poluiÇÃo do ar -...

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O ESTUDO DA POLUIÇÃO DO AR RESTRINGE-SE À BAIXA ATMOSFERA (TROPOSFERA E ESTRATOSFERA)

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O ESTUDO DA POLUIÇÃO DO AR RESTRINGE-SE À BAIXA

ATMOSFERA (TROPOSFERA E ESTRATOSFERA)

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EXTRATIFICAÇÃO TERMICA DA ATMOSFERA

Na troposfera tem origem todas as massas de ar que caracterizam as mudanças climáticas na terra. O decréscimo da temperatura com a altitude na troposfera é de aproximadamente 0,650C por 100m, é o chamado gradiente vertical normal.

A termosfera possui aproximadamente 190Km.

Acima desta camada até 970Km a maior % é O2, depois e até 2400 km é He; depois até 9.799km o gás mais abundante é H2..

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POLUIÇÃO DO AR

Entende-se por poluição do ar como sendo as modificações sofridas pela atmosfera

natural, que possam, direta ou indiretamente, causar prejuízos ao

homem, criando condições nocivas à saúde, segurança e bem estar, prejuízos à

fauna, e à flora e, ainda, prejuízos aos demais recursos naturais em todas as suas

utilizações consideradas normais.

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COMPOSIÇÃO DO AR

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USOS DO ARManutenção da vida (recurso usado para

manter o metabolismo dos seres vivos);manutenção de fenômenos naturais

importantes relacionados com o clima;Comunicação;

Transporte;Combustão;

Receptor e transportador de resíduos

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FONTES POLUIDORASProcessos de combustão: cujos poluentes originam-se da combustão em automóveis,

incineradores, centrais térmicas, queimadas, etc.

Processos industriais: os poluentes têm origem em algum processo industrial, seja siderúrgico,

químico, petroquímico, etc.

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Fontes

Brasil (SP)

EUA

Alemanha

♦ Transporte de toda natu-

reza 40,0% 50,6% 40,0%

♦ Queima de combustíveis em fontes fixas

30,0%

21,2%

30,0%

♦ Processos industriais 25,0% 17.2% 30,0% ♦ Outras fontes 5,0% 11,0% -

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Fonte Estacionária: chaminé de uma indústria (poluição pontual)

Fonte móvel: automóveis (poluição difusa)

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CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES Os poluentes atmosféricos tanto podem ser

substancias que normalmente não estão presentes no ar, como podem ser um de seus

constituintes normais produzidos por atividades humanas em quantidades

excessivas (por exemplo o CO2

Quanto ao estado: gases - (CO, SO2...); partículas em suspensão (fuligem, pólen...);

aerossóis (Ø < 10 micra).Quanto à origem: primários (CO, NO2...);

secundários (H2SO4, PAN, SMOG...).

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Poluentes Primários

São aqueles lançados diretamente no ar. São exemplos: SO2, NOx, CO e partículas como a poeira.

Poluentes Secundários

Formam-se na atmosfera por meio de reações que ocorrem devido à presença de certas substâncias químicas e determinadas condições físicas. Por exemplo, o SO3

( formado pelo SO2 e O2 no ar)reage com o vapor d’água para produzir o H2SO4..

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PRINCIPAIS POLUENTES Óxidos de Carbono (COx) Material Particulado (MP) Óxidos de Enxofre (SOx)

Óxidos de Nitrogênio (NOx) Hidrocarboneto (HC)

Ozônio (O3)

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CO2O dióxido de carbono é o principal composto resultante da combustão

completa(quantidades suficientes de oxigênio) de combustíveis fósseis e de

outros materiais combustíveis que contenham carbono, além de ser gerado

nos processos de respiração dos seres vivos. Dentre os gases estufa é o mais

significativo

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CO2

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CO - MONÓXIDO DE CARBONO

Resulta da combustão incompleta de compostos orgânicos por falta de oxigênio;

É um gás incolor, inodoro, venenoso e mais leve que o ar;

Combina-se com a hemoglobina, diminuindo a capacidade do sangue de

transportar oxigênio;

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CO - MONÓXIDO DE CARBONO

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CO - MONÓXIDO DE CARBONO

Pode ser fixado por algumas plantas e algas;Os veículos automotores constituem a

principal fonte;EUA lançam 64 milhões de toneladas/ano;

Inglaterra lança 24 milhões;São Paulo lança 1 milhão;

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MATERIAL PARTICULADO

No caso da poluição do ar, entende-se por material particulado as partículas de material

sólido e líquido capazes de permanecer em suspensão, como é o caso da poeira, fuligem e

das partículas de óleo, além de pólen.

