consequências da poluição do ar
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consequências da poluição do ar
O ESTUDO DA POLUIÇÃO DO AR RESTRINGE-SE À BAIXA ATMOSFERA (TROPOSFERA E ESTRATOSFERA) EXTRATIFICAÇÃO TERMICA DA ATMOSFERA A termosfera possui aproximadamen te 190Km. Acima desta camada até 970Km a maior % é O2, depois e até 2400 km é He; depois até 9.799km o gás mais abundante é H2.. Na troposfera tem origem todas as massas de ar que caracterizam as mudanças climáticas na terra. O decréscimo da temperatura com a altitude na troposfera é de aproximadament e 0,650C por 100m, é o chamado gradiente vertical normal. POLUIÇÃO DO AR Entende-se por poluição do ar como sendo as modificações sofridas pela atmosfera natural, que possam, direta ou indiretamente, causar prejuízos ao homem, criando condições nocivas à saúde, segurança e bem estar, prejuízos à fauna, e à flora e, ainda, prejuízos aos demais recursos naturais em todas as suas utilizações consideradas normais. COMPOSIÇÃO DO AR USOS DO AR Manutenção da vida (recurso usado para manter o metabolismo dos seres vivos); manutenção de fenômenos naturais importantes relacionados com o clima; Comunicação; Transporte; Combustão; Receptor e transportador de resíduos FONTES POLUIDORAS Processos de combustão: cujos poluentes originam-se da combustão em automóveis, incineradores, centrais térmicas, queimadas, etc. Processos industriais: os poluentes têm origem em algum processo industrial, seja siderúrgico, químico, petroquímico, etc. Fontes ♦ Transporte de toda natureza ♦ Queima de combustíveis em fontes fixas ♦ Processos industriais ♦ Outras fontes Brasil (SP) 40,0% EUA Alemanha 50,6% 40,0% 30,0% 25,0% 5,0% 21,2% 17.2% 11,0% 30,0% 30,0% - Fonte Estacionária: chaminé de uma indústria (poluição pontual) Fonte móvel: difusa) automóveis (poluição CLASSIFICAÇÃO DOS POLUENTES Os poluentes atmosféricos tanto podem ser substancias que normalmente não estão presentes no ar, como podem ser um de seus constituintes normais produzidos por atividades humanas em quantidades excessivas (por exemplo o CO2 Quanto ao estado: gases - (CO, SO2...); partículas em suspensão (fuligem, pólen...); aerossóis (Ø < 10 micra). Quanto à origem: primários (CO, NO2...); secundários (H2SO4, PAN, SMOG...). Poluentes Primários São aqueles lançados diretamente no ar. São exemplos: SO2, NOx, CO e partículas como a poeira. Poluentes Secundários Formam-se na atmosfera por meio de reações que ocorrem devido à presença de certas substâncias químicas e determinadas condições físicas. Por exemplo, o SO3 ( formado pelo SO2 e O2 no ar)reage com o vapor d’água para produzir o H2SO4.. PRINCIPAIS POLUENTES Óxidos de Carbono (COx) Material Particulado (MP) Óxidos de Enxofre (SOx) Óxidos de Nitrogênio (NOx) Hidrocarboneto (HC) Ozônio (O3) CO2 O dióxido de carbono é o principal composto resultante da combustão completa(quantidades suficientes de oxigênio) de combustíveis fósseis e de outros materiais combustíveis que contenham carbono, além de ser gerado nos processos de respiração dos seres vivos. Dentre os gases estufa é o mais significativo CO2 CO - MONÓXIDO DE CARBONO Resulta da combustão incompleta de compostos orgânicos por falta de oxigênio; É um gás incolor, inodoro, venenoso e mais leve que o ar; Combina-se com a hemoglobina, diminuindo a capacidade do sangue de transportar oxigênio; CO - MONÓXIDO DE CARBONO CO - MONÓXIDO DE CARBONO Pode ser fixado por algumas plantas e algas; Os veículos automotores constituem a principal fonte; EUA lançam 64 milhões de toneladas/ano; Inglaterra lança 24 milhões; São Paulo lança 1 milhão; MATERIAL PARTICULADO No caso