câncer
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2. Fontes de poluição atmosférica:2. Fontes de poluição atmosférica:
• 2.1) Fontes naturais: poluição originada por fenômenos biológicos e geoquímicos como é o caso das reações químicas na atmosfera.
2.2) Fontes antropogênicas: poluição originada pela atividade humana (industrial ou urbana):
a) Fontes estacionárias (ou fixas): combustão, processo industrial, queima de resíduos sólidos.
• b) Fontes móveis: veículos automotores, barcos, trens, etc.
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FONTES DA POLUIÇÃO FONTES DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICAATMOSFÉRICA
• FONTES MÚLTIPLAS podem ser FIXAS ou MÓVEIS, geralmente se dispersam pela comunidade, oferecendo grande dificuldade de serem avaliadas na base de fonte por fonte Ex: Carros x
Ex: Casas
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FONTES DA POLUIÇÃO FONTES DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICAATMOSFÉRICA
• FONTES ESPECÍFICAS são FIXAS em determinado território, ocupam na comunidade área relativamente limitada e permitem uma avaliação na base de fonte por fonte
Ex: Indústrias
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Poluição atmosférica
urbana
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POLUIÇÃO DO AR NAS ATMOSFERAS URBANAS
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Principais fontes de poluição do ar e Principais fontes de poluição do ar e principais poluentes principais poluentes
FONTES POLUENTES
COMBUSTÃO Material particulado. Dióxido de enxofre; Trióxido de enxofre, Monóxido de carbono, Hidrocarbonetos e Óxidos de nitrogênio
FONTES PROCESSO INDUSTRIAL Mat. particulados (fumos, poeiras, névoas)Gases: - SO2- SO3 - Hcl, Hidrocarbonetos
ESTACIONÁRIAS QUEIMA RESÍDUOS SÓLIDOS
Material particuladosGases: - - SO2 - SO3 - Nox - HCl
OUTRAS Hidrocarbonetos, Material particulado
FONTES MÓVEIS Veículos: Gasolina, Diesel, Álcool, Aviões, Moto, Barcos, Trens
Material particulado, Monóxido Carbono, Óxidos de Nitrogênio, Hidrocarbonetos. Aldeídos, Ácidos Orgânicos.
FONTES NATURAIS Material particulados - poeirasGases: SO2 - H2S - CO - NO2, Hidrocarbon
REAÇÕES QUÍMICAS NA ATMOSFERA. EX: Hidrocarbonetos + óxidos de nitrogênio (luz solar)
Poluentes secundários - Aldeídos, Ácidos orgânicos, Nitratos orgânicos, Aerosol fotoquímico, etc.
Referência: CETESB - Relatório de qualidade do ar na região metropolitana de São Paulo(RMSP) e em Cubatão, 1988.
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• A poluição natural é originada por fenômenos físicos, biológicos e geoquímicos.
• Entre as fontes naturais podemos apontar o solo, a vegetação (polinização), os oceanos, vulcões e fontes naturais de líquidos, gases e vapores, descargas elétricas atmosféricas, etc
FONTES DA POLUIÇÃO FONTES DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICAATMOSFÉRICA
FONTES NATURAIS
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FONTES DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
FONTES NATURAIS
Lago da Paz – república dos Camarões (21/08/1986)
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HAVAI - KILAUEA
Setembro 2004 – emissão de 2500 toneladas de enxofre por dia
Ativo desde 1983
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Transmissão da Tuberculose , gripe, etc ...
Os seres humanos...
