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29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 1/35 Lição 01 Macroquestões Ambientais Meio Ambiente, Sustentabilidade, E�ciência Energética e Energias Renováveis Começar a aula 1. Introdução A Revolução Industrial ocorrida no final século XVIII remeteu a humanidade, paulatinamente, a um patamar mais alto em relação à velocidade e eficiência nos processos de produção, pois liberou o ser humano de seus limites físicos na oferta de energia para realização de trabalho. No início, o uso da máquina a vapor, e, posteriormente, os motores à combustão interna, estes mais eficientes e mais potentes na geração de energia e trabalho. O ser humano experimentou ao longo do tempo, seja por consequências diretas ou indiretas desta Revolução, uma maior oferta de alimentos dada pela maior capacidade das máquinas agrícolas em arar, semear e plantar, o aumento da fertilidade dos solos pelo uso de fertilizantes químicos concentrados, corretivos e também pelo desenvolvimento e uso de defensivos químicos utilizados no combate às pragas e doenças. Adicionalmente, o desenvolvimento de fármacos, mais potentes e mais eficientes, principalmente os antibióticos, aliada a maior oferta de alimentos em qualidade e quantidade, conhecimento dos mecanismos de ação dos microrganismos patogênicos, alguns deles 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 2/35 originados das más condições de saneamento, e, com isso, resultando em ações na melhoria do saneamento urbano, tais fatores, em seu conjunto, levou a um crescimento acelerado das populações e aumento da longevidade humana. Por outro lado, esse mesmo desenvolvimento, a tecnologia resultante e sua contínua sofisticação (eletrônica e informática) deram ao ser humano uma surpreendente capacidade de interferir nos sistemas ecológicos. Não só o aumento da população, mas principalmente pelo crescimento do consumo per capto por bens e serviços, embora fortemente desigual entre as populações, satisfazendo a cultura do consumismo como formas, em muitos casos, em se atingir a felicidade e demonstrar ascensão social, impulsionaram essa capacidade. O crescimento das cidades, das populações e das atividades industriais, o aumento da renda e do consumismo resultaram na necessidade de se incorporar mais terras à produção de alimentos, levando a degradação dos solos e a perda de biodiversidade. Adicionalmente, tais atividades, levaram à geração demasiada de uma infinidade de resíduos sólidos, líquidos e gasosos lançados nos rios, mares, solos e atmosfera, afetando negativamente os seres vivos e seus ambientes naturais por todo o planeta, alterando a dinâmica climática e ultrapassando, em muitos casos, a capacidade de regeneração da biosfera. Esta realidade nos leva ao estudo das macroquestões ambientais abordadas no tópico. Leia com atenção, pois as informações estão ligadas, de uma forma ou de outra, a sua, a nossa realidade. 2. Aquecimento global Embora a poluição atmosférica originada pela emissão excessiva de diferentes gases e particulados seja uma realidade, como a destruição da camada de ozônio (afetando principalmente a região polar), a chuva ácida, e, a emissão de particulados (efeitos locais, em sua maioria), daremos foco aos gases de efeito estufa devido ao caráter global e supostamente permanente de seus efeitos. Até a década de 1960 havia um grande ceticismo dos cientistas em relação à existência do Aquecimento Global (AG), apesar de vários autores já terem relatado a relação do dióxido de carbono com o clima desde o século XIX, conforme comenta Weart (2008). A ideia estabelecida à época era de que o CO emitido seria totalmente absorvido pelos oceanos, mas a partir dos estudos publicados pelo oceanógrafo Revelle e Suess (1957), na década de 1960, onde relata que o oceano tem capacidade limitada em absorvê-lo e assim, o excedente, poderia alterar a composição da atmosfera, vários cientistas, desde então, começam a considerar a influência das emissões humanas de gases estufa sobre o clima. O Painel Intergovernamental para Mudanças Climática (IPCC na sigla em inglês), órgão criado em 1988 pela Organização das Nações Unidas para o meio ambiente e pela Organização Meteorológica Mundial devido à relevância do tema, passou a ser um dos órgãos de referência em tratar destas questões reunindo na forma de relatórios grande parte das publicações sobre o assunto (VEIGA, 2011). Foram cinco os relatórios produzidos deste então, sendo o último publicado em 2014 e nos traz algumas das seguintes constatações sobre os impactos resultantes das alterações climáticas de origem antrópica e as previsões futuras (IPCC, 2014): 2 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 3/35 1. Os sistemas naturais e humanos foram afetados em todo o mundo, tanto em terra como no mar em maior e ou menor grau sendo mais intenso e amplo nos sistemas naturais. 2. Ampla alteração nos padrões de precipitação, continuidade no derretimento de glaciares e permafrost (solos congelados) modificando a hidrologia e os recursos hídricos em quantidade e qualidade. 3. Alterações na abundância, interações, sazonalidade, distribuição geográfica de muitas espécies terrestres e aquáticas. Se alterações climáticas lentas levaram muitas espécies à extinção nos últimos milhões de anos, alterações rápidas, como as atuais, podem ensejar a intensificação dos processos de extinção de espécies. Impactos generalizados num mundo em mudança. Os símbolos indicam categorias de impactos atribuídos à contribuição relativa das alterações climáticas (maior ou menor) para o impacto observado e a confiança na atribuição. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/aula_meiamb_top1_img01-768x589.png 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 4/35 4. De forma geral, concluiu-se que o impacto sobre o rendimento de culturas como milho, soja, arroz e trigo, foi mais negativo do que positivo, no máximo manteve-se invariável, como no caso do arroz e soja. Eventos climáticos extremos nas regiões de produção resultaram em aumento dos preços dos alimentos constatando a sensibilidade dos mercados atuais a esses eventos. Taxas médias da alteração na distribuição (km por década) para grupos taxonômicos marinhos com base em observações entre 1900–2010. O número de respostas analisadas é apresentado entre parênteses para cada categoria. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/aula_meiamb_top1_img02-768x624.png https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/aula_meiamb_top1_img03.png 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 5/35 5. A instabilidade climática expôs a vulnerabilidade dos alguns sistemas naturais e muitos sistemas humanos a eventos extremos como incêndios, ondas de calor, secas, furações, tempestades e inundações aos eventos climáticos extremos, constatando a fragilidade das populações a atual instabilidade do clima. 6. As populações mais pobres encontram-se mais vulneráveis em consequência das alterações climáticas potencializarem a escassez de alimentos pela queda no rendimento das culturas e com isso o aumento do preço. O aumento das chances de destruição das moradias também é potencializado por essas alterações. Resumo dos impactos estimados das alterações climáticas observadas relativamente aos rendimentosentre 1960–2013 para quatro grandes culturas em regiões temperadas e tropicais, com o número de pontos de dados analisados apresentados entre parênteses para cada categoria. 2.1. Formas das pessoas se prevenirem ou mitigarem, no dia a dia, os efeitos do Aquecimento Global (AG) As medidas capazes de mitigar ou mesmo reverter o Aquecimento Global (AG) podem ser divididas basicamente em duas categorias, aquelas em que nossas ações podem contribuir diretamente e aquelas mais arrojadas que requerem uma ação mais abrangente e/ou requerem grandes investimentos em tecnologia. Abaixo são elencadas algumas em que nossas ações individuais podem contribuir (CNT, 2007; EDENHOFER et al., 2014): 1. Utilize dispositivos eletroeletrônicos de alta eficiência: inicialmente as lâmpadas incandescentes foram substituídas pelas fluorescentes e agora estão sendo substituídas por lâmpadas ainda mais eficientes no uso da energia, as de LED. Utilizar dispositivos classificados com A+++ na climatização de ambientes, no aquecimento das águas e em eletrodomésticos e, sempre que possível, integrá-los. Da mesma forma os mecanismos de automação e controle, como medidores de consumo, sensores, contadores inteligentes e de segurança. Mantenha tais dispositivos em dia com as manutenções, como filtros. Todos esses cuidados resultam em menor consumo de energia e, com conseguinte, em menores emissões de carbono. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/aula_meiamb_top1_img04.jpg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 6/35 2. Procure instalar dispositivos de geração renováveis de energia: integrar a exploração de energias renováveis em casas e edifícios como, por exemplo, painéis solares térmicos (produção de água quente), painéis fotovoltaicos ou minigeradores eólicos (microgeração elétrica); 3. Use a água de forma racional: procure sempre formas de reduzir o consumo de água. Banhos mais rápidos, chuveiros de baixo fluxo, reutilização da água de enxague da máquina de lavar e da água de descarte da lavagem de verduras e frutas na limpeza das áreas comuns, na irrigação de jardins e vasos de plantas. 4. Boas práticas no uso de eletroeletrônicos: independente de quão eficientes eles são, desligue os aparelhos eletroeletrônicos que não estiverem em uso e retire-os da tomada. Utilize-os no modo economia de energia sempre que possível. Ao retirar os dispositivos do modo stand-by, pode-se chegar a uma economia de até 12% na energia elétrica residencial consumida (ROSSETO, 2016). 5. Colete seu lixo de forma seletiva: esse procedimento é de fundamental importância para que os diferentes materiais descartados possam ser reciclados. Além da reciclagem de materiais de difícil decomposição (metais, plásticos e vidros) exceto o papel (fácil decomposição), permite que o material orgânico (sobras de papel, restos de alimentos e de plantas como folhas, galhos e ramos) possam ser compostados. Utilize lâmpadas de baixo consumo. Como a economia de água pode contribuir na redução das emissões de gases estufa? Um menor consumo de água enseja em um menor consumo de energia, não só pela menor quantidade de água quente, mas também pela redução do consumo de energia elétrica nas estações de tratamento de água, nas bombas de recalque das adutoras, mas também no recalque da água para as caixas d’água no alto dos prédios e casas. O menor consumo de energia, seja pelo uso do gás natural para aquecimento de água, seja na geração de energia elétrica por térmicas a gás ou a óleo, resulta em menores emissões de gases estufa, como o CO .2 Coleta seletiva. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/aula_meiamb_top1_img05.jpg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 7/35 6. Avalie e reflita sobre seu consumo de carne vermelha: não se pode negar o quão saboroso uma picanha bem temperada pode ser, apesar de que algumas pessoas podem realmente não gostar. No entanto, o consumo de água para se produzir um quilo de carne de boi, por exemplo, é muito superior ao necessário para se produzir o equivalente em vegetais. No Brasil, grandes áreas são mobilizadas para a produção de gado de forma extensiva, estimulando o desmatamento (queimadas) e a baixa eficiência da produção. Outra questão importante é a produção e emissão de metano gerado pelo trato digestivo dos bovinos. Então quer dizer que a picanha que eu como emitiu metano? Mas, afinal, no que a coleta seletiva pode contribuir na redução das emissões de gases estufa? Ao permitir a reciclagem, a economia de energia pode chegar a 90% dependendo do material reciclado e das condições de produção, quando comparado ao produto virgem, razão pela qual devemos preferir o uso de produtos reciclados. Ao se fazer a compostagem dos materiais orgânicos e evitar que sejam destinados aos aterros sanitários, evita-se a geração de metano, gás estufa 21 vezes mais potente na promoção do Aquecimento Global. FIQUE SABENDO! De acordo com a United States Environmental Protection Agency (USEPA) (2000, apud BERCHIELLI; MESSANA; CANESIN, 2012, p. 1) quando se refere às emissões de metano por bovinos: A emissão global de metano de origem entérica [relativo a intestinos] é estimada em 80 milhões de toneladas ao ano, o que corresponde a cerca de 22% das emissões totais de metano gerada por fontes antrópicas [pelo homem], de modo a representar 3,3% do total dos gases de efeito estufa. O metano aumenta, a cada ano, numa taxa de 0,9% na atmosfera [...] 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 8/35 Com crescimento do rebanho mundial de bovinos, principalmente no Brasil, cresce também a participação deste tipo de emissão, e com isso a contribuição destes animais na promoção das mudanças climáticas. 7. Reveja sua alimentação: os alimentos orgânicos não utilizam insumos químicos e, portanto, diminuem a pegada de carbono, ou seja, o carbono emitido no ciclo de vida destes insumos (desde a produção até seu descarte). Outra questão importante é dar preferência aos alimentos produzidos localmente, pois as emissões ligadas aos transportes serão reduzidas, muitos alimentos são transportados até de avião. Imaginem a pegada de carbono destes alimentos. A preservação de alimentos pelo resfriamento ou congelamento foi um grande ganho na capacidade de armazená-los, mas uma vez congelado deve assim permanecer até o consumo final, o que acarreta em maior gasto de energia e emissões. 8. Menos embalagens: esse é um problema ligado à poluição dos solos, rios e mares que vem se agigantando e que nos aprofundaremos posteriormente. O uso excessivo de embalagens plásticas, produto derivado do petróleo, enseja em emissões de gases estufa na produção, emissões essas que poderiam ser menores se as embalagens plásticas tivessem um uso mais limitado. 9. Caminhe, pedale, reveze carona ou utilize o transporte público: essas atitudes reduzem as emissões de gases estufa quando comparadas ao uso de veículo próprio, mas também melhoram os congestionamentos, é mais saudável e econômico. 10. Mantenha o motor do seu carro regulado: motores mal regulados, situação comum nos veículos em nossas ruas, implica em maior consumo de combustível e maior produção de gases nocivos ao meio ambiente; 11. Verifique a pressão dos pneus uma vez por semana: muitas vezes não se dá a devida atenção à calibragem dos pneus. Pneus vazios aumentam o consumo de combustível e, quando muito cheios, embora possa aumentar a eficiência no uso de combustíveis, pois reduz o atrito, aumenta o desgaste e possibilidade de acidente. Esse item é tão importante que algunsautores alegam que se os motoristas americanos calibrassem os pneus adequadamente, a economia de combustível, praticamente seria equivalente a toda a emissão de carbono evitada com o programa de etanol de milho dos EUA (EAVES, J. E; EAVES, S, 2007). Manter o motor regulado. Manter em dia a calibragem dos pneus https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image8-1.jpeg https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image9-1-768x511.png 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 9/35 12. Dê preferência a veículos de menor consumo: esse é um item fundamental a ser levado em conta. Verifica-se hoje nas cidades, cada vez com mais frequência, os chamados SUVs (do inglês Sport Utility Vehicle - que significa “veículo utilitário esportivo”), os quais são grandes e pesados, ineficientes no uso do combustível e, portanto, mais emissores, transportando, na maioria das vezes, no dia a dia, apenas uma pessoa. 13. Mantenha sempre as pessoas ao seu lado informadas: esse é um ponto dos mais importantes, pois em geral as pessoas estão muito envolvidas com seus afazeres, trabalho e problemas do dia a dia. Lembrá-las do consumo consciente, excesso de embalagens, preservação das florestas, uso de energias mais limpas, é uma iniciativa (comentar e informar) que se cada um fizer, ao se somarem farão a diferença. 