Impactos ambientais do uso das
terras
O ser humano consome cerca de:
15,0 Kg de ar por dia
2,0 Kg de água e
1,5 Kg de alimentos.
Ele pode viver 5 ou mais semanas sem alimento,
5 dias sem água,
não sobrevive a mais de 5 minutos sem ar.
Ele pode recusar água ou alimento suspeito,
porém não consegue fazer o mesmo em
A Atmosfera Terrestre: Características e
Principais Efeitos da Ação
Antropogênica
CAMADA DA ATMOSFERA FAIXAS DE ALTITUDE TÍPICAS (KM) Troposfera 0 a 11 Estratosfera 11 a 48 Mesosfera 48 a 80 Termosfera 80 a 650 Exosfera acima de 650
• O Desenvolvimento de nossa sociedade urbana
e
• industrial, por não conhecer limites, tem ocorrido
de
• forma desordenada, às custas de:
• Crescimento populacional
• Demanda cada vez maior de energia e de
• materiais
....veículos automotivos, navios,
trens,... (
fontes móveis
)
A
Poluição
do
ar
ocorre
quando são lançadas para a
atmosfera
partículas, gases e
vapores (aerossóis)
gerados
por
industrias,
centrais
termoelétrica (
fontes fixas
)...
I)
POLUENTES PRIMÁRIOS:
São os poluentes emitidos diretamente de fontes
identificáveis (
CO, NOx, SO
2, HCs e material
particulado
).
II) POLUENTES SECUNDÁRIOS
:
São os poluentes produzidos na atmosfera pela
interação
entre
dois
ou
mais
poluentes
primários, com ou sem ativação fotoquímica
(
O
3, HNO
3, H
2SO
4, H
2O
2, PAN...).
POLUENTES - FONTES E EFEITOS
FONTES E CARACTERÍSTICAS DE ALGUNS POLUENTES NA ATMOSFERA
Poluente Características Principais Fontes Antropogênicas Principais Fontes Naturais Partículas Totais em Suspensão (PTS)
Partículas de material sólido ou líquido que ficam suspensos no ar, na forma de poeira, neblina, aerossol, fumaça, fuligem, etc.
Tamanho < 100 micra
Processos industriais, veículos automotores (exaustão), poeira de rua ressuspensa, queima de biomassa.
Pólen, aerossol marinho e solo.
Partículas Inaláveis(PM10)
Partículas de material sólido ou líquido que ficam suspensos no ar, na forma de poeira, neblina, aerossol, fumaça, fuligem, etc. Tamanho < 10 micra Processos de combustão (indústrias e veículos automotores), aerossol secundário (formado na atmosfera). Pólen, aerossol marinho e solo. Dióxido de Enxofre (SO2)
Gás incolor, com forte odor, altamente solúvel. Na presença de vapor d'água pode ser transformado a SO3 passando rapidamente a H2SO4, sendo um dos principais constituintes da chuva ácida. É um importante precursor dos sulfatos, um dos principais componentes das partículas inaláveis. No verão, através dos processos fotoquímicos, as reações do SO2 são mais rápidas.
Combustão de combustíveis fósseis (carvão), queima de óleo combustível, refinaria de
petróleo, veículos a diesel.
Vulcões, emissões de reações biológicas.
Óxidos de Nitrogênio (NOx)
Podem levar a formação de HNO3, nitratos e compostos orgânicos tóxicos.
Processos de combustão envolvendo veículos
automotores, industrias, usinas termoelétricas (óleo, gás, carvão) e incineração. Processos biológicos no solo e relâmpagos. Monóxido de Carbono (CO)
Gás incolor, inodoro e insípido. Combustão incompleta em geral, principalmente em veículos automotores.
Queimadas e reações fotoquímicas.
Ozônio (O3) Gás incolor, inodoro nas concentrações ambientais e o principal componente da névoa fotoquímica mais conhecido como smog. Composto muito ativo quimicamente.
Não é emitido diretamente à atmosfera, sendo produzido fotoquimicamente pela radiação solar sobre os NOx e compostos orgânicos voláteis (VOCs).