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DIÓXIDO DE CARBONO (CODIÓXIDO DE CARBONO (CO22))
• FONTES respiração, decomposição de plantas e animais e
queimadas naturais de florestas; queima de combustíveis fósseis, desflorestamento,
queima de biomassa e fabricação de cimento
• CONCENTRAÇÃO antes 1750 - 280 ppmv (partes por milhão por volume ) em 1958 – 315 ppmv em 1992 – 355 ppmv
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DIÓXIDO DE CARBONO (CODIÓXIDO DE CARBONO (CO22))
• Contribui para o equilibrio térmico do planeta
• Matéria prima para fotossíntese• EFEITOSPrincipal gás do “efeito estufa”
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METANO (CHMETANO (CH44))
• FONTES Matéria orgânica em decomposição Cultivo de arroz, queima de biomassa, queima de
combustíveis fósseis
• CONCENTRAÇÃO Atual – 1,72 ppmv Antes Revolução Industrial – 0,8 ppmv
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• EFEITOSPulmõesSistema cardiovascular e sistema
nervoso
METANO (CHMETANO (CH44))
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• FONTES Oceanos, florestas tropicais Produção de nylon, ácido nítrico, atividades agrícolas,
queima de biomassa e queima de combustíveis fósseis
• CONCENTRAÇÃO Em 1993 – 310 ppbv (partes por bilhão por volume) Antes Revolução Industrial – 275 ppbv
ÓXIDOS DE NITROGÊNIO (NO, NOÓXIDOS DE NITROGÊNIO (NO, NO22))
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ÓXIDOS DE NITROGÊNIO (NO, NOÓXIDOS DE NITROGÊNIO (NO, NO22))
• EFEITOS Inflamações do sistema respiratório (traqueítes,
bronquites crônicas, enfisema pulmonar, broncopneumonias)
Reduz fotossínteseChuvas ácidas
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MONÓXIDO DE CARBONO (CO)MONÓXIDO DE CARBONO (CO)
• FONTES Tráfego (veículos) Indústrias Vegetação
• CONCENTRAÇÃO A partir dos anos 80, a emissão de CO pelos automóveis
passou de 33 gramas por quilômetro rodado (gCO/Km) para 0,43 gCO/Km o que resultou numa queda progressiva na poluição, mesmo com o aumento da frota de veículos. Contudo em 2000 apresentou um pequeno crescimento.
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• FONTES:
produção de espumas, industria de ar condicionado, aerossois
• EFEITOS
Destruição da camada de ozônio Efeito estufa Radiação ultravioleta (queimaduras de pele, câncer de pele)
HALOCARBONOS (CFCs, HCFCs, HFCs)HALOCARBONOS (CFCs, HCFCs, HFCs)
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PADRÕES DE QUALIDADE PADRÕES DE QUALIDADE DO ARDO AR
• São concentrações máximas de poluentes suportáveis por um dado intervalo de tempo.
• Depende da toxidez específica de cada poluente, de sua concentração e do tempo de exposição.
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MONÓXIDO DE CARBONO (CO)MONÓXIDO DE CARBONO (CO)
• EFEITOSConcentração
atmosférica de CO (ppm)
Tempo médio para acumulação (minutos)
Sintomas
50 150 Dor de cabeça leve
100 120Dor de cabeça moderada
e tontura
250 120Dor de cabeça severa e
tontura
500 90Náuseas, vômitos,
colapso
1.000 60 Coma
10.000 5 Morte
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DIÓXIDO DE ENXOFRE (SODIÓXIDO DE ENXOFRE (SO22))
• FONTES
Combustão (petróleo e carvão mineral) Veículos à diesel
• EFEITOS
Sistema respiratório Problemas cardiovasculares Chuva ácida
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SMOG FOTOQUÍMICOSMOG FOTOQUÍMICO
• FONTES
reação dos hidrocarbonetos e óxido de nitrogênio na presença de luz solar
• CONCENTRAÇÃO
0,3 ppmv
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SMOG FOTOQUÍMICOSMOG FOTOQUÍMICO
• REDUÇÃO
Controle dos veículos automotores (combustão)
• EFEITOS
Irritação dos olhos e vias respiratórias Envelhecimento precoce e corrosão dos tecidos
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EFEITO ESTUFAEFEITO ESTUFA
EE
BURACO NA CAMADA BURACO NA CAMADA DE OZÔNIODE OZÔNIO
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Mocinho ou vilão?
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ENTENDENDO O EFEITO ESTUFA
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POTENCIALIZADORES DA POTENCIALIZADORES DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICAPOLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
• Inversão térmica.
• Direção dos ventos.
• Condições meteorológicas.
• Vegetação.
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Efeito Estufa natural (“mocinho”)Efeito Estufa natural (“mocinho”): grande parte se deve a presença de água na atmosfera (em forma de vapor, 85% e partículas de água 12%)
Em conseqüência da poluição (“vilão”)Em conseqüência da poluição (“vilão”): Se deve principalmente pelo dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), clorofluorcarbonetos (CFCs), hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs) e o hexafluoreto de enxofre (SF6)
A TERRA: UMA GRANDE ESTUFA
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O SUPERAQUECIMENTO GLOBAL E SUAS CONSEQÜÊNCIAS
O aumento no teor atmosférico dos gases-estufa leva a um maior bloqueio da radiação infravermelha, causando uma exacerbação do efeito estufa: aquecimento da atmosfera e aumento da temperatura da superfície terrestre
Elevação do nível dos mares
Alterações climáticas em todo o planeta
Aumento da biomassa terrestre e oceânica
Modificações profundas na vegetação característica de certas regiões e típicas de determinadas altitudes
Aumento na incidência de doenças e proliferação de insetos nocivos ou vetores de doenças
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ESTAMOS PERDENDO PROTEÇÃO
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COMO A CAMADA DE OZÔNIO PROTEGE A TERRA?
