Livro-Texto - Unidade II Química Ambiental (uni gestão ambiental)

Prévia do material em texto

52
Unidade II
Unidade II
3 POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
A poluição do ar consiste em qualquer condição atmosférica na qual compostos químicos estejam 
presentes em concentrações suficientemente altas para causar efeitos prejudiciais ao homem, à 
vegetação ou aos materiais. É considerada a mais crítica, pois não podemos deixar de respirar, mas 
podemos não ingerir água ou alimentos contaminados ou de origem suspeita. A poluição é composta 
por produtos químicos naturais ou fabricados pelo ser humano e que possam ser levados pelo ar. Por 
exemplo: gases, vapores, partículas sólidas ou líquidas.
Esse tipo de poluição pode ser gerado a partir de emissões em níveis elevados ou em decorrência de 
condições atmosféricas desfavoráveis à dispersão de poluentes. 
Normalmente, a superfície do planeta é aquecida pelos raios solares incidentes sobre ela. Após esse 
aquecimento, libera calor. A camada de ar imediatamente em contato com a superfície recebe esse calor 
e também se aquece. Essa camada de ar sobe, pois é menos densa do que a que está acima. Isso origina 
as correntes de convecção naturais que ajudam na dispersão dos poluentes.
Como resultado das variações de densidade na atmosfera, ocorre um movimento vertical do ar, que 
é aquecido pelo solo e, sendo menos denso do que o ar frio, sobe. 
Uma força, força de empuxo, age sobre as camadas de ar. Ela é vertical e ascendente, exercida sobre 
o ar aquecido pelo fluido no qual está imerso, e resultante da diferença de pressão existente entre a 
parte inferior e a parte superior da camada de ar aquecido. Esse movimento, por causa da convecção 
natural do ar, aliado aos ventos e a chuva, é um mecanismo importante para a dispersão dos poluentes 
e a “limpeza” do ar. 
A temperatura é mais amena durante a noite; sendo assim, o solo esfria, resfriando a camada de ar 
diretamente em contato com ele. No dia seguinte, os raios solares podem ficar impedidos de atingir a 
superfície da Terra. Isso ocorre quando há presença de uma quantidade excessiva de material particulado 
no ar (névoa líquida ou sólida em suspensão). Desse modo, não há o aquecimento nem do solo nem da 
camada de ar que está em contato com ele, a qual permanece fria e mais densa. Essa camada que não 
foi aquecida fica aprisionada por outra mais alta, que sem a influência dos poluentes se aqueceu ao 
receber os raios do sol.
Quando uma camada de ar quente se posiciona acima de outra mais fria, comporta-se como uma 
barreira e impede que ocorra a dispersão dos poluentes na atmosfera, o que é conhecido como inversão 
térmica. 
53
QUÍMICA AMBIENTAL
Na figura a seguir, podemos observar dois tipos de inversão térmica, na parte superior, um sistema 
semelhante ao que ocorre na cidade de Los Angeles – o ar quente descendente forma uma camada 
de inversão semipermanente. As montanhas agem como uma barreira para a poluição, e o ar poluído 
empurrado pela brisa do mar tende a ascender nos cânions, onde fica aprisionado. A poluição é mais 
visível no outono e no verão.
A parte inferior da figura apresenta um vale com ar frio sobre o ar quente. Esse tipo de inversão 
pode ocorrer quando se desenvolve a cobertura de nuvens associada a uma massa de ar estagnado 
sobre a cidade. As nuvens bloqueiam a radiação que chega, refletem e absorvem parte da energia solar 
e se aquecem. Perto do solo o ar esfria. Se houver umidade no ar, como o ar esfria e pode alcançar a 
temperatura em que o vapor d’água condensa o ponto de orvalho, pode ocorrer a formação de nevoeiro.
Camada de inversão
Ar quente descendente
Ar relativamente frio
Ar relativamente quente
Montanhas (barreira geológica)
Vale
Al
tit
ud
e
Al
tit
ud
e
Temperatura
Temperatura
Brisa 
do mar
Figura 5 – Duas causas para a formação de inversão térmica, que podem piorar os problemas de poluição do ar 
Não se formam correntes ascendentes na ausência de ventos e/ou chuvas, e a concentração dos 
poluentes lançados pelos veículos ou de outras atividades, industriais ou domésticas, aumenta e pode 
ultrapassar os níveis aceitáveis para a sobrevivência do ser humano. 
Londres foi afetada por uma inversão térmica em 1952, que concentrou na atmosfera uma quantidade 
excessiva de SO2 e matou 4.000 pessoas em apenas quatro dias. 
Condições topográficas e climáticas são muito relevantes para o desenvolvimento da poluição do ar, 
mas o potencial para a poluição do ar nas cidades é determinado por:
• taxa de emissão de poluentes por unidade de área;
• distância a favor do vento que a massa de ar se desloca pela cidade;
54
Unidade II
• velocidade do vento;
• a altura na qual os poluentes conseguem ser misturados pelo ar em movimento natural na baixa 
atmosfera (figura a seguir).
Velocidade 
do vento
Coluna de ar 
em movimento
Aumento da poluição do ar
Camada de inversão
Distância em que a
através da área urbana
coluna se desloca
H
Efeito 
chaminé
Figura 6 – Quanto maior a velocidade do vento e a espessura H da camada de mistura, menor a poluição do ar. Quanto maior a 
taxa de emissão e quanto maior a distância a ser percorrida pelo vento acima da cidade, maior a poluição do ar. O efeito chaminé 
possibilita que o ar poluído se desloque sobre a montanha e para baixo no vale adjacente
A composição do ar seco é dada pela tabela a seguir:
Tabela 4 – Concentração dos gases no ar seco
Gás Concentração (ppm)
Nitrogênio 780.900
Oxigênio 209.400
Argônio 9.300
Dióxido de carbono 315
Neônio 18
Hélio 5,2
Metano 1,0 -1,2
Criptônio 1
Óxido nitroso 0,5
Hidrogênio 0,5
Xenônio 0,08
Dióxido de nitrogênio 0,02
Ozônio 0,01-0,04
Obs.: PPM = partes por milhão = número de partes de um 
componente em um milhão de partes de ar.
Fonte: Botkin; Keller (2012, p. 365).
55
QUÍMICA AMBIENTAL
Muitos componentes existem em contrações muito menores, como o vapor d’água, por exemplo, 
que varia de 0 a 30 ppm, e o ozônio, de 0 a 0,07 ppm.
Acreditamos que grande parte do oxigênio presente no ar é proveniente de reações químicas 
envolvendo vegetais primitivos, como algas e fitoplâncton marinho. O restante resulta de vegetais 
terrestres jovens em crescimento. Os vegetais retiram da atmosfera o CO2 para sintetizar seu próprio 
alimento (principalmente celulose, glicose e amido), sob a ação da luz solar, produzindo o oxigênio 
como subproduto. Esse processo é conhecido como fotossíntese, que consiste na transformação de 
energia luminosa em energia química. Pode ser realizada por vários de pigmentos verdes, denominados 
clorofila.
Para um vegetal adulto, o oxigênio produzido pela fotossíntese é praticamente todo consumido, já 
nos vegetais jovens essa quantidade é menor, havendo um saldo positivo de oxigênio no ambiente. 
Muitos organismos realizam a fotossíntese, mas o processo é mais efetivo nas folhas dos vegetais, 
por causa da sua anatomia e morfologia. Essa reação pode ser representada pela equação química a 
seguir:
6 CO2 + 6 H2O+ Clorofila
Luz
C6H12O6 + O2
Podemos considerar que um dos aspectos que favorecem a poluição é a falta de cuidado com 
a preservação da flora, tanto em termos de vegetais terrestres como dos fitoplânctons marinhos 
(responsáveis por cerca de 70% a 90% do suprimento de oxigênio).
Desse ponto de vista, a poluição não pode ser apenas considerada como uma fumaça expelida 
pela chaminé, e sim como um produto gerado por meio de um processo que se intensifica a cada 
árvore derrubada ou vegetal queimado, representando uma menor quantidade de oxigênio produzido 
e de dióxido de carbono eliminado. Paralelamente, as queimadas ilegais e o desmatamento destroem 
florestas e matas nativas, enquanto nas áreas oceânicas o fitoplâncton está sendo envenenado por 
pesticidas oriundos das lavouras.
 Saiba mais
Em 2008, o maratonista internacional Haile Gebrselassie anunciou que 
não participaria da maratona nos Jogos Olímpicos de 2008, em Beijing, na 
China, por causa da potencial poluição do ar, que poderia causar problemas 
em uma corrida longa. Leia mais em: 
FAVARO, T. Sem fôlego em Pequim. Veja, 6 fev. 2008. Disponível em:<veja.abril.com.br/060208/p_084.shtml>. Acesso em: 1 ago. 2014.
56
Unidade II
3.1 Poluentes do ar
As substâncias que poluem o ar podem ser divididas em duas categorias:
• poluentes primários – lançados ao ar diretamente pelas fontes poluidoras; 
• poluentes secundários – formados pela interação ou reação química entre os poluentes primários 
e os constituintes da atmosfera.
Os poluentes primários são substâncias emitidas por vários tipos de atividades: domésticas, industriais, 
automobilísticas e podem causar efeitos adversos à saúde humana e ao meio ambiente como um todo. 
Eles podem ser emitidos na forma sólida (material particulado) ou, em pequenas gotículas de líquido 
dispersas em um gás (névoa) ou na forma gasosa. Quase 100% da poluição emitida é resultado da 
atividade humana, como monóxido de carbono (CO2), óxidos de enxofre (SO2), material particulado, 
hidrocarbonetos e óxidos de nitrogênio.
A quantidade de poluentes depende das fontes poluidoras existentes naquela área, da maneira como 
são lançados na atmosfera, se existem condições favoráveis ou não para dispersão desses poluentes etc.
Os poluentes podem ser provenientes de fontes móveis, como veículos motorizados, ou de fontes 
fixas, como indústrias e usinas termoelétricas. Independentemente da fonte, nós, seres humanos, somos 
afetados não somente pelos poluentes que lançamos na atmosfera, mas também por outros poluentes 
gerados por reações químicas entre os poluentes primários e os constituintes do ar atmosférico, por 
ação fotoquímica, produzindo os poluentes secundários.
Ainda temos que considerar as emissões de vulcões, decomposição biológica, incêndios florestais e 
a maresia, que contribuem em número maior de componentes de poluição do que as fontes artificiais. 
Em áreas industriais, essa contribuição é pequena se comparada com a poluição vinda da atividade 
industrial. Como não há como controlar essas emissões, elas não são tratadas como poluentes. 
