Livro QAMBIENTAL 2011

Prévia do material em texto

Profª. Drª Simone de Fátima Pinheiro Pereira 
Prof. Dr. Heronides Adonias Dantas Filho 
Profª Drª. Kelly das Graças Fernandes Dantas. 
 
 
 
 2
 
SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS 
FACULDADE DE QUÍMICA 
 
Disciplina: QUÍMICA AMBIENTAL 
Pré-requisito: QUÍMICA GERAL 
Carga Horária: 60 horas 
Crédito: 04 (quatro) 
 
SÚMULA 
A química ambiental explora a relação entre a química e o meio ambiente do ponto de 
vista químico. Uma nova abordagem e estrutura didática alternativa tornam a aprendizagem 
mais flexível. A disciplina aborda novos problemas ambientais na perspectiva mundial 
como o efeito estufa, a contaminação do ambiente pelo mercúrio e tenta relacioná-los com 
os problemas regionais. A disciplina foi estruturada em cinco partes: ar e energia, 
substâncias tóxicas, água e contaminação de solos e sedimentos por resíduos tóxicos e 
concluindo uma visualização sobre o cenário futuro da química ambiental na Amazônia. Os 
capítulos serão abordados de forma individual e independente sem perder de vista o 
contexto geral. A bibliografia recomendada abrange os tópicos propostos e a bibliografia 
complementar aborda alguns assuntos de suma importância para a química ambiental e que 
requerem um estudo mais específico de seu conteúdo. 
 
 
 
 
 3
SUMÁRIO 
 Pág. 
CAPÍTULO 1 - QUÍMICA ATMOSFÉRICA 
1.1. - Regiões da atmosfera 8 
1.2. - Unidades de concentração ambiental para gases 11 
1.3. - A camada de ozônio 12 
1.3.1. - A química da camada de ozônio 13 
1.3.2. - A dissociação das moléculas de ozônio 18 
1.3.3. - O buraco de ozônio e outros locais de depleção de ozônio 20 
1.3.4. - As substâncias químicas que causam destruição de ozônio 23 
1.3.5. - Consequências biológicas da redução de ozônio na estratosfera 28 
1.4. - Química e poluição atmosférica 31 
1.4.1. - Unidades de concentração para contaminantes atmosféricos 38 
1.4.2. - Ozônio urbano: O fenômeno do smog fotoquímico 39 
1.4.3. - Particulados na poluição do ar, controle do NOx e SO2 41 
1.4.4. - Chuva ácida 46 
1.4.5. - Os efeitos da chuva ácida sobre os ecossistemas e a saúde 51 
1.4.6. - Poluição dos veículos 60 
1.5. - O efeito estufa, aquecimento global e mudanças climáticas 62 
1.5.1. - O mecanismo do efeito estufa 64 
1.5.2. - Os gases que provocam o efeito estufa 67 
1.5.3. - Emissões de CO2, e suas conseqüências ambientais 68 
1.5.4. - Outras substâncias que afetam o aquecimento global 74 
1.5.5. - Dados sobre o aquecimento global 77 
1.5.6. - Medidas para a redução das emissões de gases de efeito estufa 81 
1.6. - Recursos energéticos - Fontes Alternativas de Energia 84 
1.6.1. - Energia hidrelétrica 86 
1.6.2. – Álcool 88 
1.6.3. - Energia nuclear 90 
1.6.4. - Energia solar 92 
 4
Pág. 
1.6.5. – Biogás 95 
1.6.6. – Biodiesel 96 
1.6.7. - Energia eólica 101 
1.7. - Resolução 382-06 CONAMA - Limites máximos de emissão de 
poluentes atmosféricos 
 
104 
1.8. - Problemas selecionados da química atmosférica 
 
 
108 
CAPÍTULO 2 - QUÍMICA DA ÁGUA 
2.1. - As águas naturais 114 
2.1.1. - A molécula da água 115 
2.1.2. - O ciclo hidrológico 120 
2.1.3. - Águas subterrâneas, do mar, dos rios e lagos 123 
2.1.4. - Disponibilidade de recursos hídricos no mundo e no Brasil 126 
2.1.5. - Química de oxidação-redução em águas naturais 131 
2.1.6. - O nitrogênio em águas naturais 134 
2.1.7. - A química ácido-base em águas naturais 138 
2.1.8. - O alumínio em águas naturais 147 
2.2.9. - Parâmetros de qualidade da água 149 
2.2. - A purificação da água poluída 165 
2.2.1. - A contaminação de águas superficiais e subterrâneas 167 
2.2.2. - A purificação da água potável 172 
2.2.3. - Carbono ativado 176 
2.2.4. - Mecanismo de produção de clorofórmio em água potável 178 
2.2.5. - A contaminação de águas de superfície através de nutrientes 180 
2.2.6. - O tratamento de águas residuárias e esgoto 184 
2.2.7. - O tratamento do cianeto em águas residuárias de mineração 195 
2.2.8. - Oxidação da amônia e uso de métodos de oxidação avançados 200 
2.3. - Resolução 357-05 CONAMA - Classificação de rios e Portaria 
518-04 do MS (Padrões de potabilidade) 
 
204 
2.4. - Problemas selecionados da química da água 215 
 5
 
CAPÍTULO 3 - QUÍMICA DO SOLO 
Pág. 
 
3.1. - Formação do solo 221 
3.1. - Resíduos tóxicos e a contaminação de solos 224 
3.2. - A natureza dos resíduos tóxicos 227 
3.3. - Substâncias tóxicas 229 
3.3.1. - Substâncias orgânicas 229 
3.3.1.1.- Pesticidas 230 
3.3.1.2.- Inseticidas organoclorados 232 
3.3.1.3.- A história do DDT 234 
3.3.1.4.- Princípios de toxicologia 236 
3.3.1.5.- Outros tipos de inseticidas modernos 238 
3.3.1.6.- Herbicidas 240 
3.3.1.7.- PCBs 241 
3.3.1.8.- O efeito da dioxina, furano, e PCBs sobre a saúde humana 243 
3.3.1.9.- Hidrocarboneto polinuclear aromático (PAH) 244 
3.4. – Problemas selecionados de Química do Solo 245 
 
CAPÍTULO 4 - CENÁRIO FUTURO 
 
 
4.1. - O futuro da química ambiental, a química verde 250 
4.2. - Biotecnologia aplicada na preservação ambiental 253 
4.2.1. - Biorremediação de ambientes contaminados 259 
4.2.2. - Fitorremediação de ambientes contaminados 268 
4.3.3. - Biofiltros, plásticos biodegradáveis 
4.3.4 – Problemas selecionados do Capítulo cenário futuro 
 
 
277 
REFERÊNCIAS 279 
 
 
 
 
 6
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 7
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 8
 
 
 
 
 
 
 
PROFª. DRª. SIMONE DE FÁTIMA PINHEIRO PEREIRA 
 
 
 
 
 
 9
1.1. - Regiões da atmosfera 
tmosfera é uma fina camada que envolve alguns planetas, composta basicamente 
por gases e poeira, retidos pela ação da força da gravidade. Podemos definir-la 
como sendo uma fina camada de gases sem cheiro, sem cor e sem gosto, presa a 
Terra pela força da gravidade. 
Visto do espaço, o planeta Terra aparece como uma esfera de coloração azul 
brilhante. Esse efeito cromático é produzido pela dispersão da luz solar sobre os gases 
atmosféricos. Outros planetas do sistema solar também possuem atmosfera. Não existe um 
limite definido entre o espaço exterior e a atmosfera, presume-se que esta tenha cerca de 
mil quilômetros de espessura, 99 % da densidade está concentrada nas camadas mais 
inferiores, cerca 75 % está numa faixa de 11 km da superfície, à medida que se vai subindo, 
o ar vai se tornando cada vez mais rarefeito perdendo sua homogeneidade e composição. 
Na exosfera, zona em que foi arbitrado limítrofe entre a atmosfera e o espaço 
interplanetário, algumas moléculas de gás acabam escapando à ação do campo 
gravitacional. 
O estudo da evolução térmica segundo a altitude revelou a existência 
de diversas camadas superpostas, caracterizadas por comportamentos 
distintos, como sua densidade vai diminuindo gradualmente com o aumento 
da altitude, os efeitos que a pressão atmosférica exerce também diminuem 
na mesma proporção (Internet 1, 2011). 
Quanto mais próxima do solo, mais concentrados são os gases 
que formam a atmosfera e quanto mais alto, ela vai ficando mais 
diluída (Figura 1). Na realidade, não existe um limite ou fronteira no 
final da atmosfera, ela vai ficando cada vez mais tênue, até que 
praticamente deixa de existir. A pressão atmosférica depende do 
número de partículas que chocam com as paredes de uma superfície. 
Dessa forma, a pressão atmosférica que depende diretamente da 
concentração dos gases diminui com a altitude (Internet 2, 2011). 
Outras propriedades físicas também se modificam ao longo da atmosfera. Bastante 
característica é a variação de temperatura. Inicialmente, ela vai diminuindo conformeA
A atmosfera se 
inicia sobre o 
solo e oceanos e 
acaba no espaço 
 10
aumentamos a altitude. Posteriormente ela volta a aumentar com a altitude e depois inverte 
novamente. A variação de temperatura é resultado de interações entre moléculas e energia, 
que ocorrem de forma diversa nas diferentes alturas. 
 
 
Figura 1. Camadas da atmosfera 
Fonte: Adaptado de mynasadata.larc.nasa.gov. 
 
