MEIO AMBIENTE
O meio ambiente é o vasto conjunto de todas as leis, influências e infraestruturas de ordens físicas, químicas e biológicas
que regem a vida de todos os indivíduos no planeta. Os seres
vivos e o meio ambiente se interagem entre si por inúmeras
formas, e a ciência que estuda essas relações é a ecologia. É
por meio dessas interações, por exemplo, que são definidas as
relações harmônicas e desarmônicas entre espécies, controladas pelo método da seleção natural, na qual a espécie mais
bem adaptada sobrevive às diversas variações ambientais
ocorridas no planeta ao longo do tempo.
Os locais mais abrangentes de estudar o meio ambiente são os
ecossistemas, conjuntos formados tanto por todas as comunidades que vivem e interagem entre si, quanto por fatores
bióticos e abióticos definidos naquela região. O conjunto de todos os ecossistemas do planeta compõe a biosfera terrestre,
dividida em três fatores amplos: a atmosfera, a litosfera e a
hidrosfera, inteiramente responsáveis pela manutenção dos
equilíbrios ambiental dos ecossistemas e fisiológico dos seres
vivos. É por essa razão que são extremamente importantes,
hoje em dia, as tomadas de medidas ecologicamente corretas
e sustentavelmente desenvolvimentistas, conciliando o progresso com a preservação do meio ambiente.
A ATMOSFERA TERRESTRE: a proteção da vida
no planeta
A atmosfera terrestre tem uma importância devastadora para a manutenção da vida no planeta. Sendo uma camada de
gases que envolve a Terra, ela bloqueia boa parte das radiações ultravioletas e eletromagnéticas solares e retém o calor
na superfície do planeta, mantendo uma temperatura estável
para todos os seres vivos.
A atmosfera é dividida em várias camadas. A porção mais
baixa chama-se troposfera, contendo três quartos da massa
atmosférica e enorme parte de seu vapor de água. A camada
posterior, denominada estratosfera, contém o ozônio que ab-
sorve a energia ultravioleta. Na mesosfera e na termosfera, as
camadas posteriores, há uma diminuição das espécies que absorvem energia, embora apareçam espécies iônicas e atômicas.
A COMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICA
A atmosfera terrestre é constituída, principalmente, de nitrogênio, oxigênio e argônio. Os gases restantes são referidos
como gases traços, entre os quais estão incluídos os gases do
efeito estufa, como vapor d’água, gás carbônico, metano e
ozônio. Muitas substâncias naturais podem estar presentes
em quantidades de ar não purificado, como poeira, pólen, esporos, cinzas vulcânicas e meteoroides. Estão contidos, também, vários poluentes industriais, tais como o cloro, compostos de flúor e enxofre e mercúrio elementar.
O nitrogênio
O nitrogênio (N2) é o gás mais abundante da atmosfera terrestre. Faz parte dos aminoácidos, proteínas e ácidos nucleicos
de todos os seres vivos, além de ser um nutriente limitante de
plantas. As plantas podem utilizar, além dos aminoácidos,
duas formas inorgânicas de nitrogênio: a amônia (NH4+) e o
nitrato (NO3-). Diversas bactérias podem usar todas essas
formas, além do nitrito (NO2-).
O principal reservatório de nitrogênio é a atmosfera; fertilizantes nitrogenados, precipitação e poeira também contribuem com quantidades significativas de NH4+ e NO3- nos ecossistemas. A maior rota de entrada do nitrogênio é a fixação de
nitrogênio, nas quais as bactérias convertem N2 em formas
que podem ser aproveitadas para sintetizar compostos orgânicos. A amonificação decompõe nitrogênio orgânico em NH4+.
Na nitrificação, NH4+ é convertida em NO3- por bactérias nitrificantes. Sob condições anaeróbias, bactérias desnitrificantes
utilizam NO3- nos seus metabolismos ao invés de oxigênio, liberando N2 no processo de desnitrificação.
