QUMICA AMBIENTAL Prof Larissa Richter Cincia Ambiental Estudo

QUÍMICA AMBIENTAL Prof. Larissa Richter

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. Química Biologia Geologia Ciências Ambientais Física Política Ética Antropologia Economia

Química Ambiental Interações entre as substâncias químicas e os diferentes compartimentos ambientais e como o ciclo desses podem ser afetados de acordo com as atividades antrópicas; Biota Atmosfera Água Solos

ÁGUA % da superfície planeta Água Terra • Cerca de 71, 8% da superfície terrestre; A distribuição da água no planeta • Oceanos e mares - 97% • Geleiras inacessíveis - 2% • Rios, lagos e fontes subterrâneas - 1% Composição da água • • Moléculas de H 2 O; Sais minerais; Gases Dissolvidos (O 2, N 2, CO 2, entre outros); Outras substâncias;

Ciclo da Água

Poluição das águas Tipos de poluição • Pontual; • Difusa. Tipos de poluentes • Agentes Químicos; • Agentes Físicos; • Agentes Biológicos;

Fontes de Poluição para as Águas

Efeitos da poluição da Água Eutrofização da água; Excesso de nutrientes nas águas (C, N e P, principalmente) gera a proliferação excessiva de algas; Hipóxia; Algas em quantidade excessiva consomem o O 2 dissolvido na água e impossibilitam a vida de outras espécies que necessitariam desse gás; Contaminação com substâncias extremamente tóxicas; Ácidos, metais, substâncias orgânicas e diversas outras! Proliferação de malefícios e doenças a saúde humana e ambiental;

Efeitos da poluição da Água Doenças e malefícios causados: • 80% das doenças; • 15 milhões de crianças de zero a cinco anos de idade por ano; No Brasil • 80% dos municípios (área urbana possuem rede de tratamento de esgoto; • • Fonte: IBGE, 2010. Legislações pouco rigorosas e pouquíssimo cobradas;

Esquema de uma ETE

E o que deve ser feito? 1. Começar a implantar programas de redução de consumo de água; 2. Monitoramento e manutenção dos corpos hídricos! Fonte: CONAMA, Resolução 357 de 2005. Disponível em <http: //www. mma. gov. br/port/conama/res 05/res 35705. pdf> 3. Investigar a presença de contaminantes em concentrações excessivas nos corpos hídricos e demais compartimentos ambientais; 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.

Poluição do Ar Refere-se ao lançamento de gases na atmosfera que alterem sua composição original; Composição original; Gases Nitrogênio % em % Volume em volume 78, 1 Oxigênio 21 Vapor d’água Varia de 0 -4 Argônio 0, 93 Dióxido de Carbono Por volta de 0, 3 Neón Abaixo dos 0, 002 Hélio 0, 0005 Metano 0, 0002 • Dioxinas? • Amianto? • Tolueno? • Metais (Cd, Cr, Hg, Pb)?

A Atmosfera

Fontes de poluição do Ar 1. Naturais 2. Antrópicas

DIÓXIDO DE CARBONO (CO 2) FONTES ü respiração, decomposição de plantas e animais e queimadas naturais de florestas; ü queima de combustíveis fósseis, desflorestamento, queima de biomassa e fabricação de cimento CONCENTRAÇÃO ü antes 1750 - 280 ppmv (partes por milhão por volume ) ü em 1992 – 355 ppmv ü atualmente – 400 ppmv • EFEITOS ü Principal gás do “efeito estufa”

METANO (CH 4) FONTES Matéria orgânica em decomposição; ü Cultivo de arroz, queima de biomassa, queima de combustíveis fósseis e rúmen de ruminantes. ü CONCENTRAÇÃO Atual – 1, 72 ppmv ü Antes Revolução Industrial – 0, 8 ppmv ü • EFEITOS ü Pulmões ü Sistema cardiovascular e sistema nervoso

ÓXIDOS DE NITROGÊNIO (NO, NO 2) FONTES ü Oceanos, florestas tropicais ü Produção de nylon, ácido nítrico, atividades agrícolas, queima de biomassa e queima de combustíveis fósseis CONCENTRAÇÃO ü Em 1993 – 310 ppbv (partes por bilhão por volume) ü Antes Revolução Industrial – 275 ppbv • EFEITOS ü Inflamações do sistema respiratório ü Chuva ácida ü Reduz fotossíntese

HALOCARBONOS (CFCs, HFCs) FONTES ü Produção de aerossóis, espuma, indústria de ar condicionado CONCENTRAÇÃO ü Em 1992 - CFC 11 – 280 pptv (partes por trilhão por volume) - CFC 12 – 484 ppt - CFC 113 – 60 pptv • EFEITOS ü Destruição da camada de ozônio (CFCs e HCFCs) ü Efeito estufa ü Radiação ultravioleta (queimaduras de pele, câncer de pele)

MONÓXIDO DE CARBONO (CO) FONTES ü Tráfego (veículos) ü Indústrias ü Vegetação CONCENTRAÇÃO üA partir dos anos 80, a emissão de CO pelos automóveis passou de 33 g. CO/Km para 0, 43 g. CO/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 DO CO Concentração atmosférica de CO (ppm) Tempo médio para acumulação (minutos) Sintomas 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 50

DIÓXIDO DE ENXOFRE (SO 2) FONTES Combustão (petróleo e carvão mineral) ü Veículos à diesel ü Erupções vulcânicas ü EFEITOS Sistema respiratório ü Problemas cardiovasculares ü Chuva ácida ü