Para facilitar o estudo dos fenômenos que acontecem na atmosfera, ela foi 
dividida em camadas. E essas camadas são definidas pelas inversões nas 
variações de temperatura. A troposfera é a camada mais próxima do solo e 
sua altura chega até próximo de 12 km e concentra 85 % da massa da 
atmosfera. É nesta camada que ocorrem os fenômenos climáticos (chuvas, 
formação de nuvens, relâmpagos). 
Segundo Manahan (2000) quase todos os gases liberados no ar, sejam eles 
substâncias “naturais” ou “poluentes”, são totalmente oxidados e seus 
produtos finais ao longo do tempo são depositados na superfície da terra. 
Uma das principais características é que ela é um ambiente oxidante, fenômeno que se 
explica pela presença de alta concentração de oxigênio diatômico, O2. 
Os aviões de transporte de cargas e passageiros voam nesta camada a cerca de 8 km 
de altitude, o pico mais alto do planeta, o monte Everest, chega a 9 km de altitude. As 
É na troposfera 
que ocorre a 
poluição do ar. 
 11
temperaturas nesta camada podem variar de 40 °C até -60 °C. Quanto maior a altitude 
menor a temperatura. 
Depois, inicia-se a estratosfera, onde está situada a 
famosa camada de ozônio. A estratosfera contém 
aproximadamente 19,9 % da massa total da atmosfera. A 
estratosfera compreende a região entre 12 e 50 km de 
altitude, onde ocorrem reações vitais para a conservação 
da camada de ozônio. As temperaturas variam de -5 °C a 
-70 °C. Na estratosfera localiza-se a camada de ozônio, 
que funciona como uma espécie de filtro natural do 
planeta Terra, protegendo-a dos raios ultravioletas do Sol. Aviões supersônicos e balões de 
medição climática podem atingir esta camada. A estratosfera é definida como a região 
situada entre as altitudes nas quais a temperatura tende a apresentar inversões. A altura 
exata na qual termina a troposfera e começa a estratosfera varia com a estação e com a 
latitude (Baird, 2002). 
A mesosfera tem início no final da estratosfera e vai até 80 km acima do solo. A 
temperatura na mesosfera varia entre -10 °C até -100 °C. A temperatura é extremamente 
fria, pois não há gases ou nuvens capazes de absorver a energia solar. Nesta camada ocorre 
o fenômeno da aeroluminescência. 
A termosfera tem início no final da mesosfera e vai até 500 km do solo. É a camada 
atmosférica mais extensa. É uma camada que atinge altas temperaturas, pois nela há 
oxigênio atômico, gás que absorve a energia solar em grande quantidade. As temperaturas 
na termosfera podem atingir os 1.000 °C. 
Exosfera é a camada que antecede o espaço sideral. Vai do final da termosfera até 
800 km do solo. Nesta camada as partículas se desprendem da gravidade do planeta Terra. 
As temperaturas podem atingir 1.000 °C. É formada basicamente por metade de gás hélio e 
metade de hidrogênio. Na exosfera ocorre o fenômeno da aurora boreal e também 
permanecem os satélites de transmissão de informações e também telescópios espaciais 
(Internet 3, 2011). 
Para efeitos deste livro serão discutidos apenas os fenômenos relacionados à 
estratosfera e troposfera. 
 12
1.2. - Unidades de concentração ambiental 
para gases 
 concentração dos componentes gasosos são geralmente expressos como o 
volume do analito/volume total da amostra e leitura direta. Muitos instrumentos 
são calibrados nessas unidades. Geralmente a concentração dos gases em 
química atmosférica é dada em moléculas por centímetro cúbico. A concentração relativa é 
expressa em: fração molar -"parte por milhão, bilhão, trilhão" valores ppm, ppb, ppt - para 
gases, esta unidade de concentração relativa expressa o número de moléculas de um 
poluente (i.e., o "soluto" em linguagem química) que estão presentes em um milhão ou 
bilhão ou trilhão de moléculas no ar. 
Para medir partículas em suspensão, unidades alternativas com base na massa do 
analito/volume total pode ser utilizado tanto para gases e material particulado, como para 
concentrações típicas. Pode ser expressa da seguinte forma: g.m-3 para atmosfera superior 
e mg.m-3 para atmosfera inferior. 
A conversão entre ppm e mg.m-3 é feita usando a seguinte relação que requer a massa 
molecular relativa do composto e o volume molar do gás, (para uma conversão aproximada 
isso pode ser considerado como sendo 24,0 litro para todos os gases a 20 ºC e 1 atm de 
pressão). 
 
Concentração (ppm) = Concentração (mg.m-3) x 24,0 
 Massa molecular relativa 
 
Outras medidas: 
 A camada de ozônio é medida em unidade Dobson 
 Uma unidade Dobson (UD) equivale à espessura de 0,01 mm (0,001 cm) de ozônio puro 
com a densidade que ele possuiria se estivesse submetido à pressão do nível do mar (1 
atm) e 0 oC de temperatura (Baird, 2002). 
 
A
 13
1.3. - A camada de ozônio 
 camada de ozônio é a região da estratosfera que 
protege a Terra contra os efeitos nocivos da 
radiação ultravioleta da luz solar, impedindo que 
tal radiação chegue à superfície e cause danos a humanos e 
outras formas de vida (Figura 2). 
Na rarefeita estratosfera, na faixa dos 25 mil metros, 
logo acima da altitude do cruzeiro dos aviões supersônicos, 
paira ao redor da Terra uma tênue camada de um gás muito 
importante no equilíbrio ecológico do planeta: o Ozônio. O ozônio é um gás de fórmula 
molecular O3, presente em pequenas concentrações em toda atmosfera. A quantidade deste 
gás é ínfima se considerarmos a composição de toda a atmosfera, e o tempo de vida de suas 
moléculas, em constante processo de formação e dissociação, extremamente curto. 
Paradoxalmente, é nessa existência efêmera que reside o papel fundamental do ozônio na 
manutenção da vida. 
Lá, a molécula de oxigênio atmosférico mais abundante, 
absorve uma parte das radiações ultravioleta, UV, proveniente 
do sol, e se quebra em dois átomos livres de oxigênio, que 
imediatamente se reagrupam com moléculas de O2 para formar 
ozônio (O3). A instável molécula de ozônio, por sua vez, 
absorve outra parte das radiações UV e se quebra novamente 
em O2 e O, reiniciando o ciclo. A quantidade de ozônio em 
latitudes onde predominam climas temperados é de 350 DU; 
trópicos 250 DU, regiões subpolares 450 DU. Nessas reações, a 
chamada camada de ozônio absorve a maior porção daquela faixa de invisíveis radiações, 
evitando assim que atinjam os seres vivos que habitam a superfícies. Assim como o Efeito 
Estufa, também este é um fenômeno atmosférico natural, apropriado à sobrevivência das 
atuais formas de vida que, de outro modo só seria possível debaixo das rochas e em águas 
profundas. Os seres vivos se encontram estreitamente condicionados a uma filtragem 
permanente daquela faixa de radiação solar (Internet 4, 2011). 
A
 14
 
Figura 2. Variação da concentração de ozônio e temperatura com a altitude 
Fonte: Adaptado de Baird, 2002. 
 
A produção de ozônio alcança um máximo onde o produto da intensidade da radiação 
UV-C e concentração de O2 é máximo. Essa densidade máxima de ozônio acontece acerca 
de 25 km sobre áreas tropicais, de 21 km sobre latitudes intermediárias, e de 18 km sobre 
regiões subárticas. Consequentemente, a maioria do ozônio é localizada na região entre 15 
e 35 km, nas camadas inferiores e médias da estratosfera, conhecida informalmente como a 
camada de ozônio (Figura 3). 
 
1.3.1. - A química da camada de ozônio 
O sol emite o espectro da radiação eletromagnética, parte desta radiação chega ao 
planeta. Radiação solar é a designação dada à energia radiante emitida pelo Sol, em 
particular aquela que é transmitida sob a forma de radiaçãoeletromagnética. Cerca de 
metade desta energia é emitida como luz visível na parte de frequência mais alta do 
espectro eletromagnético e o restante na do infravermelho próximo e como radiação 
 15
ultravioleta. A radiação solar fornece anualmente para a atmosfera terrestre 1,5 x 1018 kWh 
de energia (Spiro & Stigliani, 2009). 
 
 
Figura 3. Intensidade da radiação UV e parte da região visível 
Fonte: Adaptado de Baird, 2002. 
 
O espectro eletromagnético (Figura 4) é o intervalo completo da radiação 
eletromagnética que contém as ondas de rádio, as microondas, o infravermelho, os raios X, 
a radiação gama, os raios violeta e a luz visível ao olho humano. De forma geral, os vários 
tipos de ondas eletromagnéticas diferem quanto ao comprimento de onda, fato esse que 
modifica o valor da freqüência, e também da forma com que elas são produzidas e 
captadas, ou seja, de qual fonte elas originam e quais instrumentos são utilizados para que 
se possa captá-las. No entanto, todas elas possuem a mesma velocidade, ou seja, v = 3,0 x 
108 m/s e podem ser originadas a partir da aceleração de cargas elétricas. 
O espectro da luz visível vai de 400 nm (luz violeta) a cerca de 750 nm (luz 
vermelha), nesta faixa se encontram as radiações que podemos ver, um exemplo do 
espectro na natureza é o arco-íris. Um arco-íris aparece quando a luz branca do sol é 
interceptada por uma gota d'água da atmosfera (Spiro & Stigliani, 2009). 
 16
 
Figura 4. O espectro eletromagnético 
Fonte: Adaptado de antonine-education.co.uk, 2011 e arpansa.gov.au, 2011. 
 
Parte da luz é refratada para dentro da gota, refletida no seu 
interior é novamente refratada para fora da gota. A luz branca é 
uma mistura de várias cores. Quando a luz atravessa uma 
superfície líquida - no caso, a gota da chuva - ou sólida 
(transparente), a refração faz aparecer o espectro de cores: violeta, 
anil, azul, verde, amarelo, laranja e vermelho. Mas o arco-íris não 
existe realmente. Ele é uma ilusão de ótica cuja posição aparente 
depende da posição do observador. Todas as gotas de chuva 
refratam e refletem a luz do sol da mesma forma, mas somente a luz de algumas delas 
chega ao olho do observador. Mas o arco-íris não existe realmente. Ele é uma ilusão de 
ótica cuja posição aparente depende da posição do observador (Internet 5, 2011). 
 17
A radiação infravermelha (IR) está acima de 750 nm. A radiação infravermelha na 
atmosfera, é a responsável pelo efeito estufa aquecendo assim a superfície da Terra e 
camada inferior da atmosfera, graças ao efeito estufa foi possível o desenvolvimento da 
vida no planeta. A radiação ultravioleta (UV) vai de 50 a 400 nm (1 nm = 10-9m) e é a 
radiação que é filtrada pela camada de ozônio. A região do espectro eletromagnético 
ambientalmente importante é a faixa que vai de 200-400 nm (Baird, 2002). 
O oxigênio molecular O2 absorve radiação entre 70 e 250 nm, sendo assim, é o 
responsável pela absorção de parte da radiação UV-C. Acima da estratosfera a 
concentração de moléculas de O2 é tão pequena que a maioria do O2 está presente na forma 
atômica devida ação da radiação UV-C. Na estratosfera a intensidade de radiação UV-C é 
menor e a concentração de O2 é maior. Devido a este fato grande parte do oxigênio atômico 
formado em menor quantidade na estratosfera tende a colidir com O2 não dissociado. 
Moléculas seletivamente absorvem luz, a radiação ultravioleta compreendida entre 
220 e 320 nm é absorvida principalmente por moléculas de ozônio, que se distribui pela 
estratosfera. Então o O3, auxiliado em menor extensão pelo O2, é responsável pela absorção 
de toda a radiação UV-C e parte da UV-B. 
 A faixa da radiação UV-C vai de 200 a 280 nm. O O2 acima da estratosfera filtra a 
maior parte da radiação UV de 120 a 220 nm; o restante da luz nessa região é filtrada pelo 
O2 da estratosfera. Além do O2 presente na estratosfera outros constituintes do ar como o 
N2 filtram a radiação UV que fica abaixo de 120 nm. Dessa maneira radiações UV menores 
que 220 nm não atingem a superfície terrestre, as radiações entre 220 e 240 nm são 
absorvidas em parte pelo O2. A faixa da radiação que vai de 220 a 320 nm são absorvidas 
pelas moléculas de ozônio, O3, que estão espalhadas pela média e baixa estratosfera 
(Dessler, 2000). 
O ozônio auxiliado pelo O2 filtra toda a radiação UV na faixa de 220 a 290 nm que se 
sobrepõe a região de 200 a 280 nm (UV-C); na faixa de 290 a 320 nm pode absorver apenas 
uma fração da luz, de 10 % a 30 % dessa radiação chega à superfície da terra. Portanto, não 
é totalmente efetivo como filtro na região de 280 a 320 nm (UV-B). 
A faixa da radiação UV-A vai de 320 a 400 nm, como nem o O2 nem o O3 absorvem 
nesta faixa de comprimento de onda a maior parte desta radiação chega à superfície da 
 18
terra. Este é o tipo menos prejudicial do ponto de vista biológico da radiação UV. O NO2 
absorve este tipo de radiação, mas se encontra em baixas concentrações (Baird, 2002). 
A reação fotoquímica que ocorre quando a radiação UV entra em contato com o 
oxigênio é dada pela equação; E = h ou E = hc / λ sendo λ = c 
Onde h é a constante de Planck (6,626218 x 10-34 J s) e c é a velocidade da luz (2,997925 x 
108 m s-1). hc é 119.627 kJ mol-1 nm. Quanto mais curto o comprimento de onda da luz 
maior será a energia transferida à matéria quando absorvida. 
O2  2 O ΔHo = 495 kJ mol-1 
 Oxigênio diatômico oxigênio atômico 
Calculando o valor do comprimento de onda tem-se; 
λ = 119.627 kJ mol-1 nm / 495 kJ mol-1 = 241 nm (UV-C 200-280) 
Qualquer molécula de O2 que absorva um fóton de luz de 241 nm ou menos terá um 
excedente de energia suficiente para se dissociar. O2 + fóton UV (l < 241 nm)  2 O 
Quando uma reação é iniciada por energia em forma de luz ela é chamada de reação 
fotoquímica (Figura 5). 
 
