DESEQUILÍBRIOS AMBIENTAIS

DESEQUILÍBRIOS AMBIENTAIS

Um ecossistema pode sofrer alterações bióticas e abióticas significativas. Essas alterações podem ocorrer a partir da introdução de espécies exóticas, eliminação de determinadas espécies ou poluição.

A) EXTINÇÃO DE ESPÉCIES

Extinção é o desaparecimento total de uma espécie. Este processo afeta o número e os tipos de espécies e pode ocorrer em dois níveis básicos: extinção local - quando a espécie deixa de existir em uma dada região – e extinção biológica, quando a espécie deixa de existir no planeta.

Geralmente a extinção de espécies é um fenômeno natural, mas geralmente lento – a exceção foram as extinções em massa, como a dos dinossauros, há cerca de 65 milhões de anos, motivado por queda de asteróides e alterações climáticas. O que é considerado como desequilíbrio ambiental é o aumento significativo na taxa de extinções. Cientistas estimam que esta taxa – que era de uma espécie a cada mil anos – tem aumentado significativamente graças à interferência do homem: destruição de habitat (para lavoura, pastagens, ocupação humana, extração de madeira), caça e pesca indiscriminada, poluição e introdução de espécies exóticas.

Importante destacar que espécies endêmicas – aquelas que são encontradas em apenas uma determinada área – são mais suscetíveis à extinção. Por se encontrarem em áreas restritas, como ilhas e florestas tropicais – onde as espécies geralmente são especializadas, possuindo nicho específico. Sendo assim, é improvável que tais espécies sejam capazes dês e adaptar a rápidas mudanças ambientais ou mesmo migrar.

Outro critério utilizado para a classificação dos processos de extinção é a sua intensidade:

a) Extinção natural (Gradual) ou de fundo= é a extinção de um pequeno numero de espécies, que ocorre à medida que o meio vai mudando. Biólogos estimam que a taxa anual dessa extinção natural seja de 5/1.000.000 de espécies;

b) Extinção em massa= níveis significativamente mais altos de extinção, quando comparados com os da extinção natural – estamos falando de algo em torno de 25 a 70% das espécies existentes. Evidencias indicam que o planeta já passou por cinco ventos de extinção em massa nos últimos 500 milhões de anos e que estaríamos vivendo atualmente uma sexta, motivadas pela ação do homem no planeta.

c) Esgotamento em massa= caso intermediário quando comparado com os outros dois processos, embora envolva extinção de um número significativo de espécies.

Com a extinção de espécies, perde-se a oportunidade de se descobrir substâncias potencialmente interessantes à espécie humana. Como exemplo podemos citar a indústria farmacêutica, que apresenta cerca de 30% dos seus princípios ativos tendo sua origem relacionada aos seres vivos. Como exemplo podemos citar o capotem, remédio utilizado contra a hipertensão, fabricado a partir do veneno da jararaca; a pilocarpina, retirada das folhas de jaborandi pra ser utilizada no tratamento contra o glaucoma; a vincristina e vinblastina foram extraídas da Pervinca rosea, de Madagascar, para serem utilizadas no tratamento da leucemia.

Além disso, a extinção de uma espécie altera a dinâmica dos ecossistemas, causando desequilíbrio nas teias tróficas dentre outras conseqüências.

B) INTRODUÇÃO DE ESPÉCIES EXÓTICAS E INVASORAS: UMA POLUIÇÃO BIOLÓGICA

Segundo a Convenção sobre Diversidade Biológica – CDB – “espécie exótica” é toda espécie que se encontra fora de sua área de distribuição natural. Na mesma convenção foi

apresentada a definição de “espécie exótica invasora” como aquela que ameaça ecossistemas, habitats ou espécies. Estas espécies, por apresentarem vantagens competitivas e favorecidas pela ausência de inimigos naturais – predadores e parasitas – têm capacidade de se proliferar e invadir ecossistemas, antropizados ou naturais.

Espécies exóticas tendem a se adaptar, propagar e exercer dominância, prejudicando processos naturais e espécies nativas e, assim, tornam-se espécies exóticas invasoras. Então, nem toda espécie exótica é invasora.

Considerada a segunda maior causa de extinção de espécies no planeta – perdendo apenas para a fragmentação e perda de habitats – este tipo de “poluição biológica” já contribuiu, desde 1600, com 39% de todos os animais extintos cujas causas são conhecidas (CDB). Estamos falando da introdução de mais de 120.000 espécies de plantas e animais nos Estados Unidos da América, Reino Unido, Austrália, Índia, África do Sul e Brasil. Estima-se que cerca de 480.000 espécies exóticas já foram introduzidas nos ecossistemas do planeta. Destas, cerca de 20 a 30% são consideradas pragas responsáveis por graves problemas ambientais. Tudo isto reforça a necessidade de medidas de controle, monitoramento e erradicação de espécies exóticas invasoras.

O mundo globalizado tem favorecido a introdução de espécies e, consequentemente, a sua homogeneização ao longo dos continentes. O homem, através de sua ação sobre o meio, acabou por destruir barreiras geográficas, favorecendo as invasões biológicas. À medida em que o homem coloniza novos ambientes, plantas e animais domesticados são transportados, de maneira que apresentam, assim, maior dispersão do que apresentariam em condições naturais.

Os impactos das introduções sobre a biota nativa podem ser imperceptíveis, sendo a espécie incorporada ao novo ambiente de tal forma que passe a ser vista como nativa, como espécies de mangueira e limoeiro, comuns nos nossos quintais. Por outro lado, estes impactos podem ser catastróficos, uma vez que estas espécies podem causar profundas alterações na estrutura dos ecossistemas ou mesmo danos econômicos.

O problema não é apenas a introdução da espécie exótica em si, mas os danos que esta pode causar quando a espécie consegue ultrapassar as barreiras físicas, biológicas e ambientais que restringiam sua dispersão, tornando-se uma espécie invasora.

Espécies exóticas podem deslocar espécies nativas através de competição por recursos naturais como alimento ou espaço para reprodução. Espécies animais introduzidas podem ser predadoras de espécies nativas e levá-las à extinção, ou alterar o seu habitat a tal ponto que muitas destas espécies não conseguem.

A vantagem que as espécies exóticas possuem de invadir e dominar novos ambientes, deslocando espécies nativas, está relacionada à ausência de predadores naturais e parasitas, que não são deslocados junto com a espécie.

Espécies exóticas que possuem parentesco com espécies nativas podem cruzar com espécies e variedades nativas, eliminando códigos genéticos únicos de populações locais e fazendo confusão entre limites taxonômicos que eram outrora claros e bem definidos. Este problema é facilmente visualizado em alguns organismos aquáticos como peixes, invertebrados e plantas, devido ao alto número de gametas e a facilidade de hibridismo.

