CEN Química Ambiental 3º - Apresentação Compostos Químicos

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1 CEN 5765- 2 Química Ambiental 3º - Apresentação Compostos Químicos
Regina T.R. Monteiro Sandra Helena da Cruz

2 Revisão Vimos que há um equilíbrio ecológico – um balanço entre produtores e consumidores – o qual não é estático, a natureza faz compensações. Os seres vivos estão interligados. Quando há acumulo é sinal de que um elo da cadeia está com problemas. Nos sistemas matéria e energia são conservados, não se criam e não se destroem – se transformam. Poluição modifica as características do ambiente natural.

3 Introdução A preocupação com a qualidade do ambiente vem crescendo: Levantamento das fontes poluentes; Levantamento de locais contaminados; Legislação adequada; Conscientização

4 Atualmente As conferencias internacionais são mais que pontos de troca de experiências, passam por assinaturas e de protocolos para preservar o ambiente, homem, o social, o laser, a intervenção da comunidade com uma visão global; Estudo de populações como Índia e China, que desenvolveram capacidade maior de promover sua sustentabilidade, ao longo dos séculos. A visão religiosa e teológica destes povos, com textos antigos e filosóficos levam a disciplina individual e os aspectos culturais da sociedade.

5 ~ 80% da população mundial vive em cidades;
Atualmente ~ 80% da população mundial vive em cidades; Cidades tem os ambientes naturais transformados e para sua sobrevivência e desenvolvimento necessitam dos recursos dos ambientes naturais; As atividades dos setores residencial, comercial, industrial, transporte, serviços públicos precisam de recursos naturais e produzem resíduos. Em 2002 o balanço era: resta 17% do planeta para toda vida selvagem;

6 Poluição Ambiental Impactos ambientes sobre a saúde do homem:
Escala Global e Escala Regional Global: Efeito estufa: na atmosfera mais baixa Depleção do Ozônio: na estratosfera Perda da biodiversidade Desertificação: perda do solo fértil, dos aqüíferos Poluentes agro químicos, fertilizantes nos alimentos.

7 Escala Regional: Falta de acesso a água potável; Contaminação dos alimentos com resíduos de pesticidas ou elementos químicos (metais) ou organismos patogênicos; Poluição do ar por queimadas ou por queima de combustível; - Poluição do ar por poeiras (partículas); Riscos de ameaças químicas e radioativas

8 Feitos Físicos, Químicos ou Biológicos
Exemplos de Riscos a Saúde : Físico: Barulho, iluminação, radiação, vibração, temperatura, eletricidade, etc. Químico: Solventes, ácidos, metais, poeiras (partículas), pesticidas, etc. Biológicos: Vírus, bactérias, fungos, algas, protozoários, micro crustáceos, araquinídeos, etc.

9 Poluição por compostos Químicos:
1 Atmosférica: CO, CO2, CH4, H2S, SO2, NO2, F, ozônio, clorofórmio, aldeídos, hidrocarbonetos, pesticidas, microrganismos, radiações ; 2 Água: fenóis, hidrocarbonetos, pesticidas, toxinas, N, P, organismos patogênicos, detergentes; desreguladores endócrinos; 3 solo: fertilizantes, pesticidas, hidrocarbonetos, organismos patogênicos, metais, resíduos sólidos, fenóis, dioxinas, furanos..

10 Tipos de Resíduos: Resíduos sólidos : domésticos, hospitalares e industriais; Resíduos químicos: devido a acidentes, resíduos industriais; Resíduos líquidos: chorume, resíduos industriais, acidentes. A periculosidade de um resíduo é definida em função de suas propriedades físicas, químicas ou infecto-contagiosas. Característica de inflamabilidade, corrosividade, toxicidade (Lei de 02/08/2010, inciso 2do art. 13)

11 Ciclos biogeoquímicos dos poluentes
Transporte e distribuição: pelo ar, pela água, no solo, nos alimentos, dentro dos organismos (vias de exposição). Propriedades como solubilidade, volatilidade, persistência, degradação abiótica, degradação biótica (aeróbia e anaeróbia), disponibilidade e adsorção, toxicidade, bioacumulação. Meia vida de volatilização Meia vida biológica Meia vida de dissipação

12 Fontes de Poluição Fonte Difusa
Toda atividade humana é uma fonte potencial de Poluição. Fonte de Poluição Pontual: a descarga pode ser identificada e localizada. Fonte de Poluição Difusa: Difícil identificar precisamente o ponto de descarga. Ex. Run-off, emissão de metano por atividades agrícolas. Fonte Difusa

13 Como chegar aos Poluentes Importantes
A avaliação de risco de uma substância é realizada considerando dados multifatoriais sobre suas propriedades, do local onde se encontra, do número de organismos que afeta; A Cetesb elaborou uma lista de valores orientadores para proteção do solo e da água subterrânea para vários elementos e substâncias orgânicas.

