Resumo de Poluição Ambiental - Química

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AULA 1

Poluição Atmosférica

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Poluição Ambiental

O termo poluição vem do latim polure que tem por significadomancharoupoluir e indica, em linhas gerais, a presença de substâncias ou agentes físicos no ambiente acima das concentrações encontradas no ambiente natural. Essas substâncias ou agentes físicos são geralmente produzidos pelas atividades humanas.

De acordo com a LEI Nº 6.938, DE 31 DE AGOSTO DE 1981 que dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente, a poluição pode ser entendida como (Artigo terceiro capt III):

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;

 

Deste modo podemos considerar que as atividades humanas em sociedades industrializadas, produzem vários tipos de resíduos poluentes: lixo (doméstico e industrial), fumaça (automóveis, indústrias e queimadas), resíduos industriais, além dos resíduos humanos como excrementos e urina (esgoto doméstico).

Existem vários pontos ao longo da história da sociedade moderna abrangem a questão ambiental e a falta de cuidado em relação à produção de resíduos e seu controle, bem como a remediação de áreas degradadas. Nos EUA durante o século XIX, por exemplo, o cheiro dos excrementos de cavalos era sentido por todas as partes de muitas cidades, assolando a população com aquilo que ficou conhecido como “poluição dos cavalos”. Em 1952, durante o inverno de Londres, as condições climáticas locais não permitiram a dispersão correta dos poluentes produzidos por automóveis, fábricas e sistemas de aquecimento, causando um efeito ambiental conhecido como Smog. Mais de 4 mil pessoas morreram em poucos dias por complicações respiratórias causadas pela alta concentração de poluentes na troposfera (nível respiratório ou baixa atmosfera).


Figura 1 - Circus Piccadilly – Smog londrino (1952)

 

Na cidade de Seveso (Itália) em 1976 a explosão de um reator de uma indústria química provocou o vazamento de dioxina (TCDD) provocando a contaminação de grandes áreas de solo e água.

Em 1984, na cidade de Bhopal na Índia, um acidente na planta da indústria química Union Carbide, liberou cerca de 40 toneladas isocianato de metila. Estima-se que em três dias após o acidente 8 mil pessoas já haviam morrido decorrente dos efeitos tóxicos deste composto.


Figura 2 - Imagem símbolo do acidente de Bhopal - Índia

 

Outra catástrofe de grandes proporções ocorreu em 1986 em Chernobyl – antiga União Soviética. Uma falha no processo de refrigeração de um reator nuclear causou uma explosão e consequente liberação de poluentes radioativos, que provocaram a morte imediata de dezenas de pessoas.

Também envolvendo material radioativo, mas desta vez no Brasil na cidade de Goiania (1987), uma capsula contendo césio-137 retirada de um equipamento de radioterapia descartado inadvertidamente por um hospital causou a morte de algumas pessoas e a exposição a altas doses de radiação em muitas outras.

Existem vários outros exemplos de desastres causados por poluentes no ambiente. O importante agora é entendermos os erros do passado para que não se cometam novamente no futuro além de alertar as próximas gerações para a questão ambiental.

 

Poluição Atmosférica

Podemos dizer que atmosfera é um “envelope” gasoso que circunda o planeta Terra sendo ela composta por uma mistura de gases, líquidos e sólidos suspensos (aerossóis), sendo composta majoritariamente pelo gás nitrogênio (N2, 78%), seguida do gás oxigênio (O2, 20%), além de outros gases em quantidade minoritária (2% restante).

 

Porcentagem em volume dos GASES FIXOS na atmosfera terrestre  (até 100 km de altitude)

FÓRMULA QUÍMICA

Frações em Volume

Porcentagem, %

ppmv

N2(g)

78,08

780000

O2(g)

20,95

209500

Ar(g)

0,93

9300

Ne(g)

0,0015

15

He(g)

0,0005

5

Kr(g)

0,0001

1

Xe(g)

0,000005

0,05

 

De acordo com um gradiente de temperatura, a atmosfera pode ser dividida em quatro regiões principais:

  • Troposfera
  • Estratosfera
  • Mesosfera
  • Termosfera

Figura 3 - Principais Regiões da Atmosfera (Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola - Maio 2001)

 

A troposfera, que alcança altitudes máximas de 16 km partindo-se da superfície da Terra, é a região onde os seres vivos habitam. É uma região turbulenta devido a movimentação das massas de ar e possui grande concentração de poluentes. A temperatura diminui com o aumento da altitude.

Outra região importante para o estudo a poluição atmosférica é a estratosfera. Possui altitude de 16 km até o máximo de 50 km considerando a superfície da Terra. É uma região importante, pois é nesta região onde encontramos a camada de ozônio (O3). Neste caso a temperatura aumenta com o aumento da altitude.

A poluição atmosférica consiste de gases, líquidos e sólidos (material particulado) presentes na atmosfera em concentrações maiores que as concentrações naturais resultado das atividades humanas e podem causar danos ao homem, animais, vegetais e materiais.