Assim, podemos concluir que espécies exóticas invasoras são introduzidas de forma intencional – plantas ornamentais, plantações, espécies de caça ou agentes de controle

biológico – ou não intencionais como a água de lastro em navios. Seja como for, causa grandes prejuízos econômicos e à biodiversidade, além de riscos potenciais à saúde humana.

Água de lastro:

Utilizada em navios – principalmente de navios tanques e graneleiros – a água de lastro é utilizada para compensar a perda de peso decorrente do desembarque de cargas, sendo fundamental por dar estabilidade e segurança à embarcação. Sua captação e descarte geralmente ocorrem em áreas portuárias.

Durante o lastreamento do navio pode ocorrer a captura de pequenos organismos – bactérias e outros microrganismos, vírus, pequenos invertebrados, algas, plantas, cistos, esporos, além de ovos e larvas de vários animais – que, assim, acabam por serem transportados e

introduzidos em outra região.

Assim, graças à sua intensidade e abrangência , o tráfego marítimo é importante na movimentação transoceânica e interoceânica de organismos costeiros.

No ano de 1990, a IMO (Organização Marítima Internacional) e o MEPC (Comitê de Proteção do Meio Ambiente Marinho) formaram um grupo de trabalho para tratar especificamente da água de lastro. No ano seguinte, 1991, foram publicadas as primeiras diretrizes internacionais para o gerenciamento da água do lastro pelos navios, através da resolução MEPC 50 (31). Nos anos seguintes a MEPC aprimorou essas diretrizes e adotou outras duas resoluções sobre o assunto, a Resolução A.774(18) de 1993 e a Resolução A.868 (20) de 1997.

Dentre as diretrizes definidas pela IMO a de maior destaque foi a da realização da troca oceânica da água de lastro. Neste caso, a troca de água contida no tanque seria realizada a pelo menos 200 milhas náuticas da linha de costa do porto do destino e em uma região que apresente pelo menos 200 metros de profundidade. Também têm-se o objetivo de atingir uma eficiência de pelo menos 95% na troca volumétrica da água.

Quando realizada adequadamente, a troca oceânica reduz significativamente o risco de bioinvasões, uma vez que ocorre a partir da troca da água de lastro por água oceânica, cujos parâmetros físico-químicos e biológicos permitiriam o seu descarte em um novo porto sem que houvesse risco significativo de acontecerem bioinvasões. Além disso, as espécies costeiras não conseguiriam sobreviver em ambientes oceânicos e vice-versa.

EXEMPLOS DE ESPÉCIES EXÓTICAS INTRODUZIDAS POR ÁGUA DE LASTRO:

Mexilhão-dourado:

O mexilhão dourado (Limnoperna fortunei), é um molusco bivalve, de cerca de 4 cm. Dulcícola, esta espécie apresenta desenvolvimento indireto, apresentando uma larva microscópica, invisível a olho nu. Apesar de natante, a maior parte do seu deslocamento é realizada de forma passiva – correntes aquáticas, aderidas em cascos, redes, conchas e até mesmo água do esgoto. Este deslocamento acaba com a larva se alojando em superfícies sólidas, onde se fixa e completa seu desenvolvimento. Já o indivíduo adulto geralmente ocorre pelo seu transporte em cascos de embarcação, redes, conchas, galhos e outros objetos lançados ou presentes na água.

Originário do sul da Ásia, este molusco provavelmente chegou à América do sul através da água de lastro de navios. O primeiro registro desta espécie no continente americano foi feito em 1991, no rio da Prata nas imediações de Buenos Aires (Argentina). No Brasil o primeiro registro se deu em 1999, na praia de Itapuã e em porto das Pombas, ambas situadas no município de Viamão (RS). Atualmente esta espécie já pode ser observada em quase toda a região sul e em várias localidades do Sudeste e Centro-Oeste.

Por ser uma espécie exótica, este molusco apresenta grande capacidade de reprodução e dispersão, por estar praticamente livre de predadores, parasitas e competidores. Assim, esta espécie se tornou invasora e responsável por grandes prejuízos ao homem. Sua presença em hidrelétricas geram grandes prejuízos, devido à necessidade de interrupção das atividades para limpeza das turbinas repletas de molusco – podem ser encontrados até 100 mil indivíduos por metro quadrado. São necessários 4 dias para limpeza, o que gera prejuízo superior a um milhão de reais por unidade geradora parada. Tudo isso só faz encarecer a produção de energia.

Outros prejuízos causados pelo mexilhão dourado são:

- Destruição da vegetação aquática;

- Ocupação do espaço e disputa por alimento com os moluscos nativos;

- Prejuízos à pesca, já que a diminuição dos moluscos nativos diminui o alimento dos peixes;

- Entupimento de canos e dutos de água, esgoto e irrigação;

- Entupimento de sistemas de tomada de água para geração de energia elétrica.

Desde 2001 – logo após seu aparecimento no reservatório da usina Itaipu – são desenvolvidas estratégias para o controle do mexilhão-dourado. Dentre as medidas adotadas para a limpeza do encanamento podemos citar a remoção mecânica, o aumento da vazão em encanamentos, injeções de hipoclorito em baixas concentrações, tintas anti-incrustantes e aplicação de ozônio em baixas concentrações (usado na tubulação dos trocadores de calor – por onde passa a água que resfria o óleo que lubrifica as turbinas – das unidades geradores, pois impede que uma secreção do molusco se solidifique e, assim, o fixe na tubulação.

OUTROS CASOS DE INTRODUÇÃO DE ESPÉCIES EXÓTICAS E INVASORAS:

- Aguapé (Eichhornia crassipes) = planta originária da América do sul, foi introduzida em várias partes do mundo como planta ornamental, causando frequentemente problemas com a sua proliferação excessiva. Nos Estados Unidos– causou transtornos à navegação no rio Mississipi.

Trouxe problema também nas Filipinas, Austrália, Ceilão e vários outros países.

- Figo-da-Índia (Opuntia inermis)= planta cactácea originária da América do sul, foi introduzida uma único exemplar em 1839 na Austrália. Essa planta se adaptou tão bem que, no final do século XIX, essa planta já cobria 4 milhões de hectares e em 1920 ocupava quase 25 milhões de hectares, apresentando uma taxa de expansão de 4 milhões de hectares/ano.

Várias tentativas foram feitas no sentido de controlar essa proliferação excessiva – que nessa altura já ocupava a área utilizável para pecuária – mas a solução só apareceu em 1925, com a introdução da mariposa Cactoblastis cactorum, cujas larvas se alimentam daquela planta. Resultado: a população do figo-da-Índia foi eliminada tão rapidamente quanto havia proliferado.

Opuntia inermis

- Coelho europeu (Oryctolagus cuniculus)= Originário do Mediterrâneo, coelhos desta espécie apresentam gestação de 30 dias, nascendo em média de 4 a 5 filhotes, com variação geralmente entre 2 a 9 filhotes. Uma coelha pode ter de 3 a 6 ninhadas por ano, sendo que esta espécie atinge a maturidade sexual por volta do terceiro ou quarto mês de vida.

