INTRODUÇÃO À QUÍMICA AMBIENTAL

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INTRODUÇÃO À QUÍMICA AMBIENTAL
 Química Ambiental estuda os processos químicos que acontecem na natureza, sejam eles naturais ou causados pelo homem e que comprometem não só a saúde humana, mas de todo planeta.
A Química Ambiental teve sua origem na Química Clássica e se tornou uma ciência interdisciplinar por envolver outras matérias como: Biologia, Ecologia, Geologia. Essa parte da química estuda as mudanças que ocorrem no meio ambiente, mais precisamente, os processos químicos que envolvem essas mudanças e que causam sérios danos à humanidade.
No Brasil, as últimas décadas foram marcadas por um crescimento da conscientização dos cidadãos sobre os danos causados pelas atividades humanas inadequadas. Sejam em indústrias ou em seus próprios lares, essas atividades têm gerado efluentes e resíduos: sólidos, líquidos e gasosos, que acabam tendo seu destino final na atmosfera, nos solos e nas águas.
Como essas transformações ameaçam o meio ambiente, há uma grande preocupação em entender os processos que a envolvem. A química ambiental existe justamente para isso, para abranger os mecanismos que definem e controlam a concentração das espécies químicas que precisam ser monitoradas. Sendo assim, expandem os horizontes da Química convencional, criando parcerias com outras áreas como a Toxicologia , Engenharia Sanitária e Engenharia Ambiental.
É importante este estudo para entender os aspectos químicos dos problemas que nós seres humanos criamos no meio onde vivemos. Esse mesmo ambiente há alguns anos antes de começar os processos de poluição, era um ambiente natural, ou seja, sem poluentes.
AR E ENERGIA
Ar é o nome da mistura de gases que 
compõem a atmosfera da Terra. 
O ar é composto principalmente de nitrogênio, oxigênio e argônio, que juntos constituem a maior parte dos gases da atmosfera. Os demais gases incluem os gases de efeito estufa ,vapor de água, dióxido de carbono, metano, óxido nitroso e ozônio.
	Gás	Volume
	Nitrogênio (N2)	780.840 ppmv (78.084%)
	Oxigênio(O2)	209.460 ppmv (20.946%)
	Argônio (Ar)	9.340 ppmv (0.9340%)
	Dióxido de carbono (CO2)	380 ppmv (0.0380%)
	Neônio (Ne)	18,18 ppmv (0.001818%)
	Hélio (He)	5,24 ppmv (0.000524%)
	Metano (CH4)	1,79 ppmv (0.000179%)
	Criptônio (Kr)	1,14 ppmv (0.000114%)
	Hidrogênio (H2)	0,55 ppmv (0.000055%)
	Óxido nitroso (N2O)	0,3 ppmv (0.00003%)
	Xenônio (Xe)	0,09 ppmv (9×10−6%)
	Ozônio (O3)	0,0 to 0,07 ppmv (0% to 7×10−6%)
	Dióxido de nitrogênio (NO2)	0,02 ppmv (2×10−6%)
	Iodo (I)	0,01 ppmv (1×10−6%)
	Monóxido de carbono (CO)	0,1 ppmv (0.00001%)
	Amônia (NH3)	traços
	Não incluído na atmosfera seca acima:	
	Vapor de água (H2O)	~0,40% na atmosfera toda, tipicamente 1%-4% na superfície
Energia designa tudo o que pode ser transformado em calor, trabalho mecânico (movimento) ou luz graças a uma máquina (por exemplo motor, caldeira, refrigerador, alto-falante, lâmpada) ou a um organismo vivo (por exemplo os músculos). 
A QUÍMICA DA ATMOSFERA:
 A CAMADA DE OZÔNIO
 1- O que é ozônio? Ozônio é uma substância química natural da atmosfera terrestre. É um gás que se forma de 3 átomos de oxigênio atômico. Seu símbolo é O3.