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MATERIAL PARTICULADOAs partículas podem ter origem nos processos de combustão(fuligem e partículas de óleo) ou

então ocorrerem devido a fenômenos naturais, como é o caso da dispersão do pólen

ou da suspensão de material particulado devido à ação do vento.

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MATERIAL PARTICULADOFontes poluidoras• Usinas térmicas;• Siderúrgicas;• Altos fornos;• Indústria química;• Indústria de cimento

(em SP: 200milhões de ton/ano);

• Trânsito de veículos;• Queimadas;• Incineração de lixo.

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MATERIAL PARTICULADOConsiderações:

Partículas grosseiras sedimentam rapidamente; Partículas finas se associam com poluentes

gasosos(aerossóis), que formam cúpula de lama atmosférica sobre os centros urbanos;

As partículas podem ser arrastadas por fortes correntes aéreas, quando atingem elevadas

altitudes, formando nuvens de pó (altitudes de 4 a 8 km);

O chumbo é o tóxico metálico que mais afetou e afeta o homem, e pode ser detectado até a 100m

de distância do ponto de lançamento.

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MATERIAL PARTICULADO

Irritação crônica das mucosas das vias respiratórias;

Transportam poluentes para os pulmões;

Diminuem as radiações solares que ativam a produção de vitamina D;

Redução progressiva da área respiratória, matando por asfixia;

Cancer nas vias respiratórias;

Disturbios digestivos; Redução da visibilidade;

Efeito das partículas

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ÓXIDOS DE ENXOFRE

SOx são os SO2 e SO3 existentes no ar;

Originam-se no aquecimento de minérios, na fabricação de fertilizantes, de celulose e

de ácido sulfúrico, na queima de petróleo, de carvão e óleo de combustível em

centrais térmicas, siderúrgicas e meios de transporte.

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ÓXIDOS DE ENXOFRE

SO2 é formado pela oxidação de enxofre. É um gás incolor, não inflamável, corrosivo, tóxico cujo odor é acre e irritante. Sufoca

as ruas de uma cidade por ser relativamente pesado;

SO2 → SO3 (freqüentemente);

SO3 + H2O →H2SO4 (smog ácido)

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ÓXIDOS DE ENXOFREConseqüências dos SOx

Irritam as vias respiratórias; Causam espasmos dos bronquíolos; Destroem a clorofila, bloqueando a

fotossíntese; Provocam lesões e amarelamento nas folhas; Reduzem a resistência do vegetal às pragas;

Corroem ferro, aço e mármore; Atacam as pinturas;

Causam danos irreversíveis aos pulmões quando combinados com as partículas;

Provocam a acidez na chuva.

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ÓXIDOS DE NITROGÊNIO NOx são oxidantes fotoquímicos, e são

produzidos naturalmente por vulcões, queima de combustíveis fósseis ,

queimadas, etc. Aparecem mais concentrados nas cidades

devido à queima de óleo diesel; Mais tóxicos que CO;

Participam de fenômenos fotoquímicos que levam ao SMOG.

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ÓXIDOS DE NITROGÊNIOConseqüências dos óxidos de nitrogênio

Irritam olhos e pulmões; Provocam alterações sanguíneas; Destroem a clorofila; Causam edema pulmonar; Deterioram borrachas e tecidos; Provocam envelhecimento precoce; Atacam pinturas; Contribuem para a chuva ácida; Produzem ozônio na troposfera: NO2 UV NO + O O + O2 O3

*Destroem ozônio na estratosfera: 3NO+O3 3NO2

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OZÔNIO

O ozônio ( oxidante fotoquímico ) é um composto muito reativo e de vida curta.

É capaz de desestabilizar proteínas, destruir

microorganismos e prejudicar o crescimento das plantas.