Oryctolagus cuniculus

Em 1859, o latifundiário Thomas Austin introduziu em sua propriedade – localizada em Winchelsea, estado de Victoria, Austrália – 24 coelhos desta espécie, para fins recreativos (caçada).

Essa espécie encontrou um ambiente extremamente favorável À sua adaptação: muito alimento e praticamente nenhuma predador, parasita ou competidor que regulasse sua população. Resultado: em 1877 essa população atingiu um número tão alto, que nem a caçada que abateu 20 milhões de coelhos conseguiu regular sua população, que nessa altura já devastava a pastagem que alimentava as ovelhas – grande riqueza da região – causando prejuízo incalculável ao país.

Em 1930, a estimativa era de que já haviam dez bilhões de coelhos europeus em terras australianas, que se espalharam cerca de 130 Km do local onde foram soltos, causando prejuízos de milhões de dólares.

Obviamente, o governo australiano não assistiu a esta invasão passivamente: Entre os anos de 1901 e 1907, o governo levantou 1.800 Km de cercas para tentar conter a dispersão deste animal. Para tentar resolver a questão, o governo australiano resolveu importar raposas européias,caçadoras naturais de coelhos que, além de atuar como controle biológico, assim como os coelhos seria alvo de caçadas recreativas. mas deu tudo errado: coelhos

desenvolveram, a partir da coevolução, estratégias de defesa contra a raposa, enquanto que os animais nativos – como os cangurus – não apresentam estratégias de fuga ou de evitamento contra a raposa, sofrendo intensa predação.

Em 1950, foi introduzido um vírus sul americano – Myxoma virus – na região. Transmitido por mosquitos hematófagos, este vírus causou a morte de 90% destes coelhos, porém, por seleção natural, favoreceu o rápido crescimento de uma população de coelhos resistentes ao vírus.

Além disso, como este vírus mata rapidamente, os coelhos morriam antes de “transmitirem” a doença, fazendo com que apenas linhagens menos agressivas passassem adiante. Resultado:

ao mesmo tempo em que a população de coelhos resistentes aumentava, a seleção natural também favorecia vírus menos letais, de maneira que o problema existe até hoje.

Em 1995, uma segunda tentativa de controle biológico foi realizada, desta vez com o

Calicivirus. Descoberto na China em 1984, este vírus é transmitido pela simples proximidade, pelo contato com o doente e pelos materiais por ele contaminados, ou por meio de vetores nos quais dura, aliás, pouco tempo. É altamente mutável e, por isso, sua utilização é altamente

arriscada. Por isso, cientistas resolveram realizar testes na ilha de Wardang, próxima do litoral sul australiano, onde construíram instalações para quarentena dos animais infectados. mas o vírus escapou”das instalações, matando muitos coelhos que viviam nos arredores da

instalação.

Causador de febre hemorrágica, este vírus causava a morte do coelho 40 h após a infecção.

com isso, 90% população foi dizimada.

Atualmente, a população destes coelhos na Austrália é estimada em torno de 250.000.000 de indivíduos, causando um prejuízo anual na faixa de US$ 90 milhões à produção agrícola – estes coelhos favorecem processos de erosão, deixando o solo desprotegido ao escavá-lo para comer raízes. Além disso, eles depredam lavouras e atraem seus predadores (ex: raposas e gatos selvagens), que acabam atacando também animais úteis, nativos ou domésticos, além de expulsar de seus nichos as plantas e animais nativos.

C) POLUIÇÃO

Segundo a lei de política nacional do meio ambiente (lei 6.938, de 31 de agosto de 1981) entende-se por...

“poluição, a degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou indiretamente:

a) prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população;

b) criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;

c) afetem desfavoravelmente a biota;

d) afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;

e) lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos.”

Assim, podemos concluir que poluição é a presença de qualquer agente – físico, químico ou biológico – no meio ambiente capaz de causar prejuízos à saúde, sobrevivência ou às atividades dos seres vivos. Como exemplo podemos citar o calor e o ruído.

Os poluentes podem atingir o ambiente de forma natural – ex: erupções vulcânicas – ou mesmo através de atividades humanas, como a queima de carvão ou gasolina.

Os poluentes podem ser classificados de acordo com alguns critérios. Destacaremos dois:

 Quanto à sua origem

- Primários: poluentes gerados diretamente de uma fonte produtora. Ex: SO2 e NO2, gerados na queima de combustíveis fósseis.

-Secundários: poluentes formados a partir de reações químicas entre poluentes primários e substâncias presentes no ambiente. Ex: formação de ácido sulfúrico (H2SO4) a partir da reação entre SO₂ e H₂O atmosférico; formação do ácido nítrico (HNO₃) a partir da reação entre NO₂ e H₂O atmosférico.

 Quanto à sua persistência no ambiente

No que diz respeito a poluentes, três fatores determinam o seu grau de importância: sua natureza química, sua concentração e sua persistência. Persistência é a medida de quanto tempo um poluente permanece no ar, água solo ou mesmo no corpo. Baseado em sua persistência, um poluente pode ser classificado em 4 tipos distintos:

 Degradáveis ou não persistentes: poluentes passíveis de degradação completa ou a redução a níveis aceitáveis, através de processos físicos, químicos e biológicos.

 Biodegradáveis: poluentes químicos complexos passíveis de transformação em substâncias mais simples. Ex: esgoto doméstico.

 Persistentes (ou lentamente degradáveis): poluentes que demoram muito tempo (décadas ou mais) para degradar. Ex: DDT (C14H9Cl5) e a maioria dos plásticos.

 Não degradáveis: poluentes não decompostos em processos naturais. Ex: chumbo, mercúrio.

Importante destacar também que, no caso de poluição aquática, os poluentes podem alcançar um corpo d’água de forma pontual ou difusa.

 CARGAS PONTUAIS= introduzem o poluente em corpos d’água através de lançamentos individualizados, como ocorre com esgotos domésticos e efluentes industriais;

 CARGAS DIFUSAS= cargas que não apresentam um ponto específico de lançamento.

Ex: agrotóxicos utilizados na agricultura, que alcançam o corpo d’água ao longo da margem. Outro exemplo seria a drenagem da zona urbana, que não vem de um ponto preciso.