2- O que é camada de ozônio? A camada de ozônio é uma região da atmosfera terrestre, em torno de 25 a 30 km de altura, onde a concentração do gás ozônio é maior.
3 -Qual a importância da camada de ozônio? A camada de ozônio tem importância fundamental para a vida no planeta Terra. É ela que absorve a radiação UV do Sol, e assim não permite que esta radiação chegue até a superfície da Terra, prejudicando nossas vidas.
 A camada de ozônio é uma espécie de capa composta por gás ozônio (O3), sendo responsável por filtrar cerca de 95% dos raios ultravioleta B (UVB) emitidos pelo Sol que atingem a Terra. Essa camada é de extrema importância para a manutenção da vida terrestre, pois caso ela não existisse, as plantas teriam sua capacidade de fotossíntese reduzida e os casos de câncer de pele, catarata e alergias aumentariam, além de afetar o sistema imunológico.
A degradação da camada de ozônio é um dos grandes problemas da atualidade. Esse fenômeno é conhecido como “ buraco na camada de ozônio ", no entanto, não ocorre a formação de buracos e sim a rarefação dessa camada, que fica mais fina, permitindo que uma maior quantidade de raios ultravioleta atinja a Terra.
Em determinadas épocas do ano ocorrem reações químicas na atmosfera, tornando a camada de ozônio mais fina, mas logo ela volta a sua forma original. Contudo, as atividades humanas têm agravado esse processo, principalmente através das emissões de substâncias químicas halogenadas artificiais, com destaque para os clorofluorcarbonos (CFCs).
Essas substâncias reagem com as moléculas de ozônio estratosférico contribuindo para o seu esgotamento.
A natureza se encarrega de repor a camada de ozônio destruida pelo homem.
A QUÍMICA E A POLUIÇÃO DO AR NA TROPOSFERA
 EFEITO ESTUFA E AQUECIMENTO GLOBAL
O efeito estufa tem colaborado com o  aumento da temperatura no globo terrestre nas últimas décadas. Pesquisas recentes indicaram que o século XX foi o mais quente dos últimos 500 anos. Pesquisadores do clima afirmam que, num futuro próximo, o aumento da temperatura provocado pelo efeito estufa poderá ocasionar o derretimento das calotas polares e o aumento do nível dos mares. Como consquência, muitas cidades litorâneas poderão desaparecer do mapa.
Como é gerado o efeito estufa
 O efeito estufa é gerado pela derrubada de florestas e pela queimada das mesmas, pois são elas que regulam a temperatura, os ventos e o nível de chuvas em diversas regiões. Como as florestas estão diminuindo no mundo, a temperatura terrestre tem aumentado na mesma proporção.
Um outro fator que está gerando o efeito estufa é o lançamento de gases poluentes na atmosfera, principalmente os que resultam da queima de combustíveis fósseis. A queima do óleo diesel e da gasolina nos grandes centros urbanos tem colaborado para o efeito estufa. O dióxido de carbono (gás carbônico) e o monóxido de carbono ficam concentrados em determinadas regiões da atmosfera formando uma camada que bloqueia a dissipação do calor.
O aquecimento global está ocorrendo em função do aumento da emissão de gases poluentes, principalmente, derivados da queima de combustíveis fósseis (gasolina, diesel, etc...), na atmosfera. Estes gases (ozônio, dióxido de carbono, metano, óxido nitroso e  monóxido de carbono) formam uma camada de poluentes, de difícil dispersão, causando o famoso efeitoestufa. Este fenômeno ocorre, pois, estes gases absorvem grande parte da radiação infra-vermelha emitida pela Terra, dificultando a dispersão do calor.
O desmatamento e a queimada de florestas e matas também colabora para este processo. Os raios do Sol atingem o solo e irradiam calor na atmosfera. Como esta camada de poluentes dificulta a dispersão do calor, o resultado é o aumento da temperatura global. 
