QUÍMICA AMBIENTAL E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL

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QUMICA AMBIENTAL EDESENVOLVIMENTO SUSTENTVELUNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIROINSTITUTO DE QUMICA

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO INSTITUTO DE QUMICA

QUMICA AMBIENTAL E DESENVOLVIMENTO SUSTENTVEL

Profa. Cssia Curan Turci cassia@iq.ufrj.br

www.iq.ufrj.br

Dicas para reduzir suas emisses de CO2VEJA COMO VOC PODE COLABORAR!H uma srie de medidas que podemos tomar no nosso dia a dia para reduzir nossa emisso individual de gases de efeito estufa (GEE) e, desta forma, ajudar a prevenir o problema do aquecimento global. So medidas simples que, alm de ajudarem na questo das mudanas climticas, podem melhorar significativamente a qualidade do ar que respiramos e do ambiente em que vivemos. Cada uma das medidas enumeradas abaixo proporcionam uma reduo de emisses de GEE (CO2 equivalente), classificadas aqui em*, ** e ***, sendo:

*** ** *

Reduo anual em 500 kg ou mais; Reduo anual entre 100 e 499 Kg; Reduo anual de menos de 100kg.

* Se tiver mais de uma geladeira ou freezer ligados, desligue-os a menos que este seja indispensvel. Esta dica torna-se ainda mais importante se estes forem modelos antigos e menos eficientes. * Utilize lmpadas mais eficientes. Prefira as lmpadas fluorescentes no lugar das incandescentes. Trocando as 5 lmpadas mais utilizadas em sua casa, voc reduzir sensivelmente sua conta de luz e conseqentemente suas emisses de GEE. * Desligue luzes e equipamentos quando no estiverem sendo utilizados. Evite deixar computadores ligados 24 horas por dia e configure-os para que desliguem seus monitores quando esto em espera. * Utilize o mnimo necessrio de papel. Utilizando e-mail com mais freqncia mais rpido, eficiente, barato e mais saudvel para o meio-ambiente. Use papel reciclado sempre que possvel e separe papis e papelo ao dispens-los, facilitando, assim, a reciclagem destes. * Evite deixar gua corrente ao barbear-se, escovando os dentes ou lavando louas. Muito importante: nunca utilize gua corrente

para lavar caladas, quintais, carros. Encha um balde com gua, evitando assim que grande quantidade de gua v para o ralo, assim como seu dinheiro. No deixe a torneira aberta, sem necessidade, durante o seu trabalho de laboratrio. ** Separe todo o material reciclvel: Todo o material que reciclado representa uma diminuio das emisses de GEE e tambm contribui com os catadores de reciclveis. * Plante rvores: alm de ajudar a absorver o CO2 da atmosfera, elas proporcionam sombreamento, amenizando a temperatura dentro das residncias e reduzindo desta forma o uso de condicionadores de ar ou ventiladores. Vamos aumentar o plantio de rvores durante a recepo aos nossos novos estudantes! *** Se voc dirige 20.000 km por ano reduza sua rodagem em 10%. Para tal voc pode utilizar transporte pblico, bicicleta, andar, etc. ** Mantenha a manuteno do seu veculo. Um motor mal cuidado pode consumir 50% a mais de combustvel e produzir 50% mais CO2. ** Calibre o pneu do seu carro ao menos uma vez por ms. *** Prefira veculos movidos a lcool ou bicombustveis. O lcool, ao contrrio da gasolina, diesel ou gs, uma fonte de energia renovvel. A mesma quantidade de CO2 emitido da queima do lcool nos motores fixada nas plantaes de cana de acar. * Use ventiladores como sua primeira linha de defesa contra o calor ao invs do condicionador de ar.O BICHO Vi ontem um bicho na imundcie do ptio catando comida entre os detritos. Quando encontrava alguma coisa, no examinava, nem cheirava, engolia com voracidade. O bicho no era um co, no era um gato, no era um rato. O bicho, meu Deus, era um homem.(Poema de Manuel Bandeira, em Obras Poticas, 1956)

NDICE GERAL

Captulo 1 1.11.21.3-

Introduo

Consideraes gerais ..................................................................................................5 A qumica ambiental ...................................................................................................6 O interesse pelo ambiente ...........................................................................................8 Os elementos qumicos e a biosfera

Captulo 2 2.12.22.3-

Distribuio dos elementos qumicos na biosfera ...........................................10 Ciclos dos elementos da biosfera ...................................................................13 Ciclos biogeoqumicos na natureza ..............................................................14 2.3.1- O ciclo do carbono e do oxignio .....................................................15 2.3.1.1- O ciclo do carbono e o aquecimento global ..............................16 2.3.2- O ciclo do nitrognio ..........................................................................18 2.3.3- O ciclo do fsforo ...............................................................................21 2.3.4- O ciclo da gua ................................................................................21

