IMPACTES
AMBIENTAIS
5º Ano, 1º Semestre, 2004/2005
Eng.ª Ambiente
5ª aula
Manuel Pinheiro / Ana Galvão
1
ÁGUA
Manuel Pinheiro / Ana Galvão
2
Avaliação da Qualidade da Água

Classificação das fontes de poluição da
água


Pontuais – ex.: fábricas, ETAR, indústria
Difusas – ex.: agricultura, gado
Manuel Pinheiro / Ana Galvão
3
Avaliação da Qualidade da Água

Exemplos de aplicação da modelação da
qualidade da água:





Tipos de modelos matemáticos




Eutrofização
Bioacumulação
Lixos tóxicos
Descargas
1D (unidimensionais) – modelação segundo a direcção
do escoamento
2D (bidimensionais) – modelação segundo duas
dimensões
3D (tridimensionais) – modelação segundo 3 dimensões
– mais complexos
Modelos de regime permanente – não consideram
variações no tempo
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4
Modelos

Simples - Zona de mistura




Substâncias conservativas
Baixos caudais
Linhas de água estreitas
Complexos – Streeter-Phelps




Cj 
Cef Qef  CmQm
Qj
C – concentração; Q – caudal
j – jusante; m – montante
ef - efluente
Sistema unidimensional
Caudal e secção constantes no espaço e no tempo
Descarga pontual
Curso de água infinito
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5
Modelo de Streeter-Phelps

Conceitos


OD – oxigénio dissolvido [mg/l]
ODsat – conc. de saturação de oxigénio dissolvido [mg/l]
ODsat ,T  14,652 0,41022 T  0,007991 T 2  0,000077774 T 3
D  ODsat ,T  OD

D – défice de oxigénio [mg/l]

CBO520º – carência bioquímica de oxigénio a 20º,
durante 5 dias - consumo de oxigénio para a
oxidação da matéria orgânica por via biológica
CBOL – CBO último – consumo de oxigénio
necessário para a oxidação de toda a matéria
orgânica biodegradável
CBO520

CBOL 
1  e 5 K1
K120º – constante de desoxigenação, a 20ºC
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6
Modelo de Streeter-Phelps

Balanço de massa a um volume de controlo
Fontes
Volume de controlo
Principais fontes:



Rearejamento
Fotossíntese
OD proveniente do efluente
Principais sumidouros:




Sumidouros
dL
 K 1  L
dt
dD
 K 2  D
dt
Oxidação de substâncias
carbonatadas
Oxidação de substâncias azotadas
Oxidação dos sedimentos do curso de água
Respiração das plantas aquáticas
K220º – constante de rearejamento, a 20ºC
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7
Modelo de Streeter-Phelps
dD
 K1 L  K 2 D
dt
 K1CBOLi   K1t
 K 2t
 K 2t
 e
D(t )  
e
 Di e
 K2  K1 


D(t) – défice de oxigénio no instante t [mg/l]
Di – défice de oxigénio no instante inicial
(após a descarga) [mg/l]
K1, K2 – constantes à temperatura da mistura
CBOLi – CBO último inicial (após a descarga)
[mg/l]
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8
Modelo de Streeter-Phelps

Determinação dos valores após a descarga

Médias ponderadas pelo caudal
CBO520 mistura
ODmistura
Tmistura
CBO5201Q1  CBO520 2Q2

Q1  Q2
OD1Q1  OD2Q2

Q1  Q2
T1Q1  T2Q2

Q1  Q2
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1 – valor do parâmetro no rio
2 – valor do parâmetro na
descarga
9
Curva SAG
Evolução da concentração de OD no espaço
x V t
– através da velocidade do rio
OD [mg/l]
Ponto crítico: (xc, ODc)
ODc
Descarga

No ponto crítico
tc 
K2
K
1
 ln 2
 K1
K1
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xc
x [m]
dD
0
dt

D (K 2  K 1  
 1  i

K 1CBO u  

K1CBOL  K1tc
Dc 
e
K2
10
Modelo de Streeter-Phelps

Correcção das constantes K1 e K2 em função da
temperatura
T 20
K 1,T  1047
,
 K 120
,
K 2,T
0,5