da poluição do ar, entende-se por material particulado as partículas de material sólido e líquido capazes de permanecer em suspensão, como é o caso da poeira, fuligem e das partículas de óleo, além de pólen. MATERIAL PARTICULADO As partículas podem ter origem nos processos de combustão(fuligem e partículas de óleo) ou então ocorrerem devido a fenômenos naturais, como é o caso da dispersão do pólen ou da suspensão de material particulado devido à ação do vento. MATERIAL PARTICULADO Fontes poluidoras • Usinas térmicas; • Siderúrgicas; • Altos fornos; • Indústria química; • Indústria de cimento (em SP: 200milhões de ton/ano); • Trânsito de veículos; • Queimadas; • Incineração de lixo. MATERIAL PARTICULADO Considerações: Partículas grosseiras sedimentam rapidamente; Partículas finas se associam com poluentes gasosos(aerossóis), que formam cúpula de lama atmosférica sobre os centros urbanos; As partículas podem ser arrastadas por fortes correntes aéreas, quando atingem elevadas altitudes, formando nuvens de pó (altitudes de 4 a 8 km); O chumbo é o tóxico metálico que mais afetou e afeta o homem, e pode ser detectado até a 100m de distância do ponto de lançamento. MATERIAL PARTICULADO Efeito das partículas Irritação crônica das mucosas das vias respiratórias; Transportam poluentes para os pulmões; Diminuem as radiações solares que ativam a produção de vitamina D; Redução progressiva da área respiratória, matando por asfixia; Cancer nas vias respiratórias; Disturbios digestivos; Redução da visibilidade; ÓXIDOS DE ENXOFRE SOx são os SO2 e SO3 existentes no ar; Originam-se no aquecimento de minérios, na fabricação de fertilizantes, de celulose e de ácido sulfúrico, na queima de petróleo, de carvão e óleo de combustível em centrais térmicas, siderúrgicas e meios de transporte. ÓXIDOS DE ENXOFRE SO2 é formado pela oxidação de enxofre. É um gás incolor, não inflamável, corrosivo, tóxico cujo odor é acre e irritante. Sufoca as ruas de uma cidade por ser relativamente pesado; SO2 → SO3 (freqüentemente); SO3 + H2O →H2SO4 (smog ácido) ÓXIDOS DE ENXOFRE Conseqüências dos SOx Irritam as vias respiratórias; Causam espasmos dos bronquíolos; Destroem a clorofila, bloqueando a fotossíntese; Provocam lesões e amarelamento nas folhas; Reduzem a resistência do vegetal às pragas; Corroem ferro, aço e mármore; Atacam as pinturas; Causam danos irreversíveis aos pulmões quando combinados com as partículas; Provocam a acidez na chuva. ÓXIDOS DE NITROGÊNIO NOx são oxidantes fotoquímicos, e são produzidos naturalmente por vulcões, queima de combustíveis fósseis , queimadas, etc. Aparecem mais concentrados nas cidades devido à queima de óleo diesel; Mais tóxicos que CO; Participam de fenômenos fotoquímicos que levam ao SMOG. ÓXIDOS DE NITROGÊNIO Conseqüências dos óxidos de nitrogênio Irritam olhos e pulmões; Provocam alterações sanguíneas; Destroem a clorofila; Causam edema pulmonar; Deterioram borrachas e tecidos; Provocam envelhecimento precoce; Atacam pinturas; Contribuem para a chuva ácida; Produzem ozônio na troposfera: NO2 UV NO + O O + O2 O3 *Destroem ozônio na estratosfera: 3NO+O3 3NO2 OZÔNIO O ozônio ( oxidante fotoquímico ) é um composto muito reativo e de vida curta. É capaz de desestabilizar proteínas, destruir microorganismos e prejudicar o crescimento das plantas. Troposfera .........10% Estratosfera.........90% OZÔNIO Camada de ozônio O ozônio na estratosfera forma uma camada de 30 Km de espessura que protege a terra das radiações UV. Formação do O3 UV O2 O + O O + O2 + M O3 + M M .....gás majoritário CMT. O3 .....0,1 ppm OZÔNIO Destruição NO + O3 NO2 + O2 NO2 + O NO + O2 Cl + O3 ClO + O2 ClO + O Cl + O2 O + O3 2O2 O + O3 2O2 OZÔNIO O3 na Antartida No inverno - circulação rotacional em torno de um ponto - vórtice polar - por vários meses de ar ali estacionados pode receber poluentes sem que haja luz ( solar ) suficiente para provocar a quebra das moléculas. Setembro - com o começo da primavera, os compostos clorados longamente acumulados começam a dissociarse e destruir o ozônio. 