Figura 5. O processo de formação do ozônio 
Fonte: Pereira, 2011. 
 19
Reação de criação do O3 
O2 + fóton (λ < 241 nm)  O2*  2 O 
ou O2 + calor 
O + O2  O3 + calor 
Esta reação representa a origem de todo o ozônio da estratosfera. O3 não é o gás de 
maior abundância ou até mesmo a espécie dominante de oxigênio; sua concentração 
relativa nunca excede 10 ppm. Assim o termo "camada de ozônio" é inapropriado. Talvez 
“tela de ozônio” seria um termo mais conveniente. Uma terceira molécula, tal como N2, que 
será designada por M, é necessária para retirar a energia térmica gerada na colisão entre 
oxigênio atômico e O2, que produz o ozônio. Então a reação anterior é escrita de forma 
mais real como: 
O + O2 + M  O3 + M + calor 
A liberação do calor por essa reação resulta na temperatura mais elevada da 
estratosfera que é a do ar acima e abaixo dela sendo este fenômeno chamado inversão de 
temperatura (Baird, 2002). 
 
1.3.2. - A dissociação das moléculas de ozônio 
As moléculas de ozônio têm a capacidade de absorver radiação UV-C e UV-B, então 
essa absorção leva o O3 ao seu estado excitado O3*, e este por sua vez sofre a reação de 
dissociação 
O3 + fóton UV ( < 320 nm)  O2* + O* 
O ozônio na estratosfera é constantemente formado e decomposto durante o dia por 
uma série de reações que se processam simultaneamente, de acordo com o ciclo de 
Chapman (Figura 6). 
Recentemente, a camada de ozônio vem sendo bastante afetada pela ação de algumas 
substâncias químicas voláteis que, ao chegarem à estratosfera, perturbam o frágil equilíbrio 
de sua composição. Pela interferência dessas substâncias, as reações normais do ciclo do 
oxigênio na camada de ozônio vêm sendo gradativamente reduzidas, resultando em um 
perigoso aumento dos níveis de radiação UV sobre a superfície. Por razões climatológicas 
 20
peculiares ao Pólo Sul, a redução tem sido mais drástica sobre o continente antártico (o 
buraco de ozônio), mas atinge quase todo o planeta (Internet 6). 
 
 
Figura 6. Resumo esquemático das reações de produçãoe destruição não-catalítica de 
ozônio na estratosfera (ciclo de Chapman) 
Fonte: Adaptado de Baird, 2002. 
 
Segundo Baird (2002) existem espécies de radicais livres (X) que reagem com o O3 
removendo um átomo de oxigênio de sua estrutura, esta então reage com átomos de 
oxigênio para produzir O2 e novamente X, tratando-se então de um processo catalítico. Esta 
reação também ocorre naturalmente, mas a presença de X aumenta a eficiência da reação. 
Os principais catalisadores da degradação do ozônio são o cloro e o bromo atômico, 
presentes em gases sintéticos usados em refrigeração. Cada átomo de cloro pode decompor 
cataliticamente milhares de moléculas de ozônio. Ocorre lentamente na camada entre 15 a 
25 km onde ocorre a maior quantidade de ozônio (estratosfera). 
O processo catalítico da destruição do ozônio obedece ao seguinte mecanismo: 
X + O3  XO + O2 
XO + O  X + O2 
 O3 + O  2 O2 reação global; X=catalisadores 
Segundo Mecanismo Catalítico da Destruição do Ozônio 
X + O3  XO + O2 
X’ + O3  X’O + O2 
XO + X’O  X + X’ + O2 
 2O3  3 O2 reação global; X=catalisadores 
 21
1.3.3. - O buraco de ozônio e outros locais de 
depleção de ozônio 
Segundo Connell (2005) a camada de ozônio corresponde à região da atmosfera onde 
há maior concentração de moléculas de ozônio - cerca de 10 ppmv (partes por milhão em 
volume). Ela situa-se na estratosfera, região da atmosfera situada entre 15 e 50 km de 
altitude. Nela, a concentração de ozônio chega a 10 ppmv, servindo como um gigantesco 
“filtro solar” natural. Embora tenha todo este poder de bloquear a radiação UV é uma 
camada muito rarefeita e se for colocada ao nível do mar, a uma temperatura de 0°C, ela 
ficará com apenas 3 mm de espessura. 
A camada de ozônio é estudada continuamente desde 1956 por instrumentos de solo e 
mais recentemente por satélite. No final da década 1970 descobriu-se uma queda acentuada 
no ozônio estratosférico na região Antártica, entre as latitudes 60 °S e 90 °S, durante a 
primavera austral (Figura 7). 
O fenômeno é conhecido como “buraco de ozônio”. Estudos mostraram um 
decréscimo da camada de ozônio em todas as latitudes. Considera-se que existe um 
“buraco” na camada de ozônio quando há menos de 220 DU (unidades Dobson) de ozônio 
entre a superfície e o espaço (Figura 8). 
 
 
Figura 7. Buraco de ozônio sobre a Antártida 
Fonte: NASA, 2000. 
http://www.esrl.noaa.gov/gsd/outreach/education/samii/SAMII_Activity3.html 
 22
Cabe mencionar que a palavra “buraco” não é precisa, já que o que acontece é a 
redução da camada de ozônio, sem que se chegue a produzir uma falta total do mesmo. 
A redução da camada de ozônio sobre a Antártida foi observado pela primeira vez 
entre 1980 e 1984. Apesar de já haverem dados que indicavam sua diminuição (40 % 
menos) desde 1976, foi na década de 80 que o seu crescimento se fez maior. 
 
 
Figura 8. Espessura da camada de ozônio na Terra 
Fonte: NASA, 2005 
http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Image:IM_ozavg_ept_200006.png 
 
Entre 1978 e 1987, o “buraco” cresceu tanto em largura como em extensão (60 % 
menos), quando em 1985 a British Antartic Survey possibilitou o conhecimento formal da 
situação. Em 1988, o buraco diminuiu radicalmente, mas em 1987 e entre 1989 e 1995 o 
buraco cobria o continente antártico por inteiro e parte do oceano Atlântico. Desde 1996, a 
Antártida começou a dar sinais da formação de um novo “buraco” na camada de ozônio. 
A destruição da camada de ozônio acontece durante o inverno do hemisfério sul 
(verão no hemisfério norte), ou seja, a baixas temperaturas. Observa-se que o buraco se 
torna maior na primavera. Isto se deve a que, no inverno, as correntes de ar na baixa e 
 23
média estratosfera favorecem a subida e o transporte de poluentes (especialmente os CFCs) 
ao hemisfério sul, caindo sobre as regiões antárticas. 
Desde 1957 pesquisadores observaram um decaimento na camada de ozônio sobre a 
Antártida nos meses de setembro a novembro (primavera). Na década de 70 ocorreu um 
súbito decaimento. Até a metade da década de 80 as perdas eram de mais de 50 %; com um 
tamanho equivalente ao continente Norte Americano (Baird, 2002) (Figura 9). 
 
 
Figura 9. A variação anual do tamanho do buraco de ozônio na Antártida. 
Fonte: Adaptado Baird, 2002. 
 
A depleção na camada de ozônio ocorre como resultado, principalmente, da poluição 
do cloro. A depleção do ozônio também ocorre em áreas temperadas em uma taxa de 3 
%/ano a partir da década de 80. Ocorre no inverno e na primavera elevando-se a 9 % desde 
1970 a 1994 nas regiões setentrionais de latitude intermediária. 
A perda mundial da camada de ozônio resulta em uma menor proteção da vida na 
superfície da terra devido à presença do componente ultravioleta prejudicial na luz solar. O 
aumento da depleção não-polar acontece em média latitude. Cálculos indicam que a 
extensão do incremento da radiação UV após a década de 80 foi de 6-14 % em regiões de 
média e alta latitude. 
Além da Antártida outros lugares apresentam problemas de redução da camada de 
ozônio. O buraco na camada de ozônio acima do Ártico chegou a nível recorde segundo 
 24
informações da Organização Meteorológica Mundial (OMM). A diminuição na camada 
acima da área chegou a 40 % durante o inverno no hemisfério norte. O recorde anterior era 
de 30 %. Segundo a OMM, os danos na região polar do hemisfério sul (Antártida) estão 
diminuindo com o tempo, com a recuperação da camada no local. A depleção parcial do 
ozônio no Ártico é mais severa que na Antártida (Connell, 2005). 
 