Troposfera .........10% Estratosfera.........90%

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OZÔNIO

O2 UV O + O O + O2 + M O3 + M M .....gás majoritário CMT. O3 .....0,1 ppm

Camada de ozônio

O ozônio na estratosfera forma uma camada de 30 Km de espessura que protege a terra das radiações UV.

Formação do O3

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OZÔNIO

Destruição NO + O3 NO2 + O2 O + O3 2O2 NO2 + O NO + O2

Cl + O3 ClO + O2 O + O3 2O2 ClO + O Cl + O2

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OZÔNIOO3 na Antartida No inverno - circulação rotacional em torno de um ponto - vórtice polar - por vá- rios meses de ar ali estacionados pode receber poluentes sem que haja luz ( solar ) suficiente para provocar a quebra das moléculas. Setembro - com o começo da primavera, os compostos clorados longamente acumulados começam a dissociar- se e destruir o ozônio. 01 átomo de cloro destrói 100mil moléculas de O3

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EFEITO DO O3 E DOS NOX

*O ferro da hemoglobina perde sua capacidade de ligar-se irreversivelmente ao oxigênio (NO2 NO3) - Metaemoglobina ou Cianose. *Edema pulmonar NO2 O3 Pulmões Destruição de tecidos Alvéolos pulmonares Edema pulmonar Eritrócitos Cianose *Destruição da clorofila - O3 e Nox *Destruição de tecidos humanos, vegetais e animais - O3 .

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RADIAÇÃO ULTRAVIOLETATipos de radiação ultravioleta em função do

comprimento de ondaTipo de radiação

ultravioleta

Comprimento de onda

característico(nm)Observações

UVA 320-400 Radiação com comprimento de onda muito próximo da luz visível (violeta), não é absorvida pela camada de ozônio.

UVB 280-320 Vários efeitos prejudiciais, particularmente efetivos para causar danos ao DNA, sendo a causado melanoma e de outros tipos de câncer de pele, além de ser de ser apontada como um dos fatores de danos em materiais e em plantações. A camada de ozônio protege a Terra da maior parte da UVB.

UVC <280 É extremamente prejudicial, mas é completamente absorvida pela camada de ozônio e pelo oxigênio na atmosfera.

Fonte:Braga et al, 2005

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A UV-B é o tipo de radiação UV mais

nociva e está relacionada à forma mais estável de cancer de pele, o qual mata um número estimado em 100.000 pessoas por ano no

mundo. Através do aumento desta radiação, cada queda de 1% na camada de ozônio pode aumentar o índice de câncer de pele em 4 a 6

%.

RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA

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EFEITOS DA UV SOBRE A SAÚDE HUMANA

Agudo InsolaçãoEnfraquecimento da pele

Crônico Envelhecimento da peleAfinamento da epiderme

Carcinogênico Câncer de peleMelanoma malígno

Doenças dos olhos

CataratasDanos à retinaTumores na córneaCegueira

Condições agravantes pela exposição ao UV

Susceptibilidade genética cânceres causados pelo solDeficiências nutricionaisDoenças infecciosasDistúrbios do sistema imunológico

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Efeitos da Redução da Camada de OzônioDegradação do Capital Natural

Saúde Humana• Queimaduras solares mais graves

• Maior incidência de catarata• Mais vítimas de cânceres de pele

• Suspenssão do sistema imunológico

Alimentos e Florestas• Redução do rendimento de alguns produtos cultivados

• Redução dos suprimentos de frutos do mar em decorrência da redução do fitoplâncton

• Decréscimo da produtividade de florestas por espécie sensíveis à radiação de UV

Animais Selvagens• Decréscimo da população de espécies aquáticas sensíveis à radiação UV

• Redução da população de fitoplâncton da superfície• Desorganização das cadeias alimentares aquáticas pela redução do fitoplâncton

Poluição do Ar e Materiais• aumento dos sedimentos ácidos• aumento do smog fotoquímico

• Degradação de tintas e plásticos expostos ao ar livre

Aquecimento global• Aquecimento acelerado por causa da redução da absorção oceânica do CO2 da

amostra pelo fitoplâncton e CFCs agindo como gases de efeito estufa

Consequência da Perda de Ozônio

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Ultravioleta A Ultravioleta B

Camada fina deCélulas mortas

Células escamosas

Camada basal

Células melanócitas

Células basal

vasossanguínios

peloEpiderme

glândulasudorípara

Derme

Carcinoma de Célula EscamosaCarcinoma de Célula Basal Melanoma

Câncer de Pele

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Carcinoma de Célula Escamosa

MelanomaCarcinoma de Célula Basal

Câncer de Pele

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Reduzindo a Exposição à Radiação UV

O que você pode fazer?