01 átomo de cloro destrói 100mil moléculas de O3 *O ferro da hemoglobina perde sua capacidade de ligar-se irreversivelmente ao oxigênio (NO2 NO3) - Metaemoglobina ou Cianose. *Edema pulmonar NO2 EFEITO DO O3 E DOS NOX O3 Pulmões Destruição de tecidos Alvéolos pulmonares Eritrócitos Edema pulmonar Cianose *Destruição da clorofila - O3 e Nox *Destruição de tecidos humanos, vegetais e animais - O3 . RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA Tipos de radiação ultravioleta em função do comprimento de onda Tipo de radiação ultravioleta Comprimento de onda característico(nm) UVA 320-400 Radiação com comprimento de onda muito próximo da luz visível (violeta), não é absorvida pela camada de ozônio. UVB 280-320 Vários efeitos prejudiciais, particularmente efetivos para causar danos ao DNA, sendo a causado melanoma e de outros tipos de câncer de pele, além de ser de ser apontada como um dos fatores de danos em materiais e em plantações. A camada de ozônio protege a Terra da maior parte da UVB. UVC <280 É extremamente prejudicial, mas é completamente absorvida pela camada de ozônio e pelo oxigênio na atmosfera. Fonte:Braga et al, 2005 Observações RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA A UV-B é o tipo de radiação UV mais nociva e está relacionada à forma mais estável de cancer de pele, o qual mata um número estimado em 100.000 pessoas por ano no mundo. Através do aumento desta radiação, cada queda de 1% na camada de ozônio pode aumentar o índice de câncer de pele em 4 a 6 %. EFEITOS DA UV SOBRE A SAÚDE HUMANA Agudo Insolação Enfraquecimento da pele Crônico Envelhecimento da pele Afinamento da epiderme Carcinogênico Câncer de pele Melanoma malígno Doenças dos olhos Cataratas Danos à retina Tumores na córnea Cegueira Condições agravantes pela exposição ao UV Susceptibilidade genética cânceres causados pelo sol Deficiências nutricionais Doenças infecciosas Distúrbios do sistema imunológico Consequência da Perda de Ozônio Degradação do Capital Natural Efeitos da Redução da Camada de Ozônio Saúde Humana • Queimaduras solares mais graves • Maior incidência de catarata • Mais vítimas de cânceres de pele • Suspenssão do sistema imunológico Alimentos e Florestas • Redução do rendimento de alguns produtos cultivados • Redução dos suprimentos de frutos do mar em decorrência da redução do fitoplâncton • Decréscimo da produtividade de florestas por espécie sensíveis à radiação de UV Animais Selvagens • Decréscimo da população de espécies aquáticas sensíveis à radiação UV • Redução da população de fitoplâncton da superfície • Desorganização das cadeias alimentares aquáticas pela redução do fitoplâncton Poluição do Ar e Materiais • aumento dos sedimentos ácidos • aumento do smog fotoquímico • Degradação de tintas e plásticos expostos ao ar livre Aquecimento global • Aquecimento acelerado por causa da redução da absorção oceânica do CO2 da amostra pelo fitoplâncton e CFCs agindo como gases de efeito estufa Câncer de Pele Ultravioleta A Ultravioleta B Camada fina de Células mortas pelo Epiderme Células escamosas Camada basal glândula sudorípara Células melanócitas Derme Células basal vasos sanguínios Carcinoma de Célula Escamosa Carcinoma de Célula Basal Melanoma