14 Nos USA o Programa “Superfund” catalogou substâncias inseridas na ”National Priority List”. Junto com a EPA publica de dois em dois anos uma lista de produtos prioritários, para estudo e tomada de decisões. A prioridade é baseada na abundância (número de sítios contaminados), toxicidade e potencial de risco à população a ser contaminada. Em 2003 foi publicada uma lista de 275 substâncias prioritárias (Tabela 1). Entre com o Nº CAS (Chemical Abstract System)

15 2003 RANK SUBSTANCE NAME TOTAL POINTS 2001 RANK CAS # 1 ARSENIC 2 LEAD 3 MERCURY 4 VINYL CHLORIDE 5 POLYCHLORINATED BIPHENYLS 6 BENZENE 7 CADMIUM 8 POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS 9 BENZO(A)PYRENE 10 BENZO(B)FLUORANTHENE

16 Os poluente de maior preocupação em todo o mundo hoje são:
Elementos Químicos Arsênio, mercúrio, chumbo, cromo, níquel, zinco, elementos radioativos Compostos Orgânicos: Pesticidas, dioxinas, furanos, PCBs, hidrocarbonetos

17 Hidrocarbonetos Hidrocarbonetos: São moléculas orgânicas, formadas de C e H. Ex. metano CH4; etano C2H6; propano C3H8, butano C4 H10, Ex de cíclicos: Benzeno, Tolueno, Xileno Ex de ligações duplas: etene, são utilizados como matéria prima para plásticos, borrachas, corantes, explosivos...

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19 Hidrocarbonetos Aromáticos
Fuoreno C13H10 Naftaleno C10H8 Acenoftaleno C12H10 Acenoftaleno C12H8 Fluoranteno C16H10 Antroceno C14H10 Fenantreno C14H10

20 Hidrocarbonetos Aromáticos
Antraceno C14H10 Fluoranteno C16H10 Fenantreno  C14H10 Pireno C16H10 Crizeno C18H12 Benzoantraceno C18H12

21 Hidrocarbonetos Aromáticos
Benzofluoranteno (K)  C20H12 Benzofluoranteno (b)  C20H12 Dibenzoatraceno C22H (ah) Benzopireno (a)  C20H12 Dibenzopirileno C22H (ghi) Hidrocarbonetos Aromáticos

22 PCBs Substância sintética : 209 congêneres ( membros de uma mesma família, variam Nº. e posição dos mesmos substituintes). De 1 a 10 átomos de Cl. Fontes das bifenilas policloradas: geradores elétricos, tintas, isolantes térmicos, etc. Presentes na atmosfera, solo, água, peixes, etc. São bioacumulativos, persistentes, presentes no leite, gorduras (alimentos).

23 PCBs Proibida a síntese na década de 80; Brasil importou dos USA e Alemanha: Acidentes: semelhante a óleo de cozinha, foi utilizado em vários países, no Rio e São Paulo ocasionou intoxicações e morte de crianças.

24 Fontes das bifenilas policloradas: geradores elétricos, tintas, isolantes, etc
Substância sintética, 209 congêneres ( membros de uma mesma família, variam Nº e posição dos mesmos substituintes). De 1 a 10 átomos de Cl.

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27 Teste de memória em crianças de 4 anos expostas quando geradas a PCB- Lago Michigan – Jacobson&Jacobson, 1990

28 Dioxinas Contaminantes oriundo da síntese de herbicidas e outros produtos químicos; Forma-se a partir da combustão de PCBs, combustão de Matéria orgânica na presença de cloro. Chaminés, incineração, alimentos, ar, etc. Há 75 compostos clorados diferentes, congêneres; Anel Benzênico com 2 átomos de oxigênio:

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30 FURANOS: Fonte: combustão – queima de biomassa, incineração, cremação, metalúrgicas

31 Substâncias Tenso - Ativas
Principais Fontes: Sabões e detergentes Esgotos industriais Formulações de pesticidas Conseqüências: Redução da viscosidade - expansão com o calor Redução da tensão superficial Dissolve os tecidos das membranas, brânquias Espumas = poluição visual sabor