EFEITOS DOS PRINCIPAIS POLUENTES NA ATMOSFERA
Poluente Efeitos sobre a Saúde Efeitos Gerais ao Meio Ambiente
Partículas Totais em Suspensão (PTS)
Causam efeitos significativos em pessoas com doenças pulmonares, como asma e bronquite.
Danos a vegetação, redução da visibilidade e contaminação do solo.
Partículas
Inaláveis(PM10)
Aumento de atendimentos hospitalares e mortes prematuras. Insuficiências respiratórias pela deposição deste poluente nos pulmões.
Danos a vegetação, redução da visibilidade e contaminação do solo.
Dióxido de Enxofre (SO2)
Desconforto na respiração, doenças respiratórias, agravamento de doenças respiratórias e
cardiovasculares já existentes. Pessoas com asma, doenças crônicas de coração e pulmão são mais sensíveis ao SO2. Irritação ocular.
Pode levar a formação de chuva ácida, causar corrosão aos materiais e danos à vegetação.
Óxidos de
Nitrogênio (NOx)
Aumento da sensibilidade à asma e à bronquite. Pode levar à formação de chuva ácida, danos a vegetação.
Monóxido de Carbono (CO)
Causa efeito danoso no sistema nervoso central, com perda de consciência e visão. Exposições mais curtas podem também provocar dores de cabeça e tonturas.
Ozônio (O3) Irritação nos olhos e vias respiratórias,
diminuição da capacidade pulmonar. Exposição a altas concentrações pode resultar em sensações de aperto no peito, tosse e chiado na respiração. O O3 tem sido associado ao aumento de
admissões hospitalares.
Danos às colheitas, à vegetação natural, plantações agrícolas; plantas ornamentais. Pode danificar materiais devido ao seu alto poder oxidante.
• POLUENTES ATMOSFÉRICOS
• Material Particulado Inalável (PM10) – diâmetro < 10m
• Classificamos os aerossóis quanto a seu tamanho:
• Moda fina: partículas < 2,5 m
• Moda grossa: partículas > 2,5 m
• •Aerossóis da moda grossa
• Origem: desintegração de grandes pedaços de materiais.
• Remoção: por sedimentação e depositam-se na superfície
• da Terra sob ação da gravidade (tempo de permanência <)
• Composição: Al, Si, Ca etc
Interações entre Fontes poluentes e
Processos atmosféricos
(Diluição e/ou reações químicas)
Nível de qualidade do ar
Efeitos negativos sobre a saúde humana e o
ambiente em geral
CO
Monóxido de Carbono
Interferência na capacidade do sangue de oxigenar os tecidos e órgãos vitais como o coração e o cérebro. Danos à percepção, à acuidade visual, à atividade mental e aos reflexos.
SO2
Dióxido de Enxofre
Irritação às vias respiratórias, aos olhos, danos à pele e às plantas.
NOx
Óxidos de Nitrogênio
Debilita o sistema imunológico, aumentando a suscetibilidade à contaminação por vírus e bactérias, podem provocar desconforto
respiratório e alterações celulares.
COV
Compostos Orgânicos Voláteis
Irritações no trato respiratório, nos olhos, nariz e pele, efeitos narcóticos, mal-estar, dor de cabeça e sonolências. Responsáveis pelo aumento de incidência de câncer no pulmão.
O3 Ozônio
Irritação nos olhos, no nariz e garganta, dores de cabeça, redução das funções pulmonares, envelhecimento precoce, diminuição da capacidade do organismo de resistir a infecções respiratórias.