As principais fontes da poluição atmosférica são os motores de veículos devido ao processo de queima (combustão) de combustíveis fósseis, as indústrias (fábricas de cimento e celulose, siderúrgicas, refinarias, químicas e farmacêuticas, etc.), a incineração de lixo doméstico e também as queimadas de florestas, campos e pastagens.

Essas fontes de poluição podem ser classificadas das seguintes maneiras:

  • Fontes naturais ou Antrópicas (causadas pelo homem)
  • Pontual – localizada no ponto de emissão
  • Difusa – emissão espalhada por grandes áreas
  • Móvel ou Estacionária

Os poluentes também podem ser divididos para melhor compreensão:

  • Poluentes Primários: emitidos diretamente para atmosfera sem transformação
  • Poluentes Secundários: compostos gerados na atmosfera por reação química

Dentro de uma região urbanizada os poluentes principais são os óxidos de enxofre (NOx), óxidos de enxofre (SOx), óxidos de carbono (COx), compostos orgânicos voláteis (COV’s) e também material particulado (MP).

 

NOx – Óxidos de Nitrogênio

Coletivamente o NO (monóxido de nitrogênio ou óxido nítrico) e o NO2 (dióxido de nitrogênio) são chamados de NOx. As principais fontes emissoras destes compostos são os motores de combustão interna, queima de matéria orgânica e também as descargas elétricas na atmosfera (raios).

As principais consequências causadas pelos NOx são o Smog fotoquímico, a formação do ozônio troposférico e também a chuva ácida.

 

SOx – Óxidos de Enxofre

Formados por SO2 e SO3, os óxidos de enxofre são liberados principalmente pela queima de combustíveis fósseis de baixa qualidade, ou seja, combustíveis como o diesel e o carvão mineral que apresentam alta concentração de enxofre como contaminante. Outras fontes de óxidos de enxofre são as emissões vulcânicas, queimadas em florestas, atividade bacterianas e também em alguns processos industriais. O principal óxido de enxofre encontrado na atmosfera (em grande concentração) é o dióxido de enxofre (SO2).

De um modo geral, os SOx estão relacionados com a formação de chuvas ácidas em ambientes poluídos e também em complicações respiratórias como bronquite, asma e enfisema pulmonar.

 

COx – Óxidos de Carbono

COx = CO + CO2

As principais fontes de óxidos de carbono são as combustões.

O dióxido de carbono (CO2) é também produzido durante muitos processos biológicos como fermentação, desnitrificação e respiração aeróbica. Processos que são conduzidos por bactérias heterotróficas. Respiração celular de plantas e animais também liberam gás carbônico como produto.

Um dos poluentes atmosféricos mais perigosos ao ser humano, principalmente aqueles que habitam as grandes cidades, é o monóxido de carbono (CO), um gás incolor, sem cheiro (inodoro) e um pouco mais leve em relação ao ar. O CO é produzido durante combustões, principalmente combustões incompletas de compostos orgânicos, sendo suas principais fontes de emissão os carros, caminhões, ônibus, motocicletas e etc.

O monóxido de carbono combina-se de modo irreversível com a hemoglobina do sangue, inutilizando-a para o transporte do gás oxigênio através do corpo humano. A exposição por um período de tempo não muito grande pode levar à morte.

 

Material Particulado (MP)

Por definição, material particulado consiste em pequenas partículas de sólidos e líquidos (com exceção para água pura) que estão suspensas no ar atmosférico e que são individualmente invisíveis ao olho nu, mas podem ser observáveis no coletivo. Um exemplo é a fumaça preta emitida por caminhões e ônibus.

Geralmente o material particulado é calculado em termos de unidades de micrograma por metro cúbico de ar e são divididas em inaláveis finas, inaláveis, fumaçaepartículas totais em suspensão.

 

COV’s – Compostos Orgânicos Voláteis

Os hidrocarbonetos e seus derivados orgânicos que rapidamente se vaporizam no ar (alta pressão de vapor) são chamados de compostos orgânicos voláteis. Um exemplo clássico de COV é quando abastecemos o tanque de combustível de um automóvel e somos capazes de sentir o cheiro, por exemplo, da gasolina. O que pode ser muito agradável para muitas pessoas é por outro lado um problema ambiental grave além de ser tóxico ao ser humano.

Mesmo sendo relativamente inertes na atmosfera, os COV’s podem reagir com óxido nítrico (NO) causando a formação de ozônio troposférico e também chuvas ácidas.

 

Tabelas

A seguir segue a tabela com os principais poluentes considerados indicadores da qualidade do ar (Tabela 01) retirado do Relatório de Qualidade do Ar da CETESB do ano de 2014, bem como as tabelas com principais parâmetros de qualidade do ar e prevenção de riscos à saúde humana (Tabela 02) e de qualidade do ar e efeitos à saúde (Tabela 03).

 

Tabela 1 - Fontes e características dos principais poluentes na atmosfera

 

Tabela 02 - Qualidade do Ar e Prevenção de Riscos à Saúde