1.3.4. - As substâncias químicas que causam 
destruição de ozônio 
Os compostos químicos que causam a depleção do ozônio não possuem um 
sumidouro troposférico - não possuem um processo natural de remoção, como a 
dissolução pela chuva ou oxidação pelos gases atmosféricos. Após alguns anos sendo 
transportados pela troposfera esses compostos: 
 Difundem-se na estratosfera 
 Sofrem decomposição fotoquímica por meio da radiação UV-C 
 Consequente liberação dos átomos de halogênios 
As principais substâncias que promovem a destruição da camada de ozônio são 
produtos sintéticos fabricados pela indústria química e denominados 
"clorofluorcarbonetos", CFC. O leque de aplicações é bastante amplo, indo desde 
atividades essenciais, como conservação de alimentos em geladeiras e frigoríficos, até 
futilidades descartáveis como bandejas de isopor em embalagens de alimentos vendidos em 
supermercados. 
Nos frigoríficos, freezers, geladeiras, e frigobares, o CFC é o "gás de geladeira" 
(Freon ou Frigen) e sua função é absorver o calor na placa do congelador (onde se forma 
gelo) e liberá-lo pelo radiador atrás, do lado de fora do aparelho. Nos ar condicionado de 
parede, centrais e de automóveis, o princípio de funcionamento é o mesmo, e é o CFC, 
também o agente que promove a troca de calor. Quando bem fabricados e corretamente 
utilizados, estes aparelhos mantêm o gás em circuito fechado, não havendo vazamento para 
a atmosfera. Quando vão para conserto ou são sucateados, a tubulação é aberta, o gás 
escapa, e sobe até atingir a camada de ozônio. A destruição que lá ocorre é muito grande. 
 25
Cada molécula de CFC destrói centenas de milhares de moléculas de ozônio, até ser 
neutralizada, entre 75 e 110 anos mais tarde. Nos ar condicionado de carros, sujeitos a 
condições adversas, as ocasiões em que ocorre a liberação de CFC são ainda mias 
freqüentes, pois, além dos casos de colisões, há vazamento contínuo de gás pelas 
mangueiras e conexões (Internet 7, 2011). 
CFCs são adicionados sob pressão a embalagens em lata, conhecidas tanto pelo nome 
"spray", quanto de "aerossol", para expelir ininterruptamente o seu conteúdo enquanto se 
mantém apertado o botão existente no topo. 
O CFC escapa junto com oproduto cada 
vez que o spray é usado. A apresentação 
em spray tornou-se muito comum em 
produtos de uso pessoal, doméstico, 
inseticidas e outros, difundida muito além 
dos casos em que seu emprego possa ser 
considerado necessário, como em certos medicamentos para uso humano e veterinário. 
O Brasil é a quinta nação que mais diminuiu o uso dos CFC's (clorofluorcarbonos) e 
outros gases na última década, sob influência do Protocolo de Montreal, documento que 
completa 20 anos em 2007 e que definiu metas para redução de gases que destroem a 
camada de ozônio do planeta. Entre 1995 e 2005, o país cortou suas emissões dos principais 
agentes de destruição do ozônio (Potencial Destruidor de Ozônio, unidade usada para medir 
os possíveis danos à camada de ozônio). Desde novembro de 1989 está proibida no Brasil a 
venda de sprays que contenham CFCs e, desde então, é comum encontrar nas embalagens 
um selo padrão em que os fabricantes afirmam que seus produtos não agridem a camada de 
ozônio. 
Mas não se pode constatar que a produção industrial de CFCs para este fim tenha 
diminuído, não se tem notícia de fiscalização e análise de conteúdo dos sprays, e é 
surpreendente que todos os produtos que até bem pouco tempo continham CFC tenham se 
adaptado à troca deste produto por outro propelente em suas fórmulas, sem modificações 
perceptíveis em suas características usuais. Ao contrário dos CFCs, outras substâncias 
propelentes tendem a reagir com o produto dentro da lata, alterando-o. Algumas são tóxicas 
e inflamáveis. Portanto, é difícil substituir o CFC em todas as aplicações. 
 26
Os CFCs não sofrem nenhum decaimento da troposfera, migram para a estratosfera 
média e superior. A decomposição estratosférica dos CFCS está mostrada na Figura 10. 
 
 
Figura 10. Mecanismo de destruição do ozônio através dos CFCs 
Fonte: Adaptado de esrl.noaa.gov, 2011. 
 
Outra fonte de liberação de CFCs na atmosfera são as espumas sintéticas flexíveis 
utilizadas em estofamentos de carros, poltronas, colchões, tapetes é isolamento térmico de 
paredes de refrigeradores, e as espumas sintéticas rígidas (geralmente brancas, como 
isopor) largamente empregadas em isolamento térmico na construção civil, em embalagens 
de equipamentos eletrônicos, bandejas, pratos e copos descartáveis, caixa de ovos e 
embalagens de comida pronta para levar. O CFC escapa durante a confecção destes 
produtos, quando é adicionado para conferi-lhes a consistência e porosidade características, 
e depois, quando vão para o lixo e começam a fragmentar-se (Internet 4, 2011). 
Segundo Baird (2010) outras substâncias semelhantes aos CFCs também contribuem 
para a destruição da camada de ozônio. Entre as principais estão o tetracloreto de carbono e 
o metilclorofórmio, usados como solventes em lavagens a seco e no ramo farmacêutico, e 
os "halons", usados em alguns extintores de incêndio, que contêm bromo e são dez vezes 
mais destruidores de ozônio o que os CFCs. 
 27
O CFC emitido na superfície não sofre qualquer processo natural de remoção, sendo 
assim chega quase que inalterado a estratosfera, onde tende a migrar para a parte superior 
onde há radiação solar UV-C para sofrer fotodecomposição, o qual liberará átomos de 
cloro. Os CFCs não absorvem componentes da luz solar com comprimentos de onda maior 
que 290 nm e necessitam de comprimentos de onda menores que 220 nm para a fotólise. 
A degradação do ozônio no ambiente antártico ocorre na região mais baixa da 
estratosfera que converte todo cloro presente na forma inativa (HCl, ClONO2) para a forma 
ativa de cloro atômico (Internet 8, 2011). 
As reações que ocorrem na formação das nuvens estratosféricas polares (NEPs) são: 
ClONO2(g) + H2O(aq)  HOCl(aq) + HNO3(aq) 
 HCl(g)  H+ (aq) + Cl- (aq) 
Cl-(aq) + HOCl(aq)  Cl2 (g) + OH-(aq) 
 HCl(g) + ClONO2 (g)  Cl2 (g) + HNO3(aq) reação global. 
 
Ativação do cloro sobre a superfície das partículas 
 H2O 
HCl (g) → H+ (aq) + Cl- (aq) 
H2O (aq) + ClONO2 (g) → HOCl (aq) + HNO3 (aq) 
Cl- (aq) + HOCl (aq) → Cl2 (g) + OH- (aq) 
Cl2 (g) + radiação → 2 Cl (g) 
H+ (aq) + OH- (aq) → H2O (aq) 
 
Durante o inverno o cloro na forma inativa se acumula em cristais de gelo, se 
convertendo em cloro atômico pela ação da luz solar na primavera (Figura 11). 
Pesquisas realizadas mostram que esse acúmulo de compostos de cloro ocorre numa 
fina camada aquosa que está presente na superfície de cristais de gelo 
Durante o inverno no hemisfério sul, observa-se a formação de um vórtice 
(redemoinho), que é uma área onde o ar tem uma movimentação quase circular ou espiral, 
que isola o ar de seu interior, impedindo que se combine com o ar do seu entorno. Isso 
possibilita a formação de nuvens polares estratosféricas (NEP), que se encontram a 20 km 
de altura e que estão formadas por gelo puro (-80 ºC). Aqui, o cloro e o bromo são 
“armazenados” em compostos estáveis. As partículas de gelo captam o vapor de água e 
 28
absorvem os compostos nitrogenados, precipitando-se a níveis mais baixos da atmosfera, 
“desnitrificando” e desidratando o ar na estratosfera. O resultado é o NO2 “capturado” nas 
nuvens em forma de ácido nítrico. Em certas ocasiões, as nuvens ficam tão pesadas que 
caem da estratosfera, arrastando o ácido nítrico e causando a desnitrificação, que, por sua 
vez, favorece a dissociação do ozônio. 
Com o aumento de temperatura na primavera polar ocorre o desaparecimento das 
nuvens estratosféricas polares (NEPs) e o vórtice do buraco de ozônio. 
 
Figura11. Acúmulo do Cl2 sobre a superfície dos cristais sobre as NEPs 
Fonte: Adaptado de Baird, 2002. 
 
 
HNO3 + UV  NO2 + OH- 
Então ocorre a inativação do cloro 
Cl + CH4 → HCl + CH3 
ClO + NO2 → ClONO2 
Outros compostos que causam a destruição do ozônio: 
 CCl4 - solvente usado na produção dos CFCs, - limpeza a seco 
 CH3CCl3 - limpeza metálica (ocorre declínio na troposfera, contribui com a metade 
do cloro da estratosfera) 
 Óxido nítrico (NO) cataliticamente decompõe o ozônio 
 
 29
NO + O3  NO2 + O2 
NO2 + O  NO + O2 
O3 + O  2 O2 reação global 
 Hidroxila (OH-) cataliticamente decompõe o ozônio - catálise ocorre na alta 
estratosfera (>45 km) 
OH- + O3  HOO + O2 
HOO + O  OH- + O2 
O3 + O  2 O2 reação global 
A OH- é formada da reação do O* com metano ou água 
O* + H2O  2OH- 
O* + CH4  OH- + CH3 
Pequenas quantidades do metano na troposfera causam a destruição do ozônio. 
 Cl* e Br* funcionam como um catalisador tipo X 
Formação de Cl* 
CH3Cl + UV-C  Cl* + CH3 
cloreto de metila cloro atômico 
OH- + CH3Cl  Cl* + outros produtos 
Cl* + O3  ClO + O2 
ClO + O*  Cl* + O2 
O3  3 O2 reação global 
 