DmV 

onde
h1,5
Dm  (0,177103 )  1,037T 20
Dm - coeficiente de difusão molecular m3/dia
T - Temperatura ºC
V - Velocidade média do escoamento m/dia
h - Profundidade média do escoamento m
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11
Legislação


DL 236/98, de 1 de Agosto - estabelece normas,
critérios e objectivos de qualidade com a
finalidade de proteger o meio aquático e
melhorar a qualidade das águas em função dos
seus principais usos
DL 46/94, 22 de Fevereiro – estabelece o
regime de utilização do domínio hídrico
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12
Medidas - exemplos
Objectivo
Medida
Reduzir o uso de água e produção
de águas residuais
Promoção d emedidas de conservação da água e de
tratamento e reutilização de efluentes. Pré-tratamento
antes da descarga
Minimizar a erosão durante a fase
de construção e operação
Utilização de bacias de retenção e planeamento de
vegetação de crescimento rápido
Reduzir a aplicação de químicos
agrícolas
Planeamento do tempo, taxa e extensão de aplicação;
gestão integrada de pragas (meio biológicos, químicos,
físicos, mecânicos) e repercussão em termos de erosão e
poluição difusa
Controlo de escorrências –
nutrientes, pesticidas e
sedimentos
Utilização de zonas húmidas
Alternativas de tratamento
Poluição por susbstâncias dissolvidas, fontes pontuais –
Sistemas de tratamento de águas residuais
Poluição térmica – utilização do efluente em estufas
(arrefecimento)
Utilização de créditos de descarga
Permitir manter cargas em níveis definidos – troca e
negociações entre partes
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13
AR
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14
Avaliação da Qualidade do Ar


Composição da
atmosfera
O2
21%
Outros
1%
Principais poluentes atmosféricos





N2
78%
Partículas
Dióxido de Enxofre (SO2)
Monóxido de Carbono (CO)
Óxidos de Azoto (NOx)
Ozono (O3)
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15
Avaliação da Qualidade do Ar

Classificação dos
poluentes

Primários – emitidos
directamente pelas
fontes. Ex: CO, SO2,
NO2

Secundários –
formados por
processos químicos
na atmosfera. Ex:
HNO3, SO3


Estáveis – não participam nos processos
químicos da atmosfera. Ex: CO, SO2,
partículas
Instáveis – participam na formação de
poluentes secundários. Ex: NO, NO2, O3
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16
Avaliação da Qualidade do Ar

Fontes Naturais


Fontes Domésticas





matadouros e zonas de criação intensiva de animais, utilização
de pesticidas e insecticidas, queimadas
Principais poluentes – partículas, CO,CO2
Fontes Industriais




Actividades: limpezas a seco, restaurantes, escolas,...
Principais poluentes - associados ao tratamento dos resíduos
produzidos
Fontes Agrícolas


aquecimento, cozinha, limpeza, jardinagem, pintura
Principais poluentes: CO,CO2; Nox, solventes orgânicos
Fontes Comerciais


Vulcões (SO2), Raios (NO), Oceanos (CH3Cl), Incêndios (CO2,CO)
NOx e SOx – processos de combustão
H2S – industria de papel, refinarias de petróleo,...
…
Transportes

1/3 do NOx, Pb e 2/3 do CO
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17
Modelos

Modelos simples

Box Model





Fontes junto ao solo,
uniformemente distribuidas
Aplicável a uma pequena área
Adequado a cálculos
preliminares
Não considera dispersão
lateral nem vertical
Cj 
Qj
u WD
C – concentração no compartimento
Q – caudal
U – velocidade média do vento
W,D – dimensões do compartimento
perpendiculares à velocidade do vento
Modelos complexos

Modelos de dispersão



Consideram transporte, dispersão, geração e extracção em
qualquer ponto
Permitem analisar variações espaciais e temporais
Necessitam capacidade computacional
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18
Modelo Gaussiano

Emissão pontual elevada





Concentração média do poluente (estado estacionário)
Velocidade de emissão
Velocidade do vento uniforme no espaço e invariante no
tempo
Altura efectiva da chaminé
Condições atmosféricas
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19
Modelo Gaussiano