Captulo 3 3.1-

A atmosfera terrestre e os principais problemas ambientais

3.23.33.43.5-

A atmosfera terrestre ................................................................................................23 3.1.1- Principais funes .........................................................................................23 3.1.2- Composio ..................................................................................................23 3.1.3- Estrutura .......................................................................................................24 Efeito estufa .............................................................................................................26 Camada de oznio ....................................................................................................28 Chuva cida ..............................................................................................................31 Smog fotoqumico ....................................................................................................33 Os metais

Captulo 4 4.14.24.34.44.5-

Qumica de coordenao ..........................................................................................36 Complexos do tipo quelato ......................................................................................37 Assimilao de ons metlicos pelas plantas e animais .............................................37 Aspectos toxicolgicos .............................................................................................38 Aspectos medicinais ..................................................................................................43 Introduo Qumica Orgnica.................................................................45

Captulo 5

Captulo 1 INTRODUO

1.1 - Consideraes gerais Os modelos de desenvolvimento adotados pelo homem para a agricultura, a pecuria, a indstria e os centros urbanos no tm levado em conta a natureza. O solo, o ar e a gua tm sido usados como depsito do lixo produzido. Como resultado apareceram as chuvas cidas, as mudanas climticas, a eroso e a desertificao do solo, a contaminao dos alimentos por metais e agrotxicos, o acmulo do lixo no degradvel, principalmente plsticos, o buraco de oznio, o perigo de extino de muitas espcies animais e vegetais, e vrios outros problemas ambientais muito srios e praticamente irreversveis. Ao se apropriar dos recursos que a natureza lhe ofereceu, o homem se esqueceu de um princpio vital: o equilbrio que deve existir entre animais e plantas no seu habitat. Sem preservao do equilbrio ecolgico, o planeta morre. Est muito claro hoje que a soluo dos problemas ambientais est acima do conceito de pases. Os testes atmicos em diferentes regies do planeta, as queimadas das florestas brasileiras, o destino de lixo qumico e nuclear da Europa, a explorao das plataformas continentais e da Antrtida so problemas que afetam a todos ns. Mais cedo ou mais tarde todos sentiremos seus efeitos. Por isso importante preven-los. Governos de todo o mundo, principalmente nos pases sub-desenvolvidos, se encontram hoje com o dramtico dilema de decidir onde aplicar os poucos recursos disponveis para soluo de problemas cruciais da populao; sade, educao, transporte, alimentao, moradia, e agora, recuperao do meio ambiente e preveno de desastres ecolgicos. No Brasil, falta ainda uma poltica ambiental clara, sem oportunismos, que atue a partir de uma esfera federal. Nestes ltimos vinte anos foi observado apenas o fortalecimento de rgos estaduais, responsveis pelo controle e manejo do meio ambiente, os quais refletem, nas suas rotinas de operao, os grandes abismos econmicos caractersticos das vrias regies do pas. Enquanto governos e polticos decidem sobre onde aplicar as verbas, fundamental que cada homem, mulher e criana se conscientize destes problemas que esto destruindo a vida no planeta e reformulem seus hbitos, principalmente os de consumo. Na cidade ou no campo, no mundo desenvolvido ou subdesenvolvido, todos seremos vtimas se no tratarmos a natureza com respeito e responsabilidade. Isto implica numa mudana de estilo menos individualista para outro mais compromissado com toda a sociedade. No Brasil, sem um plano diretor responsvel, carente de uma poltica federal abrangente e ao mesmo tempo sensvel s peculiaridades regionais, e principalmente sem as contribuies pessoais, das universidades e da iniciativa privada na soluo dos problemas ambientais, a sociedade brasileira poder presenciar, a curto prazo, um srio comprometimento da sua qualidade de vida.

