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8/14/2019 Qumica - Cadernos Temticos - Servio da Humanidade

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Cadernos Temticos de Qumica Nova na Escola Qumica a servio da Humanidade N 5 Novembro 2003

Luciana Almeida Silva e Jailson B. de Andrade

Este texto discute o papel da Qumica na melhoria da qualidade de vida e conforto da populao e estabeleceligaes entre o primeiro Caderno Temtico dedicado Qumica Ambiental, publicado em 2001, e este volume. Ostemas abordados so relevantes compreenso das constantes transformaes que ocorrem no planeta, envolvendoum ciclo que abrange os trs grandes compartimentos do globo terrestre: atmosfera, hidrosfera e litosfera.

qumica, qualidade de vida, cadernos temticos

AQumica, de forma ampla,

pode ser definida como oramo da cincia dedicado

observaoobservaoobservaoobservaoobservao, transformaotransformaotransformaotransformaotransformao e cons-cons-cons-cons-cons-

truo,truo,truo,truo,truo, pois o trabalho do Qumico ge-ralmente inclui a observao e/ou de-terminao da estrutura ou composi-o de espcies qumicas presentesnos seres vivos, no ambiente e nos ma-teriais, bem como a transformao econstruo de novas molculas.

Tradicionalmente, a Qumica com-preende quatro divises didticas: Qu-mica Analtica, Qumica Inorgnica,Qumica Orgnica e Fsico-Qumicaque, atualmente, esto em crescentedesuso. Novas sub-reas temticasesto emergindo e representam de for-

ma ampla os principais focos atuais daQumica. Por exemplo, a Qumica dosMateriais, Qumica Medicinal e Qumi-ca Ambiental so divises interdis-ciplinares, bastante abrangentes, e en-globam, majoritariamente, os diversoscampos de estudo e os desafios con-temporneos da qumica.

No Quadro 1 esto representadas

algumas das principais misses daQumica, que demonstram a importn-cia desta rea do conhecimento paraa humanidade. O sculo passado pre-

senciou o maior aumento na expecta-tiva de vida do ser humano, que sal-tou de cerca de 40 anos para aproxi-madamente 70 anos, e parte significa-tiva deste salto foi devido aos avan-os da qumica. Entretanto, uma par-cela significativa dos atuais seis bi-lhes de habitantesdo planeta no tmacesso a alimentosem quantidade e qua-lidade adequadas.Tambm, cerca de 1bilho de pessoas

no tm acesso agua potvel de boaqualidade e 1,3 bilhovivem em locais em que a qualidadedo ar imprpria. Vale ressaltar queos danos ao ambiente e a preocupa-o com a questo ambiental no soto atuais. Na Roma Antiga, atividadescomo curtumes, matadouros, lavande-

rias e fabricao de azeite, s erampermitidas em locais desabitados e, naGrcia Antiga, era exigida autorizaoespecial para a construo de curtu-

mes e fundies de prata.A qumica ambiental uma das re-as da cincia que mais tem crescidonas ltimas dcadas. Ela procura en-tender a composio e o comporta-mento do solo, da gua e do ar, quaisas interaes complexas entre esses

sistemas, como eles soinfluenciados pelas ativi-dades humanas e quaisso as suas conseqn-cias. Os conhecimentosacumulados com essesestudos tm contribudo

de forma significativa napreveno e correo deproblemas ambientais,

por exemplo, pela produo de plsti-cos (usados em embalagens e utens-lios) que se degradam facilmente noambiente, a descoberta de produtosusados como propelentes e em siste-mas de refrigerao que no danificam

AQumica, de formaampla, pode ser definidacomo o ramo da cincia

dedicado observao,transformao e

construo.

a servio da

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a camada de oznio e a reciclagemde materiais como metais, plsticos,papel e borrachas. Esses novos pro-cedimentos e iniciati-vas, comumente cha-mados de QumicaVerde, tm como focodesenhar produtos e

processos que redu-zam ou eliminem o usoe a produo de subs-tncias danosas ouperigosas sade hu-mana e ao ambiente. Os conhecimen-tos gerados tambm podem servir deguia para mudanas no comportamen-to humano, esclarecendo a socieda-de sobre os riscos ambientais que cer-tos produtos e atitudes oferecem e apossibilidade de substitu-los por ou-tros menos nocivos.