A estabilidade
influencia o tipo de
pluma
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20
Modelo Gaussiano – emissão pontual
C j ( x, y ,z )







 ( z  H )2 
   y 22      ( z  H )2 


2


Qj
  2 y     2 z2 
2

z



e
 e
e

2  u   y   z 

 



Cj(x,y,z) – concentração do contaminante j no ponto (x,y,z) [mg/m3]
Qj – caudal de saída do gás j [mg/s]
u – velocidade média do vento ao nível do eixo da pluma [m/s]
σy, σz – coeficientes de dispersão gaussiana segundo y e z
z – cota altimétrica [m]
H – altura do eixo da pluma [m]
Coeficientes de
dispersão
y  a  xp
 z  b  xq
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Condições
Classe
a
p
b
q
A
0,40
0,91
0,41
0,91
B
0,36
0,86
0,33
0,86
C
0,36
0,86
0,30
0,86
Neutras
D
0,32
0,78
0,22
0,78
Estáveis
E
0,31
0,74
0,16
0,74
F
0,31
0,71
0,06
0,71
Instáveis
21
Modelo Gaussiano

Sobre-elevação da pluma – Δh

Atmosfera Estável
1
x  3,14u S
 12
x  3,14u S






 12
1,6 F 3 x
h 
u
2
3
1
3
 F 
h  2,9 
 uS 
x f  3,14u S  2
1
D 2  Ta 
1  
F  gVs
4  Ts 
F – parâmetro de flutuabilidade [m4/s3]
Vs – velocidade de saída do gás [m/s]
D – diâmetro da chaminé [m]
Ta – temperatura ambiente [ºK]
Ts – temperatura de saída do gás [ºK] T [º K ]  T [º C ]  273,15
S – Parâmetro de estabilidade
S
Manuel Pinheiro / Ana Galvão
9,8  T


0
,
98


Ta  z

22
Modelo Gaussiano

Atmosfera Instável ou Neutra
1
1,6 F 3 x
h 
u
x  xf
1
h 
x  xf


1,6 F 3 x f
3
3
u
x – distância em relação à chaminé medida na direcção
do vento [m]
x f  49F
F  55
xf – valor de x para o qual Δh se
mantém constante

2
2
 z
u  ur   
 zr 
8
x f  119F
F  55
velocidade média do vento ao nível
do eixo da pluma
5
2
n
ur - velocidade do vento à cota zr [m/s]
z – cota no eixo da pluma [m]
Classe
n
Manuel Pinheiro / Ana Galvão
A
B
C
D
E
F
0,10
0,15
0,20
0,25
0,30
0,30
23
5
Modelo Gaussiano

Classes de Estabilidade
Vento (a 10 m)
[m/s]
<2
2-3
3-5
5-6
>6
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Insolação diurna
Forte Moderada Fraca
A
A-B
B
A-B
B
C
B
B-C
C
C
C-D
D
C
D
D
Cobertura nocturna de núvens
>4/8
<3/8
E
F
D
E
D
D
D
D
24
Legislação



DL 352/90, 1 Agosto – estabelece o regime de protecção
e controlo da qualidade do ar
Portaria 286/93, 12 Março – estabelece os valores
limites e valores guias para o dióxido de enxofre, partículas
em suspensão, dióxido de azoto e monóxido de carbono, o
valor limite para o chumbo e os valores guia para o ozono
DL 111/2002, 16 Abril – estabelece os valores limite das
concentrações no ar ambiente do dióxido de enxofre,
dióxido de azoto e óxidos de azoto, partículas em
suspensão, chumbo, benzeno e monóxido de carbono, bem
como as regras de gestão da qualidade do ar aplicáveis a
estes poluentes, em execução do disposto nos artigos 4º e
5º do DL 276/99, 23 Julho, transpondo para a ordem
interna as Directivas Comunitárias 1999/30/CE do
Conselho, 22 Abril e 2000/69/CE do Parlamento Europeu e
do Conselho, 16 Novembro
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25
Legislação