Câncer de Pele Carcinoma de Célula Basal Melanoma Carcinoma de Célula Escamosa Maneiras de reduzir a exposição à nociva radiação UV O que você pode fazer? Reduzindo a Exposição à Radiação UV • Ficar longe do Sol, especialmente das 10 às 15 horas • Não usar câmaras nem lâmpadas de bronzeamento • Quando estiver sob o Sol, usar roupa e òculos para se proteger da radiação UV e UV-B. • Estar consciente de que o céu nublado não o protege. • Não se expor ao Sol se estiver tormando antibióticos ou pilulas contraceptivas • Se tiver pele clara, use filtro solar com fator de proteção entre 15 e 30 o tempo todo em que estiver sob o Sol. • Examine sua pele e o couro cabeludo pelo menos uma vez por mês para verificar a presença de pintas ou verrugas que mudam de tamanho, formato ou cor, ou de cortes que continuam vazando, sangrando e formando crosta. Se observar um desses sinais, consulte um médico imediatamente. EFEITOS DA UV SOBRE OS SERES VIVOS E MATERIAIS Pode destruir as células individuais em vegetais e animais e matar os microorganismos; Nos vegetais pode diminuir a fotossíntese, barrar o crescimento das folhas, danificar a qualidade das sementes e reduzir as colheitas; Pode matar grandes quantidades de organismos aquáticos; Acelera a dissolução de algumas tintas e plásticos FATORES QUE AFETAM A POLUIÇÃO DO AR Condições meteorológicas: temperatura, precipitação pluviométrica, umidade e ventos; Condições topográficas: irregularidades naturais (morros) e artificiais (edifícios). CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR Danos locais ou regionais: à saúde (Tabagismo), aos materiais, recursos naturais. Como principais danos locais podem ser citados: Smog Fotoquímico e Smog industrial Danos globais (envolvem todos os recursos do planeta): efeito estufa, chuva ácida, destruição da camada de ozônio. CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR DANOS À SAÚDE Desconforto, irritação, doenças crônicas (asma, bronquite, câncer), alterações nas funções fisiológicas, danos ao crescimento, ... e morte. CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR Material DANOS AOS MATERIAIS Dano Poluente Fator Metais Corrosão SO2, ácidos Umid./Temp Pintura Descoloraç. SO2, ácidos Umid/fungo Papel Quebradiço SO2, ácidos Luz solar Tecidos SO2, ácidos Corantes Manchas, resistência Desbotam. NO2 e SOx Umid./luz/ fungos Umid/luz Borracha Enfraquec. Oxidantes Luz solar CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR SMOG FOTOQUÍMICO •Esse Smog é típico de cidades ensolaradas, clima seco. Os principais agentes poluidores são os veículos que geram uma série de poluentes, principalmente óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono e hidrocarbonetos. •Esses gases sofrem várias reações na atmosfera por efeito da radiação solar, gerando novos poluentes. •COVs + NO-+ luz solar orgânicos Mistura de O3,, HNO3 , compostos •Destacam-se como principais poluentes os óxidos de nitrogênio, os radicais orgânicos (PAN, Peroxi Acetil Nitrato), o O3e alguns aldeídos CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR SMOG FOTOQUÍMICO •Primavera e verão; •T>240C; •Tempo claro com boa visibilidade; •Baixa umidade; •Aumento de O3; •Alta concentração de PAN. Los Angeles, Sidney, Cidade do México e São Paulo. CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR SMOG INDUSTRIAL Este é típico de regiões frias e úmidas; Os picos de concentração ocorrem exatamente no inverno, em condições climáticas adversas para a dispersão de poluentes; É agravado pela inversão térmica; Os principais elementos provêm da queima de carvão e óleo combustível: SO2 e MP; Predomina em regiões