5º Ano, 1º Semestre, 2004/2005 Eng.ª Ambiente 5ª aula

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1 5º Ano, 1º Semestre, 2004/2005 Eng.ª Ambiente 5ª aula
IMPACTES AMBIENTAIS 5º Ano, 1º Semestre, 2004/2005 Eng.ª Ambiente 5ª aula

2 ÁGUA

3 Avaliação da Qualidade da Água
Classificação das fontes de poluição da água Pontuais – ex.: fábricas, ETAR, indústria Difusas – ex.: agricultura, gado

4 Avaliação da Qualidade da Água
Exemplos de aplicação da modelação da qualidade da água: Eutrofização Bioacumulação Lixos tóxicos Descargas Tipos de modelos matemáticos 1D (unidimensionais) – modelação segundo a direcção do escoamento 2D (bidimensionais) – modelação segundo duas dimensões 3D (tridimensionais) – modelação segundo 3 dimensões – mais complexos Modelos de regime permanente – não consideram variações no tempo

5 Modelos Simples - Zona de mistura Complexos – Streeter-Phelps
Substâncias conservativas Baixos caudais Linhas de água estreitas Complexos – Streeter-Phelps Sistema unidimensional Caudal e secção constantes no espaço e no tempo Descarga pontual Curso de água infinito C – concentração; Q – caudal j – jusante; m – montante ef - efluente

6 Modelo de Streeter-Phelps
Conceitos OD – oxigénio dissolvido [mg/l] ODsat – conc. de saturação de oxigénio dissolvido [mg/l] D – défice de oxigénio [mg/l] CBO520º – carência bioquímica de oxigénio a 20º, durante 5 dias - consumo de oxigénio para a oxidação da matéria orgânica por via biológica CBOL – CBO último – consumo de oxigénio necessário para a oxidação de toda a matéria orgânica biodegradável K120º – constante de desoxigenação, a 20ºC

7 Modelo de Streeter-Phelps
Balanço de massa a um volume de controlo Fontes Sumidouros Volume de controlo Principais fontes: Rearejamento Fotossíntese OD proveniente do efluente Principais sumidouros: Oxidação de substâncias carbonatadas Oxidação de substâncias azotadas Oxidação dos sedimentos do curso de água Respiração das plantas aquáticas K220º – constante de rearejamento, a 20ºC

8 Modelo de Streeter-Phelps
D(t) – défice de oxigénio no instante t [mg/l] Di – défice de oxigénio no instante inicial (após a descarga) [mg/l] K1, K2 – constantes à temperatura da mistura CBOLi – CBO último inicial (após a descarga) [mg/l]

9 Modelo de Streeter-Phelps
Determinação dos valores após a descarga Médias ponderadas pelo caudal 1 – valor do parâmetro no rio 2 – valor do parâmetro na descarga

10 Curva SAG No ponto crítico Evolução da concentração de OD no espaço
– através da velocidade do rio OD [mg/l] Ponto crítico: (xc, ODc) ODc Descarga xc x [m] No ponto crítico

11 Modelo de Streeter-Phelps
Correcção das constantes K1 e K2 em função da temperatura onde Dm - coeficiente de difusão molecular m3/dia T - Temperatura ºC V - Velocidade média do escoamento m/dia h - Profundidade média do escoamento m

12 Legislação DL 236/98, de 1 de Agosto - estabelece normas, critérios e objectivos de qualidade com a finalidade de proteger o meio aquático e melhorar a qualidade das águas em função dos seus principais usos DL 46/94, 22 de Fevereiro – estabelece o regime de utilização do domínio hídrico

13 Medidas - exemplos Objectivo Medida
Reduzir o uso de água e produção de águas residuais Promoção d emedidas de conservação da água e de tratamento e reutilização de efluentes. Pré-tratamento antes da descarga Minimizar a erosão durante a fase de construção e operação Utilização de bacias de retenção e planeamento de vegetação de crescimento rápido Reduzir a aplicação de químicos agrícolas Planeamento do tempo, taxa e extensão de aplicação; gestão integrada de pragas (meio biológicos, químicos, físicos, mecânicos) e repercussão em termos de erosão e poluição difusa Controlo de escorrências – nutrientes, pesticidas e sedimentos Utilização de zonas húmidas Alternativas de tratamento Poluição por susbstâncias dissolvidas, fontes pontuais – Sistemas de tratamento de águas residuais Poluição térmica – utilização do efluente em estufas (arrefecimento) Utilização de créditos de descarga Permitir manter cargas em níveis definidos – troca e negociações entre partes