Segundo a lei da conservação da massa – “Na natureza nada se cria e nada se perde, tudo se transforma” – a matéria não pode ser criada e nem eliminada, apenas transformada de uma forma para outra. Assim, nada daquilo que é “consumido” é eliminado, mas sim transformado em outra coisa. Isso quer dizer que o máximo que conseguimos fazer é reorganizar os elementos ou compostos em diferentes padrões espaciais (alterações físicas) ou novas combinações (alterações químicas). Esta lei tem uma implicação muito séria na ecologia. Ela nos auxilia a entender sobre poluição ambiental ao nos mostrar que nada é eliminado ou jogado fora. Assim, o fato de não ser possível acabar ou destruir a matéria, faz com que surjam resíduos indesejáveis em todas as atividades humanas. Alguns exemplos: Você pode remover a fuligem de chaminés de indústrias, mas esses resíduos deverão ser depositados em algum lugar. Outro exemplo: posso remover substâncias da água poluída em estações de tratamento de esgoto, mas terei que depois queimá-las, enterrá-las, por exemplo.

Estes resíduos podem ser reciclados pelo sistema a partir dos ciclos biogeoquímicos, mas um desequilíbrio entre consumo e reciclagem pode gerar impactos negativos ao sistema, como eutrofização dos lagos, contaminação do solo por pesticidas, dentre outros.

Vivemos atualmente uma época de grande desequilíbrio, com a geração de resíduos em um ritmo muito maior do que a capacidade do ambiente de reciclar. A revolução industrial no século XIX introduziu-nos nesse desequilíbrio.

Conclusão: baseado na lei de conservação da matéria pode-se afirmar que sempre

produziremos poluentes. O que nos cabe é buscar maneiras de gerar menos e eliminar alguns do que produzimos.

Existem duas maneiras básicas de se lidar com a poluição:

1) Limpeza da poluição ou controle da poluição produzida, o que envolve a limpeza ou diluição dos poluentes;

2) Prevenção da poluição ou controle da produção de poluentes, reduzindo a produção e liberação de poluentes.

Principais formas de poluição:

Podem ser divididas em 3 grandes grupos: atmosférica (do ar), aquática e do solo. Entretanto, torna-se necessário frisar que um mesmo tipo de poluição pode estar relacionada a dois ou mesmo aos três grupos.

a) Poluição do ar

 Monóxido de carbono (CO) = Gás inodoro e incolor produzido a partir da queima de combustíveis derivados do petróleo e do carvão mineral. Esta molécula tem a capacidade

de se ligar de maneira irreversível à hemoglobina, comprometendo a atividade das hemácias. É o principal poluente da atmosfera das zonas urbanas.

 Dióxido de carbono (CO₂) = Liberado pela respiração celular e, principalmente, pela combustão de derivados do petróleo e do carvão, servem como matéria-prima da fotossíntese. Em grandes concentrações, causam o efeito estufa.

 Óxidos de enxofre (SO2 e SO3) = Resultado de atividades vulcânicas, da decomposição natural de matéria orgânica, combustão dos derivados do petróleo, além da manipulação de minérios sulforosos. Musgos e liquens morrem na presença de SO₂ - por isso são conhecidos como indicadores de poluição deste gás.

 Óxidos de nitrogênio (NO₂ e NO₃) = Liberado pela queima de combustíveis fósseis, formam o ácido nítrico (HNO₃).

OBS: Óxidos de nitrogênio e de enxofre provocam inativação dos cílios nas vias respiratórias, além de asma bronquite e enfisema pulmonar. Além disso, ambos podem reagir com o vapor de água formando ácido sulfúrico (H2SO4) e ácido nítrico (HNO3), que se dissolvem na água das nuvens e precipitam na forma de chuva ácida.

 Hidrocarbonetos = Liberados na queima de combustíveis, estes compostos de carbono e hidrogênio apresentam efeito carcinogênico sobre a pele. Como exemplo podemos citar o benzeno e benzopireno.

 Partículas sólidas em suspensão no ar:

Inalação de partículas de sílica e de asbesto (amianto) causam silicose e asbestose, doenças caracterizadas pela formação de tecido fibroso nos pulmões, coma perda progressiva da capacidade respiratória. Cumpre dizer que na asbestose as chances de se desenvolver câncer nos pulmões aumenta consideravelmente.

Partículas de chumbo são comumente liberado por indústrias, fundições e minas.

Partículas deste metal também podem ser liberadas a partir da queima de combustíveis, em países onde o tetraetilato de chumbo (chumbo-tetraetila) é utilizado como aditivo na gasolina.

O acúmulo deste metal no organismo causa uma doença conhecida como SATURNISMO, que dentre outros sintomas causa perturbações nervosas (confusão mental, paralisia cerebral) e digestivas (cólicas, vômitos, perda de peso, náuseas), nefrites, além de nefrites crônicas e anemia (por interferência na síntese de produção de hemoglobina).

 INVERSÃO TÉRMICA

Como já foi discutido anteriormente, a luz solar é absorvida pela Terra e convertida em calor. Este calor será irradiado pela Terra, de maneira que as camadas mais inferiores de ar são mais quentes e, consequentemente, menos densas do que o as camadas mais superiores.

Graças a esta diferença de densidade o ar quente sobe, carregando consigo vários poluentes e sendo substituído pelo ar mais frio. Este processo cria um movimento contínuo de gás na atmosfera.

Em determinadas épocas do ano, principalmente no inverno, pode acontecer das camadas inferiores de gás ficarem mais frias do que as camadas superiores – ou seja, teríamos uma camada de ar mais quente sobre uma camada de ar mais fria – o que interromperia o movimento dos gases e causaria um acúmulo de poluentes próximo da superfície e, portanto, da população. Este fenômeno é conhecido com inversão térmica e pode ser agravado pela formação de neblina – o que dificultaria o aquecimento do solo – e pela ausência de ventos.

Cumpre dizer a inversão térmica é um fenômeno natural e que ocorre também em áreas rurais e de baixo grau de industrialização. O que preocupa neste caso é o acúmulo de poluentes nas camadas de ar mais próximas da superfície, o que ocorre, principalmente, em áreas industrializadas.

Casos de inversão térmica:

- A cidade de Donora, Pensilvânia, fica localizada em um vale cercado de montanhas. Durante boa parte do ano essa região apresenta-se com tempo frio e nublado. Dessa forma, Donora fica muito suscetível à inversão térmica: as montanhas nos arredores e nuvens bloqueiam boa parte da radiação solar no inverno e as montanhas ainda impedem a dispersão do ar. Foi o que ocorreu nesta pequena cidade industrial no dia 29/10/1948: os poluentes das indústrias que queimavam carvão ficaram retidos, formando uma densa névoa que durou cinco dias.

Aproximadamente seis mil dos 14.000 habitantes da cidade adoeceram, registrando 22 óbitos.

Foto do Donora Smog Museum.

SMOG em Donora,Pennsylvania, 1948

- Los Angeles, Califórnia: bacia densamente povoada, repleta de veículos motorizados, localizada em região de clima ensolarado, ventos leves, cercada por montanhas em três lados e pelo oceano do outro lado. Estas características favorecem o agravamento do SMOG fotoquímico em razão das freqüentes inversões térmicas.