No meio natural, há sempre um equilíbrio, a natureza gera uma fonte de contaminação, mas, ao 
mesmo tempo, fornece mecanismos de purificação do ar. A absorção pela vegetação, pelo solo e pela 
água, assim como a oxidação e a conversão a precipitados, evitam o acúmulo de poluentes na atmosfera. 
 Lembrete
A maioria dos poluentes fica na atmosfera por apenas alguns dias, com 
exceção do dióxido de carbono (CO2), que perdura por muito tempo na 
atmosfera. 
Os poluentes podem ser classificados em:
• substâncias contendo enxofre (SOx);
57
QUÍMICA AMBIENTAL
• substâncias contendo nitrogênio (NOx);
• substâncias halogenadas;
• monóxido e dióxido de carbono;
• material particulado;
• substâncias radioativas;
• substâncias contendo carbono, exceto CO e CO2.
Na tabela a seguir, são mostradas as classificações de poluentes e suas fontes de emissão mais 
comuns:
Quadro 1 – Classificação de poluentes
Classe Poluentes primários Poluentes secundários
Principais fontes de 
emissão
Compostos de enxofre SO2, H2S
SO3, H2SO4, 
MSO4*
Queima de combustíveis 
que contêm enxofre
Compostos de nitrogênio NOx NO2, MNO3*
Combinação do N2 e O2 
em combustíveis de alta 
temperatura
Compostos de carbono Cadeias carbônicas de até 5 átomos e mercaptanas
Aldeídos, 
cetonas, ácidos
Queima de combustíveis, 
refino de petróleo, 
solventes etc.
Compostos de carbono CO e CO2 Nenhum Processos de combustão
Compostos halogenados
F2 e HF
Cl2 e HCl
Nenhum Operações metalúrgicas, fábricas de cloro
*MSO4 e MNO3 são formas genéricas para sulfatos e nitratos em geral.
Fonte: Botkin; Keller (2011, p. 513).
Além dos poluentes, que são os mais comuns em áreas urbanas, podem aparecer outros, 
provenientes das atividades industriais específicas ou característicos de cada região, como amônia 
(NH3) – em locais próximos das fábricas de amônia; metano (CH4); ozônio (O3); material particulado; 
CFCs (clorofluorcarbonos), entre outros.
Os poluentes do ar são facilmente carregados pelo vento e podem afetar seres humanos, plantas, 
lagos e solos distantes. A maior parte dos casos de grande poluição do ar está próxima dos grandes 
centros urbanos. A Cidade do México possui grande poluição do ar. Altos níveis de SO2 e particulados 
são encontrados em cidades como Seul e Xangai. 
58
Unidade II
3.1.1 Monóxido de carbono
A combustão incompleta do carbono presente nos combustíveis produz o monóxido de carbono 
(CO). Quando ocorre um descontrole no processo de combustão, seja industrial ou no motor de um 
automóvel, e principalmente se a alimentação de ar é insuficiente, o CO é produzido no processo de 
oxidação, de acordo com a reação química:
C + 1/2 O2+ CO 
O monóxido de carbono é tóxico para os seres humanos. Se respirado, entra na corrente sanguínea, 
complexando-se com a hemoglobina (glóbulos vermelhos do sangue) e inibindo o transporte de oxigênio 
pelo organismo humano, diminuindo, assim, a distribuição do oxigênio. Com tempos de exposição ao CO 
prolongados, essa função pode ser completamente interrompida. 
Quando o cérebro humano deixa de receber oxigênio, mesmo que por curtos espaços de tempo, pode 
sofrer lesões irreversíveis, que podem causar cegueira, perda da fala, da audição e outras consequências. 
Assim, é extremamente perigoso respirar CO. Como o monóxido de carbono não tem cheiro, gosto e nem 
sabor, ou seja, é incolor, inodoro e insípido, podemos respirá-lo por acidente, sem perceber. Dependendo 
do tempo de exposição e da sua concentração no ambiente, a inalação pode causar desde dores de 
cabeça, redução da capacidade mental, sono, taquicardia, vômito, coma até a morte.
O CO pode também diminuir a capacidade visual no escuro, o tempo de reflexo e a decisão de um 
motorista que tenha ficado exposto a concentrações da ordem de 100 ppm (comuns nos engarrafamentos) 
em túneis, congestionamentos etc. Acredita-se que isso cause muitos acidentes de trânsito.
O envenenamento por CO apresenta como sintomas mais comuns os associados à falta de oxigênio, 
como tontura, dor de cabeça e distúrbios visuais. Cada organismo reage de maneira diferente e pode 
incluir outras manifestações, como a sonolência. Devemos levar em consideração a concentração e o 
tempo de exposição ao monóxido de carbono. As concentrações entre 10 ppm e 30 ppm são toleráveis 
pelo ser humano. 
3.1.2 Óxidos de enxofre
A maioria das emissões de enxofre ocorre na forma de SO2. Trata-se de um gás incolor de odor 
sufocante. A queima de combustíveis fósseis que contêm enxofre, como o carvão e algumas composições 
de óleo diesel, é a principal fonte de emissão de dióxido de enxofre. A reação química pode ser 
representada pela equação:
S + O2+ SO2
Todos os anos são lançadas cerca de 20 milhões de toneladas desse poluente na atmosfera. A 
principal fonte de emissão de SO2 na atmosfera é a queima do carvão.
59
QUÍMICA AMBIENTAL
As fontes naturais de enxofre lançam na atmosfera sulfeto de hidrogênio (H2S), que também pode 
ser proveniente da matéria orgânica em decomposição. A (maresia) lança na atmosfera quase duas 
vezes mais enxofre do que as fontes de “poluição” humana (GODISH, 1997).
A maior parte do SO2 presente na atmosfera é levada pelas águas das chuvas, caindo sobre 
o solo e oceanos. Uma pequena quantidade é absorvida pelas plantas, oceanos e lagos. Em média, 
aproximadamente 200 ppm de óxidos de enxofre permanecem na atmosfera.
O dióxido de enxofre presente na atmosfera pode causar diversos efeitos nocivos à saúde humana, 
à vegetação e aos materiais. Estudos e pesquisas indicam que concentrações de SO2 estão associadas a 
aumentos de doenças e à mortalidade. A inalação desse gás provoca danos ao sistema respiratório, ao 
tecido pulmonar e o agravamento de doenças pulmonares. 
A presença de material particulado associado ao dióxido de enxofre aumenta a periculosidade, de 
maneira que a exposição prolongada pode causar morte. Tais efeitos adversos são mais acentuados 
em crianças, idosos e nos indivíduos que possuem doenças pulmonares crônicas, como bronquite e 
enfisema. 
 ObservaçãoA bronquite é uma inflamação dos brônquios, provoca o aumento 
da produção de mucosa nasal e da tosse, diminuindo o fluxo de ar pela 
presença da mucosa. 
Dificuldades respiratórias podem não incomodar uma pessoa saudável, mas serem fatais para 
indivíduos que sofrem de doenças respiratórias.
 Observação
O enfisema é uma degeneração progressiva das paredes dos alvéolos 
com a distensão do pulmão. Assim, é necessário um fluxo sanguíneo 
mais intenso para transporte de oxigênio, o que provoca a diminuição da 
capacidade respiratória e pode levar à morte.
Outro problema associado à emissão de SO2 é a sua oxidação a SO3 e a formação de ácido sulfúrico, 
H2SO4, em presença de vapor de água:
SO2 + 1/2 O2 SO3
SO3 + H2O H2SO4
60
Unidade II
Entre os vários efeitos observados por essa reação, o mais importante é a formação da chuva ácida, 
acidificando os sistemas aquáticos e o solo e diminuindo a produção da agricultura. A acidez mata as 
algas e o plâncton, provocando quebra da cadeia alimentar. Os peixes de milhares de lagos no Canadá e 
na Europa foram afetados ou até mesmo levados à extinção total por causa da acidez da água.
A chuva ácida provoca outros danos, que incluem a degradação da construção civil e a corrosão 
metálica. Em regiões como a Polônia, os trens não podem circular em velocidades maiores que 40 km/h, 
em virtude da corrosão dos trilhos. 
Todo o SO2 presente na atmosfera é transformado em ácido sulfúrico ou em sulfatos particulados, a 
menos que seja precipitado ou removido da atmosfera. Os sulfatos particulados são combinações químicas 
entre um íon sulfato (SO4
2-) e um íon metálico, por exemplo, como ferro e cromo, formando o sulfato 
desses metais. Nas regiões em que estão presentes as usinas de energia emitindo SO2 e particulados, 
existe ainda alta concentração de óxidos de nitrogênio, provenientes de gases de escapamento de 
automóveis e observa-se que esses danos são agravados. 
A conversão de dióxido de enxofre em sulfatos pode levar de horas a alguns poucos dias. Dessa 
forma, a poluição do ar em determinada área pode se tornar um problema regional ou nacional, quando 
levada pelo vento por centenas de quilômetros.
 A China, em virtude de seu processo de industrialização, é o terceiro maior produtor mundial de SO2. 
Suas concentrações médias diárias nas grandes áreas urbanas estão entre 100 e 400 mg/m3, enquanto 
nas grandes cidades americanas estão entre 20 e 100 mg/m3. Esses valores surpreendem, pois o carvão, 
queimado em condições mínimas de controle de poluição, fornece 75% de toda a energia primária da 
China. Essas emissões de SO2 na China causam grande preocupação aos japoneses, que acreditam que 
suas plantações de arroz e a indústria da pesca estejam sofrendo prejuízos em consequência da acidez 
da chuva provocada pela poluição. 
Na Índia, as emissões de SO2 reduziram a produção agrícola, causando sérios prejuízos à agricultura 
de frutas e grãos. Esses problemas já tinham sido observados nos estados orientais indianos.
3.1.3 Metano
O metano, CH4, é um dos gases mais importantes, pois está presente tanto na atmosfera como no 
interior da Terra. Possui uma aplicação importante como combustível doméstico e industrial, e constitui 
70% da composição do gás natural. A cada ano, os microrganismos produzem cerca de quatro bilhões 
de toneladas desse gás. Essa quantidade tão grande traz profundos efeitos ao nosso organismo e ao 
ambiente. 
Os animais ruminantes produzem o metano na ausência de oxigênio no rúmen, a primeira cavidade 
do estômago duplo desses animais, assim como nos intestinos dos insetos, por exemplo, nos cupins, nos 
pântanos, nas plantações de arroz em terrenos alagados, nos aterros sanitários e nas fossas sépticas. 
A quantidade de metano tem aumentado de forma acentuada. Nos últimos dez anos, observou-se um 
aumento, por volta de 15% na produção de metano ao ano (GODISH, 1997).
61
QUÍMICA AMBIENTAL
A ciência tem grande interesse no estudo da produção de metano nos animais, já que é um gás 
associado ao efeito estufa, da mesma maneira que o CO2, o vapor de água e o ozônio.