32 Detergentes

33 Pesticidas Em 1997 o Programa das Nações Unidas pelo Ambiente, publicou a fim de estudos e regulamentações de uso, uma lista de 12 poluentes orgânicos persistentes (POPs) prioritários, são estes: aldrin, dieldrin, DDT, endrin, clordane, hexaclorobenzeno, mirex, toxafeno, heptacloro, PCBs, dioxinas e furanos. Todos são persistentes e bioacumulam na cadeia trófica. Os setes primeiros são inseticidas organoclorados conhecidos por sua alta persistência.

34 Pesticidas São utilizados na agricultura, residências, calçadas, etc. São classificados de diversas maneiras. Conforme o uso: Inseticidas, fungicidas, herbicidas, raticidas, molusticidas, nematicidas, acaricidas, etc. Conforme grupo químico: triazinicos, ureas, organoclorados, etc Origem: naturais, sintéticos

35 Classificação por grupo químico:
1 Organoclorados: DDT, BHC, Lindane, Heptacloro 2 Organofosforados: possuem um átomo de P pentavalente. Ex. Diclorvos, paratiom, malatiom, diazinom 3. Carbamatos: um átomo de N ligado ao carbono Ex.Carbofuram, aldicarbe, carbaril Piretróides: deltametrina, permetrina Outros como:Triazinas,Ureas, Glicinas, Fenóxi, anilinas

36 Distribuição no ambiente
São mais utilizados em solos agrícolas. Os pesticidas tem seu destino no solo conforme suas propriedades e propriedades do solo. O clima também influencia. Propriedades como toxicidade, mobilidade, solubilidade influem no seu destino Influenciam a qualidade do solo por se adsorverem e por modificar os ciclos do nitrogênio e outros elementos dependentes de atividade dos microrganismos.

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42 2,4-D

43 Herbicidas Picloram Glifosato

44 Trifluralina

45 Citros Cana-de-açúcar
Relação de pesticidas (i.a) empregados na cultura de cana-de-açúcar e citros, registrados no Ministério da Agricultura até 1998. Citros Cana-de-açúcar Herbicidas Ametrina, Ametrina + diuron, Ametrina + simazina, Atrazina, Atrazina + simazina, Bromacil, Bromacil + diuron, Diquat, Diuron, Diuron + paraquat, Glifosato, Glifosato + simazine, Glufosinato de amônio, MSMA, Napropamide, Oxadiazon, Oxyfluorfen, Paraquat, Picloran, Simazine, Sulfosate, Trifluralina 2,4-D, 2,4-D + mcpa, 2,4-D ester butilico, 2,4-D sal dimet + picloran, Alachlor, Ametryne, Ametryne + 2,4-D, Ametryne + atrazine, Ametryne + diuron, Ametryne + simazine, Asulam, Atrazine, Atrazine + alachlor, Atrazine + simazine, Clomazone, Clomazone + ametryne, Cyanazine, Dalapom, Dicamba, Diuron, Diuron + hexazinone, Diuron + paraquat, Eptc, Fluazifop-p-buthyl, Glyphosate, Halosulfuron, Hexazinone, Imazapyr, Isouron, Linuron, Mcpa + diuron + ametrine, Metolachlor, Metribuzin, Msma, Napropamide, Oxadiazon, Oxyfluorfen, Paraquat, Pendimenthalin, Sulfentrazone, Sulfosate, Tebuthiuron, Tebuthiuron + diuron, Trifluralin Fungicidas Benomyl, Calda bordalesa, Captan, Carbendazin, Chorothalonil, Difenoconazole, Enxofre, Folpet, Fosetyl al, Hidróxido de cobre, Mancozeb, Maneb, Óleo mineral, Oxicloreto de cobre, Óxido cuproso, Prochloraz, Quinomethionate, Thiabendazole, Thiophanate methyl, Ziram Benomyl, Iprodione, Triadimefon Inseticidas Acephate, Aldicarb, Alfacipermetrina, Biphentrin, Carbaryl, Carbosulfan, Chorfenapyr, Chorpyrifos, Deltamethrin, Diafentiuron, Diazinon, Dichlorvos, Diflubenzuron, Dimethoate, Ethion, Fenitrothion, Fenpropathrin, Fenthion, Formothion, Imidacloprid, Lufenuron, Malathion, Methidathion, Naled, Óleo vegetal, Parathion methyl, Phosmet, Pirimiphós methyl, Propoxur, Trichlorfon, Triflumuron Aldicarbe, Carbaryl, Carbofuran, Diazinon, Fipronil, Imidacloprid, Isazofoz, Malathion, Parathion methyl, Phorate, Tebufos, Trichlorfon

