Aula 5 – Química da Atmosfera – Parte II

Profa. Lilian Silva

Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) Instituto de Ciências Exatas

Depto. de Química

Juiz de For a, 2012

Química Analítica Ambiental

Chuva Ácida Refere-se a acidez acentuada produzida na água da chuva pela

poluição atmosférica.

Usado pela primeira vez por Robert Angus Smith (químico e

climatologista inglês no século XVIII.

Usou a expressão para descrever a precipitação ácida que

ocorreu sobre a cidade de Manchester no início da Revolução

industrial.

Naturalmente, a chuva é ácida devido à presença de dióxido de

carbono na atmosfera:

CO2 + H20 H2CO3 2H+ + CO32-

Chuva Ácida Como o ácido carbônico é um ácido fraco, essa reação não causa uma redução brusca no pH da chuva, sendo este pH de aproximadamente 5,5. Com este pH, a chuva comum não traz nenhum prejuízo ao homem ou à natureza.

O problema, é que a poluição atmosférica faz com que o pH da chuva caia para algo entre 5 e 2,2 e se torne extremamente nociva ao homem e à natureza.

Diferentemente do CO2 os óxidos de enxofre (SO2 e SO3) e de nitrogênio (N2O, NO e NO2 ) presentes na atmosfera formam ácidos fortes, aumentando a acidez da água da chuva.

Chuva Ácida • Matéria C, H, O, S, N (combustão)

• Reações do nitrogênio – Dia:

• NO2 + HO. → HNO3

– Noite:

• NO2 + O3 → NO3

. + O2

• NO2 + NO3

. → N2O5

• N2O5 + H2O → 2HNO3

• Reações do enxofre

• SO2 + HO. → HSO3

• HSO3 + O2 → HO2 + SO3

• SO3 + H2O → H2SO4

• SO2(g) + H2O(aq) → HSO3(aq)

• 2HSO3 + H2O2 → 2H2SO4(aq) + 2H2O

Chuva Ácida

Chuva Ácida

Diagrama mostrando a tolerância à acidez de algumas espécies

Chuva Ácida

Efeito da precipitação ácida numa estátua em calcário

Chuva Ácida

Efeito da precipitação ácida sobre uma floresta (Alemanha, 1970 - 1983)

Efeito Estufa

Balanço Térmico (Efeito Estufa) 1) A TRANSPARÊNCIA DA ATMOSFERA

• A atmosfera é transparente aos comprimentos da luz visível. A camada de ozônio (O3) na atmosfera superior absorve muito da luz ultra-violeta.

2) O EFEITO ESTUFA

• Na atmosfera inferior, o CO2 e a H2O fazem com que a atmosfera seja opaca aos raios infra-vermelhos, e a radiação tem dificuldade em voltar ao espaço.

3) A TROCA DE CALOR NA SUPERFÍCIE TERRESTRE

• Nos trópicos, devido às altas temperaturas, existe mais vapor de água na atmosfera, portanto o principal mecanismo de remoção de calor da superfície nessas regiões é a evaporação sobre os oceanos. Em altas latitudes, existem temperaturas menores, menos evaporação e menos umidade no ar. A superfície fria emite menos infra-vermelho, porém a perda de calor é feita diretamente pela liberação de calor na superfície.

4) O TRANSPORTE DE CALOR PARA OS PÓLOS

• Próximo ao Equador, a Terra recebe mais calor do que perde. A maior parte do transporte de calor para os pólos é feita em forma de calor latente, transportado pela atmosfera dos trópicos até os pólos.

Gases Estufa

• Gases do efeito estufa e o Protocolo de Kyoto

– CO2 – Dióxido de Carbono

– N2O – Óxido nitroso

– CH4 – Metano

– CFCs – Clorofluorcarbonetos

– HFCs – Hidrofluorcarbonetos

– PFCs – Perfluorcarbonetos

– SF6 – Hexafluoreto de enxofre

Gases Estufa

Gases Estufa

Gases Estufa

Relatório sobre Mudança Climática da ONU

Gases Estufa

Relatório sobre Mudança Climática da ONU

Gases Estufa

Relatório sobre Mudança Climática da ONU

Gases Estufa

Degelo na Groelândia

Gases Estufa

Ozônio

Dr. Paul Crutzen, em 1970,

Instituto Max Planck,

mostrou que os óxidos de

nitrogênio têm

um papel importante no

controle do equilíbrio

natural do ozônio.

Dr. Mario Molina, MIT, publicou

em 1974 com

Dr. Sherwood Rowland um

artigo muito comentado em

Nature sobre a ameaça dos

clorofluorcarbonos (CFCs) à

Camada de Ozônio.

Dr. Sherwood Rowland,

Professor Emérito,

Departamento de Química,

Universidade da Califórnia,

Irvine, cujo artigo com Dr.