Entretanto, a segurana do ambi-

ente no um problema local ou pon-tual e exige esforos concentrados detodo o planeta. A geoqumica tem fei-to muitos progressos no entendimen-to da qumica da terra e seus compo-nentes, incluindo rios, lagos e oceanos.Muitos desses envolvem teorias fun-damentais como a termodinmica,mas em escala muito maior que a

molecular. A qumica da atmosferatem, tambm, contribudo bastantepara elucidar com detalhes vrias

questes ambientais,como a depleo dacamada de oznio, oaquecimento global eo seqestro de car-

bono. Na dcada de1970 surgiu a primei-ra pista de que oscompostos generica-mente denominados

de CFCs (do ingls chlorine-fluorine-carbon) podiam estar destruindo acamada de oznio, localizada na es-tratosfera, e que prote-ge a Terra dos raios so-lares ultravioleta que,entre outras aes, socancergenos. Por iro-nia, os CFCs foram es-

pecialmente escolhidospelos cientistas da DuPont, para uso em re-frigerao e como pro-pelentes, por sereminertes. Entretanto, es-ses gases so levados estratosfera superior e, nessa altitu-de, a intensa luz ultravioleta do sol pro-

move a quebra de ligaes liberandoos tomos de cloro, que atuam comoiniciadores de reaes em cadeia.Esse processo foi elucidado por PaulCrutzen, Mario Molina e SherwoodRowland que, em 1995, receberam oPrmio Nobel de Qumica. Embora osEstados Unidos tivessem banido o uso

desses compostos desde 1976, omundo precisou de mais de uma d-cada para abrir os olhos para este pro-blema, quando, em 1985, cientistasdescobriram um buraco potencialmen-te catastrfico na camada de oznio.Essas descobertas levaram a Organi-zao das Naes Unidas (ONU) a re-

digir o Protocolo deMontreal, em 1987,com ajustes e emen-das posteriores,adotando medidaspreventivas para re-

gulamentar o totaldas emisses mun-diais de substncias(CFCs e halons) quedeterioram a cama-da de oznio, emfuno da evoluo

dos conhecimentos cientficos e ten-do em conta consideraes tcnicas

Novas sub-reas

temticas estoemergindo e

representam de formaampla os principais focos

atuais da Qumica.

Qumica Verde temcomo foco desenhar

produtos e processosque reduzam ou

eliminem o uso e aproduo de substnciasdanosas ou perigosas

sade humana e aoambiente.



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e econmicas. O objetivo era reduzirem 50% a produo e consumo des-sas substncias at 1999, em relaoaos nveis calculados de produo econsumo de 1986, com o objetivo fi-nal de elimin-las, o que de fato ocor-reu.

A interao de gases como o CO2com a terra e a gua tambm objetode estudos da qumi-ca do ambiente. Odixido de carbonoproduzido principal-mente pela respiraode plantas e animais equeima de combust-veis tambm fixadono processo de fotos-sntese. Embora a mo-lcula de CO2 seja

aparentemente ino-fensiva, os nveis crescentes desse ede outros gases em nvel de traos naatmosfera tm provocado um aumen-to global da temperatura, conhecidocomo efeito estufa. A temperatura dasuperfcie da Terra governada pelobalano da luz solar incidente que refletida de volta ao espao e a que retida pela converso em energia tr-mica. Os gases estufa absorvem par-te da radiao infravermelha e impe-dem sua transmisso de volta ao es-pao, o que provoca mudanas neste

balano e pode afetar a temperaturaglobal. Outros gases, como o vapordgua, tambm contribuem para oefeito estufa, mas o CO2 particular-mente importante porque o aumentodos nveis deste gs na atmosfera estrelacionado atividade humana. NaConferncia da ONU sobre mudanasclimticas, realizada em Quioto, Japo,em dezembro de 1997, 39 pases de-senvolvidos firmaram o compromissode adotar um protocolo segundo oqual os pases industrializados reduzi-riam suas emisses combinadas de

gases de efeito estufa (dixido de car-bono, metano, xido nitroso, hidrofluor-carbonos, perfluorcarbonos, hexa-fluoreto de enxofre) em pelo menos 5%em relao aos nveis de 1990, at operodo entre 2008 e 2012. Ficou acor-dado que cada Parte do Protocolodeveria adotar polticas nacionais emedidas correspondentes para atenu-

ar a mudana do clima, limitando suasemisses antrpicas, protegendo e au-mentando os sumidouros e reservat-rios desses gases. O Protocolo prevtambm a criao de MDL (Mecanis-mos de Desenvolvimento Limpo), queconsiste na possibilidade de um pasindustrializado financiar projetosambientais em pases em desenvolvi-

mento, como forma decumprir parte de suameta de reduo deemisses. O compro-misso promete revertera tendncia histricade crescimento dasemisses nesses pa-ses, iniciada h 150anos. No entanto, oProtocolo de Quioto

teve metas muito maismodestas que o Protocolo de Montre-al. Enquanto o Protocolo de Montrealprevia proibio total da produo dosCFCs, o Protocolo de Quioto pediaapenas a estabilizao, ou cortes re-lativamente pequenos, das emissesdos gases estufa, que no foi acatadopelos principais responsveis poressas emisses, como os EstadosUnidos.

muito pouco provvel que a mai-or parte da produo de energia nasprximas dcadas

seja outra seno aqueima de combust-veis fsseis. O se-qestro de carbono,que uma tentativade reter o dixido decarbono depois dacombusto em um lu-gar seguro, talvez sejauma das alternativaspara contornar os pro-blemas causadospelo excesso de emis-ses.

