QUÍMICA AMBIENTALProf. Ana Flávia Suzana

Ciência Ambiental

“Estudo interdisciplinar que usa informações das

ciências físicas e sociais para aprender como a

Terra funciona, como interagimos com ela e como

lidar com os problemas ambientais.”

Miller Jr.; G.T.; Ciência Ambiental, 1ª Ed. São

Paulo: CENCAGE Learning, 2011.

Ciências

Ambientais

Química

Geologia

Ética

Antropologia

Economia

Política

Física

Biologia

Interações entre as substâncias químicas e os diferentes

compartimentos ambientais e como o ciclo desses

podem ser afetados de acordo com as atividades

antrópicas;

Química Ambiental

Solos

Água

Atmosfera Biota

ÁGUA

• Oceanos e mares - 97%

• Geleiras inacessíveis - 2%

• Rios, lagos e fontes subterrâneas - 1%

% da superfície planeta

Água

Terra• Cerca de 71,8% da

superfície terrestre;

A distribuição da água no planeta

Composição da água

• Moléculas de H2O;

• Sais minerais;

• Gases Dissolvidos (O2, N2, CO2, entre outros);

• Outras substâncias;

Ciclo da Água

Fontes de Poluição para as Águas

Detergentes e a poluição

Os detergentes no Brasil são feitos a partir da mistura de alquil-

benzeno-sulfonatos de sódio e recebem a classificação de

detergente biodegradável ou não biodegradável. A diferença

entre eles começa na cadeia carbônica que os constitui.

Os micro-organismos existentes na água produzem enzimas capazes

de quebrar as moléculas de cadeias lineares presentes nos

detergentes biodegradáveis, mas elas não reconhecem as cadeias

ramificadas presentes nos detergentes não biodegradáveis, por

esse motivo eles permanecem na água sem sofrer decomposição.

Eutrofização da água;

Hipóxia;

Contaminação com substâncias extremamente tóxicas;

Proliferação de malefícios e doenças a saúde humana e

ambiental;

Efeitos da poluição da Água

Excesso de nutrientes nas águas (C, N e P,

principalmente) gera a proliferação excessiva

de algas;

Algas em quantidade excessiva consomem o

O2 dissolvido na água e impossibilitam a vida

de outras espécies que necessitariam desse

gás;

Ácidos, metais, substâncias orgânicas e diversas outras!

Efeitos da poluição da Água

• 80% dos municípios (área

urbana) possuem rede de

tratamento de esgoto;

Doenças e malefícios causados:

• 80% das doenças;

• 15 milhões de crianças de zero a

cinco anos de idade por ano;

No Brasil

• Fonte: IBGE, 2010.

• Legislações pouco rigorosas e

pouquíssimo cobradas;

Esquema de uma ETA

E o que deve ser feito?

Fonte: CONAMA, Resolução 357 de 2005. Disponível em

<http://www.mma.gov.br/port/conama/res/res05/res35705.pdf>

4. Incentivar e apoiar a criação de legislações mais rigorosas e a criação de

mais ETE e ETA, bem como implantação de técnicas melhores de

saneamento básico;

5. Colaborar na fiscalização da poluição.

2. Monitoramento e manutenção dos corpos hídricos!

1. Começar a implantar programas de redução de consumo de

água;

3. Investigar a presença de contaminantes em concentrações excessivas

nos corpos hídricos e demais compartimentos ambientais;

Poluição do Ar

Refere-se ao lançamento de gases na atmosfera

que alterem sua composição original;

Gases% em Volume

Composição original:

Gases % em volume

Nitrogênio 78,1

Oxigênio 21

Vapor d’água Varia de 0-4

Argônio 0,93

Dióxido de Carbono Por volta de 0,3

Neônio Abaixo dos 0,002

Hélio 0,0005

Metano 0,0002

A Atmosfera

Fontes de poluição do Ar1. Naturais

2. Antrópicas

Poluentes

Fontes

DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)

FONTES

respiração, decomposição de plantas e animais equeimadas de florestas;

queima de combustíveis fósseis, atividade humana(principalmente indústrias) e erupções vulcânicas.

CONCENTRAÇÃO

antes 1750 - 280 ppmv (partes por milhão por volume)

em 1992 – 355 ppmv

atualmente – 400 ppmv

• EFEITOS Principal gás do “efeito estufa”

METANO (CH4)

FONTES

Matéria orgânica em decomposição;

Queima de biomassa, queima de combustíveis fósseis erúmen de ruminantes.

CONCENTRAÇÃO

Atual – 1,72 ppmv

Antes Revolução Industrial – 0,8 ppmv

• EFEITOS Ao ser inalado, o gás pode causar asfixia e perda de

consciência, parada cardíaca e, em caso extremo, danosno sistema nervoso central.

