ANÁLISE DO PH DAS PRECIPITAÇÕES EM MACAÉ-RJ
Lúcio de Souza
[email protected]
Luiz Francisco Pires Guimarães Maia
[email protected]
Universidade Federal do Rio de Janeiro
ABSTRACT
The acid rain is one of the more importants environmental events that happens nowadays,
mainly inside or near urban-industrial areas. Many scientists have studied it’s formation and
efects in the human life and the brazilian authorities include it’s evaluation when a new
potential source is installed in some place. This work shows the results of precipitation pH
analisys collected during 8 weeks in 7 differents places in Cabiúnas - Macaé, located in the
north part of Rio de Janeiro State, to stablish the basic state of rain acidity for future
comparasions after the implantation of a powerplant in the region.
1. INTRODUÇÃO
A acidificação das águas das chuvas se
origina mediante processos nos quais
intervém em primeiro lugar a emissão de
compostos de enxofre na forma de SO2, e
de nitrogênio como NOx. Na continuação,
estes compostos em estado gasoso são
transportados, por vezes,
à longas
distâncias;
paralelamente, se vêem
submetidos à reações químicas, entre as
quais se destaca a oxidação mediante a
qual se convertem em ácido sulfúrico
(H2SO4) e ácido nítrico (HNO3),
respectivamente. Ainda na continuação,
se produz a deposição ácida, que pode se
dar em forma úmida - pela incorporação
desses ácidos às gotas de chuvas - chuva
ácida, e por deposição seca, que é a
simples sedimentação das partículas no
solo. Finalmente, se fecha o ciclo com a
absorção destes compostos de enxofre ou
nitrogênio pelo solo, água ou vegetação.
O caráter ácido ( pH < 5,6) ou
básico ( pH > 5,6) de uma precipitação
não somente vem determinado pela
origem da massa de ar, senão que influi
decisivamente a trajetória que a referida
massa tenha percorrido até o lugar em que
se produz a precipitação. Se em seu
deslocamento a massa de ar atravessa
zonas de alta emissão ou com qualidade
do ar já degradada, implicando na
formação de ácidos, o caráter ácido da
precipitação se verá consideravelmente
incrementado.
Segundo a distância ao foco emissor, se
distinguem quatro tipos de chuvas ácidas:
a) convectivas - quando se produzem em
menos de uma hora depois de ter havido
uma emissão; b) de mesoescala - quando
se produzem entre 1 e 10 horas depois da
emissão, normalmente em um raio de 100
km. - estas se consideram no transporte
transfronteiriço; c) sinóticas - em um raio
inferior a 1.000 km e uma permanência de
10 a 100 horas; e d) planetárias - até
10.000 km de distância e tempos de
permanência de mais de 100 horas.
A intensidade da chuva ácida está em
função de numerosos fatores, entre os
quais há que destacar a velocidade com
que se levam a cabo as reações químicas
que originam os sulfatos ou nitratos, a
presença de umidade na atmosfera e em
definitivo a dinâmica atmosférica que
transporta os íons de sulfato, de nitrato e
de hidrogênio à distâncias mais ou menos
longas.
de barris de óleo e condensados e 163,1
bilhões de metros cúbicos de gás natural.
A permanência na atmosfera do dióxido
de nitrogênio em presença do radical
hidroxila é de um (1) dia, enquanto que a
do dióxido de enxofre nas mesmas
circunstâncias é de até 7,7 dias. Deste
diferente comportamento de ambos
contaminantes, se infere que o dióxido de
enxofre é o principal implicado nas
chuvas ácidas dos tipos sinótico e
planetário.
Para a coleta das amostras de águas de
chuvas foi necessária a implantação de
uma pequena Rede de coletores composta
por sete (7) funís de polietileno com
recipientes acoplados, os quais foram
instalados nos seguintes locais em
Cabiúnas e entorno (Figura 1):
A magnitude dos danos que pode
provocar este fenômeno é considerável. A
pequena escala, existem áreas muito
degradadas no raio de ação de algumas
centrais térmicas que utilizam carvão
como combustível - geralmente de baixa
qualidade, o que equivale a um elevado
conteúdo de enxofre - no que a deposição
de gotas acidificadas é mais freqüente.
