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E aí, vestibulando(a). Tudo tranks? Mais um novo super blog de Química para vocês feito com muito carinho! Haha Hoje, vamos estudar uma parte muito importante da Química Ambiental: Os efeitos da poluição atmosférica. Dentre eles temos: efeito estufa, chuva ácida e buraco na camada de ozônio. Venha com a gente aprender esse conteúdo da forma mais didática possível! 🥰

 1. Efeito Estufa:

Antes de tudo, devemos entender que o efeito estufa é um fenômeno natural. Sem ele, a temperatura média do planeta seria em torno de -18°C (graças a ele, a temperatura média está em torno de 15ºC). Isso é importante para a existência e manutenção da vida na Terra.

O funcionamento do efeito estufa é relativamente simples: a atmosfera admite os raios solares visíveis, mas aprisiona os infravermelhos que emanam da superfície. Esse aprisionamento é causado por alguns gases (chamados gases de efeito estufa ou GEE). O dióxido de carbono (CO2), o gás metano (CH4), o óxido nitroso (N2O), o ozônio (O3) estão entre os principais gases do efeito estufa

O CO2 é o gás de efeito estufa mais abundante (cerca de 400 ppm). Sua emissão é significativa por meio de atividades humanas que envolvem a queima de combustíveis fósseis (petróleo, carvão e gás natural) e o desmatamento, e isso aumentou significativamente desde a Revolução Industrial.

 

Nem todos os gases têm a mesma capacidade de reter a radiação infravermelho. Para efeito de comparação, atribuiu-se valor de referência 1 para o gás carbônico. Já ao metano (CH4), foi atribuído o valor 21 (ou seja, 1 tonelada de CH4 na atmosfera tem capacidade estufa equivalente a 21 toneladas de CO2 (21 ton CO2e – tonelada de CO2 equivalente).

As emissões de origem humana desse gás decorrem principalmente da atividade pecuária e da decomposição da matéria orgânica de aterros sanitários, lixões e reservatórios de hidrelétricas. O óxido nitroso tem potencial estufa 310 vezes maior que o CO2 (ou seja 310 ton CO2). A emissão antrópica desse gás decorre do tratamento de dejetos animais, do uso de fertilizantes, da queima de combustíveis fósseis e de alguns processos industriais.

 

As principais consequências do efeito estufa são: o derretimento de parte das calotas polares, com o consequente aumento do nível médio dos oceanos e a inundação de regiões baixas à beira-mar, bem como as modificações climáticas – como, por exemplo, alteração no regime das chuvas (regiões com muita chuva também regiões com secas severas, ocorrendo desertificação; tempestades e furacões mais frequentes e mais violentos; escassez de água para milhões de pessoas, em várias regiões do mundo.

 

Com o objetivo de reduzir o efeito estufa, foi assinado, em 1997, o Protocolo de Kyoto, um tratado internacional com compromissos mais rígidos para a redução da emissão dos gases que produzem o efeito estufa, que são a causa do atual aquecimento global. Para isso algumas atitudes são possíveis, como:

  • substituição dos combustíveis fósseis por combustíveis de origem na biomassa, como etanol e biodiesel, ou ainda por hidrogênio;
  • redução do desmatamento;
  • redução do nível de queimadas, como o manejo agrícola;
  • utilização de fontes alternativas de energia, como as energias solar, eólica e maremotriz, em substituição às termoelétricas;
  • reflorestamento de áreas desmatadas;
  • queima de gás metano originado em lixões e aterros sanitários, convertendo-o em gás carbônico que apresenta efeito estufa 21 vezes menos intenso;
  • aplicar, nas ações cotidianas, a política dos 3R (reciclar, reutilizar e reduzir).

 

2. Chuva Ácida

Não existe chuva totalmente pura, pois ela sempre arrasta consigo componentes da atmosfera. O próprio CO2, que existe normalmente na atmosfera ao se dissolver na água da chuva, já a torna ácida, devido à reação:

 

CO2 + H2O → H2CO3

 

Sendo assim, a chuva apresenta um pH em torno de 5,6 (ou seja, ácido, já que é menor que 7).

 

O problema se agrava, em função de outros óxidos ácidos na atmosfera, como os óxidos de enxofre (SO2 e SO3) e os óxidos de nitrogênio (NO e NO2).

 

O SO2, existente na atmosfera, pode ser de origem natural ou artificial. O SO2 natural é proveniente das erupções vulcânicas e da decomposição de vegetais e animais no solo, nos pântanos e nos oceanos. O SO2 artificial é proveniente principalmente da queima de carvão mineral (em caldeiras industriais, em usinas termoelétricas etc.) e da queima dos derivados do petróleo (em motores de veículos, de avião etc.). Na atmosfera ocorrem, por exemplo, as reações:

 

SO2 + H2O → H2SO3

SO2 + ½ O2 → SO3

SO3 + H2O → H2SO4

 

Entre os dois ácidos produzidos, H2SO3 e H2SO4, o mais perigoso é o H2SO4, pois este é um ácido forte, principal vilão da chuva ácida .