5

1.2 - A Qumica ambiental A Qumica Ambiental procura elucidar as reaes qumicas que ocorrem na biosfera (hidrosfera, litosfera e atmosfera) e suas interfaces, principalmente aquelas que podem afetar a sade humana. Como exemplos, podemos citar: Na atmosfera: as reaes fotoqumicas e a produo de compostos txicos tais como oznio, aldedos, etc. Na hidrosfera: reaes de complexao, adsoro de metais e seus efeitos txicos para a biota. Na litosfera: reaes mediadas por microorganismos (biocidas). Em qumica ambiental, todos estes sistemas devem ser estudados como partes de um todo. A pesquisa em Qumica Ambiental no Brasil, at o incio dos anos 80, dedicava-se poluio ambiental e consistia, principalmente, no monitoramento de espcies qumicas consideradas poluentes, num dos trs compartimentos ambientais: atmosfera, litosfera e hidrosfera, com nfase para este ltimo. Existia uma acentuada e preocupante escassez de atividades de pesquisa em termos de reatividade qumica e comportamento fsico de poluentes nos trs compartimentos e em suas interfaces. Durante a dcada de 80 muitos eventos, entre eles reunies cientficas dedicadas exclusivamente discusso da qumica ambiental, propiciaram a discusso dos rumos da Qumica no Brasil e contriburam de forma significativa para a mudana deste cenrio. Dentre os principais problemas ambientais podemos destacar: a) o uso errneo e mesmo abusivo de substncias qumicas Certas substncias, frequentemente txicas, muitas vezes tm efeito cumulativo nos seres vivos e so persistentes, acumulando-se no ambiente onde so lanadas. O efeito cumulativo ou a bioamplificao acontece com aquelas substncias, naturais ou sintticas, que no deveriam fazer parte da dieta do ser vivo e assim, quando absorvidas ou ingeridas por vegetais ou animais, no so eficientemente eliminadas do organismo. Compostos de metais pesados fazem parte deste grupo de substncias. A bioamplificao do mercrio tem sido estudada, sendo encontrados casos em que a concentrao deste metal em peixes chega a ser milhares de vezes maior do que na gua onde vivem. O fenmeno da persistncia no ambiente acontece com as substncias sintticas que so estveis aos fenmenos fsicos naturais, so quimicamente inertes e de difcil biodegradao. Plsticos, em geral, e os freons fazem parte deste grupo de substncias. Os detergentes sintticos, ditos no biodegradveis, sofrem mais lentamente a decomposio biolgica do que os sabes ou os detergentes sintticos biodegradveis. Os pesticidas clorados tm sido 6

encontrados em locais onde foram lanados aps anos ou mesmo dcadas da sua aplicao. b) poluio e contaminao das guas Alm do aspecto esttico e da transmisso de doenas, a poluio das guas pode causar desequilbrio ecolgico. Geralmente isto ocorre quando so lanados aos rios grandes quantidades de resduos orgnicos. A matria orgnica geralmente biodegradvel, seja ela proveniente de esgotos ou qualquer outra origem como restos de alimentos ou produtos industriais (acar por exemplo). Sendo biodegradvel, ela pode ser utilizada como alimento pelos microorganismos decompositores da gua (bactrias, fungos e outros seres que vivem e proliferam normalmente nas guas). Quanto maior for a quantidade de matria orgnica lanada gua, maior o nmero de microorganismos que a se desenvolvero. Estes microorganismos respiram, consumindo oxignio dissolvido na gua. Assim sendo, quanto maior a quantidade de matria biodegradvel, maior o nmero de decompositores e maior o consumo de oxignio. Como a gua constitui um ambiente pobre em oxignio, em funo de sua baixa solubilidade, esse excessivo consumo respiratrio pode causar a extino de todo o oxignio dissolvido, o que ocasionar a consequente morte dos peixes e outros seres aerbios. Neste caso temos um desequilbrio ecolgico e no um envenenamento das guas, e esta a causa mais frequente de morte de peixes em rios poludos. c) poluio do ar Os maiores problemas de poluio do ar so os decorrentes do lanamento de gases txicos atmosfera pelas indstrias ou pela frota automotiva. Alm disso, alguns compostos txicos so formados no prprio ar a partir de elementos componentes dos gases desprendidos pelos motores e pelas chamins, os quais reagem com elementos da prpria atmosfera mediante a interveno da luz como fonte de energia (reaes fotoqumicas). Entre os principais compostos nocivos que nas grandes cidades poluem a atmosfera, podemos citar os compostos sulfurosos, nitrogenados e xidos de carbono. d) uso inadequado da terra ou ocupao inadequada do espao A prtica da agricultura intensiva e da monocultura em larga escala, tanto tm levado perda de solo e diminuio da sua fertilidade, como provocado a incidncia e a proliferao de pragas. O zoneamento no criterioso das regies urbanas tem provocado problemas de poluio das guas e, principalmente, da atmosfera. e) extino de espcies animais e vegetais A preocupao com a extino das espcies justifica-se, principalmente, pelo direito que todos tm existncia e pela possibilidade de que plantas e animais extintos, ou em vias de extino, por causa da atividade humana, pudessem ser recursos naturais ou elos controladores de outras espcies. Devemos estar atentos a problemas ambientais como os citados acima pois toda a 7

humanidade sofre os seus efeitos.

1.3 - O interesse pelo ambiente A preocupao com a preservao do meio ambiente no , como muitos pensam, um movimento recente de conscientizao popular, nem um modismo cientfico. Historicamente, a preocupao com a preservao ambiental surgiu conjuntamente com a devastao ambiental. No foi porm, seno na dcada de 60, graas mobilizao popular e o apoio dos meios de comunicao, que o assunto atingiu propores globais, entrando nos lares e fazend...

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