MP
Material Particulado
As partículas maiores ficam retidas no nariz e na garganta, causando irritação nas vias respiratórias e facilitando a
propagação de infecções virais e bacterianas. Partículas menores atingem o pulmão e podem causar alergias, asma e bronquite, aumentando as doenças pulmonares e cardíacas.
www2.nature.nps.gov/ air/AQBasics/sources.htm
Padrão Primário Atenção
Partículas Inalávies (MP10)
média de 24h 150µg/m3 250µg/m3
Dióxido de Enxofre (SO2)
média de 24h 365µg/m3 800µg/m3
Monóxido de Carbono (CO)
média móvel de 8h 9ppm 15ppm
Dióxido de Nitrogênio (NO2)
média horária 320µg/m3 1130µg/m3
Ozônio (O3)
média horária 160µg/m
3 200µg/m3 *
Padrões Nacionais de Qualidade do Ar
(resolução CONAMA n
o03 de 28/06/90)
POLUENTE TEMPO DE AMOSTRAGEM PADRÃO PRIMÁRIO PADRÃO SECUNDÁRIO MÉTODO DE MEDIÇÃO Partículas Totais em Suspensão 24 horas (1) MGA (2) 240 80 150 60 Amostrador de Grandes Volumes Dióxido de Enxofre 24 horas (1) MAA (3) 365 80 100 40 Pararosanilina Monóxido de Carbono 1 hora (1) 8 horas (1) 40.000 (35ppm) 10.000 (9ppm) 40.000 (35ppm) 10.000 (9ppm) Infra-vermelho não dispersivo
Ozônio 1 hora (1) 160 160 Quimioluminescência Fumaça 24 horas (1) MAA (3) 150 60 100 40 Refletância Partículas Inaláveis 24 horas (1) MAA (3) 150 50 150 50 Separação Inercial/Filtração Dióxido de Nitrogênio 1 hora (1) MAA (3) 320 100 190 100 Quimioluminescência
1.Não deve ser excedido mais que uma vez ao ano 2.Média Geométrica Anual
3.Média Aritmética Anual
Padrões de Qualidade do Ar
Parâmetros
Períod
o
Concentrações limite
Atenção Alerta Emergência
Dióxido de enxofre (g/m3)
24 horas 800 1600 2100 Partículas totais em suspensão (g/m3)
24 horas 375 625 875 SO2 X PTS (g/m3)
24 horas 65000 261000 393.000 Monóxido de carbono (ppm) 8 horas 15 30 40
Ozônio (g/m3) 1 hora 400 800 1000
Partículas inaláveis (g/m3) 24 horas 250 420 500
Fumaça (g/m3)
24 horas 250 420 500 Dióxido de nitrogênio (g/m3)
Outros efeitos causados pela poluição
Efeitos sobre os materiais Efeitos sobre a vegetação
PRINCIPAIS POLUENTES
DO AR
CO
2CH
4NO
NO
2CFCs, HCFCs, HFCs
CO
SO
O
3SO2 - Dióxido de Enxofre
NO2 (ou NOx) - Dióxido de Nitrogênio
NO3- Ozônio
MP – Material Particulado
PI - Partículas Inaláveis
Fumaça
DIÓXIDO DE CARBONO (CO
2
)
• FONTES
respiração, decomposição de plantas e animais e
queimadas naturais de florestas;
queima de combustíveis fósseis, desflorestamento,
queima de biomassa e fabricação de cimento
• CONCENTRAÇÃO
antes 1750 - 280 ppmv (partes por milhão por volume )
em 1958
– 315 ppmv
PRODUÇÃO DE DIÓXIDO DE ENXOFRE (SO2) NO PLANETA
Dados estimados:
Por ano... 160 milhões/ton Por dia... 450.000 ton Equivalem a 90.000 caminhões de 5 ton (se estes caminhões fossem colocados em fila congestionariam a Via Dutra – 600 Km).
Maiores Produtores: EUA, Alemanha e Inglaterra
Dados estimados:
Por ano... 50.000 ton Por dia...137 ton Equivalem a 28 caminhões de 5 ton cada um, por dia de dióxido de enxofre.
PLANETA
PRINCIPAIS PROBLEMAS
1. EFEITO “ESTUFA”
Prejuízos: alteração da temperatura do Planeta; aumento do nível dos mares.
Provocado pela queima de combustíveis fósseis:
Petróleo Carvão mineral
Gás natural
Queimadas em geral.
Compostos de carbono do subsolo. Quando queimado libera o gás carbônico.