Os Cadernos Temticos de Qumi-ca Nova na Escola abordam temasatuais da Qumica com o objetivo depermitir o acesso dos professores queatuam nos nveis de ensino fundamen-tal e mdio, a bibliografia atualizada emlngua portuguesa sobre temas sele-cionados. A primeira srie de Cader-nos produzida em 2001, abordou te-

mas relacionados com os materiais, avida e o ambiente.

O primeiro nmero da srie de Ca-dernos Temticos de Qumica Nova naEscola dedicado qumica ambientalcontm cinco artigos que abordam te-mas relevantes compreenso dasinmeras transformaes pelas quaisa Terra vem passando, ao longo dosaproximados 4,5 bilhes de anos deexistncia, e os impactos decorrentesdo surgimento da vida no nosso pla-neta, principalmente aqueles resultan-tes de atividades antrpicas, agrava-dos nas ltimas dcadas.

No artigo A evoluo da atmosfe-ra terrestre, W. F. Jardim fez um para-lelo entre a termodinmica e o concei-to de vida. Dentro de uma concepoqumica abrangente de vida, planetas

vizinhos Terra, como Marte e Vnus,so considerados estreis por contade suas atmosferas encontrarem-seem equilbrio termodinmico; ao pas-so que a atmosfera terrestre est mui-to distante deste equilbrio, coexistin-do espcies oxidantes poderosas comum elevado nmero de espcies redu-zidas em constantes transformaes.

Ambas as formas resultam principal-mente de processos biolgicos, ouseja, da vida. E foi o surgimento da vidaque desencadeou um dos maiores im-

pactos ambientais

ocorridos na Terra, amudana da atmosfe-ra redutora para umaatmosfera altamenteoxidante, forando osorganismos vivos quehabitavam o planeta auma readaptao.

Embora o processode evoluo tenha du-rado bilhes de anos,nas ltimas dcadas,mudanas significati-vas na composio da

atmosfera terrestre vm acontecendo,principalmente, na concentrao degases minoritrios com importantespapis na qumica da atmosfera. A. A.Mozeto, no artigo Qumica atmosfri-ca: a qumica sobre as nossas cabe-as, discutiu a estrutura (diviso emcamadas) e composio atual da at-mosfera terrestre de uma forma deta-

Na Conferncia da ONU

sobre mudanas

climticas, realizada emQuioto, Japo, 39 pases

desenvolvidos firmaram ocompromisso de adotar

um protocolo segundo o

qual os pasesindustrializados

reduziriam suas emissescombinadas de gases de

efeito estufa.

Em 1985, cientistas

descobriram um buracopotencialmente

catastrfico na camadade oznio. Essas

descobertas levaram a

ONU a redigir oProtocolo de Montreal,

em 1987.



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lhada e bastante did-tica, destacando suasfunes vitais e astransformaes de-correntes de reaesqumicas e fotoqu-micas, com efeitosbenficos de prote-o das diversas for-mas de vida na Terra,alm dos efeitos deletrios como o bu-raco na camada de oznio e apotencializao do efeito estufa.

Um dos maiores desafios na atua-lidade o atendimento demanda porgua de boa qualidade. M. T. Grassichamou ateno para esta questo noartigo As guas do planeta terra, ad-vertindo que, embora cerca de 71% dasuperfcie do planeta seja coberta por

gua, apenas 0,77%so de gua doce dis-ponvel, distribudosem diversos compar-timentos. A qualidadedessa gua doce dis-ponvel vem se dete-riorando de formacrescente, especialmente nos ltimos50 anos, fruto de um conjunto de ativi-dades humanas. Para contornar esteproblema, discute-se duas estratgi-as adotadas no controle da poluioaqutica: (1) reduo na fonte; (2) tra-

tamento dos resduos para remover oscontaminantes ou convert-los em for-mas menos nocivas. A discusso dei-xa evidente que o uso sustentvel dagua vital para a so-brevivncia no plane-ta, uma vez que a vidafloresceu na gua e impossvel conceb-la sem este recursofundamental.