• Ficar longe do Sol, especialmente das 10 às 15 horas

• Não usar câmaras nem lâmpadas de bronzeamento

• Quando estiver sob o Sol, usar roupa e òculos para se proteger da radiação UV e UV-B.

• Estar consciente de que o céu nublado não o protege.

• Não se expor ao Sol se estiver tormando antibióticos ou pilulas contraceptivas

• Se tiver pele clara, use filtro solar com fator de proteção entre 15 e 30 o tempo todo em que estiver sob o Sol.

• Examine sua pele e o couro cabeludo pelo menos uma vez por mês para verificar a presença de pintas ou verrugas que

mudam de tamanho, formato ou cor, ou de cortes que continuam vazando, sangrando e formando crosta. Se

observar um desses sinais, consulte um médico imediatamente.

Maneiras de reduzir a exposição à nociva radiação UV

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EFEITOS DA UV SOBRE OS SERES VIVOS E MATERIAIS

Pode destruir as células individuais em vegetais e animais e matar os

microorganismos; Nos vegetais pode diminuir a fotossíntese, barrar o crescimento das folhas, danificar a

qualidade das sementes e reduzir as colheitas; Pode matar grandes quantidades de

organismos aquáticos; Acelera a dissolução de algumas tintas e

plásticos

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FATORES QUE AFETAM A POLUIÇÃO DO AR

Condições meteorológicas: temperatura, precipitação pluviométrica, umidade e ventos;

Condições topográficas: irregularidades naturais (morros) e artificiais (edifícios).

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CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR

Danos locais ou regionais: à saúde (Tabagismo), aos materiais, recursos

naturais. Como principais danos locais podem ser citados: Smog Fotoquímico e

Smog industrial

Danos globais (envolvem todos os recursos do planeta): efeito estufa, chuva ácida,

destruição da camada de ozônio.

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CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO ARDANOS À SAÚDE

Desconforto, irritação, doenças crônicas (asma, bronquite, câncer), alterações nas

funções fisiológicas, danos ao crescimento, ... e morte.

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CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR

Material

Dano

Poluente

Fator

Metais Corrosão SO2, ácidos Umid./Temp

Pintura Descoloraç. SO2, ácidos Umid/fungo

Papel Quebradiço SO2, ácidos Luz solar

Tecidos Manchas, resistência

SO2, ácidos Umid./luz/ fungos

Corantes Desbotam. NO2 e SOx Umid/luz

Borracha Enfraquec. Oxidantes Luz solar

DANOS AOS MATERIAIS

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CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO ARSMOG FOTOQUÍMICO

•Esse Smog é típico de cidades ensolaradas, clima seco. Os principais agentes poluidores são os veículos que geram uma

série de poluentes, principalmente óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono e hidrocarbonetos.

•Esses gases sofrem várias reações na atmosfera por efeito da radiação solar, gerando novos poluentes.

•COVs + NO-+ luz solar Mistura de O3,, HNO3 , compostos orgânicos

•Destacam-se como principais poluentes os óxidos de nitrogênio, os radicais orgânicos (PAN, Peroxi Acetil Nitrato), o

O3e alguns aldeídos

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CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO ARSMOG FOTOQUÍMICO

•Primavera e verão;

•T>240C;

•Tempo claro com boa visibilidade;

•Baixa umidade;

•Aumento de O3;

•Alta concentração de PAN.

Los Angeles, Sidney, Cidade do México e São Paulo.