Os agricultores interferem deliberadamente no ciclo do nitrogênio com o objetivo de obter maior produtividade em suas
culturas. Uma das maneiras de aumentar a quantidade de ni-
trogênio disponível no solo é por meio do cultivo de plantas
leguminosas, que abrigam, em suas raízes, bactérias fixadoras de nitrogênio. As leguminosas podem ser plantadas tanto
junto com plantas não-leguminosas nas plantações consorciadas, como em períodos alternados com o cultivo de outras
plantas na rotação de culturas.
Em campos experimentais plantados com leguminosa, verifica-se um aumento exorbitante na quantidade de nitrogênio
fixado em relação a um ecossistema natural. Conhecido como
adubação verde, o uso de leguminosas é um método eficaz de
fertilização do solo com a ação das bactérias fixadoras de nitrogênio. Outra maneira de modificar o ciclo do nitrogênio é
pela fixação industrial desse elemento a partir da atmosfera.
Esse processo é utilizado na fabricação de compostos nitrogenados utilizados como fertilizantes do solo, os chamados adubos químicos.
O oxigênio
O oxigênio (O2) é o segundo gás mais presente na atmosfera
do planeta. É de extrema importância para a manutenção da
vida na Terra, pois além de participar da respiração aeróbica
e das combustões, também é utilizado na síntese de diversas
substâncias orgânicas, principalmente no que se refere ao gás
carbônico (CO2) e à água (H2O).
O principal reservatório de oxigênio para os seres vivos é a
atmosfera, onde esse elemento se concentra tanto na forma
de O2, utilizado na respiração onde átomos de oxigênio combinam-se com átomos de hidrogênio, formando água, quanto
na forma de CO2, utilizado no processo da fotossíntese. Pela
respiração celular e pela decomposição da matéria orgânica, o
oxigênio é restituído à atmosfera e faz parte de moléculas de
CO2 e H2O.
Já o ozônio (O3) é um alótropo mais instável do oxigênio,
formado quando as moléculas de O2 se rompem devido à radiação solar, e, posteriormente, os átomos separados combinam-se individualmente com outras moléculas. O ozônio faz
parte da camada de ozônio, encontrada na estratosfera, que
tem a propriedade de absorver a radiação ultravioleta do Sol;
por esse motivo, sem a proteção do O3, as radiações causari-
am danos graves aos organismos vivos que habitam a superfície terrestre.
O carbono
O carbono (C) é o pilar básico da química orgânica e o responsável pela formação constitucional de todos os organismos do
planeta, marcado pela sua grande afinidade para combinar-se
quimicamente a outros compostos, inclusive a si mesmo. O
principal uso do carbono é como componente dos hidrocarbonetos, especialmente dos combustíveis fósseis não renováveis como petróleo e gás natural.
Na atmosfera, o carbono está presente na forma de gás carbônico (CO2). Embora seja encontrado em proporções muito
pequenas, o dióxido de carbono é fundamental para a realização da respiração vegetal; parte substancial das moléculas
orgânicas produzidas na fotossíntese é degradada pelo próprio organismo em seu metabolismo e, nesse processo, o carbono é devolvido na forma de CO2. O restante da matéria orgânica produzida na fotossíntese passa a constituir a biomassa dos seres produtores, que pode ser aproveitada energeticamente de forma renovável e não poluente.
Em certas condições ocorridas no passado, restos e cadáveres
de grande quantidade de organismos de diversos níveis tróficos ficaram a salvo da decomposição, geralmente por terem
sido rapidamente sepultados no fundo do mar, sob depósitos
de sedimentos que depois se tornaram rochas. Os resíduos orgânicos desses seres soterrados tiveram suas moléculas preservadas da ação dos decompositores, nelas mantendo a
energia potencial química originalmente captada do Sol, pela
fotossíntese. Essas substâncias orgânicas sofreram lentas
transformações e originaram os combustíveis fósseis.