Muito embora in-dispensvel vida, agua com a qualidade comprometida

um dos principais vetores na trans-misso de doenas. Estima-se que65% das internaes hospitalares decrianas menores de 10 anos no Bra-sil (dados do BNDES, 1998) esto as-sociadas falta de saneamento bsi-co. Diante deste quadro alarmante, J.R. Guimares e E. A. A. Nour traaramum perfil da situao atual de tratamen-

to de guas residuaisno Brasil e os princi-pais processos de tra-tamento, envolvendoos fsico-qumicos e osbiolgicos, no artigoTratando nossos es-gotos: processos queimitam a natureza.

Alm da preocupa-o com o destino e tratamento deguas residuais, um outro aspecto re-levante abordado no primeiro Cader-no Temtico dedicado qumicaambiental o grande volume de res-duos slidos gerados pela explosodemogrfica nas ltimas dcadas. P.S. Fadini e A. A. B. Fadini, no artigoLixo: desafios e compromissos dis-cutiram os aspectos qumicos e biol-

gicos relacionados aolixo e propem umconjunto de soluesque concilie desenvol-vimento associado sustentabilidade am-biental e qualidade devida.

No entanto, para melhor compre-ender a dinmica do planeta e o im-pacto global decorrente das mudan-as ocorridas ao longo de bilhes deanos de evoluo e as ocorridas maisrecentemente, necessria uma ava-

liao num contexto mais amplo. Estevolume, dedicado qumica ambiental,fecha um ciclo que envolve os trsgrandes compartimentos do globo ter-

restre: atmosfera, hi-drosfera e litosfera.Embora muitas vezestratados separada-mente por questes di-dticas, percebe-seclaramente as suasinter-relaes nos arti-gos discutidos anterior-

mente e nos trs outros artigos deste

caderno temtico: Aspectos relevan-tes da biogeoqumica da hidrosfera,Fluxos de matria e energia no reser-vatrio solo: da origem importnciapara a vida e Ciclos Globais de Car-bono, Nitrognio e Enxofre: A Impor-tncia na Qumica da Atmosfera.

Nesse contexto, vale ressaltar que,s o uso adequado da qumica pode-

Este volume, dedicado

qumica ambiental, fecha

um ciclo que envolve ostrs grandes

compartimentos doglobo terrestre:

atmosfera, hidrosfera elitosfera.

Os Cadernos Temticos

de Qumica Nova naEscola abordam temas

atuais da Qumica.

S o uso adequado da

qumica podercontribuir para mitigar a

fome, melhorar aqualidade de vida e

conforto da populao.

r contribuir para mitigar a fome, me-lhorar a qualidade de vida e confortoda populao, construir uma indstriasustentvel, bem como preservar oambiente e o patrimnio artstico e cul-tural. Sem a Qumica seria impossvelmanter a qualidade de vida da huma-nidade com alimentos, segurana am-biental, longevidade e conforto.

Para saber mais

Protocolo de Montreal: http://

l nwe b 1 8 . wor ld b a nk . o rg /ESSD / e n v e x t . n s f / 4 9 B y D o c N a m e / MontrealProtocol

Protocolo de Quioto: http://w w w . m c t . g o v . b r / c l i m a / q u i o t o / protocol.htm

JARDIM, W. F. A evoluo daatmosfera terrestre. Cadernos Temticosde Qumica Nova na Escola Qumica

Ambiental, n. 1, p. 5 8, 2001.FADINI, S. P. e FADINI, A. A. B. Lixo:

desafios e compromissos. CadernosTemticos de Qumica Nova na Escola

Qumica Ambiental, n. 1, p. 9 18,2001.

GUIMARES, J. R. e ABDUL NOUR,E. A. Tratando nossos esgotos:processos que imitam a vida. CadernosTemticos de Qumica Nova na Escola

Qumica Ambiental, n. 1, p. 19 30,2001.

GRASSI, M. A. As guas do planetaterra. Cadernos Temticos de QumicaNova na Escola Qumica Ambiental, n.1, p. 31 40, 2001.

MOZETO, A. A. Qumica atmosfrica:

a qumica sobre as nossas cabeas.Cadernos Temticos de Qumica Nova

na Escola Qumica Ambiental, n. 1, p.41 49, 2001.

DE ANDRADE, J.B.; CADORE, S.;VIEIRA, P.C. e PINTO, A.C. EixosMobilizadores em Qumica, QumicaNova, n. 26(3) p. 445-451, 2003.

Luciana Almeida Silva Doutora em Qumica eProfessora Adjunta do Departamento de Qumica Gerale Inorgnica do Instituto de Qumica da UniversidadeFederal da Bahia. [email protected]. Jailson B. de Andrade Professor Titular do Departamento de Qumica Gerale Inorgnica do Instituto de Qumica da UFBA,Coordenador do Laboratrio de Pesquisas eDesenvolvimento em Qumica (LPQ) e Editor doJour-

nal of the Brazilian Chemical Society. [email protected].


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