industriais e em regiões onde é intensa a queima de óleo para aquecimento doméstico e para geração de energia elétrica(Termoelétricas); Sua cor é cinza e forma uma névoa que recobre as cidades; Ocorre em cidades de inverno rigoroso. Inverno a baixas temperaturas(T<50C) com alta umidade no ar, em Londres, Chicagoetc. CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR EFEITO ESTUFA Efeito estufa natural (a) Raios de sol penetram na baixa atmosfera e aquecem a superfície terrestre (b) A superficie terrestre absorve uma grande parte da radiação solar incidente e a reflete como radiação infravermelha de comprimento de onda longa, a qual sobe para a baixa atmosfera. Parte dessa radiação IV escapa para o espaço como calor e outra parte é absorvida pelas moléculas dos gases de efeito estufa e emitida coma radiação IV de comprimento de onda maior, que aquece a baixa atmosfera. (c) Quando as concentrações de gases de efeito estufa elevam-se, suas moléculas absorvem e emitem mais radiação IV, o que torna a baixa atmosfera mais quente. Principais Gases de Efeito Estufa Resultantes das Atividades Humanas Gás de Efeito Estufa Fontes Humanas Tempo Médio na Troposfera Potencial de Aquecimento Relativo ( comparado ao CO2) Dióxido de carbono (CO2) Queima de combustível fóssil, especialmente carvão (70-75%), desmatamento e queima de plantas 100-120 anos Óxido nitroso (N2O) Queima de combustível fósseis, fertilizantes, detritos de animais de criação e produção de náilon 114-129 anos Aparelhos de ar-condicionado, refrigeradores, espumas plásticas 11-20 anos(65-110 anos na estratosfera) 900-8.300 Aparelhos de ar-condicionado, refrigeradores, espumas plásticas 9-390 anos 470-2.000 Extintores de incêndio 62 anos 5.500 Solvente de limpeza 42 anos 1.400 Clorofluorcarbonos (CFCs)* Hidroclorofluorcarbon o (HCFCs) halocarbonos Tetracloreto de carbono metano Hidrofluorcarbonos (HFCs) Arrozais, tripas de boi e cupins, aterros sanitários, produção de carvão,vazamento de gás natural da produção e das tubulações de petróleo e de gás Aparelhos de ar-condicionado, refrigeradores, espumas plásticas 12-18 anos 15-390 anos 1 296 23 130-12.700 Aumento da concentração média de dióxido de carbono desde 1860 Aumento da concentração média de metano na atmosfera desde 1860 Aumento da concentração média de óxido nitroso desde 1860 320 Partes por milhão 310 300 290 260 1800 1900 2000 Ano Óxido nitroso(N2O) 2100 Efeitos Previstos de uma Atmosfera mais Quente no Mundo Agricultura • Alterações nas áreas de cultivo de alimentos • Mudanças nos rendimentos dos produtos de colheita • Aumento da demanda de irrigação • Aumento de pragas, doenças nos produtos de colheita e ervas daninhas em áreas mais quentes Recursos Hídricos • Mudanças no abastecimento de águas • Aumento das inundações • Diminuição da camada de neve • Derretimento das geleiras dos cumes das montanhas • Distúrbio da vida aquática Climas Extremos • • Ondas prologadas por calor e estiagens Aumento de inundações em razão de chuvas mais pesadas, intensas e frequentes em algumas áreas Desaparecimento de algumas florestas, especialmente aquelas localizadas em áreas elevadas • Aumento dos incêndios em razão da seca • Perda de habitats e espécies de animais selvagens Nível do Mar e Áreas Costeiras • Aumento no nível do mar • Inundação de estuários, áreas úmidas e recifes de corais costeiros • Inundações de ilhas baixas e cidades costeiras • Erosão de praias • Distrúrbio das áreas de pesca costeiras • Contaminação de aquíferos costeiros com água salgada espécies de plantas e animais Perda de habitats Mudanças na composição e nos locais de florestas • • Aumento