Ameaça à Camada de Ozônio

(1)

Ameaça à Camada de Ozônio

?Início dos anos 70 cientistas identificaram problemas em potencial relacionados a:

? exaustão de aviões supersônicos voando na baixa estratosfera e

?produtos químicos usados em refrigeradores e como propelantes em lata de spray.

?1971, H.S.Johnston, Universidade da Califórnia (Berkeley), atentou para o perigo potencial de uma frota grande daqueles

aviões emitindo grandes quantidades de óxido nítrico na baixa estratosfera: possivelmente acelerando a destruição

natural do ozônio.

?três anos mais tarde, F.S. Rowland e M. Molina mostraram que uma classe de produto químico muito inerte, largamente usada, conhecida como Clorofluorcarbonos eram

transporta-dos para a estratosfera por movimentos convectitivos de ar podendo absorver luz solar (fotons de alta energia) e produzir

cloro livre poderia destruir o ozônio estratosférico através de uma série de reações catalíticas.

?Sabe-se hoje:

• Halons usados em extintores de incêndio também podem produzir bromo na estratosfera, aumentando ainda mais o efeito da destruição da camada de ozônio.

•Alguns CFC’s e Halons podem sobreviver na atmosfera mais de 100 anos. Movidos pelas correntes de ar os halocarbonos produzidos em 60 anos passados ameaçam a camada de ozônio por décadas que ainda virão.

(2)

IMPORT

Â

NCIA DO O

₃₃

PARA A

SOCIEDADE HUMANA

1.

1. FILTRA OS RAIOS ULTRAVIOLETAS MAIS FILTRA OS RAIOS ULTRAVIOLETAS MAIS PERIGOSOS : UV

PERIGOSOS : UV ––BB

2.

2. FILTRA 70 A 90 % DOS RAIOS ULTRAVIOLETAS FILTRA 70 A 90 % DOS RAIOS ULTRAVIOLETAS MENOS PERIGOSOS : UV

MENOS PERIGOSOS : UV –– AA

3.

3. PARTICIPA NO PROCESSO DE REGULAGEM DA PARTICIPA NO PROCESSO DE REGULAGEM DA TEMPERATURA DA TERRA :

TEMPERATURA DA TERRA :

NA TROPOSFERA

NA TROPOSFERA : : ÉÉ GGÁÁS ESTUFAS ESTUFA NA ESTRATOSFERA :

NA ESTRATOSFERA :

SUA DIMINUI

SUA DIMINUIÇÃÇÃO PERMITE MAIOR O PERMITE MAIOR PENETRA

PENETRAÇÃÇÃO DE ENERGIA SOLAR O DE ENERGIA SOLAR NA TROPOSFERA AO TEMPO EM QU NA TROPOSFERA AO TEMPO EM QUE E DIMINUI A TEMPERATURA DA DIMINUI A TEMPERATURA DA ESTRATOSFERA . ESTRATOSFERA . ?

? OzôOzônio Estratosfnio Estratosféérico:rico: concentraçãconcentração mo mááxima xima (

(3)

EFEITOS DA RADIAÇÃO UV

TIPO DE

COMPRIMENTO

EFEITOS

RADIAÇÃO

DE ONDA [nm]

UV

C

200 - 280

RADIAÇÃO LETAL

AOS SERES VIVOS

B

280 - 320

BAIXOS NÍVEIS CAUSAM:

PREJUÍZOS À

VISTA,CAN-CER DE PELE, BAIXA

PRO-DUTIVIDADE DE PLANTAS,

ALGAS MARINHAS E PEIXES

A

>320

RADIAÇÃO RELATIVAMENTE

INOFENSIVA

(4)

COMPORTAMENTO DO OZÔNIO NA ATMOSFERA COMPORTAMENTO DO OZÔNIO NA ATMOSFERA

COMPORTAMENTO DO OZÔNIO NA ATMOSFERA

RADIAÇÃO UV RADIAÇÃO UV PRODUÇÃO PRODUÇÃO NATURAL NATURAL DESTRUIÇÃO DESTRUIÇÃO ANTRÓPICA ANTRÓPICA DESTRUIÇÃO DESTRUIÇÃO NATURAL NATURAL PRODUÇÃO PRODUÇÃO ANTRÓPICA ANTRÓPICA DESTRUIÇÃO DESTRUIÇÃO ANTRÓPICA ANTRÓPICA DESTRUIÇÃO NATURAL DESTRUIÇÃO NATURAL POR CONTACTO COM POR CONTACTO COM