Outra preocupação é que aproximadamente 45 milhões de toneladas de CH4 escapam anualmente 
para a atmosfera (região mais baixa até 15 km), e a molécula de metano absorve e irradia mais energia 
de CO2, sendo mais efetiva na contribuição para o efeito estufa (GODISH, 1997).
3.1.4 Material particulado
Essa definição engloba toda substância, com exceção da água pura, que existe no ar sob condições 
atmosféricas normais, em fase líquida ou sólida. Possui tamanho microscópico, mas de dimensões maiores 
que as moleculares. Podemos citar algumas fontes de material particulado, como poeira dos solos secos, cinza 
vulcânica, pólen, maresia e fagulhas provenientes dos processos de combustão (BOUBEL; TURNER, 1994).
Essas substâncias são conhecidas como aerosóis e são constituídas de materiais sólidos ou líquidos 
suspensos no ar. Essas partículas têm tamanhos maiores que um mícron (10-6m) e são geralmente 
associadas a fontes naturais, como poeira. As partículas menores normalmente são provenientes de 
processos de combustão.
Os particulados podem afetar a respiração, provocar o agravamento de doença cardiovascular já 
existente e prejudicar o sistema imunológico do organismo. Partículas pequenas, com diâmetros menores 
do que 10 mícrons, são mais preocupantes, pois são facilmente inaladas para dentro dos pulmões, 
podendo passar para a corrente sanguínea ou continuar incorporadas ao pulmão por longos períodos. 
Entre os particulados finos mais significativos estão os sulfatos e os nitratos.
Milhões de toneladas de partículas em suspensão são emitidas para a atmosfera anualmente no 
mundo. As fontes de emissão mais comuns são os processos industriais, como as caldeiras de fundição 
e as usinas elétricas. Esses particulados incluem materiais como partículas de amianto, que são 
transportadas pelo ar e pequenas partículas de metais pesados, como arsênio, zinco e chumbo, que são 
emitidos pelas fundições industriais (BOTKIN; KELLER, 2012).
Uma usina elétrica queimando carvão emite uma série de metais (originalmente presentes no 
carvão em quantidades muito pequenas) de sua chaminé. São comuns: ferro titânio, manganês, zinco 
vanádio, chumbo, cromo etc. Partículas de tamanho submicroscópico podem escapar ao controle de 
poluição e penetrar na atmosfera, onde permanecem em suspensão por dias antes de eventualmente se 
depositarem no solo. 
3.1.5 Hidrocarbonetos e outros compostos orgânicos 
Existem sob várias formas e são produzidos tanto naturalmente ou por atividades humanas, como 
uso do petróleo, incineração de lixo e evaporação de solventes orgânicos. 
A vaporização das frações mais voláteis da gasolina e do etanol dentro do tanque dos 
automóveis é uma fonte de poluição por hidrocarbonetos. A decomposição biológica da vegetação 
62
Unidade II
libera o metano. Os aromas das florestas são causados pela emissão de hidrocarbonetos, chamados 
terpenos, pelas árvores. A visibilidade pode ser prejudicada pelo nevoeiro azul formado pelas 
reações fotoquímicas envolvendo terpenos. Embora as fontes naturais correspondam a 85% das 
emissões, os hidrocarbonetos mais reativos vêm das atividades humanas. 
Nas cidades, a emissão de fontes naturais é menos da metade das fontes artificiais. Alguns se tornam 
extremamente reativos após sua oxidação na atmosfera e têm um papel importante na formação de 
ozônio e da poluição fotoquímica. Esse tipo de poluição pode causar sérios danos à vegetação.
Empregados na agricultura, para o controle de ervas daninhas e de pragas, são compostos 
organoclorados, organofosforados e carbamatos. As principais fontes de emissão desses contaminantes 
atmosféricos são as indústrias fabricantes e os usuários, normalmente agricultores, por meio dos 
processos de pulverização nas plantações e no solo (BOUBEL; TURNER, 1994).
3.1.6 Óxidos de nitrogênio, névoa fotoquímica (smog) e ozônio 
Existem vários compostos formados por oxigênio enitrogênio, representados por NOx. Ao contrário 
dos outros poluentes mencionados, o nitrogênio oxidado não é proveniente do combustível, mas sim do 
ar de combustão. Os óxidos de nitrogênio são gerados principalmente pelos motores dos automóveis e 
pelas usinas elétricas. Por exemplo, no motor do automóvel, dentro da câmara de combustão, a reação 
entre oxigênio e nitrogênio ocorre sob alta pressão e temperatura, caracterizando uma explosão. Nessas 
condições, são formados os óxidos do nitrogênio. 
O efeito direto dos NOx nos humanos ainda não é alarmante nos níveis atuais. O maior problema 
é o efeito secundário, isto é, o papel do NO2 na formação da névoa fotoquímica, que tem causado 
grande preocupação em muitas cidades pelo mundo. Irritação dos olhos, visibilidade reduzida e doenças 
respiratórias são alguns dos efeitos adversos. A névoa fotoquímica (smog) é uma combinação de 
diferentes poluentes gasosos e particulados e sua produção acarreta uma série de reações (como mostra 
a figura a seguir).
NO, (oxidos de
nitrogênio)
Hidrocarbonetos são 
compostos orgânicos
Radiação solar 
na área urbana
Existindo uma camada 
de inversão, os poluentes 
ficam aprisionados
Smog fotoquímico 
concentrado 
(ar marrom)
Sol
+
Figura 7 – Formação do smog fotoquímico 
63
QUÍMICA AMBIENTAL
Smog é um termo utilizado desde 1905 para uma mistura de fumaça (smoke) e neblina (fog) que 
produziu um ar urbano insalubre. O termo é conhecido como poluição do ambiente urbano.
A radiação solar inicia o processo por meio da dissociação do poluente NO2 em NO e oxigênio livre.
Energia solar + NO2 NO + O
Esse oxigênio livre pode se combinar com o oxigênio molecular presente no ar para formar o ozônio 
(O3). Normalmente, o ozônio irá reagir com o NO para restituir o NO2.
O + O2 O3
O3 + NO NO2 + O2
Na ausência de hidrocarbonetos, O3, NO2, NO e O2 estão em equilíbrio. A presença de hidrocarbonetos 
(emissões de veículos e instalações industriais) nesse ciclo se altera.
Os hidrocarbonetos reagem com o oxigênio livre, NO e NO2, para formar radicais orgânicos muito 
reativos, que são fortes agentes oxidantes. Esses radicais interferem no ciclo do oxigênio-nitrogênio 
por meio da produção de mais NO2 e da prevenção da destruição do ozônio, fazendo com que este se 
acumule em concentrações mais altas do que as normais. O gás NO é incolor, mas o NO2 absorve a luz 
solar, o que lhe dá a coloração marrom característica da névoa fotoquímica.
O automóvel é a maior fonte de contribuição para a névoa fotoquímica. Em algumas áreas urbanas, 
especialmente aquelas com indústrias leves, o motor a combustão interna responde por até 90% desses 
poluentes do ar. 
 Por causa da importância da energia solar radiante na produção da névoa fotoquímica, a concentração 
de poluição irá variar ao longo do dia. Os reagentes necessários à produção da névoa fotoquímica – 
óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos – são produzidos por automóveis, principalmente durante a 
hora do rush matinal. Se esses reagentes ficam presos sobre a cidade por uma inversão térmica, então a 
produção de poluição fotoquímica ocorre com o auxílio de luz solar. A produção diminui ao entardecer, 
à medida que as radiações com comprimento de onda da luz solar necessárias às reações são filtradas 
pela atmosfera.
O ozônio (O3) ocorre em duas regiões separadas da atmosfera, e cada localização provoca uma 
preocupação diferente. Enquanto o ozônio na atmosfera superior é benéfico por proteger a Terra da 
radiação ultravioleta nociva, altas concentrações de ozônio no nível do solo representam uma grande 
fonte de preocupação nas áreas ambiental e de saúde pública. 
Na baixa atmosfera, o O3 é um poluente secundário produzido em dias claros na presença de 
poluição primária. Automóveis, queima de combustíveis fósseis e processos industriais que geram NO2 
são a principal fonte de produção de ozônio e outros oxidantes. Os efeitos ambientais causados pelo O3 
64
Unidade II
dependem da dose e da concentração da exposição, mas incluem danos às plantas e aos animais, além 
de materiais como borracha, tintas e tecidos. Em concentrações mais altas, o ozônio mata o tecido foliar 
e, se a exposição continuar, pode matar a planta toda. Nos animais e no ser humano, o efeito do ozônio 
envolve vários tipos de danos, especialmente aos olhos e ao sistema respiratório.
3.1.7 Outras substâncias químicas
O gás fluorídrico (HF) é gerado em atividades metalúrgicas, como a produção do alumínio, a fabricação 
de fertilizantes e refinarias. É comum a sua liberação em processos que operam à alta temperatura com 
a participação do flúor na operação. 
O gás sulfídrico (H2S) pode ser emitido por processos biogênicos naturais, em indústrias químicas, 
refinarias de petróleo, indústria de celulose e papel, por causa da presença de enxofre na matéria-prima 
processada ou nos compostos usados no processamento.
Os metais pesados normalmente são lançados na atmosfera como material particulado. As fontes de 
emissão são processos de mineração e combustão de carvão e os processos siderúrgicos.
As substâncias radiativas são materiais que possuem alguns elementos capazes de emitir radiação. 
São fontes que irradiam energia na forma de partículas alfa, beta e gama. Essa energia irradiada pode 
romper ligações químicas de moléculas do tecido vivo e da estrutura dos materiais, causando danos 
tanto a esses materiais como aos seres vivos. As principais fontes de emissão desses poluentes para a 
atmosfera são os depósitos naturais, usina nuclear, teste de armamento nuclear e queima do carvão. 
O calor é, muitas vezes, tratado como poluição térmica ou energética. As principais fontes de emissão 
são os processos de combustão, que liberam gases em temperaturas elevadas no ambiente.
O som é outra forma de liberação de energia para o meio ambiente, na forma de ondas, com 
intensidade suficiente para prejudicar os seres humanos e outros seres vivos. Está diretamente 
relacionado com a atividade industrial. 
4 CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
Os danos causados pela poluição são muitos, os mais comuns serão apresentados a seguir: 
4.1 Efeitos ambientais
Os principais efeitos ambientais são o aumento do efeito estufa, a destruição da camada de ozônio 
e os depósitos ácidos.
4.1.1 Efeito estufa
A energia recebida pela Terra é irradiada pelo Sol. Essa radiação é composta basicamente de ondas 
eletromagnéticas (de alto nível energético), radiação ultravioleta (UV) e radiação visível (luz). A absorção 
65
QUÍMICA AMBIENTAL
e a perda da energia radiante pela atmosfera e pela superfície terrestre são as principais responsáveis 
pelo clima da Terra.
