QUÍMICA QUÍMICA

AMBIENTAL AMBIENTAL

Prof. : Rivaldo SampaioProf. : Rivaldo Sampaio QuímicaQuímica

• 1992: Rio de Janeiro, Brasil, Conferência da O.N.U. sobre o Desenvolvimento e Meio Ambiente, Rio-92:

a Educação Ambiental é considerada fundamental para que se atinja o desenvolvimento sustentável por parte de um

país;

Obs.: AGENDA 21: preconiza o desenvolvimento sustentável dos países para o século XXI, compatibilizando a conservação

ambiental, a justiça social e o crescimento econômico.

MEIO AMBIENTE :MEIO AMBIENTE :

• é o conjunto de condições, leis, influências, alterações e interações de ordem física, química e biológica, que permite, abriga e rege a vida em todas as suas formas (art. 3º, I, da Lei 6.938, de 31.8.81).

   

O HOMEM X MEIO AMBIENTE :O HOMEM X MEIO AMBIENTE :

• o homem é um grande modificador do meio

• início: domínio do fogo (queima de matas e florestas para o plantio e obtenção de combustível)

• modificação do meio de acordo com suas necessidades e crescimento vertiginoso da população

• conseqüências: erosão e desertificação do solo e poluição do meio ambiente em geral

• resultado: não poderá suportar indefinidamente os subprodutos introduzidos em seu meio ambiente natural.

POLUIÇÃOPOLUIÇÃO

ARAR

DODO

COMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICACOMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICA

Gases % em Volume

Nitrogênio Oxigênio

Vapor de águaArgônio

Dióxido de CarbonoNeon Hélio

Metano

78.1% 21%

varia de 0 - 4% 0.93%

por volta de 0.3% abaixo dos 0.002%

0.0005% 0.0002%

PRINCIPAIS PRINCIPAIS POLUENTES DO ARPOLUENTES DO AR

COCO22

CHCH44

NONONONO22

CFCs, HCFCs, HFCsCFCs, HCFCs, HFCsCOCOSOSOOO33

DIÓXIDO DE CARBONO (CODIÓXIDO DE CARBONO (CO22))

• FONTES respiração, decomposição de plantas e animais e

queimadas naturais de florestas; queima de combustíveis fósseis, desflorestamento,

queima de biomassa e fabricação de cimento

• CONCENTRAÇÃO antes 1750 - 280 ppmv (partes por milhão por volume ) em 1992 – 355 ppmv atualmente – 400 ppmv

• EFEITOS Principal gás do “efeito estufa”

METANO (CHMETANO (CH44))

• FONTES Matéria orgânica em decomposição Cultivo de arroz, queima de biomassa, queima de

combustíveis fósseis

• CONCENTRAÇÃO Atual – 1,72 ppmv Antes Revolução Industrial – 0,8 ppmv

• EFEITOS Pulmões Sistema cardiovascular e sistema nervoso

• FONTES Oceanos, florestas tropicais 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, NOÓXIDOS DE NITROGÊNIO (NO, NO22))

• EFEITOS Inflamações do sistema respiratório Chuva ácida Reduz fotossíntese

HALOCARBONOS (CFCs, HCFCs, HFCs)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 ppt - 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)MONÓXIDO DE CARBONO (CO)

• FONTES Tráfego (veículos) Indústrias Vegetação

• CONCENTRAÇÃO A 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

Concentração atmosférica de

CO (ppm)

Tempo médio para acumulação

(minutos)Sintomas

50 150 Dor de cabeça leve

100 120Dor 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 (SODIÓXIDO DE ENXOFRE (SO22))

• FONTES Combustão (petróleo e carvão mineral) Veículos à diesel Erupções vulcânicas

• EFEITOS Sistema respiratório Problemas cardiovasculares Chuva ácida

A CHUVA É, NATURALMENTE, UM POUCO 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

• as chuvas ácidas são causadas principalmente pelos:

1. óxidos de nitrogênio: (NO e NO2)

N2(g) + O2(g) → 2NO(g)

2NO(g) + O2(g) → 2NO2(g)

3NO2(g) + H2O(l) → 2HNO3(aq) + NO(g)

2. óxidos de enxofre: (SO2)

SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq)

2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(g)

SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)

• consequências:

A água dos rios e lagos se torna ácida e, conseqüentemente, imprópria para à vida de peixes e outras espécies.