FONTES As fontes naturais incluem incêndios florestais, calor gerado

pelos relâmpagos e atividade microbiana nos solos.

Produção de nylon, ácido nítrico, atividades agrícolas,queima de biomassa e queima de combustíveis fósseis

CONCENTRAÇÃO Em 1993 – 310 ppbv (partes por bilhão por volume)

Antes Revolução Industrial – 275 ppbv

ÓXIDOS DE NITROGÊNIO (NO, NO2)

• EFEITOS Inflamações do sistema respiratório

Chuva ácida

Reduz fotossíntese

HALOCARBONOS (CFCs, HCFCs, HFCs)

FONTES

Produção de aerossóis, espuma, indústria de ar condicionado

CONCENTRAÇÃO

Em 1992 - CFC 11 – 280 pptv (partes por trilhão por volume)

- CFC 12 – 484 pptv

- CFC 113 – 60 pptv

• EFEITOS Destruição da camada de ozônio (CFCs e HCFCs)

Efeito estufa

Radiação ultravioleta (queimaduras de pele, câncer de pele)

MONÓXIDO DE CARBONO (CO)

FONTES

Tráfego (veículos)

Indústrias

Vegetação

CONCENTRAÇÃOA partir dos anos 80, a emissão de CO pelos automóveis passou

de 33 gCO/Km para 0,43 gCO/Km o que resultou numa queda

progressiva na poluição, mesmo com o aumento da frota de

veículos. Contudo em 2000 apresentou um pequeno crescimento.

• EFEITOS Perda de consciência; morte.

EFEITOS DO CO

Concentração

atmosférica de

CO (ppm)

Tempo médio para

acumulação

(minutos)

Sintomas

50 150 Dor de cabeça leve

100 120

Dor de cabeça

moderada e

tontura

250 120Dor de cabeça

severa e tontura

500 90Náuseas, vômitos,

colapso

1.000 60 Coma

10.000 5 Morte

DIÓXIDO DE ENXOFRE (SO2)

FONTES

Combustão (petróleo e carvão mineral)

Veículos à diesel

Erupções vulcânicas

EFEITOS

Sistema respiratório

Problemas cardiovasculares

Chuva ácida

Poluição do solo

É qualquer alteração provocada nas suas

características, pela introdução de produtos químicos

ou resíduos, de forma que ele se torne prejudicial ao

homem e a outros organismos ou tenha os seus usos

prejudicados.

Fertilizantes artificiais

Aplicação de pesticidas

Deposição de resíduos sólidos

Deposição de esgotos

E a chuva ácida??

• Os animais e o homem, ao respirarem, liberam gás carbônico

(CO2) na atmosfera.

Então quando chove:

CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq)

• deixando a chuva ligeiramente ácida (pH = 5,7), já que se

trata de um ácido fraco

A CHUVA É, NATURALMENTE, UM

POUCO ÁCIDA!

1. óxidos de nitrogênio: (NO e NO2)

N2(g) + O2(g) → 2NO(g)

2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)

3NO2(g) + 3H2O(l) → 2H3O+(aq) + 2NO3

-(aq) +NO(g)

Chuva ácida

Presentes na atmosfera

2. Óxidos de enxofre: (SO2)

SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq)

2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g)

SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)

A água dos rios e lagos se torna ácida e, conseqüentemente,

imprópria para a vida de peixes e outras espécies.

Consequências:

Chuva ácida

corrosão do ferro pelo ácido sulfúrico

Fe(s) + H2SO4(aq) H2(g) + FeSO4(s)

corrosão do mármore pelo ácido sulfúrico

H2SO4(aq) + CaCO3(s) CaSO4(aq) + H2CO3(aq)

COMO A CAMADA DE

OZÔNIO PROTEGE A TERRA?

• absorve a radiação ultravioleta

(UVA, UVB, UVC) do Sol,

impedindo que a maior parte

dela atinja a superfície terrestre

O QUE É A CAMADA DE OZÔNIO?

formada por um gás levemente azulado de odor bastante forte

situada na estratosfera (10 a 50Km da superfície terrestre)

ACOMPANHE A EVOLUÇÃO DO BURACO NA

CAMADA DE OZÔNIO (1980-1991)

SITUAÇÃO ATUAL DA CAMADA DE OZÔNIO

Em setembro de 2000,

com 29,78 milhões de

Km2

Em setembro de

2012, 17,9 milhões de

km²

QUIMICAMENTE TEMOS:

Equilíbrio natural entre formação e destruição do ozônio

Formação do Ozônio:

Destruição do Ozônio:

• EFEITOS Irritação dos olhos e vias respiratórias

Envelhecimento precoce e corrosão dos tecidos

CFCs (clorofluorcarbonos)

O Protocolo de Montreal aprovou o banimento de forma gradativa

do CFC e este fosse substituído por outros gases de mesma

potência mas que não agredissem tanto o planeta. Aqui no Brasil, o

Protocolo de Montreal só foi firmado como lei a partir de 1990 e

tinha como meta, banir totalmente o uso e a fabricação do CFC até

o ano de 2010.