1.3.5. - Consequências biológicas da redução 
de ozônio na estratosfera 
A diminuição da camada de ozônio implica uma menor proteção contra os raios 
ultravioletas o que acarreta por sua vez, sérias consequências não apenas para a saúde 
humana, mas também para o rendimento das culturas agrícolas, para os ecossistemas 
marinhos e até para a duração de materiais plásticos de construção (usados, por exemplo, 
nos parques infantis) (Internet 9, 2011). O aumento da incidência de radiação UV 
 30
aumentaria a taxa de mutações nos seres vivos, atingindo especialmente o fitoplâncton. 
Para o homem, haveria aumento do índice de câncer (especialmente de pele) e de cataratas 
(Crosby, 1998). 
A exposição aos raios UV pode ainda causar outros 
problemas como a diminuição do sistema imunológico. 
Ao nível da agricultura, os alimentos mais afetados são 
a aveia, o pepino e os pimentões. Em relação aos 
ecossistemas marinhos o aumento da incidência dos 
raios ultravioletas pode destruir as minúsculas plantas 
unicelulares, isto é, o plâncton que forma a base da 
cadeia alimentar, o que pode resultar numa diminuição 
do estoquede peixe no mar. Além disto, as emissões de CFCs contribuem para o 
aquecimento da Terra, devido, por um lado, 
à maior penetração da luz solar que aquecerá 
a camada inferior da atmosfera e, por outro 
lado, devido à distribuição do calor na 
atmosfera ao nível das camadas superiores 
que favorece o arrefecimento da estratosfera 
conduzindo à formação de nuvens que 
facilitam a destruição da camada de ozônio. 
A redução do ozônio atmosférico permite que mais radiação UV-B alcance a 
superfície terrestre, isto leva a conseqüências danosas para as formas de vida. Além de 
câncer de pele, alterações no sistema imunológico, interferências no crescimento das 
plantas e animais, a radiação é absorvida pelo DNA, que então pode sofrer reações danosas 
(Internet 9, 2011). 
A destruição do DNA em fitoplâncton (plantas microscópicas organismos similares) 
no oceano causa a redução do O2, pois estes organismos produzem cerca de 30 % do 
oxigênio atmosférico e são a base da pirâmide alimentar marinha. 
Estima-se que, para cada 1 % de diminuição da camada de ozônio ocorrerá um 
aumento de 1 a 2 % na incidência de câncer maligno de pele. Foi observado que a 
 31
incidência de câncer de pele se relaciona de forma logarítmica com a exposição à radiação 
ultravioleta. 
A grande maioria dos casos de câncer de pele afeta um em cada grupo de quatro 
pessoas (não estão inclusos os casos de melanomas malignos) em algum momento de suas 
vidas. A zona de maior efeito da absorção da luz solar ocorrerá por volta de 300 nm 
(Crosby, 1998). 
As radiações ultravioletas que atingem a superfície terrestre são responsáveis pelo 
surgimento de cânceres cutâneos que atingem muitos indivíduos, cuja freqüência tem 
aumentado nos últimos anos. Além disso, os raios UV são causadores de queimaduras e 
envelhecimento precoce. Pesquisas têm mostrado que a radiação UV danifica o DNA e o 
material genético, oxida os lipídios e produz perigosos radicais livres, causa inflamação, 
rompe a comunicação celular, modifica a expressão dos genes em resposta ao estresse e 
enfraquece a resposta imune da pele. O uso de protetores solares tem o objetivo de reduzir a 
quantidade de radiação UV a ser absorvida pela pele humana, servindo como uma barreira 
protetora (Figura 12). 
A córnea e o cristalino reduzem em 99 % a luz UV antes de chegar à retina. Com o 
tempo a radiação UV-B absorvida origina compostos químicos reativos que atacam as 
moléculas estruturais e podem produzir cataratas (Figura 13). Um aumento de 10 % na 
radiação UV-B resulta num aumento de 6 % nos casos de cataratas entre pessoas de 50 
anos. A exposição UV-B leva a uma supressão do sistema imunológico humano, ocorre um 
aumento das doenças infecciosas. 
Outros efeitos não humanos: 
 Interfere com a eficiência da fotossíntese. 
 Todos os organismos que vivem nos primeiros 5 metros ou sob a superfície de corpos 
d’água clara correm risco pela incidência da radiação UV e do buraco de ozônio. 
 Teme-se que a produção de plantas microscópicas chamadas fitoplâncton próximo da 
superfície dos oceanos possa sofrer um risco significativo pelo aumento da radiação 
UV-B; Em recentes pesquisas observou-se que a diminuição da população de sapos e 
outros anfíbios e o aumento das deformidades nos sapos que sobreviveram tem sido 
relacionado com o aumento dos níveis de radiação UV (Crosby, 1998). 
 32
 
Figura 12. Efeito do protetor solar sobre a pele 
Fonte: Adaptado de nidaria.com, 2011 
 
 
Figura 13. Olho com catarata 
Fonte: http://www.daviddarling.info/encyclopedia/C/cataract.html 
 
1.4. - Química e poluição atmosférica 
 Troposfera é a camada da atmosfera onde vivemos e pode ser considerada 
como um local onde, permanentemente, ocorrem reações químicas. Ela absorve 
uma grande variedade de sólidos, gases e líquidos provenientes de fontes, tanto A
 33
naturais como industriais, que se podem dispersar, reagir entre si, ou com outras 
substâncias já presentes na atmosfera (Internet 6, 2011). 
 Segundo Lisboa e Schirmer (2008) o estudo das reações químicas da troposfera é 
relativamente difícil. Uma das maiores dificuldades são as baixas concentrações que muitos 
compostos apresentam, baixas o suficiente para sua medição e monitoramento, mas altas o 
bastante para reagirem entre si de modo a alterar (mesmo que em pequena proporção) a 
composição química natural do ar (Tabela 1). 
 
Tabela 1. Concentrações de gases no mundo 
Gás Pré- concentração
 
troposférica (1750) 
Recente concentração 
troposférica 
Tempo de vida 
atmosférica (anos) 
Concentração em ppm 
Dióxido de carbono (CO2) 2806 388,57 ~ 1004 
Concentração em ppb 
Metano (CH4) 7008 18709/17459 124 
Óxido Nitroso (N2O) 27010 3239/3229 1144 
Ozônio troposférico (O3) 251 344,1 horas-dias 
Concentração em ppt 
CFC-11 (triclorofluorometano) 
(CCl3F)</< td> 
zero 2429/2409 45 
CFC-12 (CCl2F2) zero 5359/5339 100 
CF-113(CCl2FFClF2) zero 769/769 85 
HCFC-22(CHClF2) zero 2179/1909 12 
HCFC-141b(CH3CCl2F) zero 229/199 9,3 
HCFC-142b(CH3CClF2) zero 229/199 17,9 
Halon 1211 (CBrCIF2) zero 4,39/3,89 16 
Tetracloreto de carbono (CCl4) zero 889/869 26 
Metil clorofórmio (CH3CCl3) zero 8,99/8,69 5 
Hexafluoreto de enxofre (SF6) zero 6,999,11/6,569,11 3.200 
Outros Halocarbonos zero Varia com a substância 
partes por milhão (ppm); partes por bilhão (ppb); partes por trilhão (ppt) 
Fonte: Baird, 2002 
 
A química da troposfera compreende tanto o ar não contaminado (apenas com seus 
constituintes químicos naturais) quanto o ar altamente poluído. 
Se você olhar para a fumaça que sai de uma chaminé, verá que em poucos dias do ano 
ela sobe verticalmente. Na maior parte das vezes ela se inclina, porque o ar ao redor da 
 34
chaminé está em movimento. Mesmo quando parece haver apenas uma brisa próxima ao 
solo, nas camadas mais altas o vento pode ser bem mais forte. 
A poluição que sai das chaminés é levada pelo vento. 
Uma parte dela pode permanecer no ar durante uma 
semana ou mais, antes de se depositar no solo. Nesse 
período ela pode ter viajado muitos quilômetros. 
Mesmo um vento fraco de 16 km/h poderia 
transportá-la para além de 1600 km em cinco dias. 
Quanto mais a poluição permanece na atmosfera, 
mais a sua composição química se altera, 
transformando-se num complicado coquetel de poluentes que prejudica o meio ambiente. 
Em Los Angeles, Estados Unidos, em 1978, algumas indústrias suspenderam por 23 
dias a queima de carvão e petróleo, e as atividades escolares externas tiveram de ser 
canceladas. Entretanto, uma legislação posterior, que visava reduzir a emissão de poluentes 
dos escapamentos dos carros (a maior fonte dessa poluição), melhorou a situação. 1984 foi 
o primeiro ano, desde 1955, em que nenhuma medida de emergência precisou ser tomada. 
A poluição não é, portanto, um resultado inevitável do progresso industrial. Se nós a 
controlarmos todos poderemos desfrutar de uma vida mais saudável. 
O homem foi o responsável por uma 
poluição ambiental de formas tão variadas que 
uma simples enumeração dos fatores individuais 
se torna impossível. As fontes de emissão de 
poluentes primários e dos componentes 
secundários podem ser as mais variadas possíveis 
(Internet 10, 2011). 
A maior parte da poluição do ar é produzida 
como resultado da queima de combustíveis fósseis, como o carvão e o petróleo. Esses 
combustíveis foram formados durante milhares de anos a partir de plantas e animais 
mortos. Os depósitos se formavam e eram finalmente cobertos por outras rochas e 
comprimidos. 
Eles permaneceram praticamente intactos até a metade do século XIX. 
 35
Desde, então, é usado em quantidades cada vez maiores para mover veículos, aquecer 
edifícios nos países frios e fundir metais como o ferro. Quando o combustível é queimado, 
não libera apenas energia, mas muitos produtos químicos, incluindo enxofre e nitrogênio 
contidos no material orgânico. Essas substâncias são dois dos maisimportantes 
ingredientes na chuva ácida. 
Os poluentes atmosféricos podem ser classificados de acordo com a sua origem em: 
a) Poluentes Primários - Estão presentes na atmosfera na forma em que são emitidos 
como resultado de algum processo. Os principais poluentes desta categoria são tanto 
sólidos, como líquidos e gasosos, ou mesmo radiações. Citamos como poluentes primários; 
partículas finas, partículas grosseiras, compostos de nitrogênio, óxidos de carbono, 
compostos de enxofre, compostos halogenados, compostos orgânicos, entre outros. 
b) Poluentes Secundários - São produzidos na atmosfera pela reação entre dois ou 
mais poluentes primários, ou pela reação com constituintes normais atmosféricos, com ou 
sem foto-ativação. Os poluentes secundários são: oxidantes, névoas ácidas, smog etc. 
Também podem ser classificados de acordo com o estado físico em: 
a) Gases e vapores - CO, CO2, SO2, NO2 
b) Partículas sólidas e líquidas - Poeiras, fumos, névoas e fumaças 
E de acordo com a composição química em: 
a) Poluentes orgânicos - hidrocarbonetos, aldeídos e cetonas 
b) Poluentes inorgânicos - H2S, HF, NH3 
Os agentes poluentes atmosféricos, segundo o seu estado físico, podem se apresentar 
sob várias formas: 
Poeiras - São pequenas partículas sólidas, com diâmetro de 0,1 a mais de 100 
microns, originada de parcelas maiores, por processos mecânicos de desintegração, como 
lixamento, moagem, etc., ou poeiras naturais como o pólen, esporos, etc. Exemplos: 
Partículas de rochas, de metais, de cimento, etc. Pode também ser definido como um 
aerossol de partículas sólidas 
Fumos - São partículas sólidas com diâmetro inferiores a um mícron, formadas pela 
condensação de vapores de materiais sólidos, geralmente metais, e consequentemente 
solidificação. Normalmente este mecanismo é acompanhado de oxidação. Os fumos são 
inorgânicos. Exemplo: Fumos de óxidos de chumbo, de zinco, etc. 
 36
Fumaça - São partículas, geralmente, mas não obrigatoriamente, sólidas em 
suspensão no ar, e oriundas da combustão incompleta de materiais orgânicos. As fumaças 
industriais de importância são formadas por partículas com diâmetros inferiores a meio 
mícron. 
Neblina - A neblina é constituída de partículas líquidas de pequeníssimas dimensões, 
em suspensão no ar, originadas de um processo mecânico de subdivisão, como a 
nebulização. 
Nevoeiro - São também partículas líquidas de pequeníssimas dimensões, em no ar, 
mas resultante da condensação de vapores. 
Vapores - É a forma gasosa de substâncias que se encontram sob a forma líquida ou 
sólida a 25 oC de temperatura e a uma atmosfera de pressão. 
Gases - São substâncias que se encontram em estado gasoso a temperatura de 25 oC e 
sob uma atmosfera de pressão. Os gases são fluídos sem forma própria e que possuem a 
tendência de ocupar qualquer espaço inteira e uniformemente. 
Aerossol - São substâncias sólidas ou liquidas de tamanho microscópico, em 
suspensão no meio gasoso, sob forma particulada. 
Névoa Fotoquímica - São produtos de reações fotoquímicas, geralmente combinadas 
com um valor de água 
Os poluentes mais comuns estão apresentados na Tabela 2 e incluem o: 
Dióxido de Enxofre - Combustões domésticas, usinas termelétricas, refinarias de 
petróleo, olarias, usinas de aço e ferro. 
Material Particulado - Emissões de veículos, combustões domésticas, usinas de gás, 
geração de eletricidade, incineradores, fábricas de cimento, refinarias de petróleo, fornos de 
cal, fábricas de cerâmica, fundições, estufas e carvão. 
Hidrocarbonetos - Emissões de veículos, refinarias de petróleo (Internet 11, 2011). 
Óxidos de Nitrogênio - Emissões de veículos, fábricas de acido nítrico, usinas 
termoelétricas, usinas de ferro e aço, fábricas de fertilizantes. 
Enxofre e nitrogênio são subprodutos indesejáveis na queima dos combustíveis, 
sendo geralmente lançados diretamente na atmosfera onde se acreditava que se dispersavam 
sem riscos. Hoje sabemos que não é assim, Eles se convertem rapidamente em dióxido de 
enxofre e óxidos de nitrogênio, os quais podem ser julgados prejudiciais ao meio ambiente. 
 37
Tabela 2. Os principais poluentes, sua origem e efeitos 
Poluente Descrição Origem Efeito 
Dióxido de 
enxofre (SO2) 
• composto gasoso, 
composto de enxofre 
e oxigênio 
 