O álcool quando queima libera o gás carbônico que havia sido retirado pela fotossíntese,
PRINCIPAIS PROBLEMAS
2. CHUVA ÁCIDA
Provocada pelo enxofre liberado na queima de petróleo, carvão mineral
S (Enxofre) queima SO2 (Dióxido de Enxofre)
ATMOSFERA (água)
ÁCIDO SULFÚRICO
CHUVA ÁCIDA
Prejuízos
Saúde: Doenças respiratórias (bronquite asmática)
Agricultura: Fertilidade dos solos; folhas das plantas; microorganismos Materiais: Corrosão de metais; fios elétricos, estruturas metálicas;
CHUVA ÁCIDA
A
chuva
“limpa” tem um
pH levemente ácido
(5,6) devido a presença de gás carbônico
(CO
2) na atmosfera, que ao reagir com a água
forma o ácido carbônico.
CO
2+ H
2O
H
2CO
3A
acidez extra
da chuva provem da reação de
contaminantes
aéreos,
principalmente
óxidos
de
enxofre (SO
2) e óxidos de Nitrogênio (NOx
) com a água
presente no ar, formando ácidos fortes (H
2SO
4e HNO
3)
SO
2+ H
2O
H
2SO
4NO
2+ H
2O
HNO
3CHUVA ÁCIDA
– Fontes e Efeitos
•Destruição de florestas;
•
Acidificação de Rios e Lagos
(destruindo parte da
flora e da fauna subaquática
– interrompendo a cadeia
alimentar).
PRINCIPAIS PROBLEMAS
3. INVERSÕES TÉRMICAS
A tendência do ar mais quente é subir.
Ele quer subir, mas é impedido pela existência do ar frio e os poluentes ficam próximos da superfície.
• Essa poluição é mais intensa no outono e
inverno,
quando
ocorrem
inversões
térmicas
(períodos em que o ambiente
não favorece a
dispersão
de poluentes) ou ventos de baixa
velocidade.
PRINCIPAIS PROBLEMAS
4. QUEIMADAS DE CANA
Na fase de “pico” das queimadas a poluição é às vezes maior que nas cidades industriais
EFEITO ESTUFA
É conseqüência do acumulo de alguns gases na
atmosfera, tais como:
gás carbônico e metano
.
Estes gases
permitem
a
passagem
da radiação
solar
(
raios
UV
)
e
absorvem
grande parte
do calor
(
radiação IV
térmica
)
emitida pela
COMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICA
Gases
% em Volume
Nitrogênio
Oxigênio
Vapor de água
Argônio
Dióxido de Carbono
Neon
Hélio
Metano
78.1%
21%
varia de 0 - 4%
0.93%
por volta de 0.3%
abaixo dos 0.002%
0.0005%
0.0002%
DIÓXIDO DE CARBONO (CO
2
)
• REDUÇÃO
Redução 60%
Criada FCCC na ECO 92
• EFEITOS
METANO (CH
4
)
• FONTES
Matéria orgânica em decomposição
Cultivo de arroz, queima de biomassa, queima de
combustíveis fósseis
• CONCENTRAÇÃO
Atual
– 1,72 ppmv
• REDUÇÃO
15
– 20%
• EFEITOS
Pulmões
Sistema cardiovascular e sistema nervoso
• FONTES
Oceanos, florestas tropicais
Produção de nylon, ácido nítrico, atividades agrícolas,
queima de biomassa e queima de combustíveis fósseis
• CONCENTRAÇÃO
Em 1993
– 310 ppbv (partes por bilhão por volume)
Antes Revolução Industrial
– 275 ppbv
ÓXIDOS DE NITROGÊNIO (NO, NO
2
)
• REDUÇÃO
70
– 80%
• EFEITOS
Inflamações do sistema respiratório (traqueítes,
bronquites crônicas, enfisema pulmonar,
broncopneumonias)
Reduz fotossíntese
HALOCARBONOS (CFCs, HCFCs, HFCs)
• FONTES
Produção de aerossóis, espuma, indústria de ar
condicionado
• CONCENTRAÇÃO
Em 1992
- CFC 11
– 280 pptv (partes por
trilhão por volume)
- CFC 12
– 484 pptv
- CFC 113
– 60 pptv
• REDUÇÃO
Entre 1988
– 1992 : 40%
• EFEITOS
Destruição da camada de ozônio
Efeito estufa
Radiação ultravioleta (queimaduras de pele, câncer de
pele)
MONÓXIDO DE CARBONO (CO)
• FONTES
Tráfego (veículos)
Indústrias
Vegetação
• CONCENTRAÇÃO
A partir dos anos 80, a emissão de CO pelos
automóveis passou de 33 gramas por quilômetro rodado
(gCO/Km) para 0,43 gCO/Km o que resultou numa
queda progressiva na poluição, mesmo com o aumento
da frota de veículos. Contudo em 2000 apresentou um
pequeno crescimento.