46 Aplicação de pesticidas

47 Pulverização do solo

48 Aplicação por avião: herbicidas, maturadores, estimuladores de crescimento

49 Pulverização: rodovias, ferrovias, linhas de alta tensão

50 Plantio direto - soja

51 Fertilizantes O principal componente na realização da “revolução verde” (1960) foi a introdução dos fertilizantes. O N sintético passou a ser importante na produção de alimentos – hoje a produção de N sintético ultrapassa a fixação pelas plantas em cerca de 30%. O consumo de proteínas é 70% oriunda de N sintético. O excesso de N não é absorvido pelas plantas, tem mobilidade no solo e muda de estado, evaporando, contaminando água subterrânea e ar. A China produz e distribui N a seus produtores agrícolas – como resultado tem os sistemas aquáticos altamente eutrofizados.

52 Mineralização Em escala global a massa de organismos no solo é cerca de 30 vezes a massa dos animais que vivem na superfície. São importantes na mineralização de compostos (matéria orgânica). Liberam dióxido de carbono, amônia, nitrato, sulfato e fosfatos.

53 Fertilizantes Os fertilizantes são fontes de resíduos de elementos químicos que podem se acumular no solo ou serem transportados para as plantas ou corpos d’águas. Os contaminantes presentes nos fertilizantes depende da origem, rocha ou resíduos.

54 Nitrogênio É absorvido pelas plantas na forma de nitrato. Nitrato também é a forma que sofre lixiviação por ser bastante solúvel e não ficar retido nas partículas do solo por ser um ânion (NO3-); Pode se transformado desnitrificado e nitrificado para oxido nitroso N2O ou N e voltar para atmosfera. Oxido nitroso é gás poluente na atmosfera, produz smog, ozônio na baixa atmosfera, catalisa destruição de ozônio na estratosfera

55 Nitrogênio O nitrogênio é o elemento mais preocupante presentes nos fertilizantes. A presença de nitrato e nitrito nas águas, a evaporação de amônia, ou sua presença nos corpos hídricos, formação de óxido nitroso com efeitos na atmosfera, todos tem efeito bastante prejudiciais para os organismos e para o ambiente.

56 Nitritos: Os nitratos podem se transformar em nitritos no organismo e este ser transferido para corrente sanguínea oxidando as hemoglobina causando metemoglobinemia, (sangue –azul), não havendo transporte de O2 para as células. Há controvérsias. Nitrosaminas: Compostos cancerígenos oriundos de nitritos ou nitratos e aminas oriundos de diversos alimentos, inclusive água, em condições ácidas como do estômago, se combinam e forma nitrosaminas.

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58 As plantas absorvem 5 a 30% do P aplicado.
Fósforo O fósforo não é encontrado na forma gasosa no solo (fosfina). Seu ciclo biogeoquímico é lento. É essencial. Na atm. está associado a poeiras. No solo está quase sempre ligado ao Fe e urânio, ficando indisponível à biota. Faz parte dos ácidos nucléicos, ATP, ossos, dentes, membranas. As plantas absorvem 5 a 30% do P aplicado. Detergentes – 10 a 15% do P – utilizado Junto com o N causa eutrofização das águas.

59 References SISINNO, C.L.S.; NETTO, A.D.P.; REGO, E.C.P.; LIMA, G.S Hidrocarbonetos policíclicos Aromáticos em resíduos sólidos industriais: uma avaliação preliminar do risco potencial de contaminação ambiental e humana em áreas de disposição de resíduos. Caderno de Saúde Pública, v.19 (2): PENTEADO, J.C.P.; VAZ,J.M O legado das bifenilas policloradas . Química Nova, v.24, n.3, p ALMEIDA, F.V.; CENTENO, A.J.; BISINOTI,M.C.; JARDIM,W.F Substâncias Tóxicas Persistentes (STP) no Brasil. Quim. Nova, 30:

60 CETESB, www. cetesb. br, www. cempre. com. br, www. mma. gov. br, www
CETESB, Listas das STP: CETESB SEMAD Produtos químicos