A Consequências do aquecimento global é
 o aumento do nível dos oceanos: com o aumento da temperatura no mundo, está em curso o derretimento das calotas polares. Ao aumentar o nível da águas dos oceanos, podem ocorrer, futuramente, a submersão de muitas cidades litorâneas; Crescimento e surgimento de desertos: o aumento da temperatura provoca a morte de várias espécies animais e vegetais, desequilibrando vários ecossistemas.
 O aquecimento global também pode apresentar efeitos menos óbvios. A Corrente do Atlântico Norte, por exemplo, é provocada por diferenças de temperatura entre os mares. E aparentemente ela está enfraquecendo à medida que a temperatura média global aumenta. Isso significa que áreas como a Escandinávia e a Inglaterra que são aquecidas pela corrente poderão apresentar climas mais frios a despeito do aumento do aquecimento global.
O Uso da energia ao longo da história.
 A energia pode ser definida como a capacidade de realizar trabalho ou de transferir calor. nas
sociedades humanas, a energia teve origem na forma endossomática, ou seja, aquela que chega
através de cadeias ecológicas.A fonte primária da 
energia dessas cadeias é o sol, ao iluminar, aquecer, transferir energia para as águas, formando nuvens
e chuvas, e fornecer energia aos vegetais, através da fotossíntese.
Podemos obter energia de varias formas, tais como
O biocombustível (álcool proveniente da cana de açúcar, ou diesel a base de óleo vegetal como de amendoim, soja, girassol, mamona, pequi, babaçu);
A gasolina, (obtida pela destilação fracionada do petróleo);
Energia termoelétrica (obtida pela queima do carvão ou gás natural);
A energia eólica (resultado do movimento do vento);
A energia solar (aquece placas especiais que transformam essa energia em elétrica)
A energia hidroelétrica (uso da energia das quedas d'água para acionar geradores)
Energia nuclear (baseada na fissão, ou seja, na divisão do átomo);
O biogás (metano, CH4), também conhecido como gás natural (produzido pela fermentação e decomposição da matéria orgânica por microorganismos).
Emissões de CO2 pelo uso de energias 
A combustão completa de qualquer combustível orgânico (que possui átomos de carbono) leva a formação de gás carbônico ou também chamado de dióxido de carbono (CO2) e água (H2O). A respiração é um processo de combustão, de “queima de alimentos” que libera energia necessária para as atividades realizadas pelos organismos.
 combustão/respiração
 C6H12O6(s) + 6 O 2(g) ↔ 6 CO2(g) + 6 H2O (l) + energia
 A falta de oxigênio durante a combustão leva à chamada ‘combustão incompleta’ que produz monóxido de carbono (CO ).
 CH4(g) + 3/2 O2(g) → CO(g) + 2H2O(l) 
As conseguências de emissôes de CO2 na atmosféra está relacionado ao efeito estufa e a chuva ácida que causa a deteoração de estátuas de mármores e metais
ÁGUA
 Todas as formas de vida existentes no planeta terra dependem da água; a água cobre 70%
a da superfície do planeta, apenas uma parte dessa quantidade (~2,8%) é água doce sendo que a sua maioria encontra-se na forma congelada, restando apenas 1% de água doce para utilização humana;
 Química de Oxidação-Redução em Águas Naturais 
 O Oxigênio Dissolvido (O2diss) 
 Trata-se do agente oxidante mais importante em águas naturais, o oxigênio molecular; semi-reações que ocorrem com O2diss em solução ácida e alcalina, respectivamente:
 O2(aq) + 4 H (aq) + 4 e- → 2 H2O 
 O2(aq) + 2 H2O + 4 e- → 4 OH(aq) 
 O oxigênio se dissolve nas águas naturais proveniente da atmosfera, devido à diferença de pressão parcial; outra fonte importante de oxigênio nas águas é a fotossíntese de algas.