MATERIAIS NAS MATERIAIS NAS PROXIMIDADES DO SOLO PROXIMIDADES DO SOLO CAMADA LIMITE CAMADA LIMITE CAMADA LIMITE CAMADA LIMITE INVERSÃO INVERSÃO DESTRUIÇÃO DESTRUIÇÃO ANTRÓPICA ANTRÓPICA

(5)

1

Um átomo de Cl é capaz de destruir até 100.000 moléculas de ozônio durante o seu tempo de residência na estratosfera (Leir, 1988)

DESTRUIÇÃO CATALÍTICA POR

DESTRUIÇÃO CATALÍTICA POR CLOROCLORO E E ÓXIDOS DE ÓXIDOS DE NITROGÊNIO NITROGÊNIO Cl Cl•• _{+ O}_{+ O} 3 3 ClOClO • • + O + O₂₂ ₁₁ O + O + ClOClO•• ClCl• • + O+ O22 2 2 O + O O + O₃₃ 2 O2 O₂₂ NO + O NO + O₃₃ NONO₂₂+ O+ O₂₂ NO NO₂₂+ O+ O NO + ONO + O₂₂ O + O O + O₃₃ 2 O2 O₂₂ 2

2 Reação análoga à ClO + NO Cl + NO₂,

que acopla os ciclos de ClO e NO e é também importante na química do cloro estratosférico

O O₂₂ UVUV _{O + O}_{O + O} 180 180--240nm240nm O O₂₂ + O+ O O_O₃₃ FORMAÇÃO FORMAÇÃO O O₃₃ UVUV _O_O 2 2 + O+ O 200 200--320nm320nm DESTRUIÇÃO DESTRUIÇÃO OZÔNIO ESTRATOSFÉRICO OZÔNIO ESTRATOSFÉRICO PAPEL DOS

PAPEL DOS CFCsCFCs EM RELAÇÃO AO OEM RELAÇÃO AO O₃₃ ESTRATOSFÉRICOESTRATOSFÉRICO Cl Cl₂₂CFCF₂₂ (CFC (CFC--12)12) 175175--220nm220nm ClCl • • + ClCF + ClCF₂₂•• h h ??

(6)

HCFC – 22 CH Cl F₂

CFC – 114 C Cl F₂C Cl F₃

PRINCIPAIS APLICAÇÕES DE HALOCARBONOS PRINCIPAIS APLICAÇÕES DE HALOCARBONOS

Halocarbono Halocarbono**

Nome genérico Fórmula Uso

CFC – 12 C Cl₂F₂Refrigeração, ar condicionado CFC – 11 CH Cl₃ F CFC – 115 C Cl F₂CF₃ CFC – 11 Fabricação de espumas CFC – 12 HCFC – 22 CFC – 113 C Cl₂ FC Cl F₂ CFC – 114 CFC – 113 Agentes de limpeza 1,1,1–Tricloroetano C Cl₃ CH₃ Halon - 1211 C Br Cl F₂ Halons Halon - 1301 C Br F₃ CFC- 12 CFC – 11 HCFC – 22 CFC – 113 CFC - 114 Usos variados: Gás esterilizante Produtos aerossóis

* Inventados nos anos 30 para substituir NH₃ e SO₂ como refrigerantes

(7)

0 0 km km

?