• queima de carvão usinas e 
indústrias 
• caldeiras e processos industriais 
• fogões de queima de carvão 
• refinarias 
• aquecedores 
• irritação dos olhos 
• morte da vida aquática 
• danos nos pulmões 
• reage na atmosfera, 
resultando na precipitação 
ácida 
• deteriorização de edifícios e 
estátuas 
• danos nas florestas 
hidrocarbonetos/ 
Compostos 
orgânicos 
voláteis (VOCs) 
• composto de 
hidrogênio e carbono 
. 
• operações de limpeza a seco. 
• oficina de pintura auto 
• fábricas de produtos químicos 
• as emissões de auto 
• serviço de estações 
• instalações de resíduos 
 
Ozônio (O3) 
• gás poluente 
 
• escapamento de veículo 
 
• danos nos pulmões 
• irritação dos olhos 
• problema no trato respiratório 
Material 
particulado / 
Aerossol 
(PM10, PM2.5) 
• partículas muito 
pequenas de fuligem, 
poeira ou outras 
materiais, incluindo 
gotículas de líquidos 
 
• motores diesel 
• usinas 
• indústria siderúrgica, moinhos 
de farinha 
• poeiras transportadas pelo vento 
• fogões a lenha 
• danos nas culturas agrícolas 
• danos nos pulmões 
• redução da visibilidade 
• danos em edifícios e estátuas 
(descoloração) 
• irritação dos olhos 
 
Óxido de 
nitrogênio (NOX) 
• vários compostos 
gasosos composto de 
nitrogênio e oxigênio 
 
• veículos 
• caldeiras industriais 
• processos industriais 
• usinas 
• aquecedores residenciais e 
comerciais 
• fogões de queima de carvão 
• gás natural 
• danos nos pulmões 
• formação da chuva ácida, 
prejudicando florestas, 
edifícios, estátuas e 
• formas de ozônio e outros 
poluentes (smog) 
 
Monóxido de 
carbono (CO) 
• gás incolor e 
inodoro 
 
• veículos movidos a gasolina 
• fontes de interior incluem 
querosene ou fogão a lenha 
• limpeza a seco 
• dores de cabeça, redução da 
agilidade mental, e morte 
• danos ao coração 
• smog 
Chumbo (Pb) • elemento metálico
 
 
• veículos com aditivo de gasolina 
com chumbo 
• usinas 
• refinarias de metal 
• dano cerebral, danos nos rins 
• culturas contaminadas e 
pecuária 
• smog 
Fonte: Adaptado de geog.arizona.edu, 2011. 
 38
As quantidades lançadas na atmosfera são espantosas: cerca de 24 milhões de 
toneladas de dióxido de enxofre por ano na América do Norte e 44 milhões de toneladas na 
Europa. É o suficiente para encher completamente cerca de 150 super petroleiros. A maior 
parte do enxofre vem das fábricas e usinas termelétricas (Internet 12, 2011). 
A quantidade de dióxido de nitrogênio produzida é menor, mas mesmo assim chegam 
a 22 milhões de toneladas na América do Norte e 15 milhões de toneladas na Europa 
Ocidental. 
A maior parte dos óxidos de nitrogênio provém da emissão dos motores dos veículos. 
À medida que o tráfego aumenta em até 20 % ao ano na Europa, é provável que o problema 
se agrave, a menos que se tomem providências imediatas. 
Uma parte da poluição rapidamente se precipita ao solo, antes de ser absorvida pela 
umidade do ar. Depositam-se nas árvores, edifícios e lagos, geralmente na área onde foi 
produzida. É chamada precipitação seca. Estes depósitos se formam e mais tarde se 
combinam com a água da chuva, transformando-se em ácidos. O resto da poluição pode 
permanecer no ar por mais de uma semana e é transportada pelo vento a longas distâncias. 
Durante esse período, as substâncias químicas reagem com o vapor d'água na 
atmosfera, transformando-se nos ácidos sulfúrico e nítrico diluídos. Estão prontos, então 
para se transformar em chuva ácida. Esses ácidos também reagem com outras substâncias 
químicas na atmosfera formando poluentes secundários. Destes, o ozônio é um dos mais 
perigosos, pois prejudica a vegetação (Internet13, 2011). 
Além dos principais constituintes do ar (N2, O2, gases nobres, etc.), as principais 
espécies químicas presentes no ar não-poluído são as seguintes: óxidos inorgânicos (CO, 
CO2, NO2, SO2), oxidantes (O3, H2O2, OH-, O2H-, NO3), redutores (CO, SO2, H2S), 
orgânicos (alcanos, sendo o metano o mais abundante entre as espécies orgânicas); alcenos, 
arilas, carbonilas, nitratos orgânicos, etc. espécies fotoquimicamente ativas (NO2, 
formaldeído), ácidos (H2SO4), bases (NH3), sais (NH4HSO4) e espécies reativas (como os 
radicais livres) (Tabela 3). 
Segundo Manaham (2001) os materiais particulados (sólidos e líquidos) também 
estão presentes e funcionam geralmente como suporte (meio) para reação entre as espécies 
químicas. Além disso, dois constituintes de máxima importância em se tratando de química 
 39
atmosférica são a radiação solar (predominantemente na região do ultravioleta do espectro) 
e o radical hidroxila (Internet 6, 2011). 
 
Tabela 3. A composição da troposfera 
Composto Percentual (em volume) 
Nitrogênio 78,08 
Oxigênio 20,95 
Argônio 0,93 
Dióxido de carbono 0,04 
Neônio 1,82.10-3 
Hélio 5,24.10-4 
Metano 1,60.10-4 
Criptônio 1,14.10-4 
Òxido nitroso 3,00.10-5 
Monóxido de carbono 1,20.10-5 
Xenônio 8,70.10-6 
Amônia 10-8 - 10-7 
Outras espécies importantes também estão presentes em 
concentrações inferiores a 10-7 % em volume 
Fonte: Manaham, 2000 
 
1.4.1. - Unidades de concentração para 
contaminantes atmosféricos 
Segundo Duffy e Vanloon (2010) as partículas são geralmente menores que 1,5 
micrômetros. As unidades de medida para os poluentes atmosféricos mais utilizados são: 
Para poeira, o número de partículas por unidade de volume de ar, é muito usado a unidade 
"mmpc" (milhões de partículas por pé cubico de ar). No caso de medidas de névoas, 
neblinas e fumos pode-se usar "mg/m3 "(miligrama por metro cúbico) isto é, peso por 
unidade de volume. Gases e vapores são medidos em "ppm" (partes por milhão) 
Em resumo: 
 Microgramos por metro cúbico relaciona a massa de contaminante com o volume de 
ar que o contém (peso por unidade de volume). A unidade mais utilizada é µg/m3. 
Utilizada para névoas, neblinas e fumos. 
 40
 Partes por milhão (ppm) está baseada em medidas de volume, representando o 
volume de contaminante contido em 1 milhão de volumes de ar. Utilizada para gases 
e vapores 
 mmpc (milhões de partículas por pé cúbico de ar): para poeiras - partículas por 
unidade de volume. 
 
1.4.2. - Ozônio urbano: O fenômeno do smog 
fotoquímico 
Segundo Lisboa e Schirmer (2008) “Smog” fotoquímico é o termo utilizado para 
designar a concentração de ozônio em baixas atmosferas (troposfera) decorrente da reação 
entre diferentes poluentes emitidos antropogenicamente. 
A palavra “smog” na verdade é a junção 
das palavras inglesas “smoke” (fumaça) 
mais “fog” (neblina), cujo processo de 
formação compreende inúmeros compostos 
e reações induzidas pela presença de luz 
solar. 
Os principais ingredientes na formação do 
“smog” são os compostos orgânicos 
voláteis (VOC), os óxidos de nitrogênio (ambos originados principalmente a partir da 
combustão incompleta de combustíveis fósseis) e a luz solar (Figura 14). 
Os compostos orgânicos voláteis (VOC) incluem a maioria dos solventes, 
lubrificantes e combustíveis em geral, sendo comumente emitidos por indústrias químicas e 
petroquímicas (fontes fixas) e por veículos automotores (fontes móveis) (Internet 6, 2011). 
De modo geral, são compostos orgânicos com elevada pressão de vapor (sendo 
facilmente vaporizados às condições de temperatura e pressão ambientes), apresentando 
valores da constante da Lei de Henry superiores a 10-5 atm.m3.mol-1 (ou KH > 4,1.10-4 a 25 
oC) e com pesos moleculares inferiores a 200 g.mol-1. 
Estes compostos compõem uma lista considerável de compostos químicos (mais de 
600), onde quase um terço destes constitui-se substâncias tóxicas. A maior parte dos VOC 
 41
participa de reações fotoquímicas da atmosfera, embora alguns destes compostos voláteis 
tenham reatividade química negligenciável. Os VOC mais reativos são os dotados de 
duplas ligações (C=C), dada a sua capacidade de reagirem com os radicais livres (Baird, 
2002). 
 
