Química Ambiental Aula 6 Química da Atmosfera -- Parte I ?mica-atmosférica... · A atmosfera terrestre

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  • Aula 6Aula 6

    Qumica da Atmosfera Qumica da Atmosfera -- Parte IParte I

    Universidade Federal de Juiz de ForaInstituto de Cincias ExatasDepartamento de Qumica

    Qumica Ambiental

    Qumica da Atmosfera Qumica da Atmosfera -- Parte IParte I

    1.1. Composio qumica e a poluio da atmosferaComposio qumica e a poluio da atmosfera

    2.2. Regies da atmosferaRegies da atmosfera

    33. . Transporte de substncias e os Ciclos biogeoqumicosTransporte de substncias e os Ciclos biogeoqumicos

    Prof. Rafael Arromba de SousaJuiz de Fora, 2o semestre de 2015

    1

  • IntroduoIntroduo

    Pode-se assumir, com boa aproximao, que nosso planetanosso planeta

    um sistema fechado em termos de fluxos de massaum sistema fechado em termos de fluxos de massa,

    sem entrada ou sada de material

    importante conhecer ascaractersticas da atmosfera

    No poluir a atmosferaconsiderando que os poluentes sediluem ao serem dispersados ...

    2

  • A atmosfera terrestre atmosfera terrestre uma fina camada gasosa que envolve a Terra, sendo formada por diferentes gases que se distribuem em camadas

    Formao da atmosfera:

    No incio da formao do planeta Terra: atmosfera composta por gases comometanometano, amniaamnia, vaporvapor dede guagua e gsgs carbnicocarbnico - resultantes das constanteserupes vulcnicas e de colises de meteoros na superfcie

    Introduo Introduo Definio e HistricoDefinio e Histrico

    erupes vulcnicas e de colises de meteoros na superfcie

    Em uma segunda fase, surgiram os primeiros organismos vivos querealizaram fotossntese, absorvendo o gsgs carbnicocarbnico da atmosfera etransformando-o em oxigniooxignio.

    6 COCO2 + 12 HH22OO CC66HH1212OO66 + 6 OO22 + HH22OO

    (Glicose)

    Ocorreu a maior transformao causada no planeta pelos organismos vivos: a atmosfera tornoua atmosfera tornou--se cheia de oxigniose cheia de oxignio 3

  • Introduo Introduo -- Composio qumica geralComposio qumica geral

    A Terra tem aproximadamente 4,5 bilhes de anos e ao longo desse perodo a atmosfera sofreu modificaes a atmosfera sofreu modificaes que permitiram o

    surgimento e manuteno da vida

    Dados da provvel composio (%) da atmosfera terrestre antes e aps o aparecimento de vida

    Gs Vnus Marte Terra** Terra

    CO2 96,5 95 98 0,035

    N2 3,5 2,7 1,9 79

    O2 Traos 0,13 Traos 21

    Argnio Traos 1,6 0,1 1,0

    ** Composio provvel antes do aparecimento da vida no planetaComposio provvel antes do aparecimento da vida no planeta 4

  • Caracterstica da atmosfera que favorece a vidafavorece a vida: carter oxidante

    21% de gs oxignio (coexiste com formas reduzidas como monxidomonxido dedecarbonocarbono e xidoxido nitrosonitroso)

    A composio geral resultado

    Introduo Introduo -- Composio Composio qumica geralqumica geral

    A composio geral resultadoda vida que vem se desenvolvendo

    OO teorteor dede oxigniooxignio quasequase

    todotodo produtoproduto dada fotossntesefotossntese

    OutrasOutras fontesfontes contribuemcontribuem comcom

    menosmenos dede umum bilionsimobilionsimo dodo estoqueestoque dede

    OO22 queque respiramosrespiramos

    5

  • - Menos molculas - T chegam a 1000C

    - Diferentes espcies- T chegam em 12000C(Abs de radiao de

    alta energia)

    Atmosfera Atmosfera Composio qumica e as camadasComposio qumica e as camadas

    ou ou TermosferaTermosfera

    Ordem e dimenso das camadas:Ordem e dimenso das camadas:

    - Contm 80% dos gases atmosfricos- Th mx -- 60600C- Fenmenos

    meteorolgicos

    - Molculas de O3- T de -- 60 60 at 000C

    (abs de UV)

    - T chegam a 1000C(camada mais fria)

    6

  • Co

    mp

    osio

    gasosa d

    e cad

    a camad

    a:C

    om

    po

    sio gaso

    sa de

    cada cam

    ada:

    Absoro do Absoro do ultravioleta de alta ultravioleta de alta

    potncia potncia < < 220nm220nm

    Absoro do ultravioleta de Absoro do ultravioleta de 200 200 330 nmnm

    7

    Absoro do ultravioleta de Absoro do ultravioleta de

    Ultravioleta, visvel e Ultravioleta, visvel e infravermenlhoinfravermenlho

  • Outras funes protetoras

    -- Evita os impactos de corpos celestes (meteoros)

    -- Mantem parte do calor solar, impedindo sua imediata irradiaopara o espao

    Atmosfera Atmosfera -- ImportnciaImportncia

    para o espao

    -- Impede variaes bruscas de temperatura e radiaes extremamente energticas, favorecendo a vida terrestre