Alguns gases da atmosfera do planeta absorvem a radiação infravermelha, que é emitida pelas 
superfícies aquecidas. Por essa razão, esses gases reemitem essa radiação. Uma parte dela retorna à 
superfície da terra, deixando-a mais quente do que seria sem esse fator. Ao armazenar o calor, os gases 
agem mais ou menos como um vidro em uma estufa, processo conhecido como efeito estufa, que 
se trata de um fenômeno natural que ocorre em vários planetas do sistema solar. Esse aquecimento 
natural é causado pela presença de gotículas de água na atmosfera. A temperatura resultante do planeta 
permanece constante, indicando que a quantidade de energia recebida é praticamente igual à energia 
irradiada pela Terra. A atmosfera desenvolve um importante papel, controlando tanto a quantidade de 
energia que chega à superfície como a que é devolvida ao espaço. 
A atmosfera é atravessada por uma parcela da radiação solar de alta frequência (nível energético 
elevado). Cerca de metade da energia que entra na atmosfera do planeta é absorvida pelas nuvens 
e pelas partículas ou é refletida de volta para o espaço. O que sobra dessa energia é absorvido 
pela superfície terrestre, aquecendo continentes e oceanos. As superfícies irradiam essa energia 
sob a forma de radiação infravermelha ou térmica (calor). O vapor d’água e o CO2 presentes 
na atmosferaabsorvem essa radiação. Uma parte desse calor absorvido é irradiado de volta à 
Terra. Assim, a temperatura da superfície terrestre é mantida em cerca de 30 oC. O aumento nas 
concentrações de CO2 faz que mais calor fique retido dentro da atmosfera do planeta. O retorno 
de energia na forma de calor ao espaço sofre interferência do acúmulo de gases na troposfera 
(região da atmosfera com altura até 15 km). 
Durante o século XX, ocorreu um ligeiro aquecimento global de 0,5 ºC, assim como um aumento de 
20% nas concentrações de CO2 atmosférico. Desde o início da era industrial, as concentrações de CO2 
atmosférico aumentaram 30%. 
Outros gases que estão se acumulando na atmosfera também desempenham papéis importantes no 
aquecimento da Terra. O dióxido de carbono e o vapor d’água absorvem apenas fracamente a radiação 
infravermelha, mas outros gases de “estufa” são potentes absorvedores do calor emitido nessa faixa de 
radiação. Esses gases são os óxidos de nitrogênio, o metano e os clorofluorcarbonos (CFCs).
Os motores dos automóveis produzem grandes quantidades de CO2 e NO. Este último poluente é 
resultante da reação que ocorre a alta temperatura entre O2 e N2 presentes no ar. O NO é produzido 
também quando há ocorrência de relâmpagos.
N2 + O2 2NO
A oxidação do NO na atmosfera é uma das fontes de produção do NO2.
2NO + O2 2NO2
66
Unidade II
A reação entre NO2 e O2 ativada pela luz solar pode produzir o ozônio (O3).
NO2 + O2 NO* + O3
O asterisco indica estado de ativação da molécula.
 Lembrete
Como citado anteriormente, os cupins, os pântanos, a queima da 
madeira, a decomposição do lixo, de excrementos de animais etc. são 
fontes de metano.
A presença do metano na atmosfera pode ser relacionada, em parte, com as crescentes populações 
de gado bovino, com a decomposição da matéria orgânica em plantações de arroz e aterros sanitários e 
com a produção de combustíveis fósseis. As concentrações de metano, estáveis desde o final da última 
era glacial, há aproximadamente dez mil anos, começaram a aumentar há mais ou menos cem anos, a 
uma taxa anual de 1% (BAIRD; CANN, 2011).
Mesmo presentes em pequenas concentrações, os CFCs permanecem na atmosfera por muitos anos 
e possuem uma grande capacidade de absorver calor. Uma molécula de CFC pode ter o mesmo efeito 
que 10.000 moléculas de CO2. Os CFCs são produto das atividades humanas, enquanto o óxido nitroso 
(N2O) tem origem mista: processos agrícolas e industriais. 
O aumento do efeito estufa é claramente uma questão internacional. Cerca 60% do volume total 
de gases estufa são constituídos pelo CO2. Atividades relacionadas com energia são responsáveis por 
aproximadamente 80% do CO2 jogado na atmosfera todo ano. 
Os Estados Unidos emitem, aproximadamente, 21 toneladas de dióxido de carbono por pessoa 
anualmente. Alemanha (11 t), Japão (9,3 t), China (2,8 t) e Índia (1,1 t). A mais alta emissão de CO2 
per capita é a dos Emirados Árabes Unidos, de aproximadamente 30 toneladas por ano. Os países em 
desenvolvimento, na busca do desenvolvimento econômico e da industrialização, vão promover o 
aumento desses números. Alguns especialistas preveem que, dentro de cinco anos, a China substituirá 
os Estados Unidos como maior emissor de CO2 (GODISH, 1997). 
A primeira vez que ouvimos falar de gases estufa foi nos anos 1970, a partir de medidas dos níveis 
de dióxido de carbono na atmosfera. Dados do Mauna Loa Observatory, no Havaí, mostraram que as 
concentrações de CO2 atmosférico estavam aumentando constantemente, passando de 315 ppm em 
1985 para mais de 400 ppm em 2013. A partir desses dados, foi estimado que se o consumo mundial de 
combustíveis fósseis crescer a uma taxa real de 1% a 2% ao ano, uma duplicação da concentração de 
CO2 pode ser esperada em meados deste século. 
Como o CO2 atua como um “cobertor térmico” na atmosfera, essa duplicação da sua concentração 
pode significar um aumento da temperatura média global de 2 oC a 4 oC, que é substancial e tornará o 
67
QUÍMICA AMBIENTAL
clima da Terra o mais quente desde dois milhões de anos atrás. Comparando a variação de temperatura 
prevista com os dados obtidos em estudos que mostram que a temperatura global subiu 5 oC em 125.000 
anos, pode-se constatar um grande acréscimo na velocidade do aquecimento do planeta. Mesmo o 
acréscimo de 2 oC por volta de 2050 (como projetado por alguns modelos climáticos), é muito maior do 
que aquele verificado desde a Revolução Industrial em 1880, quando a temperatura média da Terra se 
elevou aproximadamente 0,6 oC.
Entre os indicadores do aquecimento global, alguns podem ser constatados até mesmo por 
leigos. Em termos de temperatura, dez dos quinze anos mais quentes de todos os tempos foram 
registrados nos últimos dezesseis anos. Nota-se a antecipação da primavera e invernos tardios nas 
regiões localizadas em altas latitudes do Hemisfério Norte e alterações na distribuição geográfica 
de algumas espécies animais em direção aos polos. As possíveis implicações dessa tendência de 
aquecimento são numerosas e assustadoras. É previsto um aquecimento diferenciado das regiões 
do globo terrestre, com maior incidência nos polos. O derretimento das calotas polares poderá 
causar elevações no nível dos mares, que poderão chegar a 7 metros, aumentando a área do 
planeta coberta por água. 
A mudança no regime das chuvas, com a ocorrência de maior número de tempestades, será um 
dos efeitos mais observáveis. Variações de temperatura com maior amplitude; mudança das correntes 
marinhas e dos ventos também são previstas, além de possível mudança no eixo da Terra.
Como as correntes oceânicas são controladas por diferenças de temperatura entre os polos e o 
Equador, algumas áreas (como a Europa) podem se tornar mais frias, em consequência das alterações 
nos padrões de circulação dos oceanos. 
A análise do ciclo do carbono na natureza pode ser uma ferramenta de grande valor. Sem a ação 
do homem, os fluxos de carbono entre o ar, as plantas e os oceanos seriam praticamente equilibrados. 
A queima de combustíveis fósseis adiciona algo em torno de 5 bilhões de toneladas de carbono à 
atmosfera. Cerca de metade dessa quantidade é absorvida pelos oceanos e pelas plantas, enquanto a 
outra metade permanece na atmosfera. Apesar de as plantas serem um dreno de dióxido de carbono, o 
desmatamento pode torná-las uma fonte produtora do gás (DERISIO, 2012).
O carbono adicionado à nossa atmosfera como resultado de desmatamento, queimadas 
e derrubadas é estimado como próximo de 1 bilhão a 2 bilhões de toneladas por ano. Como os 
oceanos contêm mais ou menos 55 vezes mais carbono que a atmosfera e 20 vezes mais que as 
plantas terrestres, alterações em sua capacidade de absorver e armazenar carbono são cruciais no 
entendimento do ciclo do carbono. O sistema climático da Terra é complexo, e o nosso conhecimento 
sobre a mudança climática se desenvolve rapidamente. Novas descobertas sobre os papéis da 
poluição atmosférica local e da destruição da camada de ozônio no abrandamento do efeito estufa 
têm reduzido as projeções computacionais sobre a taxa de aquecimento global. Há muitas dúvidas 
relacionadas com o aumento percebido de CO
2 na atmosfera. Mesmo com toda a incerteza sobre os 
impactos das crescentes concentrações de gases estufa em nossa atmosfera, podemos esperar que os 
danos previstos representem verdadeiras tragédias, com consequências irreversíveis.
68
Unidade II
 Para alguns cientistas, não sabemos o suficiente sobre o que está ocorrendo para sermos capazes 
de tomar as atitudes apropriadas. Mais pesquisa é necessária. Esse grupo de estudiosos entende que o 
grau de incerteza é demasiadamente grande para que qualquer atitude mais eficaz seja tomada, já que 
representa vultosos investimentos. 
Outro grupo entende que deveríamos aceitar o fato de que a mudança climática é inevitável e 
começar imediatamente a nos adaptar a temperaturas mais altas, nível do mar mais elevado, alterações 
nas áreas de produção agrícola etc. Há osque são a favor de já iniciarmos alterações em nossos estilos 
de vida e tecnologias para reduzir a severidade das possíveis mudanças climáticas. 
Algumas das opções para diminuir a concentração de monóxido de carbono dão mais ênfase à 
conservação de energia e a incentivos econômicos para desenvolver tecnologias alternativas e energia 
nuclear. A eletricidade gerada pela combustão de gás natural produz 60% menos CO2 por kWh gerado 
que o carvão, e a utilização desse gás está crescendo. 
A tabela a seguir mostra a produção de CO2 gerada por algumas atividades comuns. O aumento da 
eficiência energética também poderá reduzir as emissões, ao mesmo tempo em que nos permite manter 
o mesmo nível de atividade.