Devido à diminuição da solubilidade dos gases com o aumento da temperatura, águas de rios ou lagos aquecidas artificialmente apresentam a 
chamada poluição térmica; 
 Demanda de Oxigênio 
 Matéria orgânica (MO): substância de origem animal ou vegetal que sofre o processo de oxidação causado pelo O2 dissolvido na água; 
 Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) é a quantidade de O2 dissolvido consumido em uma amostra de água necessária para oxidar a MO degradada pela ação de microorganismos sob condições aeróbicas (período de 5 dias a 20ºC-DBO5);
A QUÍMICA ÁCIDO - BASE EM ÁGUAS NATURAIS
 A alcalinidade da água é definida como a capacidade da água em aceitar H+. As espécies responsáveis pela alcalinidade da água são os íons HCO3- e CO32- e em menor proporção as bases conjugadas dos ácidos fosfóricos, silícico, bórico e ácidos orgânicos. As rochas calcáreas são a grande fonte de carbonato das águas naturais. O carbonato é uma base moderadamente forte 
A purifiçação da água poluida
 Poluição da água é a contaminação de corpos de água por elementos que podem ser nocivos ou prejudiciais aos organismos e plantas, assim como a atividade humana. O resultado da contaminação traduz-se como água poluída.
Classificação: A água é poluída por um grande ramo de produtos, podendo ser dividida pelas suas características:
 Poluição pontual, onde o foco de poluição facilmente identificável como emissora de poluentes, como no caso de águas residuais, industriais, mistos ou de minas.
 Poluição difusa, onde não existe propriamente um foco definido de poluição, sendo a origem difusa, tal como acontece nas drenagens agrícolas, águas pluviais e escorrimento de lixeiras
Os contaminantes, pode ser classificados como:
 Agentes Quimicos podem ser classificados como:
 Orgânicos (biodegradaveis ou persistentes):Proteínas, gorduras, hidratos de carbono, Ceras, solventes entre outros.
 Inorgânicos: Ácidos, alcoois, tóxicos, sais solúveis ou inertes.
 Agentes fisicos Radioatividade Calor, Modificação do sistema terrestre, através de movimentação de terras ou similares
 Agentes Biológicos os coliformes são um bio indicador normalmente utilizado na análise da qualidade microbiológica da água, embora não seja uma real causa de doenças. Outras vezes microrganismos encontrados nas águas de superfície, que têm causado problemas para a saúde humana incluem:
Microscópicos, como Vírus, Bactérias, Protozoários, Helmintos  (platelmintos e nematelmintos), Algas
Macroscópicos, como animais e plantas não pertencentes ao habitat natural em sobre-exploração.
 TRATAMENTO DE ÁGUAS 
 Como a água dos mananciais pode estar com muitas impurezas, ela deve passar por uma estação de tratamento. Se esta água não for bem tratada pode provocar sérios problemas na saúde da população. 
Alguns dos procedimentos gerais para o tratamento da água são: floculação, decantação, filtração e cloração.
 A água chaga imprópria para o consumo na estação de tratamento. Primeiro ela passa por tanques que contém uma solução de cal (óxido de cálcio CaO) e sulfato de sódio (Al2 (SO4 )3 ). Essas substâncias reagem formando outra substância que é o hidróxido de alumínio (Al (OH)3 ). 
O hidróxido de alumínio se deposita arrastando as impurezas sólidas em suspensão na água. Este procedimento é a floculação, nome dado devido à formação de flóculo. 
 Na etapa seguinte, a água vai para um tanque de decantação, onde as partículas que se formaram na floculação estão mais densas que a água e, portanto decantam neste tanque. Então, neste momento, a água já está um pouco mais limpa.
 O próximo processo é a filtração, onde a água passa por um filtro com várias camadas de cascalho e areia e carvão ativado. Ao passar por estas camadas, ela vai deixando suas impurezas.
Depois de todos estes processos, a água ainda não está purificada. Ainda há microorganismos nela. Então ela deve passar por um depósito que contém cloro. O cloro (Cl) é uma substância que é capaz de matar os microorganismos presentes na água. Chamamos este processo de cloração.