2.2. Formas de prevenção ou mitigação dos efeitos do AG por empresas e governos Algumas outras soluções apresentadas na prevenção e/ou mitigação dos efeitos do Aquecimento Global (AG) vão além da capacidade do cidadão comum em realizá-las, pois estão dentro da alçada das empresas ou requerem vultosos investimentos seja por empresas ou governos, seja devido ao gigantismo da proposta ou pela sofisticada tecnologia envolvida, como no caso da geoengenharia a ser abordada no próximo item. Alguns exemplos de ações pertinentes ao mundo empresarial (CNT, 2007; EDENHOFER et al., 2014): 1. Produzir eletricidade a partir da energia nuclear e de fontes renováveis: ao contrário do que muitas vezes se pensa a energia nuclear não produz gases de efeito estufa, embora os resíduos gerados sejam radioativos e potencialmente perigosos para o meio ambiente. A geração renovável, por sua vez, por meio das fontes eólica (vento), solar (sol), hidroelétrica (correntes de água em rios e no mar), geotérmica (calor interno da Terra) e bioenergia (biomassa), são essencialmente limpas. 2. Utilizar tecnologias de captura e armazenamento de carbono (CCS - em inglês: Carbon Capture and Storage). Algumas unidades de geração termoelétrica por combustível fóssil vêm utilizando métodos de captura de carbono para injeção no subsolo, evitando ou Energia eólica. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/aula_meiamb_top1_img06.jpg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 10/35 reduzindo as emissões para a atmosfera. Deve-se utilizar essa tecnologia de captura e armazenamento de CO , entretanto, mesmo quando se usa bioenergia (fontes de energia a base de biomassa como o bagaço de cana), pois apesar do carbono emitido ter sido capturado da atmosfera e não dos estoques minerais como no caso da energia fóssil, ao capturá-lo e estocá-lo no solo estamos realizando o método chamado Bio CCS, ou seja, não se evita apenas a emissão, mas a remoção do carbono (CO ) já existente na atmosfera favorecendo o combate ao AG. 3. Substituir combustíveis de elevado teor de carbono por combustíveis de baixo teor: um bom exemplo é a substituição do uso de carvão mineral pelo uso de gás natural. Apesar da queima do gás natural ainda gerar emissões de CO , são proporcionalmente menores e apresentam uma queima mais limpa. 4. Controlar as perdas de metano para a atmosfera na cadeia de extração e transformação de combustíveis fósseis: como já abordado anteriormente, emissões de metano são especialmente ruins para as mudanças climáticas, pois são mais efetivas na promoção do AG. 5. Escolher matérias-primas mais duráveis e energeticamente mais eficientes; 6. Redimensionar e modernizar fornos, caldeiras e turbinas: estas iniciativas os tornam mais eficientes; instalar motores elétricos e sistemas de controle eletrônico nas máquinas melhoram o desempenho e eficiência; 7. Redução ou eliminação do desflorestamento e maior sustentabilidade nos sistemas produtivos agropepecuários: buscar o uso de técnicas sustentáveis de manejo florestal, reduzindo sua degradação; incentivar o plantio de árvores em novas áreas e reflorestar as antigas que as perderam. As florestas se constituem em verdadeiros reservatórios de carbono, tais procedimentos os mantêm e podem aumentar, contribuindo na captura de carbono e prevenindo o AG; evitar queimadas em pastagens e principalmente em florestas, pois disponibilizam grandes quantidades de CO para atmosfera rapidamente; incentivar o correto manejo de solos e a integração como o sistemas agrosilvopastoris, onde agricultura, plantio de árvores (silvicultura) e pecuária convivem no mesmo espaço, promovendo a captura e manutenção do carbono no solo, fazendo dos solos, à semelhança das florestas, grandes estoques de carbono. 2 2 2 2 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 11/35 8. Promover o correto manejo dos dejetos: principalmente em sistemas confinados de produção animal como granjas de aves e suínos. O uso de biodigestores reduz a carga orgânica dos dejetos, permitindo a posterior eliminação segura dos efluentes nas coleções de água; permite a captura do metano gerado neste processo (biogás) e seu uso como combustível em diversas aplicações como aquecimento e geração elétrica, reduzindo sua forte participação no AG. 9. substituir combustíveis fósseis por resíduos agrícolas e florestais: como em centrais de produção elétrica (termoelétrica a bagaço de cana, palha de arroz, madeira de reflorestamento, etanol, biodiesel, etc) e usar biocombustíveis nos transportes. 10. Aterros sanitários: produzir eletricidade a partir do biogás resultante da decomposição anaeróbica (por micro-organismos sem a presença de oxigênio) da matéria orgânica de resíduos sólidos em aterros sanitários e centros de tratamento de resíduos. 11. Sistemas adequados na coleta e tratamento de esgoto doméstico: quando o esgoto não é coletado e tratado de forma correta, além de ser vetor para a propagação de uma série de doenças, a decomposição dos resíduos pode ocorrer de forma anaeróbia, ou seja, gerando, dentre outros gases, o metano. As estações de tratamento de esgoto, dependendo do processo utilizado, podem também produzir metano, mas nestas condições, pode ser coletado e queimado, razão pela qual se deve exigir do poder público a implantação destes sistemas de tratamento. FIQUE SABENDO! Em 2007, deu-se início a construção da chamada “Grande Barreira Verde” de iniciativa dos países que formam a União Africana. Esta barreira consistirá em um corredor e 15 quilômetros de largura por cerca de 7.000 quilômetros de comprimento, atravessando todo o continente Africano, de leste a oeste. Desde total, 15 % já foram concluídos e a previsão é de que se finalize em 2030. Espera-se que esta barreira venha a conter a desertificação, seja fonte de alimentos paras as populações do entorno e refúgio aos animais, promova a melhoria das condições ambientais (solo e água) e seja capaz de reter cerca 250 milhões de toneladas de gás carbônico. A Grande Barreira Verde na África. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image11-1-768x431.jpeg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=112/35 2.3. Formas de prevenção ou mitigação dos efeitos do AG por empresas e governos - Geoengenharia A geoengenharia é a intervenção deliberada em grande escala nos sistemas naturais da Terra para combater a mudança climática. Existe uma ampla gama de técnicas de geoengenharia propostas. Em geral, podem ser agrupadas em duas categorias, o Gerenciamento de Radiação Solar (SRM - do inglês Solar Radiation Management) ou Geoengenharia Solar e a Remoção de Dióxido de Carbono (CDR - do inglês Carbon Dioxide Removal) ou geoengenharia de carbono (SHEPHERD, 2009; THE OXFORD GEOENGINEERING, 2018). Importante salientar que as propostas apresentadas são teóricas, no máximo em caráter experimental, seja devido aos altos custos envolvidos ou limitações tecnológicas, seja pelos possíveis efeitos negativos sobre a biosfera. As técnicas de SRM visam refletir uma pequena proporção da energia do Sol de volta ao espaço, neutralizando a elevação da temperatura causada pelo aumento dos níveis de gases de efeito estufa na atmosfera, que absorvem energia e elevam as temperaturas. Algumas técnicas propostas incluem (SHEPHERD, 2009; THE OXFORD GEOENGINEERING, 2018): 1. Aumento do Albedo: aumentar a refletividade das nuvens ou da superfície da terra para que mais do calor do Sol seja refletido de volta ao espaço. Para produzir este efeito, sugere-se que embarcações sejam colocadas permanentemente no mar injetando água salgada na atmosfera, tornando as nuvens mais brancas e com isso a refletividade. Mesmo efeito pode ser conseguido pela injeção realizada por lançamentos de aviões ou balões. 2. Refletores espaciais: bloquear uma pequena proporção da luz do sol antes que ela chegue à Terra pelo uso de grandes espelhos posicionados na órbita do planeta. Produzir mais nuvens brancas poderia refletir a luz solar antes que ela chegue à Terra. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image12-1.jpeg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 13/35 3. Aerossóis estratosféricos: introduzir pequenas partículas refletoras na atmosfera superior para refletir parte da luz solar antes de atingir a superfície da Terra. Já as técnicas de CDR visam remover o dióxido de carbono da atmosfera, combatendo diretamente o aumento do efeito estufa e a acidificação dos oceanos. Essas técnicas teriam que ser implementadas em escala global para ter um impacto significativo nos níveis de dióxido de carbono na atmosfera. Algumas técnicas propostas incluem (SHEPHERD, 2009; THE OXFORD GEOENGINEERING, 2018): Reflorestamento: plantio maciço de árvores em um esforço global. Este procedimento permite a captura do carbono da atmosfera e seu armazenamento sob a forma de folhas, galhos e raízes, por meio da fotossíntese. A eficiência na captura e armazenamento ocorre principalmente nos estágios iniciais de crescimento e tende a se reduzir à medida que a árvore atinge maior porte. Biocarbono: estimular as técnicas de manejo do solo com biomassa e enterrá-la de modo que seu carbono fique preso no solo. Apesar da técnica apresentar algumas limitações, sua obtenção ocorre pela queima da matéria orgânica em baixa presença de oxigênio. O material apresenta alto teor de carbono e ao ser enterrado faz do solo um reservatório deste elemento. Bioenergia com captura e sequestro de carbono: técnica utilizada na captura de gases de efeito estufa como CO , resultante da queima de biomassa para produção de energia. O CO capturado é estoca no subsolo. Refletores espaciais - controle do nível de radiação solar pela colocação de grandes espelhos em órbita no planeta como o objetivo de aumentar a reflexão da luz solar. FIQUE SABENDO! Partículas refletoras e queda na temperatura - este fenômeno é observado na natureza quando grandes vulcões explodem como a do Monte Pinatubo, nas Filipinas, em 1991. Após a erupção, nos dois anos que se seguiram, verificou-se a queda da temperatura no planeta em torno de 0,5ºC. A queda se deveu, dentre outros motivos, ao lançamento de partículas de enxofre na atmosfera e sua dispersão, provocando o aumento da refletividade da luz do sol pelo espelhamento gerado, enviando a radiação luminosa de volta ao espaço. 2 2 https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image13.png 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 14/35 Captura do carbono presente no ar ambiente: construção de grandes máquinas capazes de remover o dióxido de carbono diretamente do ar ambiente e armazená-lo em outro lugar. Fertilização dos oceanos: a técnica consiste em adicionar nutrientes, como o ferro (Fe), em grandes áreas do oceano, em locais selecionados para aumentar a produção primária (fitoplancton) que extrai dióxido de carbono da atmosfera. O plâncton ao morrer e afundar no oceano leva para as profundezas o carbono capturado, acelerando a sua remoção e estocagem. Intemperismo acelerado: técnicas que permitem o aumento da velocidade de reação de minerais com o dióxido de carbono na atmosfera, armazenando os compostos resultantes no oceano ou no solo. Aumento da alcalinidade do oceano: moagem, dispersão e dissolução de rochas como calcário, silicatos ou hidróxido de cálcio no oceano para aumentar sua capacidade de armazenar carbono e melhorar diretamente a acidificação dos oceanos. Pesquisadores da Carbon Engineering, em Calgary, no Canadá, operam uma planta-piloto de extração de CO diretamente do ar na Colúmbia Britânica desde 2015. 