ESTAMOS PERDENDO

PROTEÇÃO

CONHEÇA AS RADIAÇÕES ULTRAVIOLETAS

radiação U.V. λ ( em nm) efeitos

UVA

320 - 400 • Não são absorvidos pela

c.O3;

• Não possuem efeitos

maléficos ao ser humano;

UVB

280 - 320 • Parcialmente absorvidos

pela C. de ozônio;

• Vermelhidão na pele e

diferentes tipos de câncer

de pele;

UVC < 280 • totalmente absorvidos pela

c. O3 ;

• Podem danificar a córnea e

outros tecidos,

COMO SE FORMA O BURACO NA CAMADA

DE OZÔNIO?

OClClO

OClOOCl

23

OS EFEITOS DA DIMINUIÇÃO DA CAMADA DE

OZÔNIO ATINGEM O HEMISFÉRIO SUL:

O Ministério da Saúde do Chile informou que desde o

aparecimento do buraco na camada de ozônio sobre o pólo

Sul, os casos de câncer de pele no Chile cresceram 133%;

Atualmente o governo faz campanhas para a

população utilizar cremes protetores para a pele e não

ficar exposta ao sol durante as horas mais críticas do

dia.

aumento nos casos de câncer de pele e catarata em

regiões do hemisfério sul, como a Austrália, Nova Zelândia,

África do Sul e Patagônia.

Em Queensland, no nordeste da Austrália, mais de 75% dos cidadãos acima de 65 anos apresentam alguma forma de câncer de pele;

A lei local obriga as crianças a usarem grandes chapéus e cachecóis quando vão à escola, para se protegerem das radiações ultravioletas.

A Academia de Ciências dos Estados Unidos calcula que

apenas na Austrália, estejam surgindo anualmente 10 mil

casos de carcinoma de pele por causa da redução da

camada de ozônio.

ENTENDENDO O EFEITO ESTUFA

Efeito Estufa natural: grande parte se deve a presença de

água na atmosfera (em forma de vapor, 85% e água líquida

12%)

A TERRA: UMA GRANDE ESTUFA

Em conseqüência da poluição: Se deve principalmente pelo

(CO2), (CH4), (N2O), clorofluorcarbonetos (CFCs),

hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs) e (SF6)

O que potencializa esse

fenômeno?

Queima de combustíveis fósseis

Desperdício de alimentos

Emprego de certos fertilizantes

Desmatamento

AQUECIMENTO GLOBAL

O SUPERAQUECIMENTO GLOBAL E SUAS

CONSEQÜÊNCIAS

Derretimento de geleiras

Derretimento de geleiras

Inundações

Desertificação

Mar do Aral

Sistema Cantareira - SP

Furacões

O PROTOCOLO DE KYOTO (1997) entre 2008 e 2012, os países industrializados devem diminuir

a emissão de gases poluentes a um nível 5,2% menor que a

média de 1990.

E.U.A. se recusam a ratificar o acordo em 2001

Prorrogado para 2020.

METAS DE REDUÇÃO

Países da União Européia – 8%

Estados Unidos – 7%

Japão – 6%

Para a China e os países em desenvolvimento, como Brasil, Índia

e México, ainda não foram estabelecidos níveis de redução.

CONTROLE DE EMISSÃO DE POLUENTES POR

VEÍCULOS AUTOMOTORES

Uso de combustíveis menos

poluidores, o gás natural por exemplo;

Instalação de catalisadores;

Operação e manutenção adequadas

do veículo;

Rodízio de carros;

Utilização de transportes públicos.

CONTROLE DE EMISSÃO DE POLUENTES

PELAS INDÚSTRIAS

Altura adequada das chaminés de indústrias,

facilitando a dispersão dos poluentes

Uso de matérias primas e combustíveis que resultem em

resíduos gasosos menos poluidores

Melhoria da combustão: quanto mais completa a combustão,

“menor a emissão de poluentes”

Instalação de filtros nas chaminés

Tratamento de resíduos químicos

O QUE PODEMOS FAZER PARA CONTRIBUIR

COM A DIMINUIÇÃO DE POLUENTES?

Evitar queimar compostos orgânicos ou lixo de

um modo geral

Plantar mais árvores

Reduzir e reciclar o lixo

Fazer vistorias constantes em seus veículos e

se empresário, em suas indústrias.

Buscar utilizar fontes renováveis de energia

E sempre lembrar da hierarquia

dos resíduos:

Tratar

Reciclar

Reutilizar

Reduzir

Não gerar

Dispor adequadamente