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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO – UFES MESTRADO DE ENGENHARIA AMBIENTAL REAÇÕES QUÍMICAS NA ATMOSFÉRA E A MUDANÇA DO CLIMA MONITORAMENTO DA QUALIDADE.

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO – UFES MESTRADO DE ENGENHARIA AMBIENTAL REAÇÕES QUÍMICAS NA ATMOSFÉRA E A MUDANÇA DO CLIMA MONITORAMENTO DA QUALIDADE DO AR Professor: Neyval Costa Reis Junior Aluno: Kenyo Colnago dos Santos Vitória 03/05/2005

2 SUMÁRIO REAÇÕES QUÍMICAS NA ATMOSFERA E A MUDANÇA DO CLIMA REAÇÕES QUÍMICAS NA ATMOSFERA E A MUDANÇA DO CLIMA Definição Definição IMPACTOS GLOBAIS E A MUDANÇA DO CLIMA Evolução do pensamento de Preservação Ambiental EFEITO ESTUFA Nossa Atmosfera Composição química do ar limpo Gases causadores do Efeito Estufa Efeito Estufa natural Efeito Estufa em conseqüência da poluição Entendendo o Efeito Estufa Gases responsáveis pelo aumento do Efeito Estufa O Superaquecimento Global e suas conseqüências AÇÕES PREVENTIVAS QUE REDUZEM A EMISSÃO DOS GASES QUE CAUSAM O EFEITO ESTUFA Controle da Emissão de Poluentes por Veículos Automotores Controle da Emissão de Poluentes pelas Indústrias O que podemos fazer para diminuir a emissão de poluentes? Benefícios obtidos com as Ações Preventivas

3 REAÇÕES QUÍMICAS NA ATMOSFERA E A MUDANÇA DO CLIMA Definição A emissão de certos gases na atmosfera resulta em reações químicas que ocasionam uma mudança do clima e conseqüentemente possíveis prejuízos à vida na terra. Impactos Locais Poluição Atmosférica Mudanças no Clima Impactos Globais Diminuição da Camada de Ozônio Aumento do Efeito Estufa El Nino, La Nina, Tsunames Desequilíbrio ecológico

4 IMPACTOS GLOBAIS E A MUDANÇA DO CLIMA Evolução do pensamento de Preservação Ambiental 1960 Questões ambientais restrita a poucos Paises do Hemisfério Norte >> Paises do Hemisfério Sul >> Políticas Ambientais são consideradas como um luxo desnecessário ª Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento >> Estocolmo, Suécia >> Foi apresentado a Declaração sobre o Ambiente Humano >> 26 princípios sobre Ambiente e Desenvolvimento >> A manutenção do Meio Ambiente é responsabilidade de todos os Países >> 1° documento produzido pela Comunidade Internacional; Criação do PNUMA (Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente) e das Agências de Preservação Ambiental.

5 1980 Muitas pesquisas científicas sobre Mudanças Climáticas >> Essas pesquisas revelam um dos principais problemas ambientais a serem enfrentados >> Emissão descontrolada de Gases Estufa ª Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento >> Nairobi, Quênia >> Discussão sobre os Problemas Ambientais Globais, as Mudanças no Clima (Gases Estufa) e a destruição da Camada de Ozônio Criado o termo Desenvolvimento Sustentável >> Desenvolvimento que deve atender as necessidades do presente sem comprometer as necessidades básicas das gerações futuras. Evolução do pensamento de Preservação Ambiental

6 Outras definições sobre Desenvolvimento Sustentável... atende às necessidades do presente sem comprometer as oportunidades das gerações futuras. ( inf. public. empresa & ambiente )... atende às necessidades do presente sem comprometer as oportunidades das gerações futuras. ( inf. public. empresa & ambiente )... busca conciliar as necessidades econômicas, sociais e ambientais sem comprometer o futuro de quaisquer demanda. ( Volnei Alves – prof. da Unidade de Ensino Superior Dom Bosco, UNDB)... busca conciliar as necessidades econômicas, sociais e ambientais sem comprometer o futuro de quaisquer demanda. ( Volnei Alves – prof. da Unidade de Ensino Superior Dom Bosco, UNDB)... atende as necessidades do presente sem comprometer a possibilidade de as gerações futuras atenderem às suas próprias necessidades. ( relat. Nosso Futuro Comum )... atende as necessidades do presente sem comprometer a possibilidade de as gerações futuras atenderem às suas próprias necessidades. ( relat. Nosso Futuro Comum ) Evolução do pensamento de Preservação Ambiental