    -- Atua como um condensador que transporta gua dos oceanos aos continentes

    8

  • TroposferaTroposfera a camada importante para a sobrevivncia dos

    seres aerbios

    CARACTERSTICAS

    Forte interao com aLitosfera e com a Hidrosfera

    Composio variada

    Substncias Concentrao em ppm

    Nitrognio (N2) 780 840.00

    Oxignio (O2) 209 460.00

    Argnio (Ar) 9 340.00

    Dixido de Carbono (CO2) 315.00

    - GasesGases**

    - Lquidos

    - Slidos

    Nenio (Ne) 18.00

    Hlio (He) 5.20

    Metano (CH4) 1.20

    Criptnio (Kr) 1.10

    xido de Nitrognio (N2O) 0.50

    Hidrognio (H2) 0.50

    Xennio (Xe) 0.08

    Existem tambm milhares de constituintesExistem tambm milhares de constituintes--trao trao 170 tipos de interaes qumicas (estimativa)

    (**) Composio mdia do ar seco no nvel do mar (SEIN FELD, 1984)9

  • TroposferaTroposfera a camada importante para a sobrevivncia dos seresaerbios

    OUTRAS CARACTERSTICAS

    Forte interao com a Litosfera e com a Hidrosfera

    Composio variada (gases, lquidos e slidos) Composio variada (gases, lquidos e slidos)

    Materiais lquidoslquidos e slidosslidos em suspenso

    - Origem natural (vulces, queimadas)

    - Origem antropognica (poluio)

    10

  • Ao humana Modificaes significativas a partir da Revoluo industrial

    POLUIOPOLUIO:chuva cidachuva cida,, efeito estufa efeito estufa ee depleo da camada de ozniodepleo da camada de oznio

    Atmosfera Atmosfera -- Efeitos da poluioEfeitos da poluio

    nna troposferaa troposferanana

    estratroposferaestratroposfera

    11

    nna troposferaa troposfera estratroposferaestratroposfera

  • Exemplos de FATOS HISTRICOS relacionados POLUIO ATMOSFRICA:

    -- DezDez.. 19301930 Vale de Meuse, Blgica: grossa camada de poluio por 5dias ( 63 mortos e doenas em cerca de 6000 pessoas )

    -- OutOut.. 19481948 o mesmo em Donova (Pensilvnia, EUA): 20 mortos equase metademetade dada populaopopulao ficouficou doentedoente

    Atmosfera Atmosfera -- Efeitos da poluioEfeitos da poluio

    -- DezDez.. 19521952 Londres: durante 5 dias ocorreram 4000 mortes (outrosepisdios na cidade em 1953 e 1962)

    -- 19531953, 19631963, 19661966 episdios de forte poluio em Nova York

    A partir desses episdios alguns pases passaram a legislar, regulamentar eimplementar tecnologias para reduo da poluio

    NoNo BRASILBRASIL graves problemas ocorreram na cidade de graves problemas ocorreram na cidade de CubatoCubato 12

  • Contexto econmico e ambiental da poluio atmosfrica:

    11)) OO crescimentocrescimento populacionalpopulacional alteraaltera constantementeconstantemente aa atmosferaatmosfera

    Por meio do lanamento de gases e partculas ... Modificando as trocas de gua e energia, alterando a qum. atmosfrica

    Substituindo/removendoSubstituindo/removendo aa coberturacobertura naturalnatural queque barrambarram osos ventosventos

    Atmosfera Atmosfera -- Efeitos da poluioEfeitos da poluio

    Substituindo/removendoSubstituindo/removendo aa coberturacobertura naturalnatural queque barrambarram osos ventosventos RReduzindoeduzindo aa quantidadequantidade dede guagua evaporada,evaporada, aumentandoaumentando oo fluxofluxo dede

    calorcalor sensvelsensvel

    MudandoMudando aa circulaocirculao locallocal ee oo ngulongulo dede recebimentorecebimento dada luzluz solarsolar

    22)) ExistemExistem diferentesdiferentes tipostipos dede poluentespoluentes

    Compreendem partculas e gases em concentraes que colocam emperigo a sade dos organismos,, alterandoalterando aa dinmicadinmica ambientalambiental ee dosdos processosprocessosfsicosfsicos

    13

  • PartculasPartculas

    PartculasPartculas maioresmaiores concentram-

    Caractersticas gerais dos poluentespoluentes

    Atmosfera Atmosfera -- Efeitos da poluioEfeitos da poluio

    PartculasPartculas maioresmaiores concentram-se prximas ao solo (gravidade)

    EmEm geral,geral, diminuem apenetrao da luz afetando o clima pormeio de efeitosefeitos fsicosfsicos

    GasesGases poluentespoluentes afetam o clima por meio de reaesreaes qumicasqumicas

    14

  • Os poluentes tm efeitos sobre a sade !

    PARTCULAS FINASalergias respiratrias em geral, silicose e cncer de pulmo

    Espirros, tosse, dor de garganta, bronquite

    PARTCULAS ORGNICAS: cncer, mutao gentica e malformao de fetos

    EMISSES GASOSASAgravamento das alergias respiratrias

    Dor de cabeaFalta de ar

    ArritmiaChuva cida ...

    Irritao nos olhos e Reduo de visibilidade15

  • Poluentes na Atmosfera...Poluentes na Atmosfera...

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    http://pibid-bio-uepg.blogspot.com.br/2012/05/meio-ambiente-impactos-ambientais-e.html; acessado 08-10-14

    Demandam uso de tecnologias de controle e de minimizao da poluioDemandam uso de tecnologias de controle e de minimizao da poluio

  • Disperso atmosfrica de contaminantes

    O termo DISPERSO ATMOSFRICA usado para referir-se ao espalhamento de poluentes gasosos devido aos efeitos convectivos e turbulentos do

    escoamento atmosfrico

    ALM DISSO, a disperso resultado de mecanismosmecanismos dede trans