Cl Cl•• Cl Cl•• O + O + ClCl• • _O_O?? _Cl_Cl•• _O_O 2 2 O O₃₃+ + ClCl• • ?? _O_O 2 2 + + ClCl OO O + O O + O₃₃?? OO₂₂+ O+ O₂₂ Libertação de Libertação de CFCs CFCs Circulação Circulação rápida rápida TROPOSFERA TROPOSFERA Maior parte Maior parte do CFC é do CFC é estocado aqui

estocado aqui Remoção de Remoção de

HCl HCl pela pela chuva chuva TROPOPAUSA TROPOPAUSA Transporte Transporte vagaroso vagaroso Cl Cl OO CFC CFC UV UV O (‘ D) O (‘ D) 10 10--15 km15 km HCl HCl OH OH•• CH CH ₄₄ H H ClCl Transporte Transporte vagaroso vagaroso ESTRATOSFERA ESTRATOSFERA ESTRATROPAUSA ESTRATROPAUSA

ESQUEMA SIMPLIFICADO DO DESTINO

ESTRATOSFÉRICO DOS ESTRATOSFÉRICO DOS CFCsCFCs UV < 180 UV < 180 nmnm 50 km 50 km

(8)

Contribuição dos gases de efeito estufa, somando uma forçante total de (2.7 W/m²). -0.1 0.3 ppm_v n/a Ozônio estratosférico 0.2 - 0.6 variável n/a Ozônio troposférico 0.05 n/a 0 HCFCs/ HFCs 484 ppt_v 0 CFC-12 0.3 (todos os CFCs) 280 ppt_v 0 CFC-11 0.1 310 ppb_v 275 ppb_v Óxido Nitroso 0.5 1.72 ppm_v 0.8 ppm_v Metano 1.56 355 ppm_v 280 ppm_v Dióxido de Carbono Forçante* radioativa (W/m²) concentração em 1992 concentração em 1750 Gases de efeito estufa

*Conteudo de calor gerado relativo ao atual nível da espécie na atmosfera

(9)

Importantes substâncias destruidoras de ozônio controladas pelo Protocolo de Montreal, seus usos e tempos de vida.

(10)

USO DE USO DE CFCsCFCs EMEM PERCENTAGEM DO PERCENTAGEM DO TOTAL LIBERADO TOTAL LIBERADO EM 1986 EM 1986 .. Concentração atmosf. continuando a aumen-tar devido ao longo tempo de residência dos

CFCs 1980: 1980: Protocolo de Montreal Protocolo de Montreal NA TROPOSFERA são

INERTES, NÃO TÓXICOS,

NÃO INFLAMÁVEIS, INODOROS e INCOLORES. ALCANÇANDO A ESTRATOSFERA, especialmente entre 19 e 23km (máx. conc. de O₃ ), fotons UV de alta energia liberam átomos de cloro e bromo das suas molécu-las, os quais cataliticamente

RETIRAM UM ÁTOMO DE OXIGÊNIO DA MOLÉCULA DE O₃ , convertendo-o em oxigênio molecular . HALOCARBONOS HALOCARBONOS

AMEAÇA PARA A CAMADA DE OZÔNIO AMEAÇA PARA A CAMADA DE OZÔNIO

(11)

DESCRIÇÃO DESCRIÇÃO ESQUEMÁTICA ESQUEMÁTICA DA DA DESTRUIÇÃO DESTRUIÇÃO DE OZÔNIO DE OZÔNIO SOBRE A SOBRE A ANTÁRTICA ANTÁRTICA ? ?

(12)

PROCESSOS

PROCESSOSQUÍMICOS BÁSICOS NO BURACO DE OZÔNIO NA QUÍMICOS BÁSICOS NO BURACO DE OZÔNIO NA

ANTÁRTICA ANTÁRTICA LIBERAÇÃO DE CLORO LIBERAÇÃO DE CLORO fraca Cl OOCl forte Cl ONO₂+HCl gelo

Cl₂(gas)+HNO₃ (gelo)

Cl₂_{(gas) luz solar}_Cl ₊ _Cl 2(Cl+O₃) _{2Cl O}

+ 2O₂

CICLO CATALÍTICO CICLO CATALÍTICO 2Cl O

Cl OOCl _{luz solar} 2Cl +

2 (Cl+O₃) 2(Cl O+O₂)

2O₃ 3O₂

S

de Prinn and Hartley, 1992

Ar isolado frio Ar isolado frio 10 – 50km Nuvens stratosféricas polares (gelo) (T? 190ºk) 45 – 75º S ? ? ??5050--70m seg70m seg--11

