A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO

Apresentação em tema: "A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO"— Transcrição da apresentação:

1 A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO
Vítor Diniz

2 Camada de Ozônio É uma região que constitui um “escudo natural da Terra”, uma vez que filtra os raios ultravioletas (UV). O aparecimento de um grande “buraco” na camada de ozônio sobre a Antártida, na metade dos anos 80, representou uma crise ambiental de crucial importância. A quantidade total de ozônio é expressa em unidades Dobson (UD), onde 1 UD = 0,01 mm.

3 A quantidade de ozônio em diferentes regiões
Zonas de climas temperados = 350 UD Trópicos = 250 UD Subpolares = 450 UD OBS.: Existem algumas variações naturais na concentração do ozônio em função da estação do ano

4 Gráfico 1 Variações da concentração de ozônio ao longo do ano para a região 35o - 600N Fonte: R. D. Bojkov, L. Bishop and V.E. Fioletov Total ozone trends from quality-controlled ground-based. Journal of Geophysical Research 100:

5 Gráfico 2 Concentração mínima de ozônio total estratosférico na Antártida, em setembro-outubro nos últimos anos Fonte: dados fornecidos por J. Shanklin, British Antarctic Survey, Cambridge, Inglaterra

6 Regiões da atmosfera Fig. 1

7 Variação com a altitude de (a) concentração de ozônio (latitudes intermediárias) e (b) temperaturas do ar para diferentes regiões Fig. 2 Fonte: Baird, Colin. Química Ambiental. 2ª Ed. 2002

8 O Espectro Eletromagnético
Fig. 3

9 Espectro de absorção do O2
Gráfico 3 Espectro de absorção do O2 Intensidade relativa de absorção Fonte: Baird, Colin. Química Ambiental. 2ª Ed. 2002

10 O Espectro Eletromagnético
Fig. 3

11 Espectro de absorção do O3
Gráfico 4 Espectro de absorção do O3 Espectro de absorção do O3 de 200 até 300 nm. de 295 até 325 nm Fontes: (a) M. J. McEwan and L. F. Phillips Chemistry of atmosfere. (b) J. B. Kerr and C. T. McElroy, Evidence for large up-ward trends of ultraviolet-B radiation. Science

12 O Espectro Eletromagnético
Fig. 3

13 Espectro de absorção do DNA
Gráfico 5 Espectro de absorção do DNA O grau de absorção de energia luminosa pelo DNA reflete sua sensibilidade biológica a um dado comprimento de onda. Fonte: adaptada de R. B. Setlow Proceedings of the National Academy of Science USA 71:

14 Princípios da Fotoquímica
Como Albert Einstein percebeu pela primeira vez, a luz pode ser considerada não apenas como um fenômeno ondulatório, mas como também tendo propriedades de partícula. Ela é absorvida ou emitida pela matéria unicamente em “pacotes finitos” chamados hoje de fótons. A energia E de cada fóton está relacionada com a freqüência u e o comprimento de onda l da luz.

15 Fórmulas E = hu lu = c E = hc/l
h = Constante de planck = 6, x J s lu = c C = velocidade da luz = 2, x 108 m s-1 E = hc/l

16 Se o comprimento de onda é expresso em nm: hc= 119.627kJ mol-1 Se:
O produto hc pode ser avaliado em base molar. Se o comprimento de onda é expresso em nm: hc= kJ mol-1 Se: O O DH0 = 495 kJ mol-1 Então: l = kJ mol-1 nm/495 kJ mol-1 = 241 nm

17 Reações de produção e destruição não-catalítica de ozônio na estratosfera (“ciclo de Chapman”)
UV - C O2 O2 O O3 UV - B

18 Processo catalítico de destruição do ozônio
X + O3 XO + O2 XO + O X + O2 O3 + O 2 O2

19 Ação do monóxido de cloro na estratosfera em função da latitude no Pólo Sul 16/set 1987
Fig. 5 Fonte: P. S. Zurer. Chemical & Engineering News May 30, 1988

20 Distribuição de ozônio sobre Antártica no inverno e primavera
Fonte: B. J. Johnson, T. Deschler , Geophysical Research Letters Fig. 6

21 O Protocolo de Montreal
O uso de substâncias capazes de causar a depleção da camada de ozônio foi controlado desde 1987 bem como desde 01 de janeiro de 2010 não é permitida a fabricação de clorofluorcarbonos (CFCs).

22 O consumo de ODS (Ozone-Depleting Substances) nos últimos 20 anos
Gráfico 03.

23 Recuperação (lenta) do ozônio nos últimos 20 anos.
Gráfico 04.

24 O “buraco de ozônio” parou de crescer, mas a recuperação completa ainda está distante.

25 Quando volta ao normal? A expectativa, segundo a UNEP, é que somente após 2050 a camada de ozônio alcance seus níveis de antes de 1980. Já o desaparecimento do buraco na camada de ozônio nos períodos da primavera é esperado para um período bem maior.