O presente trabalho investiga o “estado
básico” da qualidade das águas das
chuvas - traduzido pela ocorrência de
chuvas ácidas - em Cabiúnas - Macaé,
litoral norte do Estado do Rio de Janeiro,
onde encontra-se instalada a Unidade da
Petrobrás de Captação e Distribuição de
gás natural da Bacia de Campos e
algumas outras indústrias no entorno, e
para onde também está prevista a
implantação, até meados de 1999, de uma
Usina Termelétrica à gás natural, cujas
emissões mais significativas são de
óxidos de nitrogênio. Macaé encontra-se
potencialmente sujeita a ocorrência de
chuvas ácidas , inclusive do tipo sinótico,
pela influência de larga-escala dos 36
campos produtores da Bacia de Campos,
cuja produção, em 1997, foi de 10 bilhões
2. MATERIAL E MÉTODOS
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Local a - Vila Badejo - próximo ao
Aeroporto de Macaé;
Local b - residência unifamiliar
localizada exatamente na área onde
será instalada a UTE-RJ;
Local c - bairro Barreto;
Local d - no limite sudoeste interno
da Estação de Cabiúnas - Petrobrás;
Local e - no limite norte interno da
Estação de Cabiúnas -Petrobrás;
Local f - no interior da área de
captação de água da Estação de
Cabiúnas – Petrobrás, às margens
Lagoa Cabiúnas;
Local g - em área rural, localizada às
margens da Rodovia RJ-178.
A sistemática de coleta foi semanal,
baseada
no
caráter
dinâmicoclimatológico semanal de chegas de
frentes frias à região. Com isso, cada
coleta representaria as águas recebidas de
um mesmo sistema frontal, o que evitaria,
entre outros aspectos, misturas de águas
de sistemas frontais distintos e
transformações
físico-químicas
nas
amostras.
Visando a compatibilidade dos resultados,
os coletores de chuva foram padronizadas
tanto quanto possível, considerando
material e alturas de instalação idênticas,
sem interferências de obstáculos no
entorno próximo, presença de outras
fontes de emissão, etc.
parâmetros meteorológicos (não citados)
enquadraram-se à climatologia local.
Os Períodos amostrais semanais de
chuvas em Macaé-RJ obedeceram a
seguinte cronologia:
3.2 - pH das Precipitações
Período 1: 23/05/98 a 02/06/98;
Período 2: 02/06/98 a 09/06/98;
Período 3: 09/06/98 a 16/06/98;
Período 4: 16/06/98 a 23/06/98;
Período 5: 23/06/98 a 30/06/98;
Período 6: 30/06/98 a 07/07/98;
Período 7: 07/07/98 a 14/07/98;
Período 8: 14/07/98 a 21/07/98.
Os procedimentos para análises das
amostras das precipitações coletadas
consistiu basicamente na utilização de um
phmetro e de um condutivimetro. As
amostras
foram
devidamente
armazenadas em recipientes lavados com
água deionizada e colocadas na geladeira
até o momento efetivo de análise.
2. RESULTADOS E CONCLUSÕES
3.1 - Cenário Meteorológico
Ao longo do período amostral total de 23
de maio a 21 de julho de 1998, mantevese a regularidade de entradas de frentes
frias na região de Macaé-RJ, com geração
de
precipitações
variáveis
em
praticamente
todos
os
Períodos
assinalados anteriormente, excetuando-se
a frente fria da semana 4 ( 16 a 23 de
junho), cujas precipitações foram muito
fracas e esparsas, impossibilitando,
inclusive as análises de pH em virtude das
insuficientes quantidades de amostras.
Durante o período amostral, os ventos em
Macaé-RJ sopraram com primeira e
segunda predominâncias de 30º e 300º,
respectivamente, tendo uma velocidade
média de 8,8 km/h. Estes e os demais
O grau de acidez de uma amostra é
determinado a partir de seu valor de pH.
Para a água da chuva, uma vez que na
atmosfera encontra-se presente o gás
carbônico, o pH neutro tem valor 5,6.
Quanto maior (menor) que 5,6, mais
básica (ácida) será a amostra.
Foram coletadas amostras suficientes para
análise laboratorial em praticamente todos
os períodos, exceto para parte das
localidades no Período 3 e na totalidade
das localidades do Período 4.
As análises de pH para as amostras
coletadas semanalmente revelaram que
todos os resultados foram superiores a
5,6, ou seja, todas as soluções
precipitadas apresentaram caráter básico.
Apenas na 5ª e 6ª semanas as amostras
apresentaram valores pouco superiores a
5,6, ambos no Local d, conforme pode ser
verificado na Tabela I. Os valores médios
de todas as localidades foram superiores a
6,38 e, em muitos caso, superiores a 7,0.