14 AR

15 Avaliação da Qualidade do Ar
Composição da atmosfera Principais poluentes atmosféricos Partículas Dióxido de Enxofre (SO2) Monóxido de Carbono (CO) Óxidos de Azoto (NOx) Ozono (O3) A gama de pressões que o ouvido humano detecta é mto grande – um factor de 107, por isso usa-se uma escala logaritmica

16 Avaliação da Qualidade do Ar
Classificação dos poluentes Primários – emitidos directamente pelas fontes. Ex: CO, SO2, NO2 Secundários – formados por processos químicos na atmosfera. Ex: HNO3, SO3 A gama de pressões que o ouvido humano detecta é mto grande – um factor de 107, por isso usa-se uma escala logaritmica Estáveis – não participam nos processos químicos da atmosfera. Ex: CO, SO2, partículas Instáveis – participam na formação de poluentes secundários. Ex: NO, NO2, O3

17 Avaliação da Qualidade do Ar
Fontes Naturais Vulcões (SO2), Raios (NO), Oceanos (CH3Cl), Incêndios (CO2,CO) Fontes Domésticas aquecimento, cozinha, limpeza, jardinagem, pintura Principais poluentes: CO,CO2; Nox, solventes orgânicos Fontes Comerciais Actividades: limpezas a seco, restaurantes, escolas,... Principais poluentes - associados ao tratamento dos resíduos produzidos Fontes Agrícolas matadouros e zonas de criação intensiva de animais, utilização de pesticidas e insecticidas, queimadas Principais poluentes – partículas, CO,CO2 Fontes Industriais NOx e SOx – processos de combustão H2S – industria de papel, refinarias de petróleo,... … Transportes 1/3 do NOx, Pb e 2/3 do CO

18 Modelos Modelos simples Modelos complexos Box Model
Fontes junto ao solo, uniformemente distribuidas Aplicável a uma pequena área Adequado a cálculos preliminares Não considera dispersão lateral nem vertical C – concentração no compartimento Q – caudal U – velocidade média do vento W,D – dimensões do compartimento perpendiculares à velocidade do vento Modelos complexos Modelos de dispersão Consideram transporte, dispersão, geração e extracção em qualquer ponto Permitem analisar variações espaciais e temporais Necessitam capacidade computacional

19 Modelo Gaussiano Emissão pontual elevada
Concentração média do poluente (estado estacionário) Velocidade de emissão Velocidade do vento uniforme no espaço e invariante no tempo Altura efectiva da chaminé Condições atmosféricas

20 Modelo Gaussiano A estabilidade influencia o tipo de pluma

21 Modelo Gaussiano – emissão pontual
Cj(x,y,z) – concentração do contaminante j no ponto (x,y,z) [mg/m3] Qj – caudal de saída do gás j [mg/s] – velocidade média do vento ao nível do eixo da pluma [m/s] σy, σz – coeficientes de dispersão gaussiana segundo y e z z – cota altimétrica [m] H – altura do eixo da pluma [m] Coeficientes de dispersão Condições Classe a p b q Instáveis A 0,40 0,91 0,41 B 0,36 0,86 0,33 C 0,30 Neutras D 0,32 0,78 0,22 Estáveis E 0,31 0,74 0,16 F 0,71 0,06

22 Modelo Gaussiano Sobre-elevação da pluma – Δh Atmosfera Estável
F – parâmetro de flutuabilidade [m4/s3] Vs – velocidade de saída do gás [m/s] D – diâmetro da chaminé [m] Ta – temperatura ambiente [ºK] Ts – temperatura de saída do gás [ºK] S – Parâmetro de estabilidade

23 Modelo Gaussiano Atmosfera Instável ou Neutra
x – distância em relação à chaminé medida na direcção do vento [m] xf – valor de x para o qual Δh se mantém constante velocidade média do vento ao nível do eixo da pluma ur - velocidade do vento à cota zr [m/s] z – cota no eixo da pluma [m] Classe A B C D E F n 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30