 SMOG

A partir da revolução industrial, com a queima de carvão e de combustíveis fósseis, formou-se uma névoa gasosa misturada com o vapor d’ água que ficou conhecida como SMOG (contração de smoke = fumaça com fog = névoa). Atualmente o SMOG pode ser dividido em dois tipos:

1) SMOG INDUSTRIAL= formado pela mistura de dióxido de enxofre, gotas de ácido sulfúrico e partículas sólidas suspensas emitidas na queima de carvão e petróleo. Este tipo de SMOG é comum em regiões frias e úmidas, tendo seu pico no inverno, onde as condições são adversas para a dispersão dos poluentes. Este fenômeno apresenta cor acinzentada – daí o nome de SMOG de ar cinza – e pode ser agravado pela inversão térmica.

Neste caso os grandes responsáveis por este tipo de poluição são as termoelétricas, que queimam óleo para a geração de energia elétrica – os principais componentes deste SMOG são liberados pela queima do carvão e do óleo combustível.

Atualmente este tipo de poluição é rara em países desenvolvidos, onde a queima do carvão e do petróleo pesado – rico em impurezas à base de enxofre – são realizadas em caldeiras que permitem um bom controle de poluição ou com chaminés altas, que levam os poluentes para áreas rurais a favor do vento. Entretanto, este SMOG ainda é grave na China, Índia, Ucrânia e alguns países do leste europeu – República Tcheca, Eslováquia e Hungria, dentre outros – onde o carvão é queimado em residências e fábricas, sem o devido controle de poluição.

2) SMOG FOTOQUÍMICO= Frequente em regiões ensolaradas, quentes e de clima seco.

Mistura de poluentes atmosféricos formados a partir de uma reação fotoquímica – reação ativada pela luz. Neste caso, óxidos de nitrogênio (NO_x) reagem com COVs (compostos orgânicos voláteis) naturais e antrópicos graças à radiação UV, originando uma mistura de mais de cem poluentes, entre primários e secundários.

COVs + NO_X + CALOR + LUZ DO SOL  O₃ NO NÍVEL DO SOLO + OUTROS OXIDANTES FOTOQUÍMICOS + ALDEÍDOS + POLUENTES SECUNDÁRIOS NO AR

Mas a história não é tão simples: tudo começa com a queima que ocorre nos motores de veículos e nas caldeiras de usinas elétricas e de indústrias que usam carvão. As altas temperaturas encontradas estimulam a reação

N₂ + O₂  2 NO (óxido nítrico)

Aoa tingir a atmosfera, parte do óxido nítrico é convertida em dióxido de nitrogênio (NO₂), gás amarelo-amarronzado cujo odor é sufocante. Este gás é o responsável pela neblina marrom que paira sobre as cidades em tardes ensolaradas – daí o outro nome deste SMOG: SMOG de ar marrom.

Parte do dióxido de nitrogênio, na presença da radiação UV, inicia uma cadeia de reações com hidrocarbonetos que contribuem para a formação de outros poluentes secundários que farão parte do SMOG fotoquímico – ozônio, ácido nítrico, aldeídos, dentre outros – formando uma amarelo-marrom-acinzentada.

As principais conseqüências do SMOG são: problemas respiratórios – pessoas frequentemente usam máscaras em momentos críticos desta poluição – baixa visibilidade (que pode causar acidentes), irritação e vermelhidão nos olhos e, eventualmente, baixa imunidade.

Em dezembro de 1952, Londres apresentou um episódio de SMOG onde ocorreram 4.000 óbitos em poucos dias e mais de 8.000 óbitos nos meses seguintes, como resultado do aumento na concentração de poluentes atmosféricos graças a massa de ar estagnada presa pela inversão térmica.

A proibição da queima de carvão em residências reduziu consideravelmente problemas brônquicos principalmente em crianças e idosos, grupos vulneráveis.

Fatores naturais que ajudam a reduzir a poluição por SMOG fotoquímico e industrial:

a) Precipitação, que remove os poluentes do ar – o que explica a maior ocorrência de SMOG fotoquímico em regiões de clima seco;

b) Rajadas vindas do mar são capazes de eliminar do ar que vai da terra para os oceanos muitas das partículas e dos poluentes solúveis em água;

c) Ventos podem arrastar poluentes para longe, diluindo-os no ar limpo – no final, estes poluentes são levados para outro local ou são depositados em águas superficiais, no solo e nas construções.

Por outro lado, existem 4 fatores que podem aumentar a poluição do ar:

1) Construções urbanas: diminuem a velocidade dos ventos e reduzem a diluição e eliminação dos poluentes;

2) Colinas e montanhas: reduzem o fluxo de ar nos vales abaixo delas, permitindo o acúmulo de poluentes próximos da superfície.

3) Altas temperaturas: favorecem a ocorrência de reações químicas que causam o SMOG fotoquímico;

4) Efeito gafanhoto: transferência de poluentes voláteis do ar de áreas tropicais e temperadas para os pólos da Terra. Este fenômeno de destilação atmosférica ocorre quando os compostos voláteis evaporam das camadas terrestres quentes e latitudes baixas e elevam-se até camadas altas da atmosfera, sendo depositados nos oceanos ou carregados a latitudes mais altas ou próximas dos pólos pelas correntes atmosféricas e correntes de águas oceânicas.

 PRECIPITAÇÃO ÁCIDA, DEPOSIÇÃO ÁCIDA (INTENSIFICAÇÃO DA CHUVA ÁCIDA)

Identificado por Angus Smith em 1880 na Inglaterra, esta poluição envolve uma precipitação significativamente mais ácida do que a chuva “natural”, não poluída.

Apesar do nome, este evento não envolve apenas a chuva, mas também outros fenômenos como a neblina ácida e neve ácida. Vale ressaltar que nevoeiros e cerrações são mais ácidos do que as precipitações, uma vez que existe muito menos água para diluir o ácido em ambas as situações.

Robert Angus Smith (1817-1884):químico escocês que identificou e nomeou este tipo de poluição

A chuva “natural” é ligeiramente ácida graças à presença de CO2 atmosférico dissolvido, que forma ácido carbônico (H₂CO₃)

CO2 (g)+ H2O(aq) H2CO3 (aq)

Como se trata de um ácido fraco, o ácido carbônico ioniza parcialmente, liberando H⁺ e reduzindo o pH do sistema

H₂CO₃ (aq) H⁺ (aq) + HCO₃^- (aq)

Graças a isso, o pH da chuva natural, não poluída, é de aproximadamente 5.6.

Somente chuvas com pH menor que 5 são consideradas como precipitação ácida – o pH mais baixo registrado ocorreu em Abril de 1974 na Escócia: 2.4.

Muitas indústrias, caldeiras de minérios e usinas elétricas em países desenvolvidos possuem chaminés altas para que os poluentes gerados – óxidos de nitrogênio, dióxido de enxofre e partículas suspensas – para que o vento possa misturar, diluir e dispersar estes poluentes.