A plotagem conjunta dos valores de pH
obtidos em cada local de monitoramento
(Figura 2) revela uma nítida correlação
de tendência entre cada série. Da 1ª a 3ª
campanha ou período, a tendência foi de
elevação dos valores individuais. Na 4ª
campanha não houve precipitação
suficiente para análise, ou seja,
praticamente não ocorreu precipitação, o
que deixou a atmosfera local com mais
impurezas do que em situações regulares
com precipitações. Com isso, ficou
evidenciado na 5ª campanha uma redução
total dos valores de pH, significando que
a precipitação ocorrida exerceu uma
efetiva ação de “lavagem” na atmosfera e
conduziu a valores de pH mais próximos
do neutro, tendendo a acidificação, caso
não houvesse ocorrido a precipitação
durante a 5ª campanha. A partir da 6ª
campanha a tendência geral passou a ser
de elevação, ou seja, aumento do pH.
Constata-se, também, que os valores de
pH no Local d destacadamente estiveram
sempre inferiores aos valores obtidos para
os demais locais.
4. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
O experimento realizado em Cabiúnas e
entorno, no Município de Macaé-RJ,
revelou que todas as amostras das
precipitações apresentaram valores de pH
superiores a 5,6, o que as caracteriza
como soluções básicas ou não-ácidas, sem
maiores conseqüências ao meio ambiente.
Ficou nítido o comportamento ajustado
nas tendências temporais do pH nos sete
(7) locais. Num maior período sem
precipitações, como na 4ª campanha, as
impurezas
acumuladas
interferiram
sobremodo nos resultados da campanha
seguinte, reduzindo os valores de pH,
muito embora sem tornar as soluções
ácidas.
Contudo,
tendo
em
vista
o
desenvolvimento industrial da área de
enfoque e de Municípios vizinhos,
impulsionado pelo estímulo do Governo
Federal pelas facilidades locais de
fornecimento de gás natural da Bacia de
Campos, recomenda-se uma avaliação
periódica das condições de qualidade do
ar e do pH das precipitações.
5. BIBLIOGRAFIA
BONILLO, D. L. (1994): El Medio
Ambiente. Ediciones Cátedra. Madrid.
385p
CETKAUSKAITE, A; NEUMAN, J. e
SABALIUNAS, D. (1996): Solvent-filled
Dialysis Membranes in Environmental
Analysis: A Preliminary Study.
Chemija. No. 1. P: 77-81.
Da CRUZ, H. (1996): Lluvia Acida:
Impacto Ambiental de las Grandes
Instalaciones de Combustión.
Federación de Amigos de la Tierra –
Buró Europeo de Medio
Ambiente.Madrid. 140p.
FIGUERÊDO, D.V. (1994): Chuvas
ácidas na Região Metropolitana de
Belo Horizonte/MG. Anais do VII
Congresso Brasileiro de Meteorologia,
Vol.1, p:133-137.
MOURA, D.S. (1992): Determinação de
NH+, pH e Condutividade Elétrica das
Águas das Chuvas na Cidade do Rio de
Janeiro. Resumos da 15a Reunião da
Sociedade Brasileira de Química. Vol
15, No 2.
Figura 1 – Distribuição espacial das estações da coleta de chuva em Macaé-RJ ( a = 1, b = 2, ...)
Tabela I
Período
pH(Local1)pH(Local2)pH(Local3)pH(Local4)pH(Local5) pH(Local6)pH(Local7)
Mai/23-Jun/02
6,87
7,29
7,18
6,6
7,25
6,54
7,1
Jun/02-Jun/09
7,47
7,57
7,38
7,83
7,16
7,61
Jun/09-Jun/16
7,94
7,84
6,85
7,77
7,76
Jun/16-Jun/23
Jun/23-Jun/30
6,7
6,63
6,98
5,69
6,46
6,14
6,32
Jun/30-Jul/07
6,14
6,75
6,75
5,68
6,8
6,75
6,77
Jul/07-Jul/14
7,06
6,92
7,15
6,08
6,88
6,65
6,79
Jul/14-Jul/21
7,27
7,58
7,62
7,35
7,47
7,19
7,51
Mai/23-Jul/21
7,06
7,22
7,18
6,38
7,21
6,74
7,12
Figura 2 - Variação temporal do pH dos 7 Locais de monitoramento em Macaé-RJ
Variação temporal do pH das oito (8) amostras de chuvas coletadas em Macaé-RJ no
período de 23 de maio a 21 de julho de 1998.
8,1
pH(Local1)
7,6
Valor de pH (adimensional)
pH(Local2)
7,1
pH(Local3)
pH(Local4)
6,6
pH(Local5)
6,1
pH(Local6)
5,6
pH(Local7)
5,1
Mai/23-Jun/02 Jun/02-Jun/09 Jun/09-Jun/16 Jun/16-Jun/23 Jun/23-Jun/30
Sub-período amostral
Jun/30-Jul/07
Jul/07-Jul/14
Jul/14-Jul/21