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CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO ARSMOG INDUSTRIAL

Este é típico de regiões frias e úmidas; Os picos de concentração ocorrem exatamente no inverno, em

condições climáticas adversas para a dispersão de poluentes; É agravado pela inversão térmica;

Os principais elementos provêm da queima de carvão e óleo combustível: SO2 e MP;

Predomina em regiões industriais e em regiões onde é intensa a queima de óleo para aquecimento doméstico e para geração

de energia elétrica(Termoelétricas); Sua cor é cinza e forma uma névoa que recobre as cidades;

Ocorre em cidades de inverno rigoroso.

Inverno a baixas temperaturas(T<50C) com alta umidade no ar, em Londres, Chicagoetc.

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CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR EFEITO ESTUFA

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(a) Raios de sol penetram na baixa atmosfera e aquecem a superfície terrestre

(b) A superficie terrestre absorve uma grande parte da radiação solar incidente e a reflete como radiação infravermelha de comprimento de onda longa, a qual sobe para a baixa atmosfera. Parte dessa radiação IV escapa para o espaço como calor e outra parte é absorvida pelas moléculas dos gases de efeito estufa e emitida coma radiação IV de comprimento de onda maior, que aquece a baixa atmosfera.

(c) Quando as concentrações de gases de efeito estufa elevam-se, suas moléculas absorvem e emitem mais radiação IV, o que torna a baixa atmosfera mais quente.

Efeito estufa natural

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Principais Gases de Efeito Estufa Resultantes das Atividades Humanas

Gás de Efeito Estufa Fontes Humanas Tempo Médio na Troposfera

Potencial de Aquecimento

Relativo ( comparado ao CO2)

Dióxido de carbono (CO2)

Queima de combustível fóssil, especialmente carvão (70-75%), desmatamento e queima de plantas

100-120 anos1

Óxido nitroso (N2O) Queima de combustível fósseis, fertilizantes, detritos de animais de criação e produção de náilon

114-129 anos296

Clorofluorcarbonos (CFCs)*

Aparelhos de ar-condicionado, refrigeradores, espumas plásticas

11-20 anos(65-110 anos na estratosfera)

900-8.300

Hidroclorofluorcarbono (HCFCs)

Aparelhos de ar-condicionado, refrigeradores, espumas plásticas

9-390 anos 470-2.000

halocarbonos Extintores de incêndio 62 anos 5.500

Tetracloreto de carbono

Solvente de limpeza 42 anos 1.400

metano Arrozais, tripas de boi e cupins, aterros sanitários, produção de carvão,vazamento de gás natural da produção e das tubulações de petróleo e de gás

12-18 anos23

Hidrofluorcarbonos (HFCs)

Aparelhos de ar-condicionado, refrigeradores, espumas plásticas 15-390 anos

130-12.700

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Aumento da concentração média de dióxido de carbono desde 1860

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Aumento da concentração média de metano na atmosfera desde 1860

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Aumento da concentração média de óxido nitroso desde 1860

Ano

Part

es p

or m

ilhão

18001900 2000 2100260

290

300

310

320

Óxido nitroso(N2O)

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Poluíção Humana

•Aumento das mortes pelo calor e por inter- rupção no abastecimento de alimentos

calor e por interrupção no

•Mais refugiados ambientais

•Aumento da migração

Climas Extremos• Ondas prologadas por

calor e estiagens

• Aumento de inundações em razão de chuvas

mais pesadas, intensas e frequentes em algumas áreas

Biodiversidade

• Extinção de algumas espécies de plantas e

animais

• Perda de habitats

• Distúrbio da vida aquática

Agricultura• Alterações nas áreas de

cultivo de alimentos• Mudanças nos

rendimentos dos produtos de colheita

• Aumento da demanda de irrigação

• Aumento de pragas, doenças nos produtos de colheita e ervas daninhas

em áreas mais quentes

Recursos Hídricos•Mudanças no abastecimento de águas

•Redução da qualidade da água

•Aumento na estiagem

•Aumento das inundações

•Diminuição da camada de neve

•Derretimento das geleiras dos cumes das montanhas

Florestas• Mudanças na composição e nos locais de

florestas

• Desaparecimento de algumas florestas, especialmente aquelas localizadas em áreas

elevadas

• Aumento dos incêndios em razão da seca

• Perda de habitats e espécies de animais selvagens

Nível do Mar e Áreas Costeiras

• Aumento no nível do mar• Inundação de estuários, áreas úmidas e

recifes de corais costeiros• Inundações de ilhas baixas e cidades

costeiras• Erosão de praias

• Distrúrbio das áreas de pesca costeiras• Contaminação de aquíferos costeiros com