Assim, diminui-se a poluição local, mas aumenta-se a poluição regional na direção do vento.

Estes poluentes lançados acima da camada de inversão podem ser transportados até mil quilômetros pelos ventos predominantes. Durante esta viagem é que ocorre a formação dos poluentes secundários, tais como vapores de ácido nítrico, gotas de ácido sulfúrico e partículas de sulfato formadoras de ácido e sais de nitrato.

Estes poluentes ácidos tendem a permanecer na atmosfera entre 2 e 14 dias, dependendo dos ventos predominantes, da precipitação e de outros padrões meteorológicos.

Eles podem descer para a superfície do planeta de duas formas:

a) Deposição úmida: composta pela chuva, neve, neblina e vapor de nuvens com pH abaixo de 5.6. Geralmente ocorre longe da áreas distantes da origem da emissão, entre 4 a 14 dias pó emissão.

b) Deposição seca: composta por partículas ácidas, frequentemente ocorre em regiões razoavelmente próxima da origem da emissão, dentro de 2 a 3 dias.

Conclusão: o que chamamos de deposição ácida ou “chuva ácida” é a mistura dos dois tipos de deposição – seca e úmida.

Importante saber que chuvas não poluídas podem ter pH maior que 5.6 graças à presença de bases fracas de partículas do solo no ar, que estão parcialmente dissolvidas nas gotículas.

Também por este mesmo motivo podemos dizer que o pH da chuva era para ser ainda menor, mas a presença de carbonato de cálcio e compostos similares na atmosfera na forma de partículas em suspensão, neutralizam parte do ácido carbônico presente.

A precipitação ácida pode ter causas naturais – ex: ácidos fortes como o ácido clorídrico (HCl) produzido a partir do gás cloreto de hidrogênio emitido em erupções vulcânicas, podem produzir temporariamente chuva ácida em regiões como o Alaska e Nova Zelândia.

Os dois ácidos que predominam na chuva ácida são os ácidos sulfúrico (H2SO4) e nítrico (HNO₃), ambos ácidos fortes. Eles são formados durante o transporte da massa de ar, Sendo assim, esta chuva tende a se precipitar longe das fontes emissoras dos poluentes primários – dióxidos de enxofre (SO2) e óxidos de nitrogênio (NOx) que darão origem a estes ácidos – SO2

na presença de O₂ e água forma ácido sulfúrico e NO_x na presença de O₂ e água forma ácido nítrico.

Sendo assim, a deposição ácida não respeita fronteira entre países. Ex: grande parte da precipitação ácida que atinge Noruega, Suécia e Holanda tem sua origem nos óxidos de enxofre e de nitrogênio emitidos em outros países; a chuva ácida chinesa atinge o Japão e até mesmo a América do Norte.

A composição do solo e das rochas pode proteger, até certo ponto, os seres vivos de uma região contra a chuva ácida. Se a rocha for calcária ou giz, pode ocorrer uma

neutralização significativa dos ácidos, um tamponamento. Tudo porque essas rochas são compostas de carbonato de cálcio (CaCO₃), que atuaria como base, produzindo íons bicarbonato (HCO₃^-)

CaCO₃ (s) + H⁺(aq)  Ca²⁺(aq) + HCO₃^- (aq) HCO₃^-(aq) + H⁺ (aq)  H₂CO₃(aq)  CO₂(g) + H₂O (aq)

Com essas reações, a rocha se dissolve e produz CO₂ e íons cálcio para substituir o íon H⁺. São essas mesmas reações que promovem a deterioração de estátuas de calcário e mármore: detalhes finos – como orelhas, nariz e demais traços da face – a partir da reação destes materiais com o ácido e com o próprio SO₂.

Áreas ricas em rochas de granito ou quartzo sofrem mais com a precipitação ácida, pois o solo destas regiões tem pouca capacidade de neutralizar ácidos.

Tipos de deposição:

Além dos ácidos depositados na superfície do planeta a partir de soluções aquosas como a precipitação ou neblina – o que é denominado deposição úmida – podemos observar a existência da deposição seca, caracterizada pela deposição de substâncias químicas não aquosas nas superfícies sólidas e líquidas quando o ar que as contém passa para a superfície.

Grande parte do gás SO₂ original não é oxidada no ar e sim removida pela deposição seca do ar antes que reação possa ocorrer: oxidação e conversão do ácido sulfúrico ocorrem após a deposição.

Principais conseqüências da precipitação ácida:

 Doenças respiratórias, como bronquite e asma;

 Diminuição da visibilidade atmosférica. ex: em determinados dias, o ar do Grand Canyon National Park fica tão cheio de SMOG em razão das partículas de sulfato e outros poluentes que os visitantes não conseguem ver suas paisagens;

 Danos materiais – Danos em estátuas, monumentos, estruturas metálicas e acabamento de prédios e de veículos compostos por mármore, dentre outros compostos;

 Acidificação de corpos d’água, matando a vida aquática - A tolerância de peixes e vegetais quanto à acidez e à concentração de Al³⁺ varia, de maneira que a composição biológica de um lago varia de acordo com o aumento gradativo da acidez. De modo geral peixes têm sua taxa reprodutiva bem reduzida em ambientes ácidos, apesar dos indivíduos adultos serem capazes de sobreviver neste meio.

Lagos saudáveis apresentam pH neutro ou ligeiramente alcalino. poucas espécies de peixes sobrevivem e reproduzem quando o pH diminui para níveis muito abaixo de 5.

Peixes muito jovens, nascidos no inicio da primavera, estão também sujeitos ao choque de água muito ácida devido ao derretimento rápido da neve ácida do inverno e sua entrada em sistemas aquáticos.

Vários lagos e rios da Inglaterra estão acidificados. Ex: 30% dos rios da Nova Escócia estão muito ácidos para a sobrevivência do salmão Atlântico. Com

isso, esta região teve uma baixa considerável na população deste peixe, apresentando prejuízo econômico.

 Lesões nas folhas das plantas (comprometendo a agricultura);

 Indisponibilidade de nutrientes para a planta no solo – a precipitação ácida causa a deterioração do solo. Na presença de um excesso de H⁺, os cátions potássio, cálcio e magnésio – nutrientes importantes para os vegetais – são substituídos por ele e lixiviados, reduzindo a produtividade da planta e a capacidade que o solo tem de proteger ou neutralizar insumos ácidos.

 Lixívia de metais tóxicos, como chumbo e cobre, de canos de água na água potável;

 Liberação de compostos tóxicos no solo;

 Formação de clareiras em florestas (árvores de maior porte morrem devido à poluição. Abre-se uma clareira, e o Sol, antes bloqueado pela copa das árvores, agora incide diretamente sobre espécies mais sensíveis, matando-as);

Quando os Estados Unidos resolveu impor limitações na emissão de SO₂ em certas regiões do país fez surgir o conceito de carga crítica, onde se leva em conta a existência de níveis

diferentes de risco causados pela precipitação ácida, dependendo das características da região afetada. Dessa forma, pode ser permitida uma emissão maior de SO₂ em regiões onde o ácido sulfúrico resultante possui elevada carga crítica.