O fósforo e o enxofre
O fósforo (P) também é muito importante para os seres vivos,
já que faz parte, geneticamente, do material hereditário dos
organismos e, metabolicamente, das moléculas energéticas de
ATP. Industrialmente, o elemento possui várias aplicações:
seus íons, por exemplo, são utilizados na fabricação de fertili-
zantes, no revestimento de lâmpadas, em pastas de dente e
em bombas de efeito moral.
O ciclo do fósforo é bem simples, pois, como não há muitos
compostos gasosos de fósforo, não há passagem de átomos para a atmosfera; além disso, o fosfato (PO43-) é o único composto de fósforo realmente importante para os seres vivos. As
plantas obtêm fósforo do ambiente ao absorver fosfatos dissolvidos na água e no solo; os animais obtêm fosfatos na água
e no alimento. Os processos de decomposição de matéria orgânica devolvem o fósforo ao solo ou à água; posteriormente,
são incorporados a rochas, e retornam aos ecossistemas mais
tarde, quando as rochas se elevam em consequência de processos geológicos. Portanto, apesar de seu ciclo ecológico ser
curto, a sedimentação e incorporação nas rochas leva o ciclo
geológico ser bem mais longo.
O enxofre (S) é um importante ametal, constituinte de muitos
aminoácidos. Sua utilização mais ampla é na fabricação de
fertilizantes, além de ser constituinte da pólvora, de medicamentos laxantes e de inseticidas. Outras aplicações incluem
na vulcanização da borracha e na fabricação de bebidas alcóolicas e de açúcar refinado. Muitos dos odores desagradáveis
da matéria orgânica se devem a compostos de carbono com
enxofre.
Algumas plantas conseguem absorver o íon sulfato (SO42-); na
produção de aminoácidos, o oxigênio é quimicamente substituído pelo hidrogênio. Os seres vivos se alimentam dessas
plantas, e, quando morrem, seus restos são decompostos por
microrganismos, que criam sulfeto de hidrogênio e, depois,
extraem o enxofre que, na combinação com o oxigênio, volta a
formar SO42-.
A POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
A poluição atmosférica é um dos mais graves problemas na
atualidade, pois põe em xeque a manutenção da vida e da
harmonia no planeta. As principais fontes poluidoras na atmosfera são os motores de veículos gerados pela queima de
combustíveis, a incineração de lixo doméstico e as queimadas
de campos e florestas e as indústrias, como siderurgias, refinarias e fábricas de cimento e papel.
Um dos poluentes mais perigosos para os habitantes das
grandes metrópoles é o monóxido de carbono (CO), um gás
incolor, inodoro, um pouco mais leve que o ar e muito tóxico.
Esse gás é produzido, na imensa maioria das vezes, durante a
queima incompleta de moléculas orgânicas, e sua principal
fonte de emissão são os motores a combustão de veículos. O
monóxido de carbono tem a propriedade de se combinar irreversivelmente com a hemoglobina do sangue; o indivíduo intoxicado por esse gás tem graves sintomas cardíacos e respiratórios.
Outro grave poluente atmosférico é o dióxido de enxofre
(SO2), um gás tóxico proveniente da queima industrial de
combustíveis como o carvão mineral e o óleo diesel, que contêm enxofre como impureza. O SO2, juntamente com o dióxido de nitrogênio (NO2) também liberado pelas atividades industriais, provocam bronquite, asma e enfisema pulmonar.
Além disso, reagindo com vapor d’água atmosférico, esses
óxidos podem formar os ácidos H2SO4 e HNO3, que se dissolvem na água das nuvens e precipitam com elas nas chuvas
ácidas. Em certos países europeus, nos quais a produção de
energia é baseada na queima de carvão e óleo diesel, as chuvas ácidas têm provocado grandes danos à vegetação, além de
corroer construções e monumentos.