Mario Molina detonou

intensa pesquisa sobre o

ozônio.

Ozônio Troposférico(smog fotoquímico)

Ozônio (Troposférico)

• Smog fotoquímico é a poluição do ar, sobretudo em áreas urbanas, por ozônio e outros compostos originados por reações fotoquímicas, reações químicas causadas pela luz solar. O efeito visível disto é uma camada roxa acinzentada na atmosfera.

• Descobriu-se esse tipo de smog pela primeira vez em Los Angeles, na década de 1940, e costuma-se acontecer em cidades com uma grande movimentação de veículos, que causam grande acumulação de óxido nítrico (NO) e compostos orgânicos voláteis (COVs).

• A mistura de poluentes no ar, no Smog fotoquímico, pode conter:

• Óxidos de nitrogênio, como o dióxido de nitrogênio

• Ozônio troposférico

• Composto orgânico volátil Compostos orgânicos voláteis (VOCs)

• Nitrato de peroxilacetila (PAN)

• Aldeídos

• Reações:

– NO2 + h → NO + O

– O + O2 → O3

– NO + O3 → NO2 + O2

– NO + RO2. → NO2 + RO.

– COV(hidrocarbonetos, aldeídos, cetonas) + Oxidante (O2,

HO., PAN, H2O2, O, etc.)

Ozônio (Troposférico)

Camada de Ozônio

Camada de Ozônio

Camada de Ozônio • Reações :

– O2 + h → 2O

– O + O2 → O3

– O3 + h → O + O2

– O + O3 → 2O2

• Decomposição:

– X + O3 → XO + 2O

– XO + O → X + O2

– O + O3 → 2O2

– X = OH, NO, Cl e Br

• CFC (clorofluorcarbonetos)

– Ex: CF2Cl2 + h → CF2Cl2 + Cl.

– Cl. + O3 → ClO + O2

Camada de Ozônio

• Taxas de incidência de câncer de pele sem melanoma entre

pessoas brancas na idade de 40 anos. A probabilidade de desenvolvimento de câncer aumenta com a exposição ao sol e com a tonalidade mais clara da pele.

Camada de Ozônio

• Euglena gracilis são organismos

verdes flagelados têm forma de fuso e nadam na sua forma alongada. Abaixo: após a irradiação de UV as células giram e se dobram e então se tornam redondas, sem poder nadar

• Melanona maligno do dedo do Pé (campanha australiana contra o câncer)

Poluentes atmosféricos e saúde

Poluentes atmosféricos e saúde

Legislação

• A Resolução CONAMA 003 de 28 de junho de 1990 (IBAMA) estabeleceu os padrões nacionais de qualidade do ar, ampliando o número de parâmetros anteriormente regulamentados através da Portaria GM n. 0231 de 27 de abril de 1976.

• Resolução CONAMA n. 18 de 6 de maio de 1986 (PROCONVE - Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores) estabelece os limites máximos de emissão para motores e veículos novos, bem como as regras e exigências para o licenciamento para fabricação de uma configuração de veículo ou motor e para a verificação da conformidade da produção.

• Fabricantes vêm cumprindo de forma satisfatória as exigências legais, o que permitiu a redução média da ordem de 80% na emissão de poluentes nos veículos.

• I/M – Programa de Inspeção e Manutenção de Veículos e Motores fiscalizará a frota circulante nas grandes cidades, emitindo pareceres que liberem ou reprovem os veículos que estão em circulação, dependendo das condições dos mesmos

Legislação

Referências • Google

• Wikipedia

• Rocha, J. C; Rosa, A. H. e Cardoso, A. A, Introdução à Química Ambiental, Porto Alegre Bookman, 2004.

• Baird, C. Química Ambiental; Tradução Maria Angeles Lobo Recio e Liz Carlos M. Carrera, 2 ed, Porto Alegre, Bookman, 2002.

• Maioli, O.L.G., Nascimento, G.N. Composição da Atmosfera, Ciclos Globais e Tempo de Vida.

Notas de aula. UFES

• Maioli, O.L.G., Nascimento, G.N. Composição da Atmosfera, Ciclos Globais e Tempo de Vida.

Monografia. UFES

• Mozeto, A. Química Atmosférica: A química sobre nossas cabeças. Cadernos Temáticos de

Química Nova na Escola. 2001

• Freire, P.S.R. A Atmosfera e sua Dinâmica – O Tempo e o Clima. Notas de Aula.

• Atmosferas Planetárias. Observatório Nacional (google)

• Nunes, L.H. lima e Poluição Atmosférica. Notas de Aula. 2002

• Damineli, A. Habitabilidade. Notas de Aula. IAGUSP

• Tolentino, M., Filho, R.C. . A Química no efeito estufa. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola. 1998.

• Andrade, M.F. poluição atmosférica. Artigo