Figura 14. O smog fotoquímico 
Fonte: adaptado de geog.arizona.edu, 2011. 
 
Os VOC e NOX reagem na atmosfera, principalmente quando ativados pela radiação 
solar, formando um conjunto de gases agressivos, os “oxidantes fotoquímicos”: VOC + 
NO* + O2 + luz solar → mistura de O3, HNO3 e compostos orgânicos. 
Dos oxidantes fotoquímicos presentes na atmosfera, o ozônio é o que está em maior 
quantidade (70 a 80 %). Também são fotoxidantes o peroxiacetilnitrato (PAN), 
peroxibenzolnitrato (PBN), acroleína, acetilperóxido, peróxido de hidrogênio, benzopireno, 
aldeídos, cetonas, etc. O PAN é o mais conhecido de uma série homóloga, obtida 
substituindo o radical R por CH3 ou C2H5 ou C6H5 etc. Ex de PAN CH3-(CO)-O-O-NO2 
(internet 6, 2011). 
A velocidade de formação do oxidante fotoquímico depende de fatores como 
concentrações dos VOC e NOX, temperatura ambiente (elevada), intensa radiação solar, etc. 
(Baird, 2002). O ozônio é um oxidante poderoso, podendo atacar moléculas orgânicas. 
 42
Entretanto, ele não está só nem é o mais reativo. Como comentado, a presença de 
hidrocarbonetos permite converter o NO em NO2 sem o consumo de ozônio, permitindo a 
sua acumulação. O ciclo fotolítico do NO2 é apresentado na Figura 15. 
 
 
Figura 15. Ciclo Fotolítico do NO2 
Fonte: Adaptado de Lisboa e Schirmer (2008) 
 
As reações químicas deste processo, considerando que o hidrocarboneto é um radical 
peroxílico RO2 (onde R é um grupo alquila) são: 
RO2 + NO  NO2 + RO 
NO2 + hv  NO + O 
O + O2 + M  O3 + M 
RO2 + O2 + hv  RO + O3 
1.4.3. - Particulados na poluição do ar, 
controle do NOx e SO2 
Segundo Baird (2011) os gases NO2 e NO também são bastante importantes nas 
reações atmosféricas. Genericamente designados como NOX, alcançam a atmosfera a partir 
 43
de processos naturais (tal como processos biológicos) e, principalmente, emissões 
antropogênicas. As reações do nitrogênio na atmosfera estão mostradas na Figura 16. Nesse 
caso, praticamente todas as emissões antropogênicas de NO2 são provenientes da queima de 
combustíveis fósseis, tanto de fontes fixas (indústrias) quanto móveis (veicular). Na Tabela 
4 estão mostradas importantes formas de óxido de nitrogênio na atmosfera. 
 
 
Figura 16. Reações do nitrogênio na atmosfera 
Fonte: Adaptado de jan.ucc.nau.edu, 2011. 
 
Tabela 4. Importantes formas de óxido de nitrogênio na atmosfera 
Óxido de nitrogênio Estado de oxidação do nitrogênio 
N2O +1 
NO +2 
NO2 +4 
HNO3, N2O5 +5 
NO3 +6 
Fonte: Adaptado de jan.ucc.nau.edu, 2011. 
Segundo Lisboa (2007) o NO é originado na câmara de combustão de veículos, 
favorecido pelas elevadas temperaturas que aí se encontram: N2 + O2 → 2NO 
Conforme já mencionado anteriormente, os NOX são componentes importantes na 
formação do “smog” fotoquímico. A conversão de NO a NO2 é relativamente rápida na 
baixa atmosfera. O NO2, por sua vez, na absorção de luz com comprimento de onde abaixo 
de 398 nm, sofre fotodissociação a NO: NO2 + hν → NO + O 
 44
Acima de 430 nm, apenas moléculas excitadas são formadas: NO2 + hν →NO*2 
Entre 398 e 430 nm, quaisquer um dos dois processos pode ocorrer. O dióxido de 
nitrogênio absorve eficientemente a radiação no ultravioleta e é visível como “névoa 
marrom” característica dos episódios de smog fotoquímico (Internet 14, 2011). 
Na estratosfera, o dióxido de nitrogênio reage com radicais hidroxila formando ácido 
nítrico: HO* + NO2 → HNO3 
Essas mesmas moléculas de HNO3 podem ser oxidadas por radicais HO* ou mesmo 
sofrerem reações fotoquímicas: 
HO* + HNO3 → H2O + NO3 
HNO3 + hν → HO* + NO2 
Esse ácido nítrico é removido por precipitação ou mesmo reage com gases de 
natureza básica da atmosfera (como a amônia). O principalprocesso responsável pela 
eliminação de NOx da atmosfera leva à conversão de óxidos em ácido nítrico (HNO3) que 
depois é eliminado na forma de nitratos, na chuva ou em partículas (Stoker e Seager, 1981). 
Reação de eliminação do NO2. 
2NO2 + H2O→ HNO3 + HNO2 
3NO2 + H2O→ 2HNO3 + NO2 
As equações anteriores são muito lentas para explicar a taxa de eliminação observada. 
As equações seguintes apresentam este mecanismo de eliminação mais rápido (Internet 6, 
2011). 
2NO2 +O3 → N2O5 +O2 
N2O5+ H2O→2HNO3 
Variação típica das concentrações de NO e NO2, HC, aldeídos e oxidantes, durante o 
dia de uma cidade afetada pelo smog está mostrada na Figura 17. 
 
 45
 
Figura 17. Composição química de uma atmosfera urbana 
Fonte: Adaptado de Lisboa e Schirmer (2008) 
 
Os valores máximos das concentrações de HC, NO e NO2 ocorrem no começo da 
manhã. As maiores concentrações de oxidantes e aldeídos ocorrem após o meio dia, uma 
vez que as concentrações de NO, NO2 e HC caem a um nível mínimo → São precursores na 
formação de O3. 
Rocha (2004) sugere que as atividades humanas são responsáveis, sobretudo pela 
emissão de grandes quantidades de enxofre para a atmosfera, na forma de materiais que 
possuem enxofre em sua estrutura. De modo geral, as espécies sulfuradas mais importantes 
presentes na atmosfera são o COS, CS2, SO2, SO42-, (CH3)2S, H2S (estes dois últimos 
altamente odorantes). 
A maioria destes compostos entra na atmosfera como resultado da atividade humana, 
sendo o SO2 o mais abundante, decorrente da queima de combustíveis fósseis (carvão) e 
demais atividades industriais. O ciclo do enxofre está apresentado na Figura 18. 
Praticamente todo (CH3)2S provém dos oceanos e da degradação biológica da matéria 
orgânica; o H2S provém da degradação da matéria orgânica e da atividade vulcânica sendo 
facilmente convertido a dióxido de enxofre através da seguinte reação global: 
H2S + 3/2O2 → SO2 + H2O 
 
 46
 
 
 
Figura 18. O ciclo do enxofre 
Fonte: http://www.profpc.com.br/ciclo_enxofre.htm 
 
Independentemente do processo envolvido, grande parte do SO2 do ar é oxidado a 
ácido sulfúrico e sais de sulfato (como o sulfato de amônia). O SO2 é convertido a sulfato 
através de dois tipos de oxidação: a catalítica e a fotoquímica (Lisboa e Schirmer, 2008). 
 Segundo Andrews et al. (2004) na fase gasosa o dióxido de enxofre é oxidado pela 
reação com o radical hidroxila através de uma reação intermolecular. 
SO2 + OH- → HOSO2- que é seguido por: 
HOSO2- + O2 → HO2- + SO3 
Na presença de água, o trióxido de enxofre (SO3) é rapidamente convertido em ácido 
sulfúrico: SO3 (g) + H2O (l) → H2SO4 (l) 
 47
Quando as nuvens estão presentes, a taxa de perda de SO2 é mais rápida, fenômeno 
que pode ser explicado pela química da fase gasosa. Isto é devido as reações que ocorrem 
nas gotículas da chuva (Internet 15, 2011). 
O dióxido de enxofre se dissolve na água (mecanismo semelhante ao que ocorre com 
o dióxido de carbono), se hidrolisa em uma série de reações de equilíbrio: 
SO2 (g) + H2O SO2·H2O 
SO2·H2O H+ + HSO3- 
HSO3- H+ + SO32- 
Grande parte da oxidação do SO2 para ácido sulfúrico ocorre em meio aquoso e não 
em fase gasosa, devido à rapidez daquele processo. Em atmosferas poluídas, os processos 
de oxidação predominantes envolvem o ozônio e o peróxido de hidrogênio, resultantes das 
reações induzidas pela radiação solar (“smog” fotoquímico). Nesses casos, a velocidade de 
oxidação do SO2 é ainda maior (Internet 15, 2011). 
Devido aos diferentes números de oxidação em que os compostos de enxofre podem 
se apresentar, este ciclo torna-se um pouco complexo, entretanto, a maioria das fases deste 
ciclo se processam por meio do SO2 (Dióxido de Enxofre) e H2S (Sulfeto de Hidrogênio), 
sendo que a emissão natural desses compostos é feita por meio de vulcões e pela 
evaporação de águas oceânicas onde se encontram fitoplânctons (emissão na forma de 
dimetilsulfeto) (Rocha et. al., 2004). 
 
1.4.4. - Chuva ácida 
Segundo Domenech (1997) a chuva ácida é um fenômeno que surgiu 
com a crescente industrialização do mundo, em relação direta com a 
poluição do ar, manifestando-se com maior intensidade e maior 
abrangência nos países desenvolvidos (Figura 19). 
Durante a primeira metade do século XX observou-se aumento 
significativo da acidez das águas de chuva em várias regiões do planeta. 
Essa acidez foi associada, predominantemente, à presença de ácidos 
fortes (sulfúrico e nítrico) e ácidos orgânicos (acético e fórmico), 
 48
originados da oxidação de compostos de enxofre, nitrogênio e carbono, provenientes de 
processos industriais e da queima de combustíveis fósseis (Cowling, 1982; Fornaro, 1991). 
 
 
Figura 19. Chuva ácida 
Fonte: Adaptado de envis.tropmet.res.in, 2011. 
 