7 1988 Formação do Painel Intergovernamental para Mudanças Climáticas (IPCC) >> Organizado pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA) e pela Organização Meteorológica Mundial (OMM) >> O IPCC é o principal responsável pelas previsões sobre o aquecimento global nas próximas décadas Conferência Mundial sobre o Clima >> Negociações para estabelecer o Comitê Intergovernamental de Negociação para uma Convenção-Quadro sobre Mudanças Climáticas (INC/FCCC). Evolução do pensamento de Preservação Ambiental

8 1992 3ª Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento >> Rio – 92 >> Aprovada a formação da Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre Mudanças Climáticas (UNFCCC) >> Assinada por 154 Países, incluindo o Brasil >> Compromisso de diminuir a emissão dos gases responsáveis pelo Efeito Estufa >> Necessidade de detalhar quais medidas deveriam ser tomadas >> Conferências foram realizadas entre partes da Convenção-Quadro >> Chamadas de Conferências das Partes (COP). Evolução do pensamento de Preservação Ambiental

9 1992 Apresentada a Declaração do Rio sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento >> Conjunto de 27 princípios sobre a relação entre Desenvolvimento e Meio Ambiente; Agenda 21 >> Conjunto de propostas envolvendo questões sociais, econômicas e ambientais para um Desenvolvimento Sustentável >> Este documento foi muito discutido e negociado entre os 175 Países que participaram do Rio – 92; Estabelecida a Comissão de Desenvolvimento Sustentável (CDS) >> Criada para definir estratégias para o Desenvolvimento Sustentável >> Intuito de desenvolver parcerias entre as Nações Unidas e organizações não-governamentais. Evolução do pensamento de Preservação Ambiental

10 1997 COP – 3 >> Estabelecido o Protocolo de Kyoto >> Documento que estabelecer metas e mecanismos para a redução das emissões globais de gases estufa >> Somente para os Países do Anexo 1 >> Redução de pelo menos 5,2% dos índices medidos em 1990 >> Primeiro período de redução >> 2008 a 2012; Anexo 1 >> Estabelecido para os Países responsáveis por 55% das emissões globais em 1990 >> Países desenvolvidos; Os Países que não pertencem ao Anexo 1 >> Não possuem metas de redução para o primeiro período definido pelo Protocolo;

11 1997 Para o Protocolo entrar em vigor >> É necessário que ele seja ratificado pelos Países que representem pelo menos 55% das emissões mundiais de Gases Estufa; Mecanismo de Desenvolvimento Limpo (MDL) >> Incluso no Protocolo de Kyoto graças a uma iniciativa brasileira >> Países do Anexo 1 podem diminuir suas metas de redução sem alterar a emissão global >> Patrocinando projetos e comprando Reduções Certificadas de Emissões (CERs) dos Países que estão fora do Anexo 1 >> CERs ou Créditos de Carbono >> Créditos financeiros dados aos Países que fazem projetos de Energia Limpa e os que atuam na recuperação de áreas degradadas. Evolução do pensamento de Preservação Ambiental

12 16 de março de 1998 a 15 de março de Países assinaram o Protocolo >> Estados Unidos e Rússia não assinam >> EUA é responsável por 25% das emissões mundiais de CO 2 >> Alega que a redução de 7% na emissão dos Gases Estufa poderia dificultar o avanço das indústrias no país. Evolução do pensamento de Preservação Ambiental Protesto contra os EUA. Patagônia, Argentina.

13 COLOCAÇÃOPAÍSMILHARES DE TONELADAS DE CARBONO 1ºEstados Unidos ºChina ºRússia ºJapão ºÍndia ºAlemanha ºReino Unido ºCanadá ºCoréia do Sul ºItália ºUcrânia ºMéxico ºPolônia ºFrança ºÁfrica do Sul ºAustrália ºBrasil Carbon Dioxide Information Center - Folha Online Ranking da emissões de CO2 no ano de formulação do Protocolo(1997) Evolução do pensamento de Preservação Ambiental

14 13 a 24 de novembro de 2000 A COP-6 é realizada na Holanda >> Discutidas decisões cruciais sobre a implementação dos detalhes do Protocolo >> Trocas de acusações entre o Vice Primeiro Ministro do Reino Unido e a Ministra do Meio Ambiente da França. Evolução do pensamento de Preservação Ambiental ª Conferência das Nações Unidas sobre Meio Ambiente e Desenvolvimento >> Rio+10 >> Johannesburgo, África do Sul >> Reuniu representantes de 193 Países >> Avaliação das Mudanças Climáticas Globais desde a Rio – 92 >> EUA é acusados de retroceder em compromissos assinados durante a Rio – 92 >> Secretário de Estado Colin Powell declara que não aceita que a redução dos Gases Estufa seja somente para os países ricos.

