quÍmica ambiental - cursinho triu · ciência ambiental “estudo interdisciplinar que usa...
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QUÍMICA AMBIENTALProf. Ana Flávia Suzana
Ciência Ambiental
“Estudo interdisciplinar que usa informações das
ciências físicas e sociais para aprender como a
Terra funciona, como interagimos com ela e como
lidar com os problemas ambientais.”
Miller Jr.; G.T.; Ciência Ambiental, 1ª Ed. São
Paulo: CENCAGE Learning, 2011.
Ciências
Ambientais
Química
Geologia
Ética
Antropologia
Economia
Política
Física
Biologia
Interações entre as substâncias químicas e os diferentes
compartimentos ambientais e como o ciclo desses
podem ser afetados de acordo com as atividades
antrópicas;
Química Ambiental
Solos
Água
Atmosfera Biota
ÁGUA
• Oceanos e mares - 97%
• Geleiras inacessíveis - 2%
• Rios, lagos e fontes subterrâneas - 1%
% da superfície planeta
Água
Terra• Cerca de 71,8% da
superfície terrestre;
A distribuição da água no planeta
Composição da água
• Moléculas de H2O;
• Sais minerais;
• Gases Dissolvidos (O2, N2, CO2, entre outros);
• Outras substâncias;
Ciclo da Água
Fontes de Poluição para as Águas
Detergentes e a poluição
Os detergentes no Brasil são feitos a partir da mistura de alquil-
benzeno-sulfonatos de sódio e recebem a classificação de
detergente biodegradável ou não biodegradável. A diferença
entre eles começa na cadeia carbônica que os constitui.
Os micro-organismos existentes na água produzem enzimas capazes
de quebrar as moléculas de cadeias lineares presentes nos
detergentes biodegradáveis, mas elas não reconhecem as cadeias
ramificadas presentes nos detergentes não biodegradáveis, por
esse motivo eles permanecem na água sem sofrer decomposição.
Eutrofização da água;
Hipóxia;
Contaminação com substâncias extremamente tóxicas;
Proliferação de malefícios e doenças a saúde humana e
ambiental;
Efeitos da poluição da Água
Excesso de nutrientes nas águas (C, N e P,
principalmente) gera a proliferação excessiva
de algas;
Algas em quantidade excessiva consomem o
O2 dissolvido na água e impossibilitam a vida
de outras espécies que necessitariam desse
gás;
Ácidos, metais, substâncias orgânicas e diversas outras!
Efeitos da poluição da Água
• 80% dos municípios (área
urbana) possuem rede de
tratamento de esgoto;
Doenças e malefícios causados:
• 80% das doenças;
• 15 milhões de crianças de zero a
cinco anos de idade por ano;
No Brasil
• Fonte: IBGE, 2010.
• Legislações pouco rigorosas e
pouquíssimo cobradas;
Esquema de uma ETA
E o que deve ser feito?
Fonte: CONAMA, Resolução 357 de 2005. Disponível em
<http://www.mma.gov.br/port/conama/res/res05/res35705.pdf>
4. Incentivar e apoiar a criação de legislações mais rigorosas e a criação de
mais ETE e ETA, bem como implantação de técnicas melhores de
saneamento básico;
5. Colaborar na fiscalização da poluição.
2. Monitoramento e manutenção dos corpos hídricos!
1. Começar a implantar programas de redução de consumo de
água;
3. Investigar a presença de contaminantes em concentrações excessivas
nos corpos hídricos e demais compartimentos ambientais;
Poluição do Ar
Refere-se ao lançamento de gases na atmosfera
que alterem sua composição original;
Gases% em Volume
Composição original:
Gases % em volume
Nitrogênio 78,1
Oxigênio 21
Vapor d’água Varia de 0-4
Argônio 0,93
Dióxido de Carbono Por volta de 0,3
Neônio Abaixo dos 0,002
Hélio 0,0005
Metano 0,0002
A Atmosfera
Fontes de poluição do Ar1. Naturais
2. Antrópicas
Poluentes
Fontes
DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)
FONTES
respiração, decomposição de plantas e animais equeimadas de florestas;
queima de combustíveis fósseis, atividade humana(principalmente indústrias) e erupções vulcânicas.