Porém, o termo "chuva ácida" surgiu pela primeira vez no século XIX. Já nessa época 
constatou-se que a composição química da precipitação era influenciada pela queima de 
carvão, decomposição de matéria orgânica, direção dos ventos, proximidade do mar, 
quantidade e freqüência de chuva. Observou-se, ainda, que as chuvas ácidas causavam 
prejuízos às plantas e materiais, além da primeira associação desses efeitos com a presença 
de ácido sulfúrico (Cowling, 1982). 
Não obstante, tal fenômeno começa a manifestar-se também em pontos isolados, em 
países como o Brasil. Na própria natureza, o vapor d’água pode se combinar com gases 
atmosféricos diversos, como por exemplo, com o dióxido de carbono (CO2): neste caso, o 
vapor d’água atmosférico se tornará ligeiramente ácido, pois será formado o ácido 
carbônico (H2CO3), conforme a equação a seguir: 
CO2 + H2O  H2CO3 
 49
Assim, a chuva, ainda isenta de poluentes gerados pelo homem, pode apresentar-se 
ligeiramente ácida. 
O dióxido de nitrogênio reage com OH- para formar o ácido nítrico: 
NO2+OH-→ HNO3 conforme demonstrado anteriormente. 
Entretanto o dióxido de nitrogênio é somente um dos poluentes a causar os problemas 
da chuva ácida, sendo o mais pesquisado de todos. O dióxido de enxofre expelido pelas 
chaminés das fábricas, carros e termoelétricas também contribui para o fenômeno da chuva 
ácida (Internet 6, 2011). 
Há um grande número de reações aquosa que oxidam 
enxofre a partir do S(IV) a S (VI), levando à formação 
de ácido sulfúrico. As reações de oxidação mais 
importantes são com o ozônio, peróxido de hidrogênio e 
oxigênio (reações com o oxigênio são catalisadas por 
ferro e manganês nas gotículas de chuva presentes nas 
nuvens). A deposição ácida pode ser dividida em 
deposição úmida e deposição seca. 
A deposição úmida de ácidos ocorre quando qualquer forma de precipitação (chuva, 
neve, etc.) remove os ácidos da atmosfera e os deposita na superfície da Terra. Isto pode 
resultar da deposição de ácidos produzidos na chuva ou pela precipitação que remove os 
ácidos das nuvens. A remoção por via húmida de ambos os gases (SOx e NOx) e aerossóis 
são de importância para a deposição úmida. 
A deposição ácida também ocorre por deposição seca na ausência de precipitação. 
Pode ser responsável por 20 a 60 % da deposição ácida total. Isto ocorre quando partículas 
e gases se depositam no solo, plantas ou outras superfícies. Uma parte da poluição do ar 
imediatamente liberada por uma fonte emissora não vem a contribuir para a formação das 
precipitações ácidas. Denomina-se de precipitação seca à parcela da poluição atmosférica, 
gerada por um veículo ou uma indústria, que não chega a interagir com o vapor d’água do 
ar, mas precipita-se geralmente nas proximidades do local onde foi produzida (Baines, 
1993). Ocorre que estes depósitos de poluentes posteriormente são carreados pela água da 
chuva, e, de acordo com sua composição, poderão se converter em ácidos da mesma forma 
que se reagissem com o vapor d’água atmosférico (Internet 6, 2011). 
 50
As emissões de fumaça das usinas termelétricas à base de carvão, das indústrias de 
celulose, dasrefinarias, dos veículos automotores, assim como qualquer poluente gasoso 
lançado na atmosfera, contribuem para a formação de chuva ácida. Essa forma de poluição 
é tão violenta que muitas árvores e lagos estão morrendo, edifícios e monumentos estão 
sendo destruídos e, em alguns casos a saúde das pessoas está sendo seriamente prejudicada. 
A chuva ácida é uma das muitas agressões contra o meio ambiente causada pelo 
modo de vida moderno que desfrutam os habitantes dos países mais industrializados. 
Compostos de enxofre e nitrogênio são os principais componentes desta chuva, que 
pode se manifestar tanto no local de origem, como a centenas de quilômetros de distância. 
Um exemplo disto; é a mineração de carvão em Criciúma, em Santa Catarina, que é 
responsável pela chuva acidificada pelo enxofre emanado do carvão depositado, que se 
mistura às formações de nuvens, em suspensão no ar. Esta chuva quando transportada pelos 
ventos vai cair, por exemplo, no parque nacional de São Joaquim, também em Santa 
Catarina, situado a muitos quilômetros de distância. 
Nos gases produzidos por fábricas e motores (em especial quando há queima de 
carvão mineral) são liberados para a atmosfera óxidos de enxofre (SO2) os quais reagem 
com o vapor da água produzindo ácido sulfúrico (H2SO4), que é diluído na água da chuva e 
dando origem a chuva ácida, com pH muito ácido. 
Continuando no ritmo atual de poluição do ar, 
nos próximos 30 anos a chuva ácida causará 
maiores alterações na química dos solos do que 
as florestas tropicais poderiam suportar. Este 
fenômeno pode ser reduzido pela instalação de 
equipamentos que evitem as emissões gasosas, 
principalmente de compostos de enxofre e 
nitrogênio. 
No Brasil, a mata atlântica é extremamente afetada pela chuva ácida, uma vez que muitos 
centros urbanos e industriais se localizam próximos ao litoral. Em Cubatão (São Paulo) 
vários programas de reflorestamento têm acontecido nos últimos anos, a fim de proteger as 
encostas cuja vegetação foi destruída. 
 51
Quando a água do mar, dos lagos ou do solo se evapora, o vapor não é ácido nem alcalino. 
É neutro. Entretanto, esse vapor d'água combina-se com gases como dióxido de carbono, 
encontrado na atmosfera, transformando-se num ácido fraco. A chuva tem um pH entre 5 e 
6 (o pH 7 é neutro). O pH (índice utilizado para medir acidez: quanto menor mais ácido), 
medido para a maioria das chuvas ácidas, assume valores inferiores a 4,5 (o pH de uma 
chuva normal é de 5,0). 
Este tipo de chuva, quando freqüente provoca acidificação do solo, prejudicando 
também plantas e animais, a vida dos rios e florestas. Da mesma forma as edificações 
presentes na área são afetadas. Um lago que tem seu pH reduzido a 4,5, por doses repetidas 
de chuva ácida, impossibilita condições de vida para vários organismos. Um pH 2,0 iguala-
se ao pH do suco de limão. Ela pode dissolver rochas e criar cavernas calcárias 
espetaculares, desfiladeiros e formações rochosas, num processo que normalmente leva 
milhares de anos. 
Fenômenos naturais podem aumentar a 
acidez da chuva. Quando vulcões entram em 
erupção violenta, lançam muitos gases na 
atmosfera. Alguns deles se combinam com o 
vapor d'água e se precipitam sob forma de 
chuva ácida, entretanto os efeitos das 
erupções geralmente se fazem sentir por 
pouco tempo (Internet 16, 2011). 
Uma parte da poluição rapidamente se precipita ao solo, antes de ser absorvida pela 
umidade do ar. Depositam-se nas árvores, edifícios e lagos, geralmente na área onde foi 
produzida. É chamada precipitação seca. Estes depósitos se formam e mais tarde se 
combinam com a água da chuva, transformando-se em ácidos. 
O resto da poluição pode permanecer no ar por mais de uma semana e é transportada 
pelo vento a longas distâncias. Durante esse período, as substâncias químicas reagem com o 
vapor d'água na atmosfera, transformando-se nos ácidos sulfúrico e nítrico diluídos. Estão 
prontos, então para se transformar em chuva ácida. 
Segundo O'Neill (1993) esses ácidos também reagem com outras substâncias 
químicas na atmosfera formando poluentes secundários. Destes, o ozônio é um dos mais 
 52
perigosos, pois prejudica a vegetação. Quando a precipitação ácida ocorre sob a forma de 
neve, os problemas para o meio ambiente são retardados, mas podem ser muito piores 
posteriormente. Durante o inverno, a neve se acumula no solo, retendo seus ácidos. Na 
primavera, quando a neve derrete, há um súbito fluxo de água que corre pelo chão até os 
rios e lagos. Eventualmente, ácidos que ficaram retidos por seis meses são liberados em 
poucas semanas. Estas correntezas ácidas, como são chamadas, são particularmente 
prejudiciais para plantas e animais. 
Os óxidos de nitrogênio são mais difíceis de serem estudados, mas em 1986 
iniciaram-se as negociações para um acordo internacional, com a finalidade de reduzir a 
poluição gerada por esses óxidos. 
 
1.4.5. - Os efeitos da chuva ácida sobre os 
ecossistemas e a saúde 
Por volta de 1661, cientistas da Grã-Bretanha descobriram que a poluição industrial 
podia afetar a saúde das pessoas e as plantas das redondezas. Como o crescimento 
industrial nos séculos XVIII e XIX aumentou o dano na saúde das pessoas e ao meio 
ambiente. 
Entretanto, ninguém pensava que a poluição pudesse ser transportada para muito 
longe. Então em 1881, um cientista norueguês descobriu um fenômeno que ele chamou de 
precipitação suja, o qual ocorria na costa oeste da Noruega, onde não havia indústria 
poluidora. Ele suspeitou que viesse da Grã-Bretanha. 
Hoje os cientistas provam, sem sombra de dúvida, que a 
poluição é conduzida pelo ar a grandes distâncias. Se 
alguma prova adicional fosse necessária, seria fornecida 
pelo acidente na usina nuclear de Chernobyl, que produziu 
chuva radioativa em áreas da Europa Oriental e Ocidental. 
Os efeitos dessa chuva radioativa sobre o ambiente podem 
perdurar por dezenas de anos. 
A poluição do ar provoca efeitos adversos à saúde humana não somente por inalação 
direta, mas também por rotas indiretas de exposição, como contaminação de águas potáveis 
 53
ou alimentos e mesmo absorção pela pele. Os efeitos diretos da poluição do ar sobre a 
saúde humana variam de acordo com a intensidade e a duração da exposição e também com 
a própria condição de saúde da população 
exposta, sendo alguns setores da população 
mais vulneráveis a poluição do ar como, por 
exemplo, crianças e idosos. Com efeito, a 
concentração de alguns poluentes em áreas 
urbanas poluídas tem sido suficientemente alta 
para provocar deficiência de funções 
pulmonares e cardiovasculares, efeitos 
neurocomportamentais e até aumento de mortalidade (WHO, 1994; Saldiva et al., 1995). 
Doenças como bronquite, asma e rinite, entre outras, surgem e se intensificam pela 
alta concentração de dióxido de enxofre no ar, que também aumenta a possibilidade de 
doenças cardiovasculares. Em regiões frias a situação se agrava, uma vez que pode haver 
uma intensificação nos processos de inversão térmica (Internet 17, 2011). 
O grau de acidez (pH) do solo e da água provoca o 
desequilíbrio das espécies, tanto da flora quanto da fauna. 
As concentrações de dióxido de enxofre no ar, em muitas 
regiões estão bem acima do limite máximo permitido pela 
Organização Mundial de Saúde (OMS) (Brena, 2008 e 
Rocha et. al., 2004). 
Em certas florestas, as árvores têm idades que podem 
variar de 150 a 300 anos (ou muito mais). Espécimes 
maduras produzem muitas sementes durante longo período, 
e contribuem assim para a perpetuação da floresta. 
Entretanto, após o ataque das precipitações ácidas e outros 
poluentes, as árvores muito débeis ou que sucumbem 
deixam de produzir descendentes. Devido a isso, florestas 
maduras que levaram séculos para se formar têm o seu 
futuro comprometido por várias gerações subseqüentes 
(Figura 20). 
A chuva ácida provoca 
mutações genéticas e 
alterações moleculares