QUÍMICA AMBIENTAL Prof. : Rivaldo Sampaio Química.

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1 QUÍMICA AMBIENTAL Prof. : Rivaldo Sampaio Química

2 1992: Rio de Janeiro, Brasil, Conferência da O. N. U
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;

3 Obs.: AGENDA 21: preconiza o desenvolvimento sustentável dos países para o século XXI, compatibilizando a conservação ambiental, a justiça social e o crescimento econômico.

4 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 ).    

5 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.

6 POLUIÇÃO DO AR

7 COMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICA
Gases % em Volume Nitrogênio Oxigênio Vapor de água Argônio Dióxido de Carbono Neon Hélio Metano 78.1% 21% varia de 0 - 4% 0.93% por volta de 0.3% abaixo dos 0.002% 0.0005% 0.0002%

8 PRINCIPAIS POLUENTES DO AR
CO2 CH4 NO NO2 CFCs, HCFCs, HFCs CO SO O3

9 DIÓXIDO DE CARBONO (CO2)
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 ppmv (partes por milhão por volume ) em 1992 – 355 ppmv atualmente – 400 ppmv EFEITOS Principal gás do “efeito estufa”

10 METANO (CH4) FONTES CONCENTRAÇÃO EFEITOS
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

11 ÓXIDOS DE NITROGÊNIO (NO, NO2)
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 EFEITOS Inflamações do sistema respiratório Chuva ácida Reduz fotossíntese

12 HALOCARBONOS (CFCs, HCFCs, HFCs)
FONTES Produção de aerossóis, espuma, indústria de ar condicionado CONCENTRAÇÃO Em 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)

13 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.

14 EFEITOS Concentração atmosférica de CO (ppm)
Tempo médio para acumulação (minutos) Sintomas 50 150 Dor de cabeça leve 100 120 Dor de cabeça moderada e tontura 250 Dor de cabeça severa e tontura 500 90 Náuseas, vômitos, colapso 1.000 60 Coma 10.000 5 Morte

15 DIÓXIDO DE ENXOFRE (SO2)
FONTES Combustão (petróleo e carvão mineral) Veículos à diesel Erupções vulcânicas EFEITOS Sistema respiratório Problemas cardiovasculares Chuva ácida

16 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

17 3NO2(g) + H2O(l) → 2HNO3(aq) + NO(g)
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)

18 SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq) 2SO2(g) + O2(g) → 2SO3(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.

19 Fe(s) + H2SO4(aq)  H2(g) + FeSO4(s)
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)

20 OZÔNIO (O3) FONTES CONCENTRAÇÃO EFEITOS
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

21 BURACO NA CAMADA DE OZÔNIO
EFEITO ESTUFA E BURACO NA CAMADA DE OZÔNIO

22 EFEITO ESTUFA Mocinho ou vilão?

23 ENTENDENDO O EFEITO ESTUFA

24 A TERRA: UMA GRANDE ESTUFA
Efeito Estufa natural (“mocinho”): grande parte se deve a presença de água na atmosfera (em forma de vapor, 85% e água líquida 12%) Em conseqüência da poluição (“vilão”): Se deve principalmente pelo (CO2), (CH4), (N2O), clorofluorcarbonetos (CFCs), hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs) e (SF6)

25 O SUPERAQUECIMENTO GLOBAL E SUAS CONSEQÜÊNCIAS

26 INVERSÃO TÉRMICA E SMOG :
Smog = smoke (fumaça) + fog (neblina)

27 em 1952, em Londres, o smog provocou a morte 3,5 a 4 mil pessoas

28 Derretimento de geleiras

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30 Inundações

31 Desertificação

32 Furacões

33 Ondas gigantes

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36 Fome e miséria

37 O PROTOCOLO DE KYOTO (1997) METAS DE REDUÇÃO
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.

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39 ESTAMOS PERDENDO PROTEÇÃO
BURACO NA CAMADA DE OZÔNIO ESTAMOS PERDENDO PROTEÇÃO

40 O QUE É A CAMADA DE OZÔNIO? COMO A CAMADA DE OZÔNIO PROTEGE A TERRA?
formada por um gás levemente azulado de odor bastante forte situada na estratosfera (10 a 50Km da superfície terrestre) 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

41 CONHEÇA AS RADIAÇÕES ULTRAVIOLETAS
radiação U.V. λ ( em nm) efeitos UVA não são absorvidos pela c.O3 não possuem efeitos maléficos ao ser humano UVB 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

42 QUIMICAMENTE TEMOS: equilíbrio natural entre formação e destruição do ozônio

43 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.

44 MECANISMO REACIONAL:

45 ACOMPANHE A EVOLUÇÃO DO BURACO NA CAMADA DE OZÔNIO (1980-1991)

46 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

47 OS EFEITOS DA DIMINUIÇÃO DA CAMADA DE OZÔNIO ATINGEM O HEMISFÉRIO SUL:
aumento nos casos de câncer de pele e catarata em regiões do hemisfério sul, como a Austrália, Nova Zelândia, África do Sul e Patagônia. 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.

48 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.

49 REDUZEM A CONCENTRAÇÃO
AÇÕES PREVENTIVAS REDUZEM A CONCENTRAÇÃO DE POLUENTES

50 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

51 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

52 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

53 O MATERIAL E O TEMPO GASTO PARA SUA DECOMPOSIÇÃO
restos orgânicos algumas semanas papéis 3 a 6 meses goma de mascar 5 anos lata de alumínio 100 anos vidro anos plástico cimento anos embalagens longa vida 100 a 200 anos borracha tempo indeterminado filtro de cigarro tampa de garrafa 150 anos pano 6 meses a um ano

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57 Incêndio em Santa Maria

58 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.

59 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.

60 bloqueia a cadeia respiratória e, por conseguinte, a síntese de ATP :
CN - : afinidade pelo Fe 3+ da enzima citocromo C oxidase (inativando-a)

61 TRATAMENTO : NaNO2 (nitrito de sódio) Administrar :
* oxida o Fe2+ da hemoglobina a Fe3+ (metemoglobina) * função: metemoglobina compete pelo CN- deslocando-o da citocromo C oxidase desbloqueando a cadeia respiratória

62 Na2S2O3 (tiossulfato de sódio)
* converte o CN- em SCN- (tiocianato) : S2O CN- → SCN SO3 2- * função: o tiocianato é menos tóxico e excretado na urina

63 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