Quimicamente temos:
OOUVO
OOO
OOUVO
23
32
2
COMO SE FORMA O BURACO NA CAMADA DE OZÔNIO?
Os CFCs sobem lentamente para camadas superiores à camada de ozônio. Os raios ultravioletas decompõe os CFCs, liberando átomos de Cloro (Cl). O cloro como é mais denso, desce, voltando para a camada de ozônio, destruindo-o.
Quimicamente temos
OClClO
OClOOCl
23
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OS EFEITOS DA DIMINUIÇÃO DA CAMADA DE OZÔNIO ATINGEM O HEMISFÉRIO SUL
aumento nos casos de câncer de pele e catarata em regiões do hemisfério sul, como a Austrália, Nova Zelândia, África do Sul e Patagônia.
Em Queensland, no nordeste da Austrália, mais de 75% dos cidadãos acima de 65 anos apresentam alguma forma de câncer de pele; a lei local obriga as crianças a usarem grandes chapéus e cachecóis quando vão à escola, para se protegerem das radiações ultravioletas.
A Academia de Ciências dos Estados Unidos calcula que apenas na Austrália, estejam surgindo anualmente 10 mil casos de carcinoma de pele por causa da redução da camada de ozônio.
O Ministério da Saúde do Chile informou que desde o aparecimento do buraco na camada de ozônio sobre o pólo Sul, os casos de câncer de pele no Chile cresceram 133%; atualmente o governo faz campanhas para a população utilizar cremes protetores para a pele e não ficar exposta ao sol durante as horas mais críticas do dia.
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ACÕES PREVENTIVAS REDUZEM A CONCENTRAÇÃO DE POLUENTES
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CONTROLE DE EMISSÃO DE POLUENTES POR VEÍCULOS AUTOMOTORES
Uso de combustíveis menos poluidores, o gás natural por exemplo
Instalação de catalisadores
Operação e manutenção adequadas do veículo, visando o bom funcionamento do mesmo
Rodízio de carros
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CONTROLE DE EMISSÃO DE POLUENTES PELAS INDÚSTRIAS
Altura adequada das chaminés de indústrias, em função das condições de dispersão dos poluentes
Uso de matérias primas e combustíveis que resultem em resíduos gasosos menos poluidores
Melhoria da combustão: quanto mais completa a combustão, menor a emissão de poluentes
Instalação de filtros nas chaminés
Tratamento de resíduos químicos
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O QUE PODEMOS FAZER PARA CONTRIBUIR COM A DIMINUIÇÃO DE POLUENTES?
Evitar queimar compostos orgânicos ou lixo de um modo geral
Plantar mais árvores
Reduzir o lixo
Fazer vistorias constantes em seus veículos e se empresário, em suas indústrias.
Prefira organizar um sistema de caronas, diminuindo o volume de carros nas ruas
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ACOMPANHE A EVOLUÇÃO DO BURACO NA CAMADA DE OZÔNIO (1980-1991)
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SITUAÇÃO ATUAL DA CAMADA DE OZÔNIO
Em setembro de 2000, com 29,78 milhões de Km2
Em setembro de 2003, com 28,2 milhões de Km2
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O PROTOCOLO DE KYOTO (1997)
Acordo internacional, assinado por 84 países, em 1997, em Kyoto no Japão, que estabelece, entre 2008 e 2012, a redução de 5,2% dos gases-estufa, em relação aos níveis em 1990.
METAS DE REDUÇÃO
Países da União Européia – 8%
Estados Unidos – 7%
Japão – 6%
Para a China e os países em desenvolvimento, como Brasil, Índia e México, ainda não foram estabelecidos níveis de redução
Balão com os dizeres “Bush & Co. = desastre ambiental” na Patagônia
(Argentina) em protesto contra os E.U.A
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FIM
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