na estiagem Extinção de algumas • • • Redução da qualidade da água Biodiversidade • Florestas Saúde Humana Poluíção Humana •Aumento das mortes pelo calor e por interrupção no abastecimento de alimentos calor e por interrupção no •Mais refugiados ambientais •Aumento da migração • Diminuição das mortes por frio Aumento das mortes por calor e doenças Interrupção no abastecimento de água e alimentos • Propagação de doenças tropicais para áreas temperadas • Aumento das doenças respiratórias e alergias ao polén • Aumento da poluíçao da água em razão das inundações costeiras • • Oceano Ártico imagem de satélite (1979-2003) Soluções do Aquecimento Global Soluções Aquecimento Global Prevenção Reduzir o uso de combustíveis fósseis Trocar o carvão por gás natural Melhorar a eficiência energética Mudar para recursos energéticos renováveis Transferir a eficiência e tecnologia de energia renovável para países em desenvolvimento Reabilitação Remover CO2 emitido de chaminés e de veículos Amarzenar (sequestar) CO2 pelo plantio de árvores Sequestar CO2 no sobsolo profundo Sequestar CO2 no solo utilizando cultivo sem aragem e tirando as terras de cultivo de produção Reduzir o desmatamento Usar agricultura mais sustentável Limitar a expansão urbana Reduzir a pobreza Desacelerar o crescimento populacional Sequestar CO2 no fundo do mar Consertar as tubulações e instalações de gás natural com vazamento Utilizar rações que reduzem as emissões de CH4 pela eructação de vacas Métodos Para Reduzir o Dióxido de Carbono da Atmosfera ou Chaminés Perfuratriz Petrolifera Navio tanque libera CO2 da usina na Perfuratriz Usina termelétrica O CO2 é bombeado da perfuratriz para descartar no fundo do mar Plantação de árvores Campo de petróleo abandonado Campo cultivado Panicum virgatum Reservatório de petróleo esgotado é usado como deposito de CO2 O CO2 é bombeado para o reservatório por meio de campo de petróleo abandonado = bombeamento CO2 = Depósito de CO2 O Que Você Pode Fazer? Reduzindo as Emissôes CO2 • Dirigir um carro que utilize combustível eficiente, caminhar, andar de bicicleta, pegar carona ou usar transporte coletivo • Usar janelas efecientes em energia • Usar aparelhos e luzes eficientes em energia • isolar sua residência e vedar todas as correntes de ar • Reduzir o lixo pela reciclagem e reaproveitamento • Isolar o aquecedor de água • usar lâmpada fluorescentes em sua casa • Plantar árvores para fazer sombra em sua casa durante o verão • ajustar o aquecedor de água a uma temperatura não superior a 49°C (120°F) • lavar a roupa em água morna ou fria • Usar chuveiro com pouca vazão de água CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR EFEITO ESTUFA Reações dos óxidos com água: SO2 + H2 O --> H2SO3 SO3 + H2 O --> H2 SO4 Fenômenos naturais, como os vulcões, são fontes de gases de enxofre e podem causar chuva ácida: CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO DO AR CHUVA ÁCIDA O padrão primário inclui uma margem de segurança adequada para proteger pessoas mais sensíveis como crianças, idosos e pessoas com problemas respiratórios. O padrão secundário é fixado sem considerar explicitamente problemas com a saúde humana, mas levando em conta outros elementos, como danos à agricultura, a agricultura, à materiais e edifícios e à vida animal, mudanças de clima, problemas de visibilidade e conforto pessoal ÍNDICE DE QUALIDADE DO AR Relação de IQA com qualidade do ar(Cetesb, 1996) IQA = Concentração poluente Padrão primário IQA Qualidade do ar 0-50 Boa 51-100 Aceitável 101-199 Inadequada 200-299 Má 300-399 Péssima >400 Crítica
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