A CHUVA É, NATURALMENTE, UM POUCO ÁCIDA! • Os animais e o homem, ao respirarem, liberam gás carbônico (CO 2) na atmosfera. • então quando chove: CO 2(g) + H 2 O(l) H 2 CO 3(aq) • deixando a chuva ligeiramente ácida (p. H = 5, 7), já que se trata de um ácido fraco

Chuva ácida 1. óxidos de nitrogênio: (NO e NO 2) N 2(g) + O 2(g) → 2 NO(g) + O 2(g) → 2 NO 2(g) 3 NO 2(g) + 3 H 2 O(l) → 2 H 3 O+(aq) + 2 NO 3 -(aq) +NO(g)

Chuva ácida 2. Óxidos de enxofre: (SO 2) SO 2(g) + H 2 O(l) → H 2 SO 3(aq) 2 SO 2(g) + O 2(g) → 2 SO 3(g) + H 2 O(l) → H 2 SO 4(aq) Consequências: ü A água dos rios e lagos se torna ácida e, conseqüentemente, imprópria para à vida de peixes e outras espécies.

ü corrosão do ferro pelo ácido sulfúrico Fe(s) + H 2 SO 4(aq) H 2(g) + Fe. SO 4(s) ü corrosão do mármore pelo ácido sulfúrico H 2 SO 4(aq) + Ca. CO 3(s) Ca. SO 4(aq) + H 2 CO 3(aq)

OZÔNIO (O 3) FONTES ü reação dos hidrocarbonetos e óxido de nitrogênio na presença de luz solar CONCENTRAÇÃO ü 0, 3 ppmv • EFEITOS ü Irritação dos olhos e vias respiratórias ü Envelhecimento precoce e corrosão dos tecidos

ESTAMOS PERDENDO PROTEÇÃO

O QUE É A CAMADA DE OZÔNIO? formada por um gás levemente azulado de odor bastante forte situada na estratosfera (10 a 50 Km da superfície terrestre) 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

CONHEÇA AS RADIAÇÕES ULTRAVIOLETAS radiação U. V. λ ( em nm) 320 - 400 UVA 280 - 320 UVB UVC < 280 efeitos • Não são absorvidos pela c. O 3; • Não possuem efeitos maléficos ao ser humano; • Parcialmente absorvidos pela C. de ozônio; • Vermelhidão na pele e diferentes tipos de câncer de pele; • totalmente absorvidos pela c. O 3 ; • Podem danificar a córnea e outros tecidos,

QUIMICAMENTE TEMOS: Formação do Ozônio: Destruição do Ozônio: Equilíbrio natural entre formação e destruição do ozônio

COMO SE FORMA O BURACO NA CAMADA DE OZÔNIO?

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 Km 2 Em setembro de 2012, 17, 9 milhões de km²

OS EFEITOS DA DIMINUIÇÃO DA CAMADA DE OZÔNIO ATINGEM O HEMISFÉRIO SUL: üaumento nos casos de câncer de pele e catarata em regiões do hemisfério sul, como a Austrália, Nova Zelândia, África do Sul e Patagônia. üO 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%; ü 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.

ü Em Queensland, no nordeste da Austrália, mais de 75% dos cidadãos acima de 65 anos apresentam alguma forma de câncer de pele; ü A lei local obriga as crianças a usarem grandes chapéus e cachecóis quando vão à escola, para se protegerem das radiações ultravioletas. ü 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.

EFEITO ESTUFA

ENTENDENDO O EFEITO ESTUFA

A TERRA: UMA GRANDE ESTUFA Efeito Estufa natural: natural grande parte se deve a presença de água na atmosfera (em forma de vapor, 85% e água líquida 12%) Em conseqüência da poluição: poluição Se deve principalmente pelo (CO 2), (CH 4), (N 2 O), clorofluorcarbonetos (CFCs), hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs) e (SF 6)

O SUPERAQUECIMENTO GLOBAL E SUAS CONSEQÜÊNCIAS

Derretimento de geleiras

Derretimento de geleiras

Inundações

Desertificação Sistema Cantareira - SP Mar do Aral

Furacões

Fome e Miséria

O PROTOCOLO DE KYOTO (1997) ü 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. ü E. U. A. se recusam a ratificar o acordo em 2001 üProrrogado 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 üUso de combustíveis menos poluidores, o gás natural por exemplo; üInstalação de catalisadores; üOperação e manutenção adequadas do veículo; üRodízio de carros; üUtilização de transportes públicos.

CONTROLE DE EMISSÃO DE POLUENTES PELAS INDÚSTRIAS üAltura adequada das chaminés de indústrias, facilitando a dispersão dos poluentes üUso de matérias primas e combustíveis que resultem em resíduos gasosos menos poluidores üMelhoria da combustão: quanto mais completa a combustão, “menor a emissão de poluentes” üInstalação de filtros nas chaminés üTratamento de resíduos químicos

O QUE PODEMOS FAZER PARA CONTRIBUIR COM A DIMINUIÇÃO DE POLUENTES? üEvitar queimar compostos orgânicos ou lixo de modo geral üPlantar mais árvores üReduzir e reciclar o lixo üFazer vistorias constantes em seus veículos e se empresário, em suas indústrias. üBuscar utilizar fontes renováveis de energia um

E sempre lembrar da hierarquia dos resíduos: Dispor adequadamente Tratar Reciclar Reutilizar Reduzir Não gerar

Agradecimentos E que nesses tempos individualistas nós nos lembremos do ciclo do bem: ajudando o outro trazemos pra nós mesmos o prazer e a felicidade de compartilhar, tornando assim não somente a vida do próximo melhor, mas a de todos nós. Faça você também a sua parte! Muito Obrigado a todos os alunos do cursinho TRIU! Vocês fazem minha vida melhor!