O controle da poluição a partir do uso da carga crítica se baseia no efeito e não na fonte.

Lagos de água doce tem sofrido 3 problemas graças a desequilíbrios ambientais globais:

1º) Acidificação, que reduz a produtividade primária na região, de maneira que a quantidade de COD (Carbono Orgânico Dissolvido) diminui nestes lagos;

2º) Alguns CODs absorvem radiação UV, diminuindo seu poder de penetração nos corpos d’água. Com a redução do COD na água, ocorre um aumento na penetração de UV nestes corpos d’água. Além disso; a depleção de O3 estratosférico também tem permitido uma maior incidência de radiação UV atinja a superfície do planeta e, consequentemente, dos lagos;

3º) Aquecimento global tem secado rios que abasteciam lagos com CODs.

Lagos acidificados apresentam maior concentração de alumínio dissolvido (Al ³⁺), o que traz inúmeros prejuízos à biota local. Tudo isso porque íons alumínio são lixiviados das rochas quando estas entram em contado com a água acidificada – em condições normais de pH, próximo da neutralidade, o alumínio fica imobilizado na rocha por ter baixa solubilidade nessas condições.

Na presença de H⁺...

Compostos de alumínio (s)  Al ³⁺

Cientistas acreditam que a combinação da acidez com alta concentração de alumínio tem causado a diminuição na população de peixes em sistemas aquáticos acidificados – causando asfixia em muitos tipos de peixes, pois estimulam a produção excessiva de muco, que acaba por obstruir suas guelras;

 DEPLEÇÃO DO O3 NA ATMOSFERA (“BURACO”, DIMINUIÇÃO NA ESPESSURA DA CAMADA DE OZÔNIO O₃)

Reduções significativas na camada de ozônio colocariam em risco a vida no planeta. Por isso, o anúncio na década de 1980 de um “buraco” na camada de ozônio sobre a Antártida assustou a comunidade científica.

A atmosfera é dividida em camadas, cada qual com sua importância. Neste contexto, iremos nos concentrar nas duas camadas inferiores, que são:

a) Troposfera=camada que se estende da superfície do planeta até 15 Km de altitude.

nesta camada encontramos 85% da massa da atmosfera;

b) Estratosfera= Camada localizada entre os quilômetros 15 e 50. O Ozônio fica na baixa estratosfera (metade inferior da mesma).

OBS: a estratosfera tem uma característica interessante no que se refere à temperatura: sabe- se que existe temperatura e altitude são grandezas do tipo inversamente proporcionais, de maneira que enquanto uma aumenta a outra diminui. Entretanto, no limite inferior desta camada a temperatura para de diminuir e começa a subir, à medida que a altitude aumenta. O inverso volta a ocorrer a partir de um certo ponto no limite superior da estratosfera, onde a temperatura volta a diminuir durante o aumento da altitude. A altitude exata onde tudo isso ocorre varia com a época do ano e a altitude.

Para entendermos a dinâmica do O₃ atmosférico, precisamos conhecer um pouco mais sobre a luz solar e a capacidade de absorção da mesma. Um objeto de cor preta absorve todos os comprimentos de onda referentes ao espectro da luz visível, que compreende o intervalo entre 400 nm (luz violeta) até cerca de 750nm (luz vermelha).

Substâncias variam bastante na sua capacidade de absorção de radiação. O oxigênio diatômico (O₂) não absorve significativamente radiação visível, mas absorve alguns comprimentos de onda da radiação ultravioleta – faixa de 50 a 400 nm.

Conclusão: todos os átomos e moléculas apresentam uma absorção seletiva, o que varia dependendo da estrutura das espécies e dos níveis de energia dos elétrons.

O₂ acima da estratosfera filtra a maior parte da UV solar entre 120 a 220nm. A luz remanescente nesta região é filtrada pelo O₂ estratosférico.

Luz UV com λ menor que 120 nm é filtrada tanto na estratosfera quanto acima dela pelo O₂ e outros componentes do ar, como gás nitrogênio (N₂). Por tudo isso, a luz UV com λ menor que 220 nm não atinge a superfície da Terra.

O₂ também filtra parte da luz UV situada entre 220-240 nm, mas não toda. O principal responsável pela absorção de λ na faixa de 220-320 nm é o ozônio, presente na estratosfera média e inferior.

Conclusão: O ozônio, com a ajuda do oxigênio diatômico nos λ mais curtos, filtra toda radiação UV do intervalo de 220-290 nm, que se sobrepõe à faixa do UV-C (200 a 280 nm). Entretanto ele absorve apenas parcialmente a UV situada entre 290-320 nm tendo, portanto, capacidade limitada de bloquear luz UV-B (situada entre 280-320 nm).

Importante destacar que a quantidade de UV-B que atinge a troposfera aumenta quanto maior for o λ dentro do intervalo citado.

Já no que se refere à radiação UV-A (320 a 400 nm) – tipo de UV menos nocivo para os seres vivos – vale destacar que não existe nenhum átomo ou composto atmosférico capaz de absorvê-la significativamente, de maneira que grande parte desta radiação acaba por atingir a superfície do planeta.

Efeitos da depleção do ozônio atmosférico:

 Maior exposição à UV-B, o que por sua vez causa:

 Bronzeamento e queimaduras na pele;

 Câncer de pele – O principal prejuízo da radiação UV-B tem a ver com sua capacidade de gerar danos no DNA, quando esta molécula absorve λ nesta faixa, principalmente 300 nm.

 ;Catarata – Nos olhos, por exemplo, a córnea e o cristalino filtram 99% do UV que atinge a parte frontal dos olhos, antes que a mesma atinja a retina. Entretanto, esta radiação absorvida acaba por produzir moléculas altamente reativas, denominadas radicais livres, que podem levar a um quadro de catarata.

 Baixa no sistema imunológico – Ozônio pode causar baixa imunológica graças a lesões nos tecidos pulmonares;

 Estudos recentes mostraram que a asma pode ser causada por poluição atmosférica, especialmente pelo ozônio.

 Síntese de vitamina D – Exposição ao UV está vinculada a doenças, mas ela também é importante na produção de vitamina D, fundamental na absorção de cálcio no intestino, além de reduzir alguns tipos de câncer.

 Diminuição no crescimento de algumas plantas e animais - . Baixa eficiência fotossintética, com plantas produzindo menos folhas, sementes e frutos. Organismos que vivem nos primeiros cinco metros de profundidade em corpos d’água de águas claras também sofrerão com maior incidência de UV devido à depleção de ozônio – ex:

fitoplâncton – o que afetaria toda a cadeia alimentar aquática da região. Muitos insetos morrem devido à baixa eficiência fotossintética.O ozônio também pode causar prejuízos aos vegetais por reagir com o gás etileno que as plantas emitem, gerando radicais livres que danificam tecidos vegetais. Assim, a velocidade da fotossíntese se torna baixa, o que diminui a quantidade total de material da planta.