Nas cidades modernas, há grande quantidade de partículas
em suspensão no ar, produzidas principalmente pelo desgaste
de pneus e freios de automóveis. Pastilhas de freio, por exemplo, liberam partículas de amianto, que podem causar doenças pulmonares e câncer. Outras grandes poluidoras são as
siderúrgicas e as fábricas de cimento, estas últimas responsáveis pela liberação de partículas de sílica. A sílica, como o
amianto, quando se encontra na forma de partículas em suspensão no ar, é a causa comprovada de diversas doenças
pulmonares, tais como fibroses e enfisemas. A utilização do
amianto já é proibida em vários países; no Brasil, onde é utilizado principalmente na fabricação de telas e de caixas d’água,
sua proibição vem sendo discutida.
Aumento do efeito estufa e aquecimento global
Parte da radiação solar que chega à Terra é refletida pelas
nuvens e pela superfície terrestre, e parte é absorvida pela
superfície e pela atmosfera. Uma parcela dessa energia absorvida é, em seguida, reirradiada na forma de calor (radiação infravermelha), mantendo a superfície terrestre aquecida. Esse fenômeno é denominado efeito estufa. Os componentes atmosféricos responsáveis pelo efeito estufa são principalmente vapor d’água, gás carbónico, metano e dióxido de
nitrogênio. O efeito estufa tem sido importante, desde a origem da vida na Terra, para manter a superfície terrestre
aquecida, impedindo a perda rápida de calor para o espaço.
Muitos cientistas acreditam que, nos próximos anos, a temperatura média na superfície terrestre sofrerá elevação significativa devido ao aumento da concentração de certos gases
na atmosfera, principalmente o gás carbónico, o metano e o
dióxido de nitrogénio. A quantidade de gás carbônico, um dos
principais causadores do efeito estufa, vem aumentando significativamente na atmosfera desde a Revolução Industrial,
quando a humanidade começou a empregar a queima de combustíveis fósseis em larga escala para a produção de energia.
Com isso, a concentração de gás carbónico aumentou exorbitantemente.
Embora sem estimativas precisas, sabe-se que a quantidade
de metano presente na atmosfera também vem crescendo.
Esse gás resulta da decomposição da matéria orgânica, e sua
concentração na atmosfera aumenta proporcionalmente ao
crescimento da população. Isso ocorre devido à maior produção de lixo e esgotos e ao aumento das áreas de terrenos alagados, onde se cultiva arroz e há grande decomposição de matéria orgânica. Outras fontes emissoras de metano são os rebanhos de gado bovino e caprino. Por serem ruminantes, esses animais fermentam o alimento em seus tubos digestórios,
produzindo e eliminando por flatulência quantidades significativas de gás metano, que se incorpora à atmosfera e acentua o efeito estufa.
Alguns cientistas acreditam que, se os gases que provocam o
efeito estufa continuarem a se acumular na atmosfera, deve-
se esperar uma elevação de até quatro graus Celsius na temperatura média mundial, nos próximos cinquenta anos. Um
aumento dessa ordem provocaria grandes mudanças no clima
da Terra, com efeitos catastróficos. Nas regiões tropicais,
ocorreriam tempestades torrenciais; nas regiões temperadas,
o clima poderia se tornar mais quente e mais seco; nas regiões
polares, parte do gelo poderia derreter (o que já está acontecendo), com elevação do nível dos mares e inundação de cidades litorâneas e planícies. Uma inundação da Amazônia, por
exemplo, com uma submersão da floresta, levaria à formação
de uma imensa bacia de decomposição, o que produziria mais
metano, acentuando ainda mais o efeito estufa.
A destruição da camada de ozônio
Um dos grandes agravantes na destruição da camada de ozônio são os clorofluorocarbonetos (CFCs), compostos antigamente utilizados como aerossóis, como gases para refrigeração e como propelentes em extintores. Ao chegarem na atmosfera, os CFCs, submetidos às radiações ultravioletas, liberam o cloro e o monóxido de cloro (ClO), que se combina com o
ozônio atmosférico, desagregando-o e formando duas moléculas de oxigênio.
Apesar de a presença de ozônio ser benéfica nas altas camadas atmosféricas, quando se forma em baixa altitude, esse gás
é poluente, causando irritação nos olhos e problemas respiratórios. Nas grandes cidades, os poluentes liberados pelos veículos motorizados potencializam a reação de formação de
ozônio na atmosfera junto ao solo; nos meses de inverno, o
problema é ainda mais agravado pela ocorrência de inversões
térmicas.
