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Poluição Atmosférica: Passado, Presente e Futuro
André Silva Pimentel
Instituto de Química de São Carlos
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Definição
O que é Poluição?
• É a liberação de elementos, radiações, vibrações, ruídos e substâncias em um ambiente, prejudicando os ecossistemas biológicos ou os seres humanos.
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Tipos de Poluição
• Química• Radioatividade• Sol• Som• Vibração• Excesso de Informação Visual
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Definição
O que é Poluição Atmosférica?
• É a liberação de substâncias químicas na atmosfera, prejudicando os ecossistemas biológicos ou os seres humanos.
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Definição
O que é um Poluente Atmosférico?
• Qualquer substância presente no ar e que, pela sua concentração, possa torná-lo impróprio, nocivo ou ofensivo à saúde.
• Antropogênico X Biogênico?
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Passado
Quando a poluição começou?
• Descobrimento do fogo
Será que existem evidências?
• Homens pré-históricos tinham Antracose (Escurecimento do pulmão)
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Será que existem mais evidências?
Bíblia (1400 a.C.)• Moisés relata sobre a realização de sacrifícios
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Mais evidências...
Homero (850 a. C., Grécia)• Poema Odisséia
“danos que a fumaça causava em roupas”
Rei Pi-ankhy (734 a. C.)• “A resistência militar de Hermópolis”
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Mais evidências...
Aristóteles (384 à 322 a. C.)• “Lixo colocado longe das cidades”
Horácio (65 a. C. à 8 d. C.)• “Rinite: Irritação com a fumaça”
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Mais evidências...
Roma Imperial (27 a. C. à 476 d. C.)• Cozinhar alimentos era desencorajado
Século 16 na Inglaterra
• Objeção a odores provenientes de caldeiras de carnes
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Evidências na Época Medieval (500-1500)
Londres• Árvores de Natal não eram tão comuns• Uso de uma madeira especial em fornos
• Romeo e Julieta (Shakespeare, 1562)
• Monges morreram por causa do fedor do ar
• Festas em castelos medievais
Paris• Utensílios de Prata tornavam-se embaçados
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Péssimo Precedente do Carvão
Século 13• Falta de madeira• Uso do Carvão• A poluição em Londres tornou-se evidente
Século 16• O setor doméstico adotou a chaminé
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Revolução Industrial em Londres Século 17
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Poluição no Século 20
• Excessivo uso do carvão com alto teor de enxofre
• Dezembro 1952 – Excedente de 4000 mortes em Londres
• Chuva Ácida
• Combustão do Enxofre: S(s) + O2(g) SO2(g)
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Chuva Ácida
Fase aquosa:
SO2(g) + H2O(l) H2SO3(aq)
H2SO3(aq) H+(aq) + HSO3
(aq)
Fase gasosa:
2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g)
SO3(g) + H2O(g) H2SO4(g) H+(aq) + HSO4
=(aq)
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Chuva Ácida
• Outros tipos:
2 NO2(g) + H2O(l) HONO(g) + HNO3(aq)
HNO3(aq) H+(aq) + NO3
(aq)
CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq)
H2CO3(aq) H+(aq) + HCO3
=(aq)
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O que aconteceu entre 1900 e 1970 nos EUA?
• GM (1899) e Ford (1903)
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Produção em Linha (Ford, 1913)
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Origem do problema...
• Popularização dos carros (1930’s)
• Segunda Guerra Mundial (1940’s)
• Corrida pela Industrialização (1950-1970)
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“Fumaça Fotoquímica”
• Nova poluição do ar em Los Angeles (1940’s)
John Middleton (1944)• Feridas na vegetação de Los Angeles
Arie Jan Haagen-Smit• Não era devido ao SO2
• Cheiro da fumaça lembrava o cheiro do ozônio
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Radicais Livres e Reatividade
• São espécies atômicas ou moleculares com um elétron desemparelhado na camada de valência.
• O elétron desemparelhado faz com que os radicais livres sejam muito reativos.
Ex.: HO•, HO2•, NO•, NO2
•, Cl•, ClO•, Br•, BrO•, etc...