MONÓXIDO DE CARBONO (CO)
• EFEITOS
Concentração
atmosférica de CO
(ppm)
Tempo médio para
acumulação (minutos)
Sintomas
50
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
DIÓXIDO DE ENXOFRE (SO
2
)
• FONTES
Combustão (petróleo e carvão mineral)
Veículos à diesel
• EFEITOS
Sistema respiratório
Problemas cardiovasculares
Chuva ácida
OZÔNIO (O
3
)
• FONTES
reação dos hidrocarbonetos e óxido de nitrogênio na
presença de luz solar
• CONCENTRAÇÃO
0,3 ppmv
OZÔNIO (O
3
)
• REDUÇÃO
Controle dos veículos automotores (combustão)
• EFEITOS
Irritação dos olhos e vias respiratórias
EFEITO ESTUFA
E
BURACO NA CAMADA
DE OZÔNIO
Se não existisse o efeito de estufa, a temperatura da superfície terrestre seria, em média, cerca de 34° C mais fria do que é hoje. O efeito de estufa gerado pela natureza é, portanto, não apenas benéfico, mas imprescindível para a
manutenção da vida sobre a Terra. Se a composição dos gases raros for alterada, para mais ou para menos, o equilíbrio térmico da Terra sofrerá conjuntamente
Efeito Estufa natural (“mocinho”): grande parte se deve a presença de água
na atmosfera (em forma de vapor, 85% e partículas de água 12%)
Em conseqüência da poluição (“vilão”): Se deve principalmente pelo dióxido
de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), clorofluorcarbonetos (CFCs), hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs) e o hexafluoreto de enxofre (SF6)
O SUPERAQUECIMENTO GLOBAL E SUAS
CONSEQÜÊNCIAS
O aumento no teor atmosférico dos gases-estufa leva a um maior
bloqueio da radiação infravermelha, causando uma exacerbação do efeito estufa: aquecimento da atmosfera e aumento da temperatura da superfície terrestre
Elevação do nível dos mares
Alterações climáticas em todo o planeta Aumento da biomassa terrestre e oceânica
Modificações profundas na vegetação característica de certas regiões e típicas de determinadas altitudes
Aumento na incidência de doenças e proliferação de insetos nocivos ou vetores de doenças
O PROTOCOLO DE KYOTO (1997)
Acordo internacional, assinado por 84 países, em 1997, em Kyoto no Japão, que estabelece, entre 2008 e 2012, a redução de 5,2% dos gases-estufa, em relação aos níveis em 1990.
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
Balão com os dizeres “Bush & Co. = desastre ambiental” na Patagônia (Argentina) em protesto contra os E.U.A
COMO A CAMADA DE OZÔNIO PROTEGE A TERRA? Quimicamente temos: O O UV O O O O O O UV O 2 3 3 2 2
COMO SE FORMA O BURACO NA CAMADA DE OZÔNIO?
Os CFCs sobem lentamente para camadas superiores à camada de ozônio. Os raios ultravioletas decompõe os CFCs, liberando átomos de Cloro (Cl). O cloro como é mais denso, desce, voltando para a camada de ozônio, destruindo-o.