2 Fertilização dos Oceanos com nutrientes e Fertilização dos Oceanos com Sulfato de Ferro. 3. Contaminação e degradação do solo O solo é um dos compartimentos da biosfera onde se dá a origem e o destino final de muito do que precisamos e de muito do que descartamos. Meio onde se cultiva as plantas, fonte de nossa alimentação e, portanto, submetido a diferentes processos de degradação, suporte de nossas residências, estradas e, juntamente com os lagos, rios e mares, infelizmente, destino dos resíduos sólidos que geramos, indo dos domésticos aos industriais. Muitas vezes, entretanto, essa destinação não é adequada resultando em sua desestabilização e contaminação. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image14.jpeg https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/aula_meiamb_top1_img07.jpg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 15/35 Neste sentido é importante conhecer algumas características dos solos para uma melhor compreensão dos processos que os afetam. Pode parecer estranho, mas os solos, no passado, já foram rocha. É isso mesmo, rocha. As rochas quando expostas às condições de intemperismo (variações de umidade e temperatura) tendem a se fragmentar e pela ação concomitante das plantas e microrganismos se desfazem, chegando ao solo que conhecemos (MALAVOLTA, 1989). Mas esses processos não são uniformes e em função dos diferentes tipos de rocha, chegam-se a diferentes tipos de solo com diferentes propriedades físicas e químicas (retenção de água, permeabilidade, porosidade, fertilidade, pH, acidez, etc) e, portanto, interage de forma diferente com os processos pelos quais os seres humanos os submetem. Composição e distribuição volumétrica de dois solos típicos. O solo é composto por partículas sólidas: os minerais e matéria orgânica. E também pelos poros, a parte vazia do solo, que são preenchidos com ar e água. Estas proporções variam (solo mineral e orgânico) imprimindo interações diferentes com o manejo e os elementos poluentes a eles submetidos. 3.1. Contaminações por agrotóxicos, químicos diversos, fertilizantes e descarte incorreto de lixo Como vimos o solo apresenta espaçosvazios, chamados poros, que pode conter água e ar. São por esses poros e pelas suas interconecções (como se fossem tubos) que a água circula por dentro do solo (solução do solo) e pode carregar consigo desde nutrientes importantes na nutrição das plantas (RESENDE, CURI, SANTANA 1988; MELLO et all, 1983; KIEHL, 1985; TOMÉ, 1997; RESENDE et al, 1997) até uma infinidade de outros elementos e substâncias de origem natural ou antrópica (produzidas pelos humanos) potencialmente capazes de contaminar os solos e provocar danos ao meio ambiente e ao ser humano, seja de forma imediata, ou em longo prazo (SISINNO; OLIVEIRA- FILHO, 2013). Dentre eles pode-se destacar os agrotóxicos, fertilizantes, resíduos de origem industrial (originários da indústria petroquímica, atividades diversas e elementos radioativos) e resíduos derivados da destinação incorreta do lixo. 3.1.1 Contaminação por agrotóxicos e fertilizantes Dentre as substâncias que podem contaminar os solos estão os agrotóxicos, também chamados de defensivos químicos. São utilizados com o objetivo de combater pragas e doenças de forma preventiva ou curativa em sistemas de produção agropecuários. São inegáveis os ganhos de https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/aula_meiamb_top1_img09-768x905.jpg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 16/35 produtividade que promoveram no setor, mas a diversificação na produção de diferentes moléculas, uso massivo e indiscriminado e muitas vezes carente de rigor técnico levaram a crescente contaminação do solo, além de danos diretos ao ser humano quando por contato ou ingestão quando aplicados de forma incorreta. Sisinno e Oliveira-filho (2013) mencionam que embora os solos possam apresentar mecanismos eficientes na degradação e/ou eliminação de alguns destes contaminantes, como a biodegradação (promovida pela grande diversidade de microrganismos presentes no solo), esta capacidade pode ser ultrapassada pela frequência e intensidade de aplicação. As aplicações de agrotóxicos em culturas comerciais, principalmente, além de deixar resíduos nas folhas das plantas, atingem diretamente o solo contaminando-o. O escorrimento provocado pela incidência de água das chuvas ou de irrigação sobre as folhas com resíduos de agrotóxicos, ao removê-los, também pode levá-los aos solos e, conforme comenta Sisinno e Oliveira-filho (2013), ao se infiltrarem e atingirem os lenções freáticos pode levá-los à contaminação. Igualmente importante é o descarte inadequado dos recipientes que contém resíduos de agrotóxicos, pois o escorrimento gerado por ação das intempéries como chuvas pode levar a contaminação dos solos. Ao se analisar os dados obtidos pelo Programa de Análise de Resíduos de Agrotóxicos em Alimentos - PARA - (ANVISA 2015), relativos à distribuição dos resíduos de agrotóxicos encontrados em 12.051 amostras de alimentos (cereal/Leguminosa, frutas, hortaliça folhosa, hortaliças não folhosa, raiz, tubérculo e bulbo) conforme figura abaixo, concluiu-se que 58% das amostras apresentaram algum tipo de resíduo de agrotóxico, seja dentro do Limite Máximo de Resíduo (LMR), ou acima dele, seja pelo uso de agrotóxicos não autorizados para a cultura. Os