15 Evolução do pensamento de Preservação Ambiental 16 de Fevereiro de 2005 O Protocolo de Kyoto entra em vigor com a assinatura da Rússia >> Até então, apesar da adesão de 127 países, a soma das emissões era de apenas 44% >> Com a Rússia esse índice chegou a 61%; O EUA não assina o Protocolo >> Apresenta o Projeto intitulado Iniciativa Céu Limpo >> Bush prometeu reduzir as emissões dos Gases Estufa >> Proposta americana foi recebida com severas críticas; Em 2005 >> O Mercado Global dos Créditos de Carbono deve chegar a US$ 670 milhões >> Em 2007 deve chegar a US$ 13 bilhões >> Espera-se que o Brasil represente 10% desse mercado.

16 Mocinho ou vilão?

17 EFEITO ESTUFA Nossa Atmosfera

18 EFEITO ESTUFA Composição química do ar limpo

19 EFEITO ESTUFA Gases causadores do Efeito Estufa

20 Efeito Estufa natural (mocinho) Efeito Estufa natural (mocinho) Presença de vapor de água na atmosfera; Emissão de gases devido a decomposição natural da Biomassa pelas Bactérias Aeróbias (CO2) e Bactérias Anaeróbias (CH4); Queimadas espontâneas e respiração animal; Sem o Efeito Estufa >> Temperatura na Terra igual a - 18ºC. EFEITO ESTUFA Efeito Estufa em conseqüência da poluição (vilão) Efeito Estufa em conseqüência da poluição (vilão) Emissão descontrolada de dióxido de carbono (CO 2 ), metano (CH 4 ), óxido nitroso (N 2 O), clorofluorcarbonetos (CFCs), hidroclorofluorcarbonetos (HCFCs) e hexafluoreto de enxofre (SF6).

21 EFEITO ESTUFA Entendendo o Efeito Estufa

22 A Transferência de Calor ocorre por Condução, por convecção, ou por Radiação; A Transferência de Calor por Radiação Térmica ocorre por um mecanismo totalmente diferente >> Se resume na radiação emitida em virtude da alta temperatura de um corpo; Quanto mais quente estiver um corpo >> Maior a radiação que ele emite >> Menor é o seu comprimento de onda; Quando a temperatura diminui >> O comprimento de onda aumenta. EFEITO ESTUFA Entendendo a Transferência de Calor

23 Quanto maior a temperatura de um corpo, maior será a fração da radiação na região visível do espectro. EFEITO ESTUFA Entendendo a Transferência de Calor

24 EFEITO ESTUFA Entendendo a Transferência de Calor Quando a energia radiante incide em um corpo >> Essa energia será refletida, absorvida e transmitida; Realizando um balanço de massa sobre o corpo: G = αG + ρG + τG >> 1 = α + ρ + τ Para sólidos >> Terra >> 1,0 = α + ρ Para gases >> Gases Estufa >> 1,0 = α + τ

25 Comprimento de Onda X Temperatura ( λ x T ) EFEITO ESTUFA Sol >> Alta temperatura >> Emite raios Ultra-violeta >> Menor comprimento de onda; Terra >> Absorve a radiação do Sol >> Libera essa radiação em forma de calor >> Raios Infravermelho >> Maior comprimento de onda;

26 EFEITO ESTUFA Gases Estufa e o Comprimento de Onda Os raios Ultra-violeta emitidos pelo Sol passam pela Atmosfera >> Os Gases Estufa não absorvem esses raios devido ao seu pequeno comprimento de onda >> Esses raios são absorvidos pela Terra; A Terra libera em forma de calor raios Infravermelho >> Esses raios de grande comprimento de onda são absorvidos pelos Gases Estufa e transmitidos de volta à Terra >> Aquecendo a Terra e aumentando o Efeito Estufa.

27 EFEITO ESTUFA Gases responsáveis pelo aumento do Efeito Estufa Queima de Combustíveis Fósseis Setor Industrial Setor de Transporte Setor Residencial Setor Agropecuário Processos Industriais Produção de cimento Produção de cal Queimadas Desmatamento Decomposição de plantas e animais Emissões Fugitivas CO 2 Respiração

28 EFEITO ESTUFA Gases responsáveis pelo aumento do Efeito Estufa CO 2 Ministério da Ciência e Tecnologia – Brasília 2004

29 CO 2 + CO 2 + CO 2 EFEITO ESTUFA

30 Concentração de CO2 antes da Revolução Industrial: 278 ppm Concentração de CO2 atual : 365 ppm Concentração de CO2 em 2100: 700 ppm IPCC.

31 EFEITO ESTUFA Gases responsáveis pelo aumento do Efeito Estufa CH 4 Queima de Combustíveis Fósseis Emissões Fugitivas Processos Industriais Cultivo de arroz Criação de gado Matéria Orgânica em Decomposição Industria Química CONCENTRAÇÃO de CH 4 Antes Revolução Industrial – 0,7 ppm Atual – 1,75 ppm Etheridge et al.