Tabela 5 – Produção individual de dióxido de carbono
Uso Base Emissões de CO2 (kg)
Automóvel Por litro de gasolina 2,5
Eletricidade Por kWh (utilizando carvão) 0,9
Gás natural Por therm (para aquecimento) 5,4
1 therm = 100.000; Btu = 252.000; cal = 1,055 x 108 J
Uma recente proposta para a redução da quantidade de CO2 lançado à nossa atmosfera é o sequestro 
de carbono. Trata-se de capturar o carbono na sua fonte e direcioná-lo para drenos não atmosféricos. 
Isso pode ser feito por meio de:
• absorção do CO2 diretamente da corrente de gases pelo contato com um solvente;
• injeção do gás em velhos poços de petróleo;
• bombeamento nos oceanos para captura para sedimentação;
• direcionamento mais eficiente para ecossistemas terrestres, como florestas, vegetação e solos.
Uma companhia norueguesa está sequestrando CO2 em reservas de sal profundas sob o Mar do Norte. 
Essa abordagem ainda demanda muita pesquisa. Os passos rumo à desaceleração do aquecimento global 
serão custosos e controversos. Regulamentações legais sobre o uso de combustíveis fósseis certamente 
69
QUÍMICA AMBIENTAL
irão sobrecarregar alguns grupos, e as nações em desenvolvimento serão fortemente pressionadas a 
concordar com controles sobre a queima de combustíveis fósseis e com o aumento da conservação de 
energia.
4.1.2 Destruição da camada de ozônio
A energia solar é emitida em um conjunto de radiações de diferentes níveis energéticos, frequências 
e comprimentos de onda. Basicamente, o nível energético aumenta com a frequência da radiação, 
enquanto o comprimento de onda diminui.
A absorção de algumas radiações de determinadas frequências pela atmosfera altera substancialmente 
a composição do conjunto. As espécies absorventes mais significativas são: oxigênio (O2), ozônio (O3), 
vapor de água e poeira. Ela se dá por meio de complexos mecanismos que dependem das características 
das moléculas, como geometria, polaridade, entre outras. Assim, o vapor de água e o CO2 respondem 
pela absorção de grande parte das radiações de maior comprimento de onda (classificadas como 
infravermelho), emanadas pela superfície da Terra.
O ozônio da estratosfera (região da atmosfera com altura entre 15 e 45 km) é particularmente 
eficiente para absorver a radiação ultravioleta emanada pelo Sol. A existência de ozônio na atmosfera 
pode ser danosa ou benéfica, em função da região em que se encontra. Na troposfera (até 15 km de 
altura), a concentração fica ao redor de 0,03 ppm. Reações fotoquímicas que ocorrem em regiões com 
alto nível de fumaça e neblina podem elevar a concentração a 0,5 ppm. Nessas condições, esse gás 
contribui para o efeito estufa e é um poluente altamente danoso para animais e vegetais, causando 
irritação nos olhos, envelhecimento precoce e dificuldades respiratórias. Os vegetais absorvem o O3, que 
reage com substâncias da própria planta e impede a fotossíntese e seu crescimento. Na estratosfera, a 
concentração média é da ordem de 0,2 ppm e está presente graças a reações térmicas e fotoquímicas 
envolvendo oxigênio e ozônio. 
Enquanto a presença de ozônio de troposfera é prejudicial, na estratosfera é imprescindível, pois 
absorve a radiação ultravioleta emanada pelo Sol, que é extremamente danosa. Se essa absorção não 
ocorresse, a vida na Terra seria impossível, pelo menos na forma que se conhece.
Certos contaminantes são extremamente nocivos à camada de ozônio que protege a Terra, pois 
destroem as moléculas do gás. O monóxido de carbono (CO), proveniente de processos de combustão mal 
controlados, por ser mais leve que o ar, chega à camada de ozônio com relativa facilidade, onde reage 
com o ozônio, produzindo CO2 e O2. O monóxido de nitrogênio (NO) pode reagir com o O3, destruindo-o 
para produzir NO2 e O2. O NO2 pode regenerar NO, tornando sua ação apenas catalítica, como mostra a 
figura a seguir.
Tanto o NO como o NO2 estão na baixa atmosfera em grande quantidade. O primeiro é emitido pelos 
motores dos automóveis e o segundo é resultante de reações posteriores. Essas emissões não causam 
dano à camada de ozônio. Dano significativo vem de emissões feitas a grande altitude, pelo tráfego 
aéreo e por explosões nucleares (teste de bombas).
70
Unidade II
Maiores danos à camada de ozônio são causados pelos compostos chamados de clorofluorcarbonos 
(CFCs). Tais compostos são utilizados principalmente em refrigeração (geladeiras e aparelhos de ar 
condicionado), na fabricação de espuma plástica, em certos produtos de limpeza e como propelentes 
em aerossóis.
Apesar de inertes na atmosfera inferior, os CFCs podem subir até a estratosfera, por meio de difusão 
molecular, e carregados pelos movimentos da atmosfera atingem a estratosfera, onde as moléculas 
são destruídas pela radiação ultravioleta, liberando átomos de cloro e flúor, os quais são quimicamente 
decompostos pela radiação ultravioleta. 
 Os átomos de cloro e as moléculas de outros hidrocarbonetos clorados se difundem para a camada 
de ozônio, onde destroem o O3 por meio de reações em cadeia.
Emissões 
provenientes 
da terra
N2O
NOx
CFCs
CIOx
Brometo 
de metila
BrOx
Agentes catalíticos 
produzidos a partir dos 
gases fonte da longa 
duração, liberados na 
troposfera e transportados 
para a estratosfera
03 produzido pela 
fotodissociação do 
02 pela UVC do sol. O 
se combina com 02 
produzindo 03.
03 destruído pela 
reação catalítica em 
cadeia de CIO. Reações 
similares ocorrem com 
o NOx e o BrOx.
Es
tra
to
sfe
ra
Tro
po
sfe
ra
CI + 03 CIO + 02
CIO + 0 CI + 02
O + 03 202
O ozônio é 
destruído
Resultado 
líquido
03
02
0
O + 02solar
Figura 8 – Processo de formação natural do ozônio e destruição pelos CFCs, N2O e brometos de metila
Por meio dessas reações, cada átomo de cloro pode destruir cem mil moléculas de ozônio. 
Estima-se que o tempo médio de vida do átomo de cloro seja da ordem de um a dois anos e que 
uma molécula de CFC demore cerca de oito anos para atingir a estratosfera. Assim, se as emissões 
desse poluente fossem interrompidas hoje, os efeitos ainda atuariam por cerca de dez anos. Como 
os CFCs são inertes até atingir a atmosfera superior, permanecem potencialmente perigosos por 
cerca de cem anos. Contribuem também para o aumento da absorção da radiação infravermelha, 
e dessa forma para o efeito estufa.
71
QUÍMICA AMBIENTAL
Os CFCs possuem diversas aplicações comerciais: propelentes de aerossol, refrigerantes, 
agentes de assopramento de espumas e solventes. Assim, outras fontes continuaram a emitir 
esses poluentes para a atmosfera, e a quantidade de cloro na atmosfera atualmente é duas vezes 
maior do que era em 1974 e cinco vezes maior do que em 1950. Evidências adicionais do efeito 
dos CFCs sobre a camada de ozônio surgiram na metade da década de 1980. Em 1985, cientistas 
britânicos, analisando dados sobre as concentrações de ozônio sobre a Antártida obtidos por 
satélites, observaram que, durante cada primavera (setembro e outubro), as concentrações de 
ozônio se reduziam para aproximadamente metade do que eram vinte anos antes. A descoberta da 
existência de zonas com reduzidas concentrações de ozônio, popularmente chamadas de buraco 
na camada de ozônio, determinou enormes esforços internacionais de pesquisa que revelaram 
que a destruição do ozônio também estava ocorrendosobre outras regiões de latitudes médias e 
sobre o Ártico (BAIRD; CANN, 2011).
Foi observada uma conexão entre a destruição do ozônio e os CFCs, e descobrimos que as altas 
concentrações de monóxidos de cloro eram as responsáveis pela degradação do ozônio. Os CFCs não 
são os únicos compostos halogenados que causam dano à camada de ozônio. Tetracloreto de carbono 
(CCl4), metilclorofórmio (CH3CCl3), metilcloreto (CH3Cl) e metilbrometo (CH3Br) também são nocivos (a 
vida média do tetracloreto de carbono na estratosfera é de cerca de quarenta anos).
O metilbrometo é produzido naturalmente nos oceanos, e pela queima de biomassa pode ser 
utilizado como fumegante. Outros compostos de bromo que apresentam longo tempo de vida na 
atmosfera podem ser utilizados para apagar o fogo. As reações de destruição do ozônio pelo bromo são 
semelhantes às do cloro, porém acreditamos que o poder de destruição do bromo seja 40 vezes maior.
Os níveis de cloro estratosférico podem continuar crescendo por causa do uso desses produtos 
químicos, mesmo com a eliminação do uso de CFCs, produtos clorados ainda são utilizados como 
solventes. Sendo assim, sua substituição para alguns usos (como a fabricação de sabões e o tratamento 
de água) é relativamente fácil. O tetracloreto de carbono também foi substituído por outros solventes 
clorados, menos prejudiciais ao meio ambiente e à saúde humana.
A destruição da camada de ozônio provoca a diminuição do seu poder de filtração das radiações 
ultravioleta. A ONU fez uma previsão de que o aumento de 1 % na incidência de radiação ultravioleta 
sobre a Terra poderá representar mais de cem mil casos a mais de catarata por ano, além de milhares de 
novos casos de câncer de pele e queimaduras, desequilíbrio do sistema imunológico e envelhecimento 
precoce.
O aumento das radiações ultravioleta afeta o fitoplâncton, que é a base da cadeia alimentar marinha. 
Toda a população dos oceanos seria afetada, desde microrganismos, peixes, pássaros até mesmo 
mamíferos marinhos, como focas e baleias. Ocorreria também severa inibição da fotossíntese das algas, 
pois seriam afetados o crescimento e o DNA (ácido desoxirribonucleico) delas. Os raios ultravioleta têm 
reconhecida ação como reguladores do crescimento das plantas. O aumento das radiações acarretaria 
diminuição da produção agrícola, do tempo de vida útil de diversos materiais, como plásticos, borrachas, 
produtos têxteis.
72
Unidade II
O Protocolo de Montreal, assinado em 1987 no Canadá, determinou o congelamento da produção 
de CFCs nos níveis de 1986, uma redução nessa produção de 50% por volta de 1999 e o completo 
banimento dos CFCs em 2000. Esse acordo foi assinado por muitas das nações que produzem e utilizam 
CFCs, e é importante não apenas pela magnitude e velocidade das mudanças acordadas, mas também 
por ser o primeiro verdadeiramente global a oferecer proteção a todo e qualquer ser humano. Baseados 
nesse acordo, os Estados Unidos interromperam a produção de CFCs destruidores da camada de ozônio 
em 1996.