fertilizantes têm como principal objetivo fornecer nutrientes às plantas e, apesar das plantas serem capazes de absorvê-los pelas folhas (adubação foliar), o solo é o principal substrato capaz de nutri-las adequadamente. No início da atividade agrícola, os antigos agricultores observaram que estercos e cinzas aplicados ao solo melhoravam e/ou ajudavam a recuperar parcialmente a produtividade perdida das culturas (KHATOUNIAN, 2001). Posteriormente, com o avanço dos conhecimentos em nutrição vegetal e do uso de fertilizantes originários da indústria química, Aplicação de pesticidas na cultura da soja. Distribuição das amostras analisadas segundo a presença ou a ausência de resíduos de agrotóxicos e o tipo de irregularidade. (LMR - limite Máximo de Resíduos). (2015). https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/aula_meiamb_top1_img10.jpg https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/aula_meiamb_top1_img10-1-768x358.jpg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 17/35 conhecidos como sintéticos, mais concentrados e mais solúveis, a produção de alimentos presenciou contínuos e significativos aumentos, mas também aumentou a possibilidade da acumulação ambiental em níveis tóxicos, tanto dos nutrientes essenciais, quanto das impurezas inerentes a sua fabricação, dentre eles metais pesados, mesmo que em concentrações reduzidas (BRAGA, 2005). Entre os anos 1961 e 2014, a produção de fertilizantes potássicos, fosfatados e nitrogenados, aumentou em 32; 42,1 e 100,7 milhões de toneladas por ano, respectivamente, ou seja, em apenas 53 anos tiveram um crescimento de 441%; 475% e 875%, respectivamente. O aumento da área produtiva e a busca por maiores produtividades de forma desmedida e insustentável, entretanto, intensificou não só a exploração de jazidas destes elementos, aumentando os impactos ambientais nas áreas mineradas e seu entorno, como também o uso de fertilizantes químicos, provocando impactos negativos sobre os solos em diferentes graus, de forma direta ou indireta, assim elencados (RESENDE, CURI, SANTANA 1988; MELLO et all, 1983; KIEHL, 1985; TOMÉ, 1997; RESENDE et al, 1997): 1. aumento da salinização e acidez; 2. redução da matéria orgânica; 3. erosão (perda de solo); 4. lixiviação de nutrientes (perda de nutrientes em profundidade); 5. desequilíbrio nutricional e biológico. 3.1.2 QUÍMICOS DIVERSOS E DESCARTE INCORRETO DO LIXO Grande parte da energia consumida no mundo hoje é de origem fóssil (80%), provenientes do carvão mineral, petróleo ou gás natural (BRAGA, 2005). O petróleo pode ser produzido tanto em terra (onshore) quanto no mar (offshore). Ao ser transportado até as refinarias e passar pelos processos de refino é transformado em derivados como gasolina, diesel, querosene, dentre outros, e assim utilizado. O transporte até às refinarias é realizado por oleodutos, caminhões, navios petroleiros ou pelo modal ferroviário, da mesma forma que seus derivados o são, e estão sujeitos a Produção mundial de fertilizantes totais por tipo de nutriente (nitrogênio, fosfato e potássio), medida em toneladas por ano (1961 - 2014). Uso frequente e intensivo em fertilizantes químicos resulta na perda da Matéria Orgânica (MO) do solo (oxidação da MO). Em geral, solos mais escuros apresentam maior teor de MO. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/aula_meiamb_top1_img11-768x449.jpg https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image23.jpeg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 18/35 acidentes e derrame nos solos, rios, ou no mar (THOMAS, 2001). Quando nos solos, provocam sua contaminação, inviabilizando o uso na produção agropecuária, e, da mesma forma que os agrotóxicos e fertilizantes, podem, ao penetrar nos solos, contaminar os lenções freáticos. Outra forma, a semelhança dos agrotóxicos, é o descarte incorreto de recipientes, como tambores, que os continham. O escorrimento do óleo proveniente destes recipientes pode atingir o solo. O tratamento dos solos contaminados pode ser in situ, ou seja, realizado no próprio local ou ex situ, onde requer sua retirada do local, tratamento e descarte em aterros industriais, devido à natureza tóxica de seus componentes (BAIRD; CANN, 2011). Outra questão de fundamental importância atualmente é a geração, o descarte e destinação inadequada dos resíduos sólidos. O mundo vive uma crise sem precedentesonde toneladas e toneladas destes resíduos são produzidas diariamente, originárias, principalmente, das populações urbanas, mas também da atividade industrial. O aumento da população e o maior acesso ao consumo vêm gerando uma quantidade sem precedentes de resíduos. Em muitos lugares, a destinação é completamente inadequada, desde o lançamento de esgoto diretamente sobre o solo até a formação dos lixões, aterros sanitários mal feitos, descarte de material sólido em rios e mares ou tendo neles o seu destino final (BRAGA, 2005). Os resíduos sólidos podem ser destinados basicamente sob três formas (BAIRD; CANN, 2011; BRAGA, 2005; SCARLATO, 2014. Adaptado): 1. aterros controlados; 2. aterros sanitários. Nos aterros controlados, o resíduo é enterrado, o que reduz a presença de vetores e a emanação de maus odores. Mas a formação de chorume e a possibilidade de contaminação do lençol freático continuam. O aterro sanitário, por sua vez, é uma obra de engenharia onde o solo é compactado e uma manta impermeável o isola do lixo. Camadas de lixo e terra se alternam até esgotar a capacidade do aterro. Neste caso, o percolato (chorume) é