Agora a água está própria para o consumo. Já está purificada. Ela fica em depósitos até ser distribuída para a cidade.
 
TERRA
 ESTRUTURA E COMPONENTES DA TERRA.
 A Terra é um planeta pequeno e sólido que gira em torno do Sol, junto aos demais astros do Sistema Solar. Uma grande parte da Terra é coberta pelos mares e oceanos – é a chamada hidrosfera. A camada mais externa, a atmosfera, é formada por gases. O oxigênio existente na atmosfera e a água líquida tornam possível a vida em nosso planeta. Essa vida, representada pelos seres humanos, animais e vegetais, forma a biosfera.
 A Terra, o planeta azul, deve seu brilhante colorido às grandes massas de água que cobrem a maior parte de sua superfície. A presença da água líquida é uma das características mais surpreendentes de nosso planeta. Só podemos ver a terça parte de sua superfície sólida, pois o restante é coberto pelos mares, os oceanos e as grandes massas de gelo dos polos, as calotas polares.
 A parte sólida da Terra é a litosfera ou crosta terrestre. Ela recobre tanto os continentes quanto o assoalho marinho e, de acordo com sua constituição, é dividida em sial (composta basicamente de silício e alumínio, encontrada nos continentes) e sima (composta de silício e magnésio, encontrada sob os oceanos). No interior da Terra acredita-se que existam duas camadas formadas por diferentes materiaisrochosos: o manto e o núcleo, constituído basicamente de níquel e ferro (nife).
 A Terra, o planeta azul, deve seu brilhante colorido às grandes massas de água que cobrem a maior parte de sua superfície. A presença da água líquida é uma das características mais surpreendentes de nosso planeta. Só podemos ver a terça parte de sua superfície sólida, pois o restante é coberto pelos mares, os oceanos e as grandes massas de gelo dos polos, as calotas polares.
PRINCIPAIS CONTAMINANTES EM DIVERSAS REGIÕES
 Uma área contaminada pode ser definida como uma região, local ou terreno onde há comprovadamente poluição ou contaminação causada pela introdução de quaisquer substâncias ou resíduos que nela tenham sido depositados, acumulados, armazenados, enterrados ou infiltrados de forma planejada, acidental ou até mesmo 
natural. Desta forma, regiões onde ocorre ou ocorreu o manejo de substâncias cujas características físico-químicas, biológicas e toxicológicas podem causar danos e/ou riscos aos bens a proteger são denominadas áreas potencialmente contaminadas 
1 – Vazamento de tanques enterrados e sistema de tubulação
2 – Valas com barris enferrujados com resíduos tóxicos
3 – Percolação no subsolo de antigos vazamentos
4 – resíduos abandonados lançados sobre o solo
5 – Poluição do solo
6 – Poluição de água subterrânea
7 – Percolação de poluentes na água subterrânea em direção ao rio
8 – Fluxo de poluentes superficial e subterrâneo em direção ao rio
9 – erosão de resíduos sólidos tóxicos em direção ao rio 
10 – deposição de metais pesados no fundo do rio
12 – evaporação de solventes tóxicos
13 – efeito do ar poluído na vegetação 
16 – Resíduos domésticos 
17 –Resíduos sólidos industrial e comercial
18 – Aterro com entulho, solo e escória
19 – Percolação de poluentes lixiviados para água subterrânea
20 – Poluição da água subterrânea pela percolação de contaminantes
21 – Bombeamento de águas contaminadas
22 – Irrigação com água subterrânea contaminada
23 – Contaminação de água potável
24 – Emissão de gases tóxicos por resíduos 
25 –Infiltração de gases tóxicos nas casas
26 – Entrada de gases nocivos através da rede de esgoto
27 – Entrada de vapores na edificação 
28 – Rachaduras nas construções devido a recalques do aterro
“O ambiente é muito importante para a paz, uma vez que quando destruímos os nossos recursos e estes escasseiam fazemos guerras para os conseguir.”Wangari Maathai, Prémio Nobel da Paz de 2004