Espectro completo:

O termo espectro completo é utilizado para se referir a protetores solares que bloqueiam UV-A e UV-B. componentes dos protetores solares – ex: óxidos de zinco e de titânio – refletem ou espalham a luz como absorvem seu componente UV antes que este possa atingir a pele.

FPS (Fator de Proteção Solar) de um protetor mede o fator multiplicador que permite a exposição ao Sol sem que a pessoa queime. Ex: FPS 15= pessoa pode ficar exposta 15 vezes mais tempo que uma pessoa sem protetor solar.

Formação do O₃ na estratosfera:

O +O₂  O3 + CALOR

O calor gerado é suficiente para determinar a temperatura desta região.

Acima da estratosfera o ar é tão rarefeito e a concentração das moléculas tão baixa que a maioria do Oxigênio se encontra na forma elementar, fruto da dissociação de O₂ pela radiação UV-C. Eventuais colisões dos átomos de oxigênio promovem a re-formação de O₂, que será redissociado fotoquimicamente à medida que mais luz é absorvida.

O₂ + UV-C  2 O EVENTUALMENTE... 2 O  O2

Uma vez na estratosfera, a situação se modifica: graças à filtração de UV-C realizada pelo oxigênio na parte superior,a intensidade de UV-C é bem menor nesta região. Por isso, a maior parte do oxigênio estratosférico está na forma diatômica (O₂). Como a concentração de O₂ é maior do que a concentração do O elementar, a tendência é que o oxigênio estratosférico produzido pela decomposição fotoquímica do O₂ não colida a outro para produzir novas moléculas de O2: o mais provável, a esta altitude, é sua colisão com O2, produzindo O3:

O + O₂ O₃ + CALOR

Todo o ozônio da estratosfera é produzido desta forma. A velocidade deste processo depende da quantidade de luz UV, da concentração de átomos e moléculas de oxigênio a uma certa altitude.

Apesar da abundância de O₂ na parte inferior da estratosfera – densidade do ar aumenta de acordo com a proximidade da superfície – a produção de O3 é baixa, pois pouca radiação UV atinge esta camada já que houve uma filtração nas camadas superiores. Por isso a camada de ozônio não se estende muito abaixo da estratosfera: o O₃ da baixa estratosfera é produzido em camadas superiores e deslocados até esta região. Enquanto isso, na parte superior da estratosfera, temos muita radiação UV-C, mas atmosfera é rarefeita, o que faz a produção de ozônio ser baixa. conclusão: a produção de O3 é máxima onde o produto da intensidade de UV- C e a concentração de O₂ é máximo. A densidade máxima de ozônio ocorre mais abaixo – cerca de 25Km em áreas tropicais, 21Km em latitudes intermediárias e 18 Km nas regiões subárticas – já que a maior parte é transportada para baixo após sua produção. Assim, a maior parte do ozônio fica situada entre 15 e 35 Km de altitude, nas camadas inferior e média da estratosfera, na região conhecida como camada de ozônio.

Durante a produção de O₃ é necessária uma molécula, que representaremos genericamente como M, para receber a energia térmica gerada na colisão entre os oxigênios elementar e diatômico.

O +O₂ + M  O₃ + M + CALOR, onde M pode ser N₂, H₂O ou mesmo O₂.

Este calor liberado faz com que a temperatura da estratosfera seja maior do que na camada de ar acima e abaixo dela. Assim, teremos o fenômeno da inversão térmica, onde o fato de uma camada de ar frio estar baixo de uma camada mais quente faz com que a mistura vertical do ar na estratosfera seja muito mais lenta do que na troposfera. Conclusão: o ar nesta região se encontra estratificado – daí o nome desta camada: estratosfera.

Já na troposfera temos uma mistura vertical intensa. O Sol aquece o ar mais próximo da superfície, que fica mais “quente” em relação às camadas mais distantes da superfície. Por isso que, na troposfera, a temperatura do ar cai com o aumento da altitude. Essa taxa de decréscimo da temperatura em função da altitude é denominada Taxa de lapso. O ar mais denso e quente sobe da superfície e propicia um aumento na troca vertical do ar dentro da troposfera.

Fótons com λ da luz visível e até da radiação infravermelha da luz do Sol podem dissociar o ozônio, mas não de forma significativa – com a exceção da baixa estratosfera, onde há pouca entrada de luz UV.

Destruição do Ozônio estratosférico:

A maior parte da decomposição do O₃ na estratosfera ocorre com a absorção de um fóton de luz UV-B ou UV-C.

O₃ + UV fóton (ʎ< 320 nm)  O2* + O*

Os átomos de oxigênio produzidos nessa reação apresentam uma configuração eletrônica diferente dos átomos com energia mais baixa e por isso apresentam-se com um estado eletrônico excitado. O mesmo ocorre com o oxigênio diatômico produzido nesta equação.

A maioria dos átomos de oxigênio produzidos na estratosfera a partir da decomposição fotoquímica do O₃ ou mesmo do O₂ reage subsequentemente com moléculas intactas de O₂ para formar um novo ozônio. No entanto, alguns átomos de oxigênio reagem com o ozônio, destruindo-o:

O₃ + O  2 O2

Entretanto, essa reaçãoé difícil de acontecer. Motivo: apesar de ser uma reação exotérmica, ela possui uma energia de ativação relativamente alta, de maneira que poucas colisões ocorrem entre O₃ e átomos de oxigênio com energia suficiente para que a reação aconteça.

O ozônio é produzido na estratosfera, porque nesta camada há luz UV-C suficiente para dissociar O₂ e, assim, produzir oxigênio atômico para colidir com O₂ e formar ozônio.

Resumindo: o gás ozônio filtra UV-C e UV-B, mas parte dele é destruída durante este processo ou pela reação com átomos de oxigênio. O tempo médio de uma molécula de ozônio a uma altitude de 30 Km é cerca de meia hora; na baixa estratosfera dura meses.

O termo camada de ozônio é equivocado, pois ele não é o gás predominante na região. Mesmo assim, esta pequena concentração de O3 é suficiente para filtrar toda a luz UV-C remanescente e grande parte da UV-B antes que as mesmas atinjam a baixa atmosfera. Assim, talvez seja melhor chamar de escudo de ozônio ao invés de camada de O₃.

Os dois mecanismos de reação gerais pelos quais o ozônio estratosférico é cataliticamente destruído:

Tudo começa com átomos e moléculas – denominadas genericamente como X – capazes de remover um átomo de oxigênio do ozônio:

X + O3  XO + O2