 

Algo parecido ocorre com os óxidos do nitrogênio — especialmente NO e NO2. O ar é formado principalmente por N2 e O2; durante as tempestades, os raios provocam a reação:

 

N2 + O2 →2 NO

 

Além disso, a decomposição de vegetais e animais, por bactérias do solo, também produz óxidos de nitrogênio. Além desses fenômenos naturais, as combustões nos motores de veículos, de avião etc. constituem fontes artificiais de grandes quantidades de óxidos de nitrogênio.

 

Apesar do NO ser um óxido neutro, na atmosfera podem então ocorrer as reações:

2 NO + O2 → 2 NO2

2 NO2 + H2O → HNO2 + HNO3

2 HNO2 + O2 → 2 HNO3

 

Dos dois ácidos formados (HNO2 e HNO3), o mais preocupante é o HNO3 (ácido forte), segundo vilão da chuva ácida.

 

A chuva ácida traz diversos prejuízos como pode ser visto no esquema abaixo:

Nos lagos, a chuva ácida provoca a morte dos peixes; nas florestas, a destruição das árvores. O solo se altera quimicamente, envenenando as plantações e reduzindo as colheitas. As águas subterrâneas são contaminadas. Há corrosão e desgaste dos prédios e dos monumentos. Por fim, a saúde do ser humano e dos outros animais é prejudicada, com o aparecimento de enfermidades como tosse, bronquite e enfisema pulmonar.

 

As soluções para a chuva ácida são caras e de aplicação complicada, pois envolvem aspectos técnicos, econômicos, políticos, sociais etc. Do ponto de vista técnico, recomendam-se, como medidas principais:

  • a purificação do carvão mineral, antes de seu uso;
  • o emprego de caldeiras com sistemas de absorção de SO2;
  • o uso de petróleo de melhor qualidade e a purificação de seus derivados, visando à eliminação de compostos de enxofre;
  • nas cidades, o uso mais frequente de transportes coletivos (metrôs, trens suburbanos, ônibus etc.) e o desestímulo ao uso de carros particulares;
  • a construção de carros com motores mais eficientes e providos de catalisadores que decomponham os gases tóxicos e nocivos;
  • e muitas outras medidas, aplicáveis às indústrias, às residências, aos transportes e ao nosso dia a dia.

 

3. Buraco na camada de ozônio

Do total de energia que nos chega do Sol, cerca de 46% correspondem à luz visível; 45%, a radiação infravermelha; e 9%, a radiação ultravioleta. Esta última contém mais energia e, por isso, é mais perigosa para a vida dos seres sobre a superfície da Terra. Em particular, a ultravioleta é a radiação que consegue “quebrar” várias moléculas que formam nossa pele, sendo por isso o principal responsável pelas queimaduras de praia.

 

Felizmente existe na atmosfera terrestre, aproximadamente entre 12 km e 32 km de altitude, uma camada de ozônio (O3). Essa camada é muito tênue (1 ppm), mas muito importante, pois funciona como um escudo, evitando que cerca de 95% da radiação ultravioleta atinja a superfície terrestre.

 

Na década de 1960, os cientistas verificaram que a camada de ozônio estava sendo destruída mais rapidamente que o normal. Vários estudos mostraram que os óxidos de nitrogênio, presentes na atmosfera em quantidades cada vez maiores, eram os responsáveis pela destruição. A destruição da camada de ozônio aumentou ainda mais com o uso dos compostos denominados “clorofluorcarbonetos” ou “clorofluorcarbonados”, conhecidos pela sigla CFC (esses compostos eram muito utilizados em aparelhos de refrigeração e como gases propelentes de aerossóis – já devidamente substituídos).

 

A situação tornou-se alarmante quando, em outubro de 1984, um grupo de cientistas ingleses, trabalhando no Polo Sul, descobriu a perda de aproximadamente 40% da camada de ozônio sobre a Antártida. Essa redução de concentração da camada de ozônio passou a ser chamada de buraco na camada de ozônio.

 

Em 1987, foi redigido o chamado Protocolo de Montreal, pelo qual 24 países se comprometiam a abandonar, até 2010, o uso dos CFCs. Posteriormente, dezenas de países aderiram ao protocolo, sendo o CFCs banidos.

 

A destruição do ozônio pelos CFCs se dá de acordo com o esquema abaixo:

Disponível em: https://boaspraticasrefrigeracao.com.br.

 

Observe que o cloro, gerado na quebra do CFC, provoca a destruição do O3 e é regenerado no final do processo. Sendo assim, um único átomo de cloro é capaz de destruir, estima-se, até 1.000.000 de moléculas de ozônio. Essas reações são representadas abaixo:

 

CF2Cl2(g) + UV → CF2Cl•(g) + Cl•(g)

 

O processo de catálise do radical livre cloro ocorre de acordo com o seguinte mecanismo:

Cl•(g) + O3(g) → ClO•(g) + O2(g)

ClO•(g) + O3(g) → Cl•(g) + 2 O2(g)

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2 O3(g) → 3 O2(g)

 

BB, chegamos ao fim do nosso blog, mas não se preocupe que tem muito mais conteúdo como este por aqui e ainda virão muitos outros. Ficou interessando em se aprofundar nesse assunto? Damos a você 7 dias grátis para você experimentar a nossa plataforma. E se você gostar tanto da gente a ponto de querer assinar um dos nossos planos, é só usar o cupom VIMDOBLOG para ganhar 10% off 🤩. Clique já no botão abaixo, chuchu!

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