água salgada

Saúde Humana• Diminuição das mortes por frio

• Aumento das mortes por calor e doenças• Interrupção no abastecimento de água e

alimentos• Propagação de doenças tropicais para áreas

temperadas• Aumento das doenças respiratórias e alergias

ao polén• Aumento da poluíçao da água em razão das

inundações costeiras

Efeitos Previstos de uma Atmosfera mais Quente no Mundo

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Oceano Ártico imagem de satélite (1979-2003)

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Aquecimento GlobalSoluções

Prevenção Reabilitação

Reduzir o uso de combustíveis fósseis

Trocar o carvão por gás natural

Melhorar a eficiência energética

Mudar para recursos energéticos renováveis

Transferir a eficiência e tecnologia de energia renovável para países em

desenvolvimento

Reduzir o desmatamento

Usar agricultura mais sustentável

Limitar a expansão urbana

Reduzir a pobreza

Desacelerar o crescimento populacional

Amarzenar (sequestar) CO2 pelo plantio de árvores

Sequestar CO2 no sobsolo profundo

Sequestar CO2 no solo utilizando cultivo sem aragem e tirando as

terras de cultivo de produção

Sequestar CO2 no fundo do mar

Consertar as tubulações e instalações de gás natural com

vazamento

Utilizar rações que reduzem as emissões de CH4 pela eructação de

vacas

Remover CO2 emitido de chaminés e de veículos

Soluções do Aquecimento Global

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Plantação de árvores

Usina termelétrica

Navio tanque liberaCO2 da usina na

PerfuratrizPerfuratriz Petrolifera

Campo Campo cultivadocultivado

Panicum virgatumPanicum virgatum

Reservatório de petróleo esgotado é usado como

deposito de CO2

O CO2 é bombeado para o reservatório por meio de campo de petróleo

abandonado

Campo de petróleo

abandonado O CO2 é bombeado da perfuratriz para descartar no fundo

do mar

= bombeamento CO2

= Depósito de CO2

Métodos Para Reduzir o Dióxido de Carbono da Atmosfera ou Chaminés

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Reduzindo as Emissôes CO2

• Dirigir um carro que utilize combustível eficiente, caminhar, andar de bicicleta, pegar carona ou usar transporte coletivo

• Usar janelas efecientes em energia• Usar aparelhos e luzes eficientes em energia

• isolar sua residência e vedar todas as correntes de ar• Reduzir o lixo pela reciclagem e reaproveitamento

• Isolar o aquecedor de água• usar lâmpada fluorescentes em sua casa

• Plantar árvores para fazer sombra em sua casa durante o

verão• ajustar o aquecedor de água a uma temperatura não superior

a 49°C (120°F)• lavar a roupa em água morna ou fria

• Usar chuveiro com pouca vazão de água

O Que Você Pode Fazer?

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CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR EFEITO ESTUFA

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Reações dos óxidos com água:SO2 + H2 O --> H2SO3 SO3 + H2 O --> H2 SO4

Fenômenos naturais, como os vulcões, são fontes de gases de enxofre e podem causar chuva ácida:

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CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR CHUVA ÁCIDA

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O padrão primário inclui uma margem de segurança adequada para proteger pessoas mais sensíveis como crianças, idosos e pessoas com problemas respiratórios.

O padrão secundário é fixado sem considerar explicitamente problemas com a saúde humana, mas levando em conta outros elementos, como danos à agricultura, a agricultura, à materiais e edifícios e à vida animal, mudanças de clima, problemas de visibilidade e conforto pessoal

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ÍNDICE DE QUALIDADE DO AR

primárioPadrãopoluenteãoConcentraçIQA =

Relação de IQA com qualidade do ar(Cetesb, 1996)IQA Qualidade do ar

0-50 Boa51-100 Aceitável101-199 Inadequada200-299 Má300-399 Péssima>400 Crítica

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