POLUIÇÃO
DO
AR
Universidade Federal do Piauí – UFPI
Centro 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
O 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
ESTRATOS ATMOSFÉRICOS
EXOSFERA
Altitude 600 a 1000km
IONOSFERA
Altitude 80 a 600km
ESTRATOSFERA
Altitude 12 a 80km
TROPOSFERA
TERRA
Altitude média 11km
COMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICA
Gases
% em Volume
Nitrogênio
Oxigênio
Vapor de água
Argônio
Dióxido de Carbono
Neon
Hélio
Metano
78.1%
21%
varia de 0 - 4%
0.93%
por volta de 0.3%
abaixo dos 0.002%
0.0005%
0.0002%
INTRODUÇÃO
POLUIÇÃO
ATMOSFÉRICA
AR
POLUIÇÃO ÁGUA  estão quase sempre interrelacionadas.
SOLO
PRINCIPAIS
POLUENTES DO AR
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
1.4. Algumas definições importantes
•
- 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.
1.5. Classificação dos
poluentes
De acordo com a origem:
a) Primários
b) Secundários
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
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
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
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.
Emissões primárias...
C. Compostos orgânicos
Composto
Grupo funcional
CH 3-OH
OH
ÁLCOOL
C
CETONA
CH 3 - C - CH 3
Função
O
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
CH 3 - NH 2
NH 2
O
AMINA
O
CH 3 - C
C
OH
OH
ÉTER
O
CH 3 - O - CH 3
O
O
CH 3 - C
ALDEÍDO
C
H
CH3 – SH
ÁCIDO
ORGÂNICO
H
R
SH
Compostos Sulfurados
(MERCAPTANAS)
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.
FONTES DA POLUIÇÃO
ATMOSFÉRICA
• 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
FONTES DA POLUIÇÃO
ATMOSFÉRICA
• 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
Poluição
atmosférica
urbana
POLUIÇÃO DO AR NAS
ATMOSFERAS URBANAS
Principais fontes de poluição do ar e
principais poluentes
FONTES
FONTES
ESTACIONÁRIAS
FONTES MÓVEIS
POLUENTES
COMBUSTÃO
Material particulado. Dióxido de enxofre; Trióxido
de
enxofre,
Monóxido
de
carbono,
Hidrocarbonetos e Óxidos de nitrogênio
PROCESSO INDUSTRIAL
Mat. particulados (fumos, poeiras, névoas)
Gases: - SO2- SO3 - Hcl, Hidrocarbonetos
QUEIMA
SÓLIDOS
Material particulados
Gases: - - SO2 - SO3 - Nox - HCl
RESÍDUOS
OUTRAS
Hidrocarbonetos, Material particulado
Veículos: Gasolina,
Diesel, Álcool, Aviões, Moto,
Barcos, Trens
Material particulado, Monóxido Carbono, Óxidos
de Nitrogênio, Hidrocarbonetos. Aldeídos, Ácidos
Orgânicos.
FONTES NATURAIS
Material particulados - poeiras
Gases: 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.
FONTES DA POLUIÇÃO
ATMOSFÉRICA
FONTES NATURAIS
• 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
ATMOSFÉRICA
FONTES NATURAIS
Lago da Paz – república dos Camarões (21/08/1986)
HAVAI - KILAUEA
Ativo desde 1983
Setembro 2004 – emissão de 2500
toneladas de enxofre por dia
Os seres
humanos...
Transmissão da
Tuberculose ,
gripe, etc ...
DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)
• 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
DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)
• Contribui para o equilibrio térmico do
planeta
• Matéria prima para fotossíntese
• EFEITOS
 Principal gás do “efeito estufa”
METANO (CH4)
• 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
METANO (CH4)
• EFEITOS
 Pulmões
 Sistema cardiovascular
nervoso
e
sistema
ÓXIDOS DE NITROGÊNIO (NO, NO2)
• 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, NO2)
• EFEITOS
 Inflamações do sistema respiratório (traqueítes,
bronquites crônicas, enfisema pulmonar,
broncopneumonias)
 Reduz fotossíntese
 Chuvas ácidas
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.
HALOCARBONOS (CFCs, HCFCs, HFCs)
• 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)
PADRÕES DE QUALIDADE DO
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.
MONÓXIDO DE CARBONO (CO)
• EFEITOS
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
120
Dor de cabeça severa e
tontura
500
90
Náuseas, vômitos,
colapso
1.000
60
Coma
10.000
5
Morte
DIÓXIDO DE ENXOFRE (SO2)
• FONTES
 Combustão (petróleo e carvão mineral)
 Veículos à diesel
• EFEITOS
 Sistema respiratório
 Problemas cardiovasculares
 Chuva ácida
SMOG FOTOQUÍMICO
• FONTES
 reação dos hidrocarbonetos e óxido de nitrogênio na
presença de luz solar
• CONCENTRAÇÃO
 0,3 ppmv
SMOG FOTOQUÍMICO
• REDUÇÃO
 Controle dos veículos automotores (combustão)
• EFEITOS
 Irritação dos olhos e vias respiratórias
 Envelhecimento precoce e corrosão dos tecidos
EFEITO ESTUFA
E
BURACO NA CAMADA
DE OZÔNIO
Mocinho ou vilão?
ENTENDENDO O EFEITO ESTUFA
POTENCIALIZADORES DA
POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
•
•
•
•
Inversão térmica.
Direção dos ventos.
Condições meteorológicas.
Vegetação.
A TERRA: UMA GRANDE ESTUFA
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”): Se deve principalmente pelo
dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O),
clorofluorcarbonetos (CFCs), hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs) e o
hexafluoreto de enxofre (SF6)
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
ESTAMOS PERDENDO PROTEÇÃO
COMO A CAMADA DE OZÔNIO PROTEGE A TERRA?
Quimicamente temos:
O2

UV
O2

O
O3

UV



O

O
O3
O2

O
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
Cl  O3  ClO  O2
ClO  Cl  O
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.
ACÕES PREVENTIVAS REDUZEM A
CONCENTRAÇÃO DE POLUENTES
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
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
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
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 2003, com
28,2 milhões de Km2
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 gasesestufa, 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
FIM
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