24 Modelo Gaussiano Classes de Estabilidade

25 Legislação DL 352/90, 1 Agosto – estabelece o regime de protecção e controlo da qualidade do ar Portaria 286/93, 12 Março – estabelece os valores limites e valores guias para o dióxido de enxofre, partículas em suspensão, dióxido de azoto e monóxido de carbono, o valor limite para o chumbo e os valores guia para o ozono DL 111/2002, 16 Abril – estabelece os valores limite das concentrações no ar ambiente do dióxido de enxofre, dióxido de azoto e óxidos de azoto, partículas em suspensão, chumbo, benzeno e monóxido de carbono, bem como as regras de gestão da qualidade do ar aplicáveis a estes poluentes, em execução do disposto nos artigos 4º e 5º do DL 276/99, 23 Julho, transpondo para a ordem interna as Directivas Comunitárias 1999/30/CE do Conselho, 22 Abril e 2000/69/CE do Parlamento Europeu e do Conselho, 16 Novembro

26 Legislação DL 279/99, 23 Julho – define as linhas de orientação da política de gestão da qualidade do ar e transpõem para a ordem interna a Directiva 96/62/CE do Conselho, 27 Setembro, relativa à avaliação e gestão da qualidade do ar ambiente DL 432/99, 25 de Outubro – fixa os padrões de emissão e os processos de homologação dos motores a instalar em máquinas móveis não rodoviárias Portaria 299/97, 18 Junho – altera a Portaria 286/93, 12 Março Portaria 125/97, 21 Fevereiro – altera a portaria 286/93, 12 Março

27 Medidas Objectivo Medida Reduzir a erosão eólica em terrenos abertos
Humedecimento, utilização de estabilizadores químicos, revegetação Controlo de emissões de estradas não pavimentadas Pavimentação, humedecimento, utilização de estabilizadores químicos, controlo de tráfego Controlo de emissões de transportes Utilização de combustíveis alternativos Controlo de emissões de indústrias Utilização de equipamentos de tratamento de gases

28 SOLO

29 Solo Principais vertentes Topografia
Usos actuais do solo e capacidade de uso RAN REN Áreas protegidas Áreas de protecção da natureza e protecção da paisagem Povoamentos objecto de protecção específica Zonas afectas a servidões administrativas Ordenamento proposto Outras características: Acidez e alcalinidade dos solos Teor de sulfatos Teor de cloretos …

30 Legislação REN DL 93/90, 19 Março –Revê o regime jurídico da REN, estabelecido pelo DL 321/83, 5 Junho DL 79/95, 20 Abril – altera o DL 93/90, 19 Março (REN) DL 213/92, 12 Outubro – altera o DL 93/90, 19 Março (REN) DL 316/90, 13 Outubro – prevê a intervenção do MARN na gestão da REN. altera o DL 93/90, 19 Março (REN) RAN DL 196/89, 14 Junho –estabelece o novo regime jurídico da RAN. Revoga o DL 451/82, 16 Novembro DL 274/92, 12 Dezembro – altera o DL 196/89, 14 Junho, que define o regime jurídico da RAN

31 Medidas Principais impactes: Medidas Alteração por destruição directa
Compactação Pavimentação Medidas Evitar ou atenuar afectação Aplicar medidas de protecção …

32 BIOECOLOGIA

33 Sistemas ecológicos Diversidade de Sistemas Ecológicos – abordagens específicas (Ex. terrestres, zonas húmidas, …) Levantamento base: Tipo de comunidades/habitats Espécies presentes Factores ambientais A capacidade de prever impactes ecológicos depende não só das característicos estruturais dos habitats mas também dos processos ecológicos críticos que aí existem Analisar processos ecológicos (abióticos e bióticos) Abordagens geralmente ao nível das populações, numa gama espacio-temporal definida

34 Aspectos a ter em conta Dinâmica sazonal Interrelações Funcionalidade
Diversidade Raridade Estatuto de protecção

35 Legislação DL 140/99, 24 Abril – revê a transposição para a ordem jurídica interna da Directiva 79/409/CEE do conselho, 2 Abril (directiva aves) e da Directiva 92/42/CEE do conselho, 21 Maio (directiva habitats) DL 384-B/99, 23 Setembro – Cria diversas zonas de protecção especial e revê a transposição para a ordem jurídica interna das Directivas nºs 79/409/CEE, do Conselho, de 2 de Abril, e 92/43/CE, do Conselho, de 21 de Maio DL 19/93, 23 Janeiro - Define as áreas protegidas ao abrigo da Rede Nacional de Áreas Protegidas (RNAP) DL 213/97, 16 Agosto – altera o DL 19/93, 23 Janeiro …

36 Medidas Impactes: Medidas Destruição ou perda de habitats
Mortalidade directa Barreira física Poluição local Medidas Passagens para minimizar efeito barreira Revegetação Controlo da poluição …