CONCENTRAÇÃO
antes 1750 - 280 ppmv (partes por milhão por volume)
em 1992 – 355 ppmv
atualmente – 400 ppmv
• EFEITOS Principal gás do “efeito estufa”
METANO (CH4)
FONTES
Matéria orgânica em decomposição;
Queima de biomassa, queima de combustíveis fósseis erúmen de ruminantes.
CONCENTRAÇÃO
Atual – 1,72 ppmv
Antes Revolução Industrial – 0,8 ppmv
• EFEITOS Ao ser inalado, o gás pode causar asfixia e perda de
consciência, parada cardíaca e, em caso extremo, danosno sistema nervoso central.
FONTES As fontes naturais incluem incêndios florestais, calor gerado
pelos relâmpagos e atividade microbiana nos solos.
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, NO2)
• EFEITOS Inflamações do sistema respiratório
Chuva ácida
Reduz fotossíntese
HALOCARBONOS (CFCs, HCFCs, HFCs)
FONTES
Produção de aerossóis, espuma, indústria de ar condicionado
CONCENTRAÇÃO
Em 1992 - CFC 11 – 280 pptv (partes por trilhão por volume)
- CFC 12 – 484 pptv
- CFC 113 – 60 pptv
• EFEITOS Destruição da camada de ozônio (CFCs e HCFCs)
Efeito estufa
Radiação ultravioleta (queimaduras de pele, câncer de pele)
MONÓXIDO DE CARBONO (CO)
FONTES
Tráfego (veículos)
Indústrias
Vegetação
CONCENTRAÇÃOA partir dos anos 80, a emissão de CO pelos automóveis passou
de 33 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.
• EFEITOS Perda de consciência; morte.
EFEITOS DO CO
Concentração
atmosférica de
CO (ppm)
Tempo médio para
acumulação
(minutos)
Sintomas
50 150 Dor de cabeça leve
100 120
Dor de cabeça
moderada e
tontura
250 120Dor de cabeça
severa e tontura
500 90Náuseas, vômitos,
colapso
1.000 60 Coma
10.000 5 Morte
DIÓXIDO DE ENXOFRE (SO2)
FONTES
Combustão (petróleo e carvão mineral)
Veículos à diesel
Erupções vulcânicas
EFEITOS
Sistema respiratório
Problemas cardiovasculares
Chuva ácida
Poluição do solo
É qualquer alteração provocada nas suas
características, pela introdução de produtos químicos
ou resíduos, de forma que ele se torne prejudicial ao
homem e a outros organismos ou tenha os seus usos
prejudicados.
Fertilizantes artificiais
Aplicação de pesticidas
Deposição de resíduos sólidos
Deposição de esgotos
E a chuva ácida??
• Os animais e o homem, ao respirarem, liberam gás carbônico
(CO2) na atmosfera.
Então quando chove:
CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq)
• deixando a chuva ligeiramente ácida (pH = 5,7), já que se
trata de um ácido fraco
A CHUVA É, NATURALMENTE, UM
POUCO ÁCIDA!
1. óxidos de nitrogênio: (NO e NO2)
N2(g) + O2(g) → 2NO(g)
2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)
3NO2(g) + 3H2O(l) → 2H3O+(aq) + 2NO3
-(aq) +NO(g)
Chuva ácida
Presentes na atmosfera
2. Óxidos de enxofre: (SO2)
SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq)
2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g)
SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)
A água dos rios e lagos se torna ácida e, conseqüentemente,
imprópria para a vida de peixes e outras espécies.
Consequências:
Chuva ácida
corrosão do ferro pelo ácido sulfúrico
Fe(s) + H2SO4(aq) H2(g) + FeSO4(s)
corrosão do mármore pelo ácido sulfúrico
H2SO4(aq) + CaCO3(s) CaSO4(aq) + H2CO3(aq)
COMO A CAMADA DE
OZÔNIO PROTEGE A TERRA?