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)

OZÔNIO (OOZÔNIO (O33))

• FONTES reação dos hidrocarbonetos e óxido de nitrogênio na

presença de luz solar

• CONCENTRAÇÃO 0,3 ppmv

• EFEITOS Irritação dos olhos e vias respiratórias Envelhecimento precoce e corrosão dos tecidos

EFEITO ESTUFAEFEITO ESTUFA

EE

BURACO NA CAMADA BURACO NA CAMADA DE OZÔNIODE OZÔNIO

Mocinho ou vilão?

ENTENDENDO O EFEITO ESTUFA

Efeito Estufa natural (“mocinho”)Efeito Estufa natural (“mocinho”): 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 (“vilão”)Em conseqüência da poluição (“vilão”): Se deve principalmente pelo (CO2), (CH4), (N2O), clorofluorcarbonetos (CFCs), hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs) e (SF6)

O SUPERAQUECIMENTO GLOBAL E SUAS CONSEQÜÊNCIAS

INVERSÃO TÉRMICA E SMOG :INVERSÃO TÉRMICA E SMOG :

• Smog = smoke (fumaça) + fog (neblina)

• em 1952, em Londres, o smog

provocou a morte 3,5 a 4 mil pessoas

Derretimento de geleirasDerretimento de geleiras

InundaçõesInundações

DesertificaçãoDesertificação

FuracõesFuracões

Ondas gigantesOndas gigantes

Fome e misériaFome e miséria

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

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.

ESTAMOS PERDENDO PROTEÇÃO

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)

CONHEÇA AS RADIAÇÕES ULTRAVIOLETASCONHEÇA 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 são parcialmente absorvidos pela camada de ozônio

vermelhidão na pele e diferen- tes tipos de câncer de pele

UVC < 280 totalmente absorvidos pela c O3

podem danificar a córnea

QUIMICAMENTE TEMOS:

• equilíbrio natural entre formação e destruição do ozônio

OOUVO

DESTRUIÇÃO

OOO

OOUVO

FORMAÇÃO

23

32

2

:

:

COMO SE FORMA O BURACO NA CAMADA DE OZÔNIO?

• os CFCs sobem lentamente para camadas superiores à camada de ozônio. Os raios ultravioletas decompõe os CFCs, liberando átomos de Cloro (Cl). O cloro como é mais denso, desce, voltando para a camada de ozônio, destruindo-a.

OClClO

OClOOCl

23

• MECANISMO REACIONAL:

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 2003, com 28,2 milhões de

Km2

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.

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

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

O MATERIAL E O TEMPO GASTO PARA SUA DECOMPOSIÇÃO

MATERIAL TEMPO

restos orgânicos algumas semanas

papéis 3 a 6 meses

goma de mascar 5 anos

lata de alumínio 100 anos

vidro 10.000 anos

plástico 100 anos

cimento 50.000 anos

embalagens longa vida 100 a 200 anos

borracha tempo indeterminado

filtro de cigarro 5 anos

tampa de garrafa 150 anos

pano 6 meses a um ano

Incêndio em Santa MariaIncêndio em Santa Maria

Intoxicação por cianeto ( CN - ) :

* De onde veio ?

decomposição do isocianato de metila (H3CNCO), presente na espuma de poliuretano (isolamento acústico)

V.L.T. = 20 p.p.b. (olfato humano: acima de 200 p.p.b.)

V.L.T. (p/ CO) = 39 p.p.b.

•Quais são os sintomas ?

-corrosivo ao trato respiratório;

-dores de cabeça, fraqueza, tontura, náuseas, respiração difícil e vômito;

-cianose (cor azulada da pele);

-batimentos cardíacos fracos e irregulares, perda da consciência, convulsões, coma e morte.

-bloqueia a cadeia respiratória e, por conseguinte, a síntese de ATP :

CN - : afinidade pelo Fe 3+ da enzima citocromo C oxidase (inativando-a)

TRATAMENTO :TRATAMENTO :

• Administrar :

NaNO2 (nitrito de sódio)

* oxida o Fe2+ da hemoglobina a Fe3+ (metemoglobina)

* função: metemoglobina compete pelo CN- deslocando-o da citocromo C oxidase desbloqueando a cadeia respiratória

Na2S2O3 (tiossulfato de sódio)

* converte o CN- em SCN- (tiocianato) :

S2O3 2- + CN- → SCN- + SO3

2-

* função: o tiocianato é menos tóxico e excretado na urina

Hidroxicobalamina + Na2S2O3 : (alternativa ao tratamento com nitrito de sódio que é tóxico)

* o CN- se liga ao cobalto da molécula (íon-complexo) formando a cianocobalamina (Vit. B12)

* função : a cianocobalamina é não-tóxico e liberado na urina