DL 279/99, 23 Julho – define as linhas de
orientação da política de gestão da qualidade do
ar e transpõem para a ordem interna a Directiva
96/62/CE do Conselho, 27 Setembro, relativa à
avaliação e gestão da qualidade do ar ambiente
DL 432/99, 25 de Outubro – fixa os padrões de
emissão e os processos de homologação dos
motores a instalar em máquinas móveis não
rodoviárias
Portaria 299/97, 18 Junho – altera a Portaria
286/93, 12 Março
Portaria 125/97, 21 Fevereiro – altera a portaria
286/93, 12 Março
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26
Medidas
Objectivo
Medida
Reduzir a erosão eólica em
terrenos abertos
Humedecimento, utilização de estabilizadores
químicos, revegetação
Controlo de emissões de
estradas não pavimentadas
Pavimentação, humedecimento, utilização de
estabilizadores químicos, controlo de tráfego
Controlo de emissões de
transportes
Utilização de combustíveis alternativos
Controlo de emissões de
indústrias
Utilização de equipamentos de tratamento de gases
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27
SOLO
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28
Solo

Principais vertentes










Topografia
Usos actuais do solo e capacidade de uso
RAN
REN
Áreas protegidas
Áreas de protecção da natureza e protecção da
paisagem
Povoamentos objecto de protecção específica
Zonas afectas a servidões administrativas
Ordenamento proposto
Outras características:




Acidez e alcalinidade dos solos
Teor de sulfatos
Teor de cloretos
…
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29
Legislação

REN





DL 93/90, 19 Março –Revê o regime jurídico da REN,
estabelecido pelo DL 321/83, 5 Junho
DL 79/95, 20 Abril – altera o DL 93/90, 19 Março (REN)
DL 213/92, 12 Outubro – altera o DL 93/90, 19 Março
(REN)
DL 316/90, 13 Outubro – prevê a intervenção do MARN
na gestão da REN. altera o DL 93/90, 19 Março (REN)
RAN


DL 196/89, 14 Junho –estabelece o novo regime jurídico
da RAN. Revoga o DL 451/82, 16 Novembro
DL 274/92, 12 Dezembro – altera o DL 196/89, 14
Junho, que define o regime jurídico da RAN
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30
Medidas

Principais impactes:




Alteração por destruição directa
Compactação
Pavimentação
Medidas



Evitar ou atenuar afectação
Aplicar medidas de protecção
…
Manuel Pinheiro / Ana Galvão
31
BIOECOLOGIA
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32
Sistemas ecológicos


Diversidade de Sistemas Ecológicos –
abordagens específicas (Ex. terrestres, zonas
húmidas, …)
Levantamento base:




Tipo de comunidades/habitats
Espécies presentes
Factores ambientais
A capacidade de prever impactes ecológicos
depende não só das característicos estruturais
dos habitats mas também dos processos
ecológicos críticos que aí existem


Analisar processos ecológicos (abióticos e bióticos)
Abordagens geralmente ao nível das populações, numa
gama espacio-temporal definida
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33
Aspectos a ter em conta
Dinâmica sazonal
 Interrelações
 Funcionalidade
 Diversidade
 Raridade
 Estatuto de protecção

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34
Legislação





DL 140/99, 24 Abril – revê a transposição para a
ordem jurídica interna da Directiva 79/409/CEE
do conselho, 2 Abril (directiva aves) e da
Directiva 92/42/CEE do conselho, 21 Maio
(directiva habitats)
DL 384-B/99, 23 Setembro – Cria diversas zonas
de protecção especial e revê a transposição para
a ordem jurídica interna das Directivas nºs
79/409/CEE, do Conselho, de 2 de Abril, e
92/43/CE, do Conselho, de 21 de Maio
DL 19/93, 23 Janeiro - Define as áreas protegidas
ao abrigo da Rede Nacional de Áreas Protegidas
(RNAP)
DL 213/97, 16 Agosto – altera o DL 19/93, 23
Janeiro
…
Manuel Pinheiro / Ana Galvão
35
Medidas

Impactes:





Destruição ou perda de habitats
Mortalidade directa
Barreira física
Poluição local
Medidas




Passagens para minimizar efeito barreira
Revegetação
Controlo da poluição
…
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36