32 EFEITO ESTUFA Gases responsáveis pelo aumento do Efeito Estufa CH 4 Ministério da Ciência e Tecnologia – Brasília 2004

33 EFEITO ESTUFA Gases responsáveis pelo aumento do Efeito Estufa N2ON2O Queima de Combustíveis Queima de Resíduos Agrícolas Processos Industriais Produção de Ácido Nítrico Produção de Ácido Adípico Produção e uso de Fertilizantes Manejo da agricultura e de animais CONCENTRAÇÃO 1850 – 275 ppb Atual – 315 ppb

34 EFEITO ESTUFA Gases responsáveis pelo aumento do Efeito Estufa N2ON2O Ministério da Ciência e Tecnologia – Brasília 2004

35 EFEITO ESTUFA Gases responsáveis pelo aumento do Efeito Estufa SF 6, CFCs, HCFCs Aerossóis Produção de Solventes Produção de Refrigerantes Fabricação de Espumas CONCENTRAÇÃO Em 1992 : CFC 11 – 268 ppt (partes por trilhão) CFC 12 – 503 ppt CFC 113 – 82 ppt

36 Efeito Estufa >> Aumento na temperatura do globo terrestre; Pesquisas comprovam que o século XX foi o mais quente dos últimos 500 anos >> Temperatura aumentou cerca de 0,6ºC no século XX >> Próximos 100 anos ela pode aumentar em até 2ºC; Aumento da temperatura irá ocasionar: O Superaquecimento Global e suas conseqüências EFEITO ESTUFA Elevação do nível dos mares >> Países como Bangladesh, onde a maior parte do país está a menos de um metro do nível do mar, sofrerá com as inundações; Seca >> Decréscimo da produção agrícola pode levar à fome >> Degradação do solo nas regiões equatoriais poderá resultar na formação de desertos; Falha em geleira na Antártida -Folha de S.Paulo

37 EFEITO ESTUFA O Superaquecimento Global e suas conseqüências Modificações profundas na vegetação característica de certas regiões e na vegetação típica de determinadas altitudes; Danos ao Meio Ambiente >> Em Abrolhos >> Branqueamento de corais >> Aumento na temperatura das águas superficiais >> 9 espécies de corais apresentaram um branqueamento em suas colônias, com percentuais variando entre 10 e 90%; Aumento na incidência de doenças, proliferação de insetos nocivos e outros vetores de doenças.

38 AÇÕES PREVENTIVAS QUE REDUZEM A EMISSÃO DOS GASES QUE CAUSAM O EFEITO ESTUFA Controle da Emissão de Gases Estufa por Veículos Automotores Uso de novos combustíveis Hidrogênio Elétrico Híbrido Rodízio de carros

39 AÇÕES PREVENTIVAS QUE REDUZEM A EMISSÃO DOS GASES QUE CAUSAM O EFEITO ESTUFA Controle da Emissão de Gases Estufa pelas Indústrias Reduzir o uso de combustíveis fósseis Adequação às novas fontes de energia Energia Eólica Energia Solar Energia Hídrica Energia Geotérmica Energia Nuclear Tratamento dos Resíduos Químicos provenientes dos processos Industrias

40 O que podemos fazer para diminuir a emissão de Gases Estufa? AÇÕES PREVENTIVAS QUE REDUZEM A EMISSÃO DOS GASES QUE CAUSAM O EFEITO ESTUFA Evitar queimar compostos orgânicos ou lixo de um modo geral Reduzir o quantidade de lixo Plantar mais árvores Conscientizar os amigos

41 AÇÕES PREVENTIVAS QUE REDUZEM A EMISSÃO DOS GASES QUE CAUSAM O EFEITO ESTUFA Benefícios obtidos com Ações Preventivas Aproveitamento dos resíduos; Redução de gastos com o destino final dos resíduos; Aumento da demanda por produtos menos poluidores; Melhoria na relação com os órgãos governamentais, a comunidade e os ambientalistas >> Redução de multas; Acesso ao mercado externo se torna mais fácil; Melhoria na relação homem e Meio Ambiente.

42 Educai os homens de hoje, para que não seja preciso castigar os homens amanhã. Pitágoras

43 efeito-estufa antropogênico Maria Silvia Barros Lorenzeti. Consultora Legislativa da Camara dos Deputados. Relatório Rio + 10 e os Governos Locais Barbara J. Finlayson-Pitts; James N. Pitts,Jr. Chemistry of the Upper and Lower Atmosphere BIBLIOGRAFIA


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