As medidas decorrentes desse acordo promoveram uma lenta recuperação, e cientistas preveem que 
a restauração completa da camada de ozônio pode ocorrer entre 2040 e 2050.
4.1.3 Os depósitos ácidos e a chuva ácida
São formado por um conjunto de depósitos secos e úmidos de certas substâncias poluentes, dos 
quais a chuva ácida é um componente. Mesmo na ausência de chuva, ocorre a deposição de substâncias 
ácidas poluentes, sendo esse mecanismo conhecido como depósito seco. Se houver ocorrência de 
chuvas, tem-se a chuva ácida.
A acidez é definida por meio de uma escala apropriada, denominada escala de pH, sendo:
pH = - log [H+]
onde [ H+] é a concentração molar do íon H+.
A escala de pH varia de 0 a 14 à temperatura de 25 ºC. Ao valor 7 corresponde o meio considerado 
neutro. Valores abaixo de 7 indicam meios ácidos, enquanto valores acima de 7 indicam meios alcalinos 
ou básicos.
O dióxido de carbono presente no ar se dissolve na água da chuva, formando o ácido carbônico. O 
pH resultante dessa dissolução é 5,6, como consequência do equilíbrio entre o íon bicarbonato (HCO3
 1-) 
e o íon hidrogênio (H+). 
CO2 + H2O H2CO3
H2CO3 HCO3- + H+
Quando a água da chuva apresenta pH 5,6 é considerada limpa, pura ou isenta de poluentes. O 
valor 5,6 é tomado como base para comparação com os valores de pH encontrados nas águas de chuva 
contendo poluentes.
Os depósitos secos contêm compostos gasosos, como NO2, HNO3, SO2, aerossóis ácidos e partículas 
finamente divididas de nitratos e sulfatos, parte do SO2 pode passar a SO3.
Os depósitos úmidos contêm, além dos componentes citados, partículas de poeira, H2SO4, NH3.
73
QUÍMICA AMBIENTAL
A composição dos depósitos pode variar, dependendo das atividades de cada região. Os componentes 
gasosos depositam-se por contato na superfície da água de rios, lagos, na vegetação, no solo e em 
outros materiais. Se a superfície é úmida ou líquida, formam-se soluções ácidas. Os ácidos formados são 
os mesmos trazidos pela chuva ácida.
Quando as gotas de chuva são formadas, as gotículas de ácido e as partículas sólidas finamente 
divididas podem atuar como pequenos núcleos para a condensação da água. Quando a chuva cai, os 
poluentes incorporam-se a ela, fazendo baixar o pH da água. Os depósitos ácidos podem se acumular 
no solo, na vegetação, nas águas e nos materiais (como mostra a figura a seguir).
Usinas, 
veículos etc.
Escoamento 
superficial
Ecossistema 
florestal
Lavouras Área urbana
Área urbana
Prédios e 
monumentos
Chuva ácida, 
neve e nevoeiro
Chuva ácida, 
neve e nevoeiro
Deposição 
seca
Nuvens
Poluentes do ar 
SO2, NOx
Precursores ácidos
Trasporte e 
mudança, reações de 
oxidação complexas
H2SO4, ácido 
sulfúrico e HNO3, 
ácido nítrico
Figura 9 – Formação da chuva ácida 
No solo, dependendo da sua capacidade de neutralizar a acidez, podem alterar o equilíbrio que existe 
entre o cálcio, o magnésio e o alumínio, interferindo no desenvolvimento das plantas. O desequilíbrio 
altera a concentração do íon Al3+, que atinge níveis de alta toxidez e retira do solo elementos importantes, 
como cálcio e magnésio. Podem ainda provocar a liberação de outros componentes tóxicos, como chumbo 
e cádmio, que passam a fazer parte da constituição dos vegetais ingeridos pelo homem, causando danos 
à saúde.
Vários possíveis impactos sobre o ciclo dos vegetais são consequência dos depósitos ácidos. Eles 
incluem:
• a retirada rápida de minerais do solo, que podem acarretar um desequilíbrio da base de nutrientes 
das plantas; 
• aumento da mobilização do alumínio e outros metais, que podem conduzir à deficiência de 
nutrientes; danos às raízes e redução da resistência a seca; 
• a inibição do processo microbiológico do solo, que pode conduzir à redução da decomposição da 
matéria orgânica, entre outros efeitos.
74
Unidade II
 Pesquisas concluem que a chuva ácida causa estresse nas árvores, enfraquecendo-as contra o 
ataque de insetos ou doenças. Essa pode ser a razão da perda da vitalidade das florestas americanas e 
europeias. Em 1995, aproximadamente 20% das árvores da Europa estavam moderada ou severamente 
desfolhadas. 
Nos sistemas aquáticos, a acidez elimina as algas e o plâncton, acarretando quebra da cadeia 
alimentar. Mais de 200 lagos elevados do Parque Adirondack, no Estado de Nova York, perderam sua 
população nativa de peixes. Precipitações com valores de pH entre 4,0 e 4,5 são comuns nos estados 
do nordeste e sudeste americano, encontrando-se valores de pH entre 3,0 e 4,0 em algumas situações 
isoladas. No Canadá, em Ontário, 140 lagos são destituídos de vida, com pH abaixo de 4,0, todos os 
vertebrados, a maioria dos invertebrados e a maior parte dos microrganismos são destruídos.
Existem muitos processos e fatores atmosféricos que influenciam a transformação de SO2 e NOx 
em chuva ácida. Alguns são de longa duração e podem levar até quatro dias para que os poluentes 
caiam sobre a terra ou reajam com a umidade do ar para formarácidos. Assim, a chuva ácida pode 
ser transportada a grandes distâncias, desde a fonte até o ponto de deposição, cruzando fronteiras 
estaduais e internacionais. O Canadá afirma que as emissões de SO2 dos Estados Unidos estão causando 
séria deterioração em seus lagos e em suas florestas orientais.
Chaminés mais altas, construídas recentemente, têm lançado os poluentes a pontos mais altos da 
atmosfera, permitindo que fiquem por mais tempo no alto. Algumas soluções possíveis para o problema 
da chuva ácida envolvem a queima de carvão, com menor teor de enxofre, e a renovação de instalações 
mais antigas, com dessulfurização dos gases de combustão, ou o uso de leitos fluidizados para uma 
queima mais limpa do carvão.
 Saiba mais
Para saber mais sobre os efeitos da chuva ácida, leia: JESUS, E. F. R. 
A importância do estudo das chuvas ácidas no contexto da abordagem 
climatológica, Sitientibus, Feira de Santana, n.14, p. 143-153, 1996. 
4.2 Efeitos sobre os materiais 
Os efeitos dos depósitos ácidos sobre os materiais incluem a corrosão metálica e a degradação da 
construção civil em geral (incluindo prédios, casas, monumentos etc.). A poluição do ar pode afetar os 
materiais por meio de depósitos de partículas ou deterioração química, quando altos níveis de fumaça 
e material particulado estão associados à sujeira das roupas e estruturas. 
 Partículas ácidas ou alcalinas, principalmente aquelas contendo enxofre, corroem materiais como 
pinturas, alvenaria em geral, estruturas de concreto, contatos elétricos e produtos têxteis, entre outros. 
O ozônio é extremamente danoso para produtos de borracha, plásticos e têxteis.
75
QUÍMICA AMBIENTAL
4.3 Efeito sobre os vegetais
O dióxido de enxofre, o peroxiacetil nitrato (substância produzida por oxidação fotoquímica de certos 
poluentes primários) e o etileno são substâncias conhecidas como fitotóxicas. As menos severas são o 
cloro (Cl2), o gás clorídrico (HCl), a amônia (NH3) e o mercúrio. Em geral, os poluentes gasosos entram 
na planta junto com o ar, no processo natural de respiração. Os danos causados podem variar desde a 
redução da taxa de crescimento até a morte da planta e a destruição da clorofila, com a consequente 
interrupção da fotossíntese. Normalmente, os sintomas se manifestam nas folhas, podendo-se associar 
o dano ao poluente.
4.4 Efeitos sobre a saúde humana
 A maioria dos poluentes entra no corpo humano pelo sistema respiratório, que é formado pelas 
vias aéreas superiores (cavidades nasais e traqueia) e pelas vias aéreas inferiores (brônquios e pulmões). 
Na entrada dos pulmões, a traqueia se divide em duas “árvores”, constituídas por uma série de canais 
de diâmetros cada vez menores, até chegar aos bronquíolos, que têm diâmetro de 0,05 cm. No final 
dos bronquíolos, estão os alvéolos, membranas em forma de saco com diâmetro 0,02 cm. Possuímos 
centenas de milhões de alvéolos, somando uma área de cerca de 50 m2. Neles, o oxigênio respirado se 
difunde para a corrente sanguínea, e o dióxido de carbono em sentido contrário.
Certos poluentes afetam a passagem de ar para os pulmões. O sistema respiratório possui vários 
níveis de defesa contra a entrada de material estranho, como os pelos do nariz, a mucosa nasal e a 
traqueia. Existem ainda pequenos cílios nas paredes das vias respiratórias, capazes de retirar pequenas 
partículas do ar. Assim, partículas com 5 µm de diâmetro são retiradas pelas vias superiores. Partículas 
menores, da ordem de 0,1 a 1 µm, podem penetrar no pulmão. Para os gases, a solubilidade determina a 
proporção de absorção. Assim, o SO2 é absorvido pelas vias superiores, enquanto CO, NO2 e O3 penetram 
nos alvéolos.
Alguns poluentes trazem efeitos semelhantes, como o formaldeído e o SO2, que diminuem a 
passagem do ar nas vias superiores. CO e NO2 interferem no transporte de oxigênio pelo sangue. Vários 
poluentes estão presentes simultaneamente, e os efeitos decorrentes podem ser devidos a um ou mais 
constituintes. A aspiração do CO, por exemplo, diminui a capacidade de transporte de oxigênio pelo 
sangue, que é feito pela hemoglobina, pigmento vermelho do sangue que fixa o oxigênio e o distribui 
pelas células. Em função do tempo de exposição e da concentração no ambiente, a aspiração pode 
causar desde dores de cabeça, redução da capacidade de acuidade mental, palpitação, vômito, coma até 
a morte.
Pode também diminuir a visão no escuro, o tempo de decisão e o reflexo de um motorista que 
tenha ficado exposto a concentrações da ordem de 100 ppm (comuns nos engarrafamentos) em túneis 
e congestionamentos. Supõe-se que tal fato possa ser causador de muitos acidentes de trânsito. A 
inalação de SO2 em concentrações de 1 ppm leva à obstrução das vias aéreas superiores por causa de 
sua absorção. A presença simultânea de material particulado aumenta a periculosidade de tal forma que 
a exposição prolongada pode causar a morte. 