Quimicamente temos O Cl ClO O ClO O Cl 3 2
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
2Em setembro de 2003, com
28,2 milhões de Km
2OS EFEITOS DA DIMINUIÇÃO DA CAMADA DE
OZÔNIO ATINGEM O HEMISFÉRIO SUL
aumento nos casos de câncer de pele e catarata em regiões do hemisfério sul, como a Austrália, Nova Zelândia, África do Sul e Patagônia.
Em Queensland, no nordeste da Austrália, mais de 75% dos cidadãos acima de 65 anos apresentam alguma forma de câncer de pele; a lei local obriga as
crianças a usarem grandes chapéus e cachecóis quando vão à escola, para se protegerem das radiações ultravioletas.
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.
O 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%; 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.
Para se agir adequadamente contra a
poluição atmosférica é necessário o quê?
• É necessário Medir e conhecer a concentração
dos poluentes
no ar
• Depois definir as fontes poluentes
• Definir a qualidade do ar
• Analisar os valores limite
• Observar a evolução da qualidade do ar
• Planejar acções que promovam melhor
qualidade do ar, tais como: reordenar
actividades socio-económicas, localizar fontes
poluentes, alterar o percurso rodoviário e reduzir
as emissões de poluentes atmosféricos.
ACÕES PREVENTIVAS REDUZEM A
CONCENTRAÇÃO DE POLUENTES
SMOG FOTOQUÍMICA
• É
um
aerossol
branco
,
intensamente
irritante
aos olhos
e mucosas, composto por uma
série
de
poderosos
agentes
oxidantes
,
com
o
ozônio
,
peroxinitratos
(ROONO
2)
e
CONTROLE DE EMISSÃO DE POLUENTES POR VEÍCULOS AUTOMOTORES
Uso de combustíveis menos poluidores, o gás natural por exemplo
Instalação de catalisadores
Operação e manutenção adequadas do veículo, visando o bom funcionamento do mesmo
CONTROLE DE EMISSÃO DE POLUENTES PELAS INDÚSTRIAS
Altura adequada das chaminés de indústrias, em função das condições de dispersão dos poluentes
Uso de matérias primas e combustíveis que resultem em resíduos gasosos menos poluidores
Melhoria da combustão: quanto mais completa a combustão, menor a emissão de poluentes
Instalação de filtros nas chaminés
O QUE PODEMOS FAZER PARA CONTRIBUIR COM A DIMINUIÇÃO DE POLUENTES?
Evitar queimar compostos orgânicos ou lixo de um modo geral
Plantar mais árvores
Reduzir o lixo
Fazer vistorias constantes em seus veículos e se empresário, em suas indústrias.
Prefira organizar um sistema de
caronas, diminuindo o volume de carros nas ruas
Tipos de monitoramento
• Biomonitoramento
– Plantas
– Animais
– Seres humanos
• Técnicas específicas
– Passivas
– Ativas
• Técnicas automáticas
BIOMONITORAMENTO
•
O biomonitoramento é a avaliação da qualidade
ambiental de uma determinada área, utilizando
organismos vivos que respondem á poluição
ambiental alterando suas funções ou acumulando
toxinas. As respostas das plantas bioindicadoras aos
poluentes podem ser observadas tanto em nível
macroscópico, através do aparecimento de cloroses,
necroses, queda de folhas ou diminuição no seu
crescimento
,
como podem ocorrer em
nível genético,
Duas espécies vegetais
:
Tradescantia pallida e
Nicotiniana tabaco
Bioacumulador - muito sensível porém
pouco específica
O tabaco é um bioindicador do ozônio, padronizado e utilizado internacionalmente.
Após exposição na região de interesse, as folhas são analisadas visualmente quanto á presença de necroses foliares, padrão de crescimento e teor de clorofila. Esses sintomas são resultantes da interação do ozônio com alguns componentes da célula do tecido foliar; colapso da célula e água concentrada na vizinhança da interação; branqueamento da clorofila dentro da célula injuriada e colapso da estrutura foliar em torno da célula danificada. Essa espécie desenvolve primeiramente lesões bifaciais e mostram diferenças nas quantidades de injúrias agudas e crônicas, quando expostas à diferentes