REDEMOINHO CIRCUMPOLAR (JATO) REDEMOINHO CIRCUMPOLAR (JATO)

(13)

Substitutos (sem átomo de cloro) sendo testados

toxicologicamente

pelo PAFF*

pelo

PAFF*

para refrigeração

Substituto

Nome genérico

Fórmula

HFC – 134 a**

CF

₃

CFH

₂

HFC – 125

CH

₂

FCF

₃

HFC – 32

CH

₂

F

₂

*

Program for Alternative Fluorcarbon Toxicity Testing

(Consórcio Internacional de Produtores de Fluorcarbonos)

Desvantagem dos Halocarbonos Alternativos:

Absorvem radiação IR

? Contribuição para o efeito

estufa

A producão de CFCs 11, 12 e 113 foi reduzida em 40% no período de 1988-92. Entretanto a concentração de CFCs na atmosfera continuará significante durante o próximo século vida longa associada a esses componentes.

**Conhecido como gás refrigerante r-134, usado na “geladeira verde” americana

(14)

Plano de Eliminação do Consumo das Substâncias Destruidoras de Ozônio (SDO)

Protocolo de Montreal x Resolução 267/00

Substância (SDO) Cronograma de Cronograma de Eliminação Eliminação

(Res. 267/00) do Protocolo

CFC-11 Até conclusão dos 50% - 2005 projetos de substituição 100% - 2010

nos usos essenciais

CFC-12 15% - 2001; 50% - 2005 30% - 2002; 100% - 2010 55% - 2003; 75% - 2004; 85% - 2005; 95% - 2006; 100% -2007 CFC-113, 100% - 2001 20% - 2003 114 e 115 Halon 1301 100% - 2001, exceto 50% - 2005 usos essenciais Tetracloreto de 100% - 2001 85% - 2005 Carbono Metil Clorofórmio 100% - 2001 30% - 2003 Brometo Ver próxima tabela Cong. – 2002;

de Metila 20% - 2005; 100% - 2015

(15)

Prazos de eliminação do Brometo de

Metila

CULTIVOS / USOS PRAZO

Fumo 31/12/04

Sementeiras de hortaliças, 31/12/06

flores e formicida

Tratamento quarentenário 31/12/15

e fitossanitário para fins de

importação e exportação

das culturas autorizadas,

e das embalagens de

madeira

Fonte: Instrução Normativa Conjunta Nº 1 IBAMA,

ANVISA e Ministério da Agricultura,Pecuária e

Abastecimento de setembro/ 2002

(16)

COMO AJUDAR A RESOLVER O PROBLEMA

ESTRATOSFÉRICO DA DIMINUIÇÃO DO OZÔNIO ?

? DAR MANUTENÇÃO REGULAR A APARELHOS DE AR CONDICIONADO PARA DETECTAR QUALQUER

VAZAMENTO DE CFC.

? SE VOCE ADQUIRIR UM CARRO NOVO COM AR

CONDICIONADO CERTIFIQUE-SE DE QUE ELE NÃO USA CFC .

? SE VOCE ADQUIRIR UM NOVO REFRIGERADOR CERTIFIQUE-SE DE QUE ELE USA HÉLIO E NÃO

CFC COMO REFRIGERANTE.

? LIMITE SEU USO DE PRATOS, COPOS, ETC. DE

ISOPOR.

? ADQUIRA EXTINTORES DE INCÊNDIO CASEIROS DO TIPO “QUIMICAMENTE SECO” E NÃO COM

HALOCARBONOS.

? LEIA RÓTULOS DOS PRODUTOS DE LIMPEZA

(COMPONENTES ELETRÔNICOS, LIMPEZA À SECO, ETC.), PRODUTOS EM “SPRAYS” DE MODO

GERAL, PARA EVITAR ADQUIRIR PRODUTOS CONTENDO CFC , TETRACLORETO DE CARBONO,

OU METIL CLOROFÓRMIO (tricloetano).

? SE PRECISAR DE ISOLANTES EVITE USAR ESPUMAS DE POLIESTIRENO (USE FIBRA DE

(17)