76
Unidade II
Quanto aos óxidos de nitrogênio, não existem evidências de danos causados pelo NO. Entretanto, 
o NO2 é transformado em nitroaminas no pulmão, as quais podem ser cancerígenas. Elas têm ação 
irritante sobre os alvéolos e podem causar enfisema após longo tempo de exposição em concentrações 
da ordem de 1 ppm. Os oxidantes fotoquímicos são poluentes secundários, resultantes das reações de 
hidrocarbonetos e óxidos de nitrogênio com os componentes da fumaça. O principal deles é o ozônio, 
cujos efeitos sobre a função pulmonar ainda não são totalmente esclarecidos. Em geral, exposições a 
ambientes com concentração de 1 ppm acarretam estreitamento das vias respiratórias e irritação nos 
olhos.
O mecanismo por meio do qual o chumbo traz danos à saúde humana é bastante complexo. Ele age 
como agente inibidor de diversas etapas de produção da hemoglobina e, dependendo da forma como 
é ingerido, cerca de 60% permanecem no corpo humano. Nos Estados Unidos e na Europa, adicionava-
se o chumbo tetraetila em grandes quantidades à gasolina, como aditivo antidetonante. Com isso, nos 
EUA, 250 milhões de toneladas de chumbo eram lançadas na atmosfera anualmente. O organismo de 
um cidadão americano continha, em média, cerca de 3 ppm de chumbo. Mulheres grávidas expostas 
ao chumbo tetraetila são sujeitas a abortos e partos prematuros. Atualmente a emissão de chumbo é 
menor, apenas a frota de veículos mais antiga usa a gasolina aditivada com esse antidetonante.
4.5 Poluição do ar em ambientes internos
Nos países desenvolvidos, toda a atenção do público e dos órgãos governamentais até anos recentes 
tem se voltado para a poluição ao ar livre. Entretanto, estudos no início dos anos 1980 mostraram que 
as concentrações de poluentes em ambientes internos podem ser muitas vezes maiores do que os níveis 
encontrados ao ar livre, inclusive excedendo os padrões estabelecidos em cada país.
Passamos cerca de 80% do nosso tempo em lugares fechados, seja em ambientes de trabalho, públicos 
ou domésticos. Alguns cientistas ambientais acreditam que a respiração do ar em interiores pode causar 
ou agravar grande parte de todas as doenças e contribuir para milhares de mortes anualmente.
Os principais poluentes dos ambientes internos são:
• Fumaça de tabaco – no ambiente, é muito comum e um perigoso poluente do ar interno, é 
proveniente da fumaça exalada por fumantes ou pela queima direta do tabaco dos cigarros, 
charutos ou cachimbo. O tabaco contém milhares de substâncias químicas tóxicas e irritantes. 
Provoca doenças cardíacas e câncer de pulmão, podendo levar a óbito.
• Legionella pneumophila – bactéria que, quando inalada, causa um tipo de pneumonia, chamada 
doença do legionário. Essa doença é transmitida por meio de equipamentos de ar condicionado, 
que abrigam as bactérias em reservatórios de água estagnada nos dutos de ar e filtros.
• Alguns bolores e mofos – liberam esporos tóxicos que, quando inalados por longo tempo, podem 
causar inflamações crônicas nos pulmões, bem como pneumonia por hipersensibilidade e fibrose 
pulmonar.
77
QUÍMICA AMBIENTAL
• Gás radônio– sai naturalmente do solo e das rochas sob os edifícios, é considerado a segunda 
maior causa de câncer de pulmão nos Estados Unidos. 
• Pesticidas – são utilizados sem restrições nas construções para controle de pragas, como formigas, 
pulgas, traças e roedores, e também são muito tóxicos para o ser humano.
• Algumas variedades de amianto – usadas em material isolante e à prova de fogo, em residências, 
escolas e escritórios, são conhecidas por causarem câncer de pulmão.
• Formaldeído – usado em matérias de isolamento por meio da espuma, como um aglutinador de 
partículas e de painéis de madeira, e em muitos outros materiais encontrados em residências e 
escritórios.
• Ácaros, poeira e pólen – irritam o sistema respiratório, o nariz, os olhos e a pele das pessoas mais 
sensíveis.
Vários processos usados em residências e escritórios são fontes de poluição. Muitos poluentes internos 
estão presentes em concentrações maiores nos ambientes internos do que no ambiente externo, como o 
CO2 e o NO2. O principal motivo disso é que nos preocupamos tanto com os processos de conservação de 
energia em edificações que não levamos em consideração que muitos poluentes ficariam aprisionados 
dentro dos ambientes fechados. Construímos nossos edifícios com janelas que não podem ser abertas, e 
a aplicação de aquecimento/refrigeração extensiva reduz o consumo de energia, mas afeta a qualidade 
do ar. Uma função extremamente importante da ventilação é a troca do ar interior pelo exterior, que 
possui menor concentração de poluentes. Se o sistema de aquecimento, ventilação e ar condicionado 
tiver sido projetado corretamente, é possível habitar um edifício com segurança. Um sistema eficiente 
fornece a ventilação necessária e a remoção de poluentes comuns do ar por meio de exaustores e filtros. 
A umidade deve ser cuidadosamente controlada, pois a alta umidade propicia o crescimento de mofos 
e bolores e a baixa umidade pode ser fonte de desconforto. Independentemente da função do imóvel, 
a eficiência do sistema depende de um dimensionamento correto, da instalação adequada e de boas 
condições de manutenção.
As principais fontes de poluentes internos são:
• Sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado podem ser fonte de poluentes internos, 
principalmente fungos e bactérias, caso seus filtros não recebam a manutenção necessária. Fornos 
a gás e a óleo liberam monóxido de carbono, dióxido de nitrogênio e particulados.
• Banheiros são fontes de poluição, como fumo passivo, bolores e fungos são resultantes da 
umidade.
• Mobílias e tapetes geralmente contêm produtos químicos tóxicos, como formaldeído, solventes 
orgânicos e amianto, liberados ao longo do tempo no ambiente.
• Máquinas de café, fax, computadores e impressoras podem liberar partículas e substâncias 
químicas como o ozônio, que é fortemente oxidante.
78
Unidade II
• Pesticidas podem contaminar os edifícios com produtos químicos cancerígenos.
• A entrada de ar fresco mal localizada pode propiciar a entrada de poluição do exterior.
• Fumantes dentro dos edifícios ou próximos da entrada causam poluição por causa da fumaça de 
tabaco, que é trazida para dentro e percorre o prédio, por causa do efeito chaminé (quando há 
diferenças de temperatura entre o meio interno e o externo, sendo a temperatura interior maior, 
o ar quente sobe e é substituído na parte inferior do edifício pelo ar exterior).
• Reformas e pinturas podem trazer muitos produtos químicos e materiais para dentro das 
edificações. Os gases dessas atividades podem entrar no sistema de ventilação, causando poluição 
generalizada.
• Vários produtos de limpeza e solventes utilizados em escritórios contêm produtos químicos 
tóxicos, que podem circular por todo o edifício.
• As pessoas podem aumentar o nível de dióxido de carbono, emitindo resíduos biológicos e 
propagando vírus e bactérias.
• Ácaros e fungos podem viver em tapetes e carpetes, o pólen pode aparecer tanto de fontes 
internas como externas.
Muitos sintomas podem ser causados pela poluição interior. Alguns poluentes químicos causam 
hemorragias nasais, sinusite, dores de cabeça, irritação nos olhos, nariz e garganta. Por exemplo: pastilhas 
de cloro utilizadas em piscinas e banheiras aquecidas são irritantes se o pó das pastilhas é inalado, 
provocando tosse e falta de ar. Inalação de monóxido de carbono pode causar tonturas ou náuseas 
e, sob prolongada exposição, pode até levar a óbito. Esses sintomas podem aparecer rapidamente 
após a exposição a tais poluentes ou levar certo tempo para se manifestar, isso dificulta a associação 
da exposição a uma determinada substância presente no ar interno e à doença, causada por longos 
períodos de exposição.
4.6 Unidades especiais de concentração
Em muitas leis ambientais, é comum o uso de unidades especiais para indicar a concentração. As 
mais comuns serão detalhadas a seguir.
• Parte por milhão (ppm)
Como o próprio nome diz, essa unidade significa: número de partes em um milhão de partes, 
ou seja, 1 ppm pode significar:
1 mg do soluto em 1.000.000 mg do solvente, ou
1 mg do soluto em 1.000 g do solvente, ou
79
QUÍMICA AMBIENTAL
1 mg do soluto em 1 kg do solvente.
Quando a água é o solvente, considerando que sua densidade seja 1g/mL, é válida a seguinte 
correspondência:
1ppm = 1 mg/L = 1 g/m3 = 1 kg/1000 m3
• Parte por bilhão (ppb)
Para certos contaminantes extremamente tóxicos, as concentrações limites de tolerância são 
muito menores, para evitar riscos à saúde.
 Nesses casos, utiliza-se a unidade chamada parte por bilhão (ppb), que significa número de 
partes em um bilhão de partes.
Seguindo o mesmo raciocínio anterior, em se tratando de água, temos:
1 ppb = 1 mg/m3 = 1 g/1000 m3 = 1 kg/1.000.000 m3
4.6.1 Conversão de unidades especiais de concentração
As unidades parte por milhão (ppm) e parte por bilhão (ppb) devem ser evitadas, mas a necessidade 
de seu uso em algumas situações torna necessário o domínio na aplicação.
Quando tratamos de misturas gasosas, como é o caso de poluentes gasosos presentes no ar, um ppm 
pode ser entendido como o número de volumes de uma substância presentes em milhão de volumes de 
outra. Nesse conceito, volume pode ser entendido como mL, cm3, litro, metro cúbico ou qualquer outra 
unidade. Por exemplo, se em uma determinada amostra de ar tivermos a presença de uma substância 
gasosa, a concentração da mesma em ppm pode ser interpretada como o número de centímetros cúbicos 
da substância em um milhão de centímetros cúbicos (um metro cúbico de ar).
4.6.1.1 Miligramas por metro cúbico
Podemos expressar a concentração em miligramas da substância por metro cúbico de ar (mg/m3), 
bastando para tanto calcular sua massa. 
Supondo que 1 m3 de ar contenha A cm3 da substância, o cálculo da massa correspondente pode ser 
feito com auxílio da equação fundamental dos gases.
Sendo: P V = n R T, pode-se, então, escrever:
P V = m
MMolar
 R T
Onde: 
80
Unidade II
MMolar é a massa molar da substância considerada; 
P é a pressão exercida pela mistura;
V é o volume ocupado pela mistura;
T é a temperatura absoluta em graus Kelvin; e
R é a constante universal dos gases. 
