Os compostos orgânicos voláteis – COVs

A definição de compostos orgânicos considerados voláteis é ainda motivo de discussões por parte da comunidade científica de um modo geral e muitas conceituações estão atualmente em uso (SOUSA, 2002).

A Agência Ambiental Americana define os compostos orgânicos voláteis (COVs) como “qualquer composto de carbono, excluindo monóxido de carbono, dióxido de carbono, ácido carbônico, carbetos ou carbonatos metálicos, e carbonato de amônio, que participa de reações fotoquímicas na atmosfera”. São excluídos ainda desta definição uma grande lista de compostos orgânicos que possuem reatividade fotoquímica desprezível, entre eles o metano e o etano. Estão incluídos na definição de COVs, os hidrocarbonetos, aldeídos, álcoois e ácidos carboxílicos (EPA, 2009). Já na Europa, o etano não é excluído da lista de reatividade fotoquímica, somente o metano (CONCAWE, 2008).

Outras definições de compostos orgânicos voláteis apresentadas na literatura são baseadas não só na sua reatividade, mas também nas suas propriedades físico-químicas, como por exemplo, a pressão de vapor e o ponto de ebulição. É comum o uso inadequado do termo hidrocarbonetos totais (HCT) ao referir-se aos COVs, uma vez que estes incluem uma gama de outros compostos além dos hidrocarbonetos.

Król, Zabiegała e Namieśnik (2010) afirmam que, para a Organização Mundial de Saúde (OMS), o termo “compostos orgânicos voláteis” deve ser utilizado apenas para

compostos que são adsorvidos em um adsorvente sólido e com pontos de ebulição na faixa de 50-260°C, contrastando com o que define a Agência Ambiental Americana, que inclui compostos polares e não polares de C2 a C10, cuja pressão de vapor a 25°C seja superior a

13,33 Pa.

Schirmer (2004) apresenta uma série de definições de COVs, classificando-as segundo suas propriedades físico-químicas e segundo sua reatividade. Quanto à reatividade, os COVs são classificados em função de sua longevidade no meio natural e em função do comportamento do radical livre OH•. Quanto às propriedades físico-químicas, considera-se como COVs todo composto que, à exceção do metano, contém carbono e hidrogênio, os quais possivelmente podem ser substituídos por outros átomos como cloro, oxigênio, enxofre, nitrogênio, fósforo, excluindo-se os óxidos de carbono e carbonatos. Estes compostos encontram-se em estado gasoso ou de vapor dentro das condições normais de temperatura e pressão (CNTP). Acrescenta-se ainda que todo produto orgânico com pressão de vapor superior a 10 Pa nas CNTP, ou 0°C e 105 Pa (1 atm) é considerado um composto orgânico volátil.

Para a Comunidade Europeia, COVs são compostos orgânicos com pressão de vapor superior a 10 Pa a 20º C (EC,1999).

Para o presente estudo é aplicável a definição de COVs como compostos que participam em reações fotoquímicas na atmosfera, estabelecida pela EPA, e também a definição da European Sealing Association - ESA, que conceitua COVs como uma substância que tem pressão de vapor maior que 0,3 kPa a 20°C (EPA, 2009 e ESA, 2009). Estas definições são a base para o estabelecimento das exigências de aplicação da metodologia LDAR nos Estados Unidos.

Os COVs são emitidos de uma variedade de fontes que podem ser originárias de atividades humanas (fontes antropogênicas) e de fontes naturais (fontes biogênicas). Dentre as atividades antrópicas que provocam emissões de COVs destacam-se a exaustão de veículos, o uso de solventes, emissões fugitivas de descargas em processos industriais, refino de petróleo, armazenagem e distribuição de petróleo e gás natural, aterros de resíduos, agricultura, entre outras. Em relação às fontes naturais, as emissões são oriundas de plantas, árvores, animais, incêndios naturais em florestas, além de processos anaeróbios em áreas alagadas (DERWENT, 1995).

Segundo Ueda (2010), dentre os geradores de energia, as refinarias de petróleo são grandes fontes de emissões de COVs, cujas principais origens são emissões fugitivas em

componentes de linhas de processo (válvulas, flanges, selos de bombas, conexões, etc), emissões evaporativas em tanques de armazenamento, estações de carregamento de combustíveis e fontes abertas (bacias de acúmulo de água oleosa, separadores água e óleo). Pedrozo et al. (2002) afirmam que os compostos orgânicos voláteis emitidos a partir da indústria do petróleo são predominantemente hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos.

Dentre os diversos COVs existentes estão os chamados Harzadous Air Pollutants (HAP) ou poluentes perigosos. Os HAPs são poluentes que causam ou têm a suspeita de causar câncer e outros efeitos sérios à saúde, tais como problemas de reprodução e má formação em fetos, ou efeitos ambientais adversos. A EPA publicou uma lista com compostos considerados tóxicos que, na última atualização realizada em agosto de 2013, manteve 187 HAPs. Muitos deles são originários de refinarias de petróleo, como o benzeno, etil-benzeno, hexano, tolueno, xileno, entre outros. A preocupação com estes compostos reside principalmente no fato de serem compostos tóxicos persistentes que se acumulam nos tecidos dos organismos vivos (EPA, 2015b).

Por conta da grande diversidade de compostos que constituem os COVs, somente há algum tempo esta foi considerada uma classe importante de poluentes do ar. Entre os principais problemas causados pelos COVs destacam-se principalmente os efeitos tóxicos à saúde humana e a formação fotoquímica do smog na troposfera (ALBUQUERQUE, 2007).

Os efeitos agudos decorrentes da exposição respiratória aos compostos voláteis do petróleo variam, basicamente, com sua concentração atmosférica e manifestam-se por sinais e sintomas decorrentes da ação no sistema nervoso central. Observam-se desde efeitos irritativos, em baixas concentrações, até efeitos narcóticos ou mesmo letais em exposições a altas concentrações. A intoxicação aguda pelos hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos pode ser expressa através de tontura, náuseas, cefaleia e alterações na coordenação motora e está relacionada às exposições a baixas concentrações. Efeitos irritantes sobre as membranas das mucosas, como as manifestações oculares, são decorrentes de concentrações geralmente mais elevadas. Os efeitos crônicos podem abranger manifestações tóxicas em diversos órgãos e sistemas, principalmente sanguíneo, renal, hepático e nervoso (PEDROZO et al., 2002).

Para este estudo é dado foco aos problemas ambientais causados pelos COVs como precursores na formação de oxidantes fotoquímicos na atmosfera, especialmente o ozônio, principal componente do smog fotoquímico.