• absorve a radiação ultravioleta
(UVA, UVB, UVC) do Sol,
impedindo que a maior parte
dela atinja a superfície terrestre
O QUE É A CAMADA DE OZÔNIO?
formada por um gás levemente azulado de odor bastante forte
situada na estratosfera (10 a 50Km da superfície terrestre)
ACOMPANHE A EVOLUÇÃO DO BURACO NA
CAMADA DE OZÔNIO (1980-1991)
SITUAÇÃO ATUAL DA CAMADA DE OZÔNIO
Em setembro de 2000,
com 29,78 milhões de
Km2
Em setembro de
2012, 17,9 milhões de
km²
QUIMICAMENTE TEMOS:
Equilíbrio natural entre formação e destruição do ozônio
Formação do Ozônio:
Destruição do Ozônio:
• EFEITOS Irritação dos olhos e vias respiratórias
Envelhecimento precoce e corrosão dos tecidos
CFCs (clorofluorcarbonos)
O Protocolo de Montreal aprovou o banimento de forma gradativa
do CFC e este fosse substituído por outros gases de mesma
potência mas que não agredissem tanto o planeta. Aqui no Brasil, o
Protocolo de Montreal só foi firmado como lei a partir de 1990 e
tinha como meta, banir totalmente o uso e a fabricação do CFC até
o ano de 2010.
ESTAMOS PERDENDO
PROTEÇÃO
CONHEÇA AS RADIAÇÕES ULTRAVIOLETAS
radiação U.V. λ ( em nm) efeitos
UVA
320 - 400 • Não são absorvidos pela
c.O3;
• Não possuem efeitos
maléficos ao ser humano;
UVB
280 - 320 • Parcialmente absorvidos
pela C. de ozônio;
• Vermelhidão na pele e
diferentes tipos de câncer
de pele;
UVC < 280 • totalmente absorvidos pela
c. O3 ;
• Podem danificar a córnea e
outros tecidos,
COMO SE FORMA O BURACO NA CAMADA
DE OZÔNIO?
OClClO
OClOOCl
23
OS EFEITOS DA DIMINUIÇÃO DA CAMADA DE
OZÔNIO ATINGEM O HEMISFÉRIO SUL:
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.
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.
ENTENDENDO O EFEITO ESTUFA
Efeito Estufa natural: grande parte se deve a presença de
água na atmosfera (em forma de vapor, 85% e água líquida
12%)
A TERRA: UMA GRANDE ESTUFA
Em conseqüência da poluição: Se deve principalmente pelo
(CO2), (CH4), (N2O), clorofluorcarbonetos (CFCs),
hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs) e (SF6)
O que potencializa esse
fenômeno?
Queima de combustíveis fósseis
Desperdício de alimentos
Emprego de certos fertilizantes
Desmatamento
AQUECIMENTO GLOBAL
O SUPERAQUECIMENTO GLOBAL E SUAS
CONSEQÜÊNCIAS
Derretimento de geleiras
Derretimento de geleiras
Inundações
Desertificação
Mar do Aral
Sistema Cantareira - SP
Furacões
O PROTOCOLO DE KYOTO (1997) entre 2008 e 2012, os países industrializados devem diminuir
a emissão de gases poluentes a um nível 5,2% menor que a
média de 1990.
E.U.A. se recusam a ratificar o acordo em 2001
Prorrogado para 2020.
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.
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;
Rodízio de carros;
Utilização de transportes públicos.
CONTROLE DE EMISSÃO DE POLUENTES
PELAS INDÚSTRIAS
Altura adequada das chaminés de indústrias,
facilitando a 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
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 e reciclar o lixo
Fazer vistorias constantes em seus veículos e
se empresário, em suas indústrias.
Buscar utilizar fontes renováveis de energia
E sempre lembrar da hierarquia
dos resíduos:
Tratar
Reciclar
Reutilizar
Reduzir
Não gerar
Dispor adequadamente