Substituindo V = 
A
1000
 litros, tem-se:
P RT
A
1000
=
m
MMolar
Isolando m, temos:
m =
A P MMolar
1000RT
A massa na fórmula anterior está em gramas. Para expressá-la em miligramas, deve-se multiplicar a 
expressão por 1.000. Assim,
m =
A P MMolar
1000RT
m =
P MMolar
RT
⋅ ⋅1000 ou A
Com base nas considerações iniciais, m é a massa (em miligramas) da substância em 1 m3 de ar. 
Lembrando que A é a concentração da mesma em ppm, a expressão de conversão será:
C mg/m3=
P MMolar
RT
⋅ C ppm
4.6.1.2 Microgramas por metro cúbico 
Dispondo do valor da concentração em miligramas por metro cúbico, bastará multiplicar esse valor 
por 1.000 para obter a concentração em microgramas por metro cúbico.
4.7 Leis ambientais e ambientes de trabalho
A utilização inteligente e planejada dos recursos naturais poderia terpoupado muito do meio 
ambiente.
81
QUÍMICA AMBIENTAL
É de extrema urgência a fiscalização, a exigência do cumprimento das legislações e de acordos 
ambientais, obrigando todas as nações, as indústrias e todos os segmentos de atividades humanas a 
terem como prioridade o meio ambiente. Quando a geração de poluentes for indispensável, o tratamento 
prévio dos detritos e resíduos jogados no ambiente deve ser obrigatório.
Muitos ambientes industriais representam sérios riscos de contaminação tóxica para os empregados, 
pela concentração de poluentes que apresentam. 
Assim, são também necessárias leis que protejam os empregados, estabelecendo limites de 
concentração de poluentes nos ambientes, bem como condições seguras para o trabalho em todos os 
ambientes que possam ser agressivos à saúde humana.
No caso brasileiro, a Lei 6.514/77 enfoca o capítulo V da Consolidação das Leis do Trabalho (CLT) 
relativamente à Medicina e à Segurança do Trabalho. Essa Lei, em conjunto com a Portaria nº 3214/78, 
aprova as Normas Regulamentadoras (NR), que devem ser observadas visando à segurança dos 
empregados.
As normas enfocam as situações de risco, bem como as prevenções necessárias à saúde e ao 
bem-estar dos funcionários, em todos os ramos de atividade.
A NR-15 refere-se às atividades e operações insalubres. O anexo II da norma trata dos agentes 
químicos, cuja insalubridade é caracterizada por limite de tolerância e inspeção no local de trabalho.
A tabela a seguir mostra os Limites de Tolerância (LTs) para alguns agentes químicos, mostrando as 
máximas concentrações de substâncias danosas à saúde que os ambientes de trabalho podem possuir. 
São associados os graus de insalubridade em cada caso.
Tabela 6 – Limites de Tolerância (LTs)
Agente químico Absorção pela pele Em ppm Em mg/m3 Grau de insalubridade
Ácido cianídrico + 8 9 Máximo
Acrilonitrila + 16 35 Máximo
Amônia (NH3) 20 14 Médio
Anilina + 4 15 Máximo
Cloro (Cl2) 0,8 2,3 Máximo
Dióxido de carbono 3.900 7.020 Mínimo
Fenol + 4 15 Máximo
Freon – 12 + 780 3.860 Mínimo
Metacrilato de metila 78 320 Mínimo
Monóxido de carbono 39 43 Máximo
Óxido nítrico 20 23 Máximo
Ozônio 0,08 0,16 Máximo
Fonte: Brasil (1977).
82
Unidade II
4.8 Prefixos do Sistema Internacional de Unidades
Os prefixos do Sistema Internacional de Unidades, destinados à escrita de números muito pequenos 
ou muito grandes, também são de uso comum em muitas leis. A tabela a seguir mostra o significado e 
a grafia correta dos mesmos:
Tabela 7 – Prefixos do SI
Prefixo Símbolo Multiplique a unidade por: Prefixo Símbolo
Multiplique a 
unidade por:
exa E 1018 deci d 10 - 1
peta P 1015 centi c 10 - 2
tera T 1012 mili m 10 - 3
giga G 109 micro m 10 - 6
mega M 106 nano n 10 - 9
quilo k 103 pico p 10 - 12
hecto h 102 fento f 10 - 15
deca da 101 atto a 10 - 18
Adaptado de: Carvalho (2011, p. 39).
Exemplo de aplicação
Exemplos de cálculo
1) Calcule a concentração em ppm numa amostra que contém 0,1 a g de propano por n g de ar. 
Importante: 
A concentração em ppm poderá ser calculada somente se os dados fornecidos relativos 
às quantidades da substância e do ar referirem-se à mesma grandeza (massa, volume etc.) e 
estiverem na mesma unidade. 
Para expressar a concentração em ppm, deve-se conhecer o número de partes de propano em 1 
milhão de partes (106) de ar. Como os dados são fornecidos em massa, pode-se fazer a proporção para 
106 gramas de ar. 
Conforme a tabela do Sistema Internacional de Unidades, o prefixo a (atto) significa 10–18 e o prefixo 
n (nano) significa 10 – 9. Assim: 0,1 x 10–18 gramas de propano em 10– 9 gramas de ar.
C ppm em 10 
 6 gramas de ar
Cppm
0,1 x -1810 x 610
-910
 10 4 ppm ou 0,0001 ppm
83
QUÍMICA AMBIENTAL
2) Calcule a concentração em ppm numa amostra que contém 100 mL de propano por h L de ar. 
Para expressar a concentração em ppm, deve-se conhecer o número de partes de metano em 1 
milhão de partes (106) de ar. Como os dados são fornecidos em volume, pode-se fazer a proporção para 
106 litros de ar. 
Conforme a tabela do Sistema Internacional de Unidades, o prefixo µ (micro) significa 10 – 6 e o 
prefixo h (hecto) significa 102. Assim:
100 x 10–6 litros de propano em 102 litros de ar
C ppm em 10
6 litros de ar
Cppm ppm= =
100 x -610 x 610
210
1
3) Calcule a concentração em mg/m3 de um amostra que contém 1 p g de fosfina em 0,001 M L de ar. 
Importante: 
A concentração em mg/m3 poderá ser calculada somente se o dado fornecido relativo à 
quantidade da substância estiver em massa e o dado relativo à quantidade de ar estiver em 
litros.
Para expressar a concentração mg/m3, deve-se conhecer a massa (em mg) de fosfina em 1 m3 (1.000 
ou 10 3) litros de ar. 
Conforme a tabela do Sistema Internacional de Unidades, o prefixo p (pico) significa 10– 12, e o 
prefixo M (mega), 10 6.
Assim, 1 x 10 –12 gramas de fosfina em 0,001 x 106 litros de ar.
C mg/m
3 em 103 litros de ar
Cmg m
x x
x
g m ou mg m/
,
/ /3
12 3
6
12 3 19 31 10 10
0 001 10
10 10 

 
4) Em determinado local de uma fábrica, há uma fornalha em operação. Por causa de um descontrole 
momentâneo no processo, são jogados no ambiente 16,8 g de CO por segundo, durante um período de 
2,4 minutos. O poluente espalha-se uniformemente no ambiente, que tem dimensões: 80 x 55 x 12 m. 
Pede-se:
84
Unidade II
a) Calcule a concentração de CO no ambiente, após o vazamento, em mg/m3 e em mg/m3.
b) Suponha que a quantidade de CO jogada no ambiente corresponda a 2.200 L do gás. Calcule sua 
concentração em ppm e em ppb.
Resolução
a) A duração do vazamento em segundos é:
tempo = 2,4 x 60 = 144 segundos
A massa de CO jogada no ambiente será: 
mCO = 16,8 x 144 = 2.419,2 g ou 2.419.200 mg
O volume do ambiente representa o volume de ar e é dado por:
V = 80 x 55 x 12 = 52.800 m3
Dividindo-se a massa do contaminante pelo volume do ambiente, obtém-se a concentração solicitada 
no item a.
C CO = 
2 419 200
52 800
. .
.
 @ 45,82mg / m3 
Multiplicando-se por 1.000 o valor encontrado, temos a concentração em mg/m3.
C CO = 45,82 x 1.000 = 45.820 mg / m
3
b) Para calcular as concentrações em ppm, deve-se relacionar o volume do contaminante com o 
volume do ambiente.
É conhecido o volume do gás em 52.800 m3 de ar (ou 52.800 x 10 3 litros de ar), a concentração em 
ppm será o número de litros de CO em 1.000.000 (ou 106) litros de ar.
 2.200 L de CO em 52.800 x 10 3 L de ar
C ppm em 10
 6 L de ar 
C
x
x
CO =
2 200 10
52 800 10
6
3
.
.
 @ 41,67 ppm 
Multiplicando-se por 1.000 o valor encontrado, tem-se a concentração em ppb.
C CO = 41,67 x 1.000 = 41.670 ppb 
85
QUÍMICA AMBIENTAL
5) Um ambiente de trabalho possui as seguintes dimensões: 60 x 20 x 7,5 m. Quais as massas e os 
volumes máximos de anilina, acrilonitrila e metacrilato de metila que podem estar presentes no ar sem 
que haja insalubridade?
a) Para calcular as massas máximas, devemos considerar o volume do ambiente e os Limites de 
Tolerância em mg/m3, de acordo com a tabela.
Volume total do ambiente = 60 x 20 x 7,5 = 9.000 m3
Para a anilina: LT = 15 mg / m3
15 mg → 1 m3
m máxima = 9.000 x 15 = 135.000 mg ≡ 135 g
m máxima → 9.000 m
3
Para a acrilonitrila: LT = 35 mg / m3
35 mg → 1 m3
m máxima = 000 x 35 = 315.000 mg ≡ 315 g
m máxima → 9.000 m
3
Para o metacrilato de metila: LT = 320 mg / m3
320 mg → 1 m3
m máxima → 9.000 m
3
 
m máxima = 9.000 x 320 = 2.880.000 mg ≡ 2.880 g
4.9 Padrões de qualidade do ar no Brasil
O padrão de qualidade do ar define limites máximos para concentrações de componentes atmosféricos 
que garantam a preservação da saúde e do bem-estar dos indivíduos. Normalmente, os padrões de 
qualidade do ar são baseados em estudos científicos dos efeitos causados por poluentes específicos e 
estabelecidos em níveis que têm como objetivo preservar a saúde dos cidadãos.
Por meio da Portaria Normativa no 38, de 14/3/1990, o Ibama estabeleceu padrões nacionais de 
qualidade do ar, aumentando o número de parâmetros regulamentados por meio da Portaria