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Formação de O3 e do Radical HO
NO2 + h NO + O
O + O2 O3
O3 + h O2 + O
O + H2O HO + HO
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Mecanismo de Fotooxidação
• Reações de Alcanos com Radicais Hidroxila (HO)
RCH2H + HO RCH2 + H2O
RCH2 + O2 RCH2O2
RCH2O2 + NO RCH2O + NO2
RCH2O + O2 RCHO + HO2
HO2 + NO HO + NO2
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Formação de O3 e do Radical HO
NO2 + h NO + O
O + O2 O3
O3 + h O2 + O
O + H2O HO + HO
Conclusão:Ciclo Auto-catalíticoCompostos OrgânicosLuz ultavioletaNOx
Ozônio causa feridas!
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Presente – Los Angeles (8 hs)
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Presente – Los Angeles (10-12 hs)
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Presente – Denver (8 hs)
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Presente – Denver (10-12 hs)
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Presente – Rio de Janeiro (11 hs)
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Presente – Inversão Térmica
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Química da Estratosfera
• Molina e Rowland (1974) descobriram a importância do CFC’s na destruição da camada do ozônio.
Cl• + O3 ClO• + O2
ClO• + O• Cl• + O2
O3 + O• O2 + O2
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Química da Estratosfera
• Paul Crutzen (1970) descobriu a importância dos NOx (NO, NO2 e N2O) na destruição da camada de ozônio.
• NOx provenientes de aviões supersônicos que voam na tropopausa.
NO• + O3 NO2• + O2
NO2• + O• NO• + O2
O3 + O• O2 + O2
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Ciclo Auto-catalítico
X• + O3 XO• + O2
XO• + O• X• + O2
O3 + O• O2 + O2
Onde X = Cl•, Br• e NO•.
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Monitoração de Poluentes
• Estações meteorológicas
• Balões com sondas
• Aviões
• Satélites
• Câmaras ambientais
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Monitoração de Poluentes via Sondas
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Monitoração de Poluentes via Aviões
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Câmaras Ambientais
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EUPHORE – Espanha
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EUPHORE – Espanha
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SAPHIR – Alemanha
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Câmara Ambiental – Ford
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Câmara Ambiental – NCAR
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Resultados – Ozônio Troposférico
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Resultados – Ozônio Troposférico
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Resultados – Ozônio Estratosférico
![Page 46: Poluição Atmosférica: Passado, Presente e Futuro André Silva Pimentel Instituto de Química de São Carlos](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022070311/552fc136497959413d8d8ecc/html5/thumbnails/46.jpg)
Resultados – Ozônio Estratosférico
![Page 47: Poluição Atmosférica: Passado, Presente e Futuro André Silva Pimentel Instituto de Química de São Carlos](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022070311/552fc136497959413d8d8ecc/html5/thumbnails/47.jpg)
Resultados – Ozônio Estratosférico
![Page 48: Poluição Atmosférica: Passado, Presente e Futuro André Silva Pimentel Instituto de Química de São Carlos](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022070311/552fc136497959413d8d8ecc/html5/thumbnails/48.jpg)
Diferença entre Ozônio Troposférico e Estratosférico
• Ozônio Estratosférico: nível de ppm
Age como filtro de radiação ultravioleta
• Ozônio Troposférico: nível de ppb
Age como poluente
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Resultados – Queimadas nas Savanas
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Chuva Ácida
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Resultados – Vulcão Pinatubo
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Resultados – Vulcão Pinatubo
![Page 53: Poluição Atmosférica: Passado, Presente e Futuro André Silva Pimentel Instituto de Química de São Carlos](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022070311/552fc136497959413d8d8ecc/html5/thumbnails/53.jpg)
Efeito Estufa
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Aquecimento Global
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Criação de Home-page
• Assunto: Ensino de Poluição Atmosférica.
• Alvo: alunos e professores de 1o e 2o graus.
• Quando? Final do ano.
• Onde? Ainda sem lugar definido.
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Agradecimentos
• Apoio da FAPESP para nuclear o Grupo de Química Atmosférica do IQSC/USP
• Apoio do IQSC