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Aperfeiçoamento das técnicas para detecção de gases em concentrações extremamente baixas – Década de 70 Substâncias artificiais – não participam do.

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3 Aperfeiçoamento das técnicas para detecção de gases em concentrações extremamente baixas – Década de 70 Substâncias artificiais – não participam do ciclo de produção e perda de gases atmosféricos. São injetadas nas camadas inferiores da atmosfera – Legisladores nos EUA preocupavam-se com a deterioração da qualidade do ar.

4 Ozônio (O 3 ) Gás muito reativo, principalmente na troposfera. A atmosfera sofreu um processo de adaptações sucessivas a diferentes períodos geológicos. Há 600 milhões de anos surgiram os primeiros organismos fotossintetizantes modificando drasticamente a atmosfera, que passou de um estado redutor (sem oxigênio) para o estado atual (com oxigênio livre).

5 Somente a partir da existência do oxigênio diatômico e seu subproduto O 3 é que a existência de organismos vivos na superfície da terra tornou-se possível. Até então o desenvolvimento celular só ocorria nas profundezas dos oceanos, onde a radiação ultravioleta não chegava. Na atmosfera muitas reações químicas são iniciadas pela ação da luz solar (reações fotoquímicas)

6 A produção inicial do oxigênio atômico (O) resulta da fotodissociação do O 2 que é praticamente estável e abundante. A produção de O é seguida pela produção de O 3, conforme a reação: onde M é uma molécula inerte mas necessária para manter o equilíbrio energético antes e depois das colisões.

7 Ciclo do Ozônio

8 A dissociação do ozônio ocorre com fótons de comprimentos de onda menores do que 3100 Å ( m ou nm) liberando oxigênio no estado excitado (O 1 D). O 1 D reage com H 2 O (v) liberando OH (radical oxidrila) em sucessivas reações até formar compostos estáveis como CO 2, N 2, H 2 e O 2. Em geral, os constituintes pares na atmosfera (O 2, N 2, CO 2, etc...) são estáveis, ao passo que os ímpares são reativos.

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10 A cerca de 28 km de altitude há apenas 5 moléculas de O 3 para cada milhão de moléculas de O 2. Os componentes ímpares, que participam da maioria das reações na atmosfera são denominados compostos minoritários e os componentes estáveis, próximo a superfície são os compostos majoritários da atmosfera.

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12 A camada natural de ozônio Ozo – do grego, cheiro, aroma Ozônio tem cheiro forte, penetrante e desagradável. Na sequência do processo de produção de O 3 ocorrem vários processos de destruição da molécula de ozônio, normalmente com compostos nitrogenados

13 A concentração de ozônio no estado estacionário resulta do equilíbrio entre as reações de produção e perda

14 A camada de ozônio é uma fatia da atmosfera onde a concentração deste gás é mais elevada que nas outras regiões. Localiza-se aproximadamente a 30 km de altitude.

15 Em (a) a absorção solar é majoritária na superfície da Terra, a temperatura diminui com a altitude. Em (b) o ozônio ao absorver a luz solar passa a ser um irradiador de energia no infravermelho. O resultado é o aumento de T acima da troposfera formando a estratosfera, com importância significativa na circulação da atmosfera.

16 Consequências da Destruição da Camada de Ozônio Aumento da radiação ultravioleta e dos casos de câncer de pele. Influência na produção de alimentos devido à redução da produtividade agrícola. Nos oceanos a incidência de radiações UV pode extinguir algas planctônicas, influenciando a cadeia alimentar, resultando na extinção de várias espécies.

17 Sem a presença de ozônio não existiria a estratosfera, o que poderia provocar sérias mudanças na distribuição térmica e circulação da atmosfera. Na troposfera, o ozônio participa de reações de produção de OH. Sem este radical livre a concentração de metano (CH 4 ) e CO 2 poderia aumentar a níveis insuportáveis pelos seres vivos.

18 Existem várias substâncias com ações deplessoras da camada de ozônio, destacando- se os clorofluorcarbonos (CFCs) utilizados pela sociedade moderna em refrigeradores e aparelhos de ar condicionado (nestes a substância utilizada é o diclorofluormetano). Triclorofluormetano foi bastante utilizado como propelente em aerossóis e espumante na produção de plásticos

19 Nos anos 70 medições de gases atmosféricos alertaram sobre elevadas concentrações de carbonos clorofluorados Em 1974 aconteceu a primeira publicação científica sobre o problema dos CFCs A radiação ultravioleta decompõe os CFCs e libera o cloro (Cl), que ataca a camada de ozônio

20 Cálculos iniciais indicavam redução de 7% a 13%

21 Na troposfera, as radiações UV são insuficientes para gerar O 3 a partir de O 2. Nessa região ozônio é produzido por reações entre óxidos de nitrogênio e o radical oxidrila (OH).

22 Poluição da Troposfera Emissão de gases de combustão (CO, CO 2, NO, N 2 O Concentrações de O 3 acima de 80 ppbv são consideradas perigosas para os seres vivos.

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25 Consequência da radiação UV B para os seres humanos Câncer de pele –Tipo malígno não-melanoma: frequente na população branca Tumores nas regiões corporais expostas à radição solar (cabeça, face, pescoço, pernas) Maior incidência em latitudes baixas (próximas ao Equador) – entre 30 º e 50 º Taxa de aumento de incidência 3% a.a

26 Efeito estufa Radiação eletromagnética na faixa espectral do infravermelho são absorvidas e re-emitidas por alguns gases na atmosfera.

27 A radiação solar A é absorvida pela superfície sólida do planeta Terra e a energia radiante é devolvida para a atmosfera com comprimentos de onda na faixa do rádio e infravermelho. Parte dessa energia é absorvida por gases de efeito estufa (N 2 O, CO 2, CO, CH 4, e O 3 ) aumentando a temperatura da superfície.

28 Ação da radiação UV B sobre os microrganismos Extinção de microrganismos importantes para as plantas (fixação de N 2 ) Danos ao zooplancton marinho Mutações

29 Consequências da radiação UV B para as florestas Aumento na atividade fotossintética? –Efeito de fertilização do carbono –Mudanças nos regimes de chuvas –Possível crescimento das áreas inundáveis (maior limitador das florestas equatoriais) O aumento da floresta equatorial pode ser prejudicial para a floresta boreal

30 Pesquisas de Ozônio no Brasil Início em 1974 com o uso do espectrofotômetro Dobson que mede a coluna vertical de ozônio através da medida da radiação UV em diferentes faixas espectrais – Início das investigações em Natal utilizando sondas EEC em balões e sonda ópticas em foguetes Medidas na Região Amazônica Suspeita-se que a grande variação sazonal de O 3 troposférico em Natal é devida à emissões de gases precursores (CO, N 2 O, NO, NO 2 ) Medidas de ozônio estão sendo feitas em diferentes pontos estratégicos (www.inpe.br) para se estudar a influência de diferentes ecossistemas na composição da atmosfera.www.inpe.br Medições conjuntas de O 3 e CO na troposfera

31 Referências Bibliográficas Kirchoff, V.W. J.H (1998). Geoquímica da baixa e média atmosferas: impactos ambientais da deterioração da camada de ozônio. Geochimica Brasiliensis, 2 (1), pg Baird, C. Química Ambiental 2ª. Edição. Trad. Maria Angeles Lobo Recio e Luiz Carlos Marques Carrera. Porto Alegre: Bookmann, (pg )


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