Inversão térmica
Normalmente, as camadas mais baixas da atmosfera são mais
quentes, pelo fato de o ar absorver calor da superfície terrestre. Como o ar quente é menos denso, sua tendência é subir,
carregando consigo os poluentes em suspensão. O ar quente
que sobe é substituído por ar frio que desce, o qual, ao se
aquecer, volta a subir. Esta corrente ascendente e descenden-
te de ar, denominada convecção, é responsável pela dispersão dos poluentes atmosféricos que são continuamente produzidos em uma cidade.
Nos meses de inverno, em consequência do resfriamento do
solo, a camada de ar mais baixa pode se tornar mais fria do
que a imediatamente acima dela: é a chamada inversão térmica. Com isso, a convecção é interrompida e os poluentes,
por deixarem de se dispersar para as camadas atmosféricas
mais altas, aumentam em concentração na camada de ar próxima da superfície. Nessas ocasiões, ocorre grande aumento
de casos de irritação das mucosas e problemas respiratórios
nos habitantes dos grandes centros urbanos.
Ilhas de calor
Outro fenômeno recorrente nos grandes centros urbanos é a
ilha de calor, designada pelas elevadas temperaturas das cidades em relação às regiões rurais. Além da poluição atmosférica, as ilhas de calor são originadas e intensificadas pela
retirada da vegetação, pelo aumento das áreas asfaltadas,
pela construção de grandes edifícios, pelo aumento do número
de veículos, entre outros. Esse efeito ocorre nas regiões tropicais durante o dia, aumentando a sensação de calor, enquanto, nas regiões de clima frio, ocorre à noite, reduzindo o uso de
aquecedores.
O plantio de árvores é essencial para a amenização das ilhas
de calor, uma vez que a cobertura vegetal absorve a radiação
solar, dissipando o calor sob a forma de evapotranspiração.
Outra medida importante seria a proibição da impermeabilização dos solos, pois as obras de pavimentação e de desvio de
água modificam o balanço hídrico da superfície urbana e aumentam a vulnerabilidade da população a enchentes e deslizamentos de terra.
A poluição ambiental interna
A poluição ambiental interna, ou indoor pollution, é outro fator agravado pela urbanização, proveniente de várias fontes,
como fogões, lareiras, materiais de construção, móveis ou
armários feitos de madeira prensada, produtos de limpeza e
químicos usados na manutenção da casa, fumaças de cigarro,
mofo, radônio, pesticidas e a entrada da poluição externa. Esse conjunto de fatores faz que várias substâncias químicas voláteis estejam dentro das casas, as quais são capazes de fazer
com que o ar interno seja até dez vezes mais poluído do que o
externo.
Os problemas relacionados à poluição interna são intensificados por inadequados sistemas ventilação, uma vez que a falta
de troca de ar entre os meios interno e externo retém as partículas em determinado lugar e elevam os níveis de poluição.
Esse fato agrava os sintomas patológicos, que podem se manifestar tanto a curto quanto a longo prazo; enquadram-se
pneumonias, doenças respiratórias, cânceres e até mesmo
mortes. A contenção e remoção de poluição, a ventilação e a
utilização de umidificadores são algumas medidas importantes.
O Protocolo de Kyoto
O Protocolo de Kyoto tem sido considerado o mais importante
mecanismo para reverter os danos provocados pelo aquecimento global. Neste documento, estão orientações para que os
governos possam colaborar, garantindo um planeta saudável
para as futuras gerações. Trata-se de um compromisso acertado em 1997, em que os países industrializados reduziriam,
até o período entre 2008 e 2012, suas emissões combinadas
de gases de efeito estufa em pelo menos 5% em relação aos níveis de 1990. Com isso se obteria uma reversão da tendência
histórica de crescimento das emissões iniciadas nesses países
como resultado da Revolução Industrial.