contido, coletado e tratado para descarte. A impermeabilização, entretanto, pode se romper e vir a contaminar o solo ou ser resultado de falha no projeto (BAIRD; CANN, 2011; BRAGA, 2005; SCARLATO, 2014): Contaminação do solo. Descarte irregular de tambores com resíduos de petróleo em área de Santa Bárbara d“Oeste (SP) https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image24.jpeg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 19/35 Já a contaminação dos solos por elementos radioativos ocorre, principalmente, devido à destinação incorreta destes materiais originários das usinas nucleares ou quando ocorre um acidente que, ao explodir, espalha este material sobre o solo, como os casos de Chernobyl e Fukushima. Outra fonte de contaminação é, como no caso do césio 137 de Goiânia, provocada pela destinação incorreta de materiais radioativos originários de máquinas e equipamentos radioterápicos utilizados em clínicas e hospitais no tratamento de enfermidades humanas (MAZZILLI; MÁDUAR; CAMPOS, 2011). FIQUE SABENDO! A decomposição dos resíduos orgânicos nos aterros sanitários sob condições anaeróbias de decomposição (ausência de oxigênio), gera metano, gás combustível que pode ser utilizado como fonte de calor ou eletricidade. Mesmo que não seja assim utilizado deve ser queimado, pois o CO resultante desta queima é 21 vezes menos efetivo na promoção do AG. 2 Contaminação dos solos pela destinação incorreta do lixo (Lixão). Perda de lixiviados (chorume) pela falha na contenção em aterros sanitários. O chorume está escorrendo pela parte de baixo do aterro. Acima estão os resíduos sólidos depositados. Sacos de lixo com solo contaminado por elementos radioativos retirado da região de Fukushima após desastre em 2011. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image25.jpeg https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image26.jpeg https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image27-768x512.jpeg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 20/35 Contaminação por Césio 137 na cidade de Goiânia no ano de 1987. FIQUE SABENDO! O acidente com Césio 137 ocorrido na cidade de Goiânia em 1987 teve sua origem no recolhimento de cápsula de equipamento radioterápico contendo o material por catadores em um hospital privado abandonado no centro da cidade. Na Escala Internacional de Acidentes Nucleares (de 1 a 7) foi classificado como nível 5. É considerado o maior acidente radioativo do Brasil e o maior do mundo ocorrido fora das usinas nucleares, com 11 mortes e 600 pessoas contaminadas. O recolhimento do material contaminado (solo, entulho de construção, brinquedos, roupas, etc) produziu 13.500 toneladas de lixo atômico, lacrados em caixas e tambores, que permanecerão perigosos para o meio ambiente por 180 anos. 3.2. Perda da fertilidade e perda por erosão Vários são os fatores que levam a perda da fertilidade dos solos, dentre eles os sistemas intensivos de produção, apesar da capacidade de reposição pelas fontes sintéticas de fertilizantes disponíveis, conforme abordado no item anterior. Tais fontes quando em sistemas intensivos podem levar os solos a desiquilíbrios nutricionais e químicos, além da perda de matéria orgânica, também abordados anteriormente. A perda da fertilidade dos solos ocorre, entretanto, por processos erosivos, em sua maioria, desencadeados pela negligência no uso de práticas sustentáveis de manejo. Segundo Braga (2005, p.137), a erosão acelerada provocada pela ação do ser humano sobre o solo, pode ser assim definida: As partículas do solo são carreadas pela água à proporção da pluviosidade e da declividade do terreno e à proporção do tempo de replantio ou rebrota, assim como a rarefação do cultivo de substituição implantado. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image28.jpeg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 21/35 Em outras palavras, a água da chuva ao atingir o solo sem vegetação (solos arados recentemente, por exemplo) provoca a desagregação das partículas, facilitando seu carregamento, cuja intensidade dependerá do volume de chuva, declividade do terreno e o tempo em que solo ficará desnudo até que a cultura plantada venha a cobrir o solo novamente. Este processo além de arrastar os nutrientes dos solos, arrasta o próprio solo, contribuindo para a perda da fertilidade. A quantidade de solos perdidos por processos erosivos no Brasil e no mundo é preocupante, pois além de afetar a fertilidade do solo, como já mencionado, provoca o assoreamento de rios e eutrofização das águas, como veremos à frente. Há vários agentes atmosféricos capazes de gerar erosão, mas no Brasil a erosão hídrica é a forma predominante e pode ser assim classificada (LEPSCH, 1983): 1. Erosão laminar: é a remoção superficial de uma fina camada uniforme de solo dada pelo escorrimento superficial da água de forma distribuída nesta superfície; é uma das formas mais importantes de erosão, justamente pela difícil detecção. 2. Erosão em sulcos: é quando se percebe a abertura de sulcos no solo pela passagem da água de forma concentrada. Os sulcos abertos podem ser rasos ou profundos, dependendo da velocidade da enxurrada, tipo de solo e condição que o solo se encontra; 3. Erosão por voçoroca: é o aprofundamento da erosão em sulco, podendo chegar a atingir o lençol freático. O relatório da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e Agricultura (FAO em inglês) e o Painel Técnico Intergovernamental sobre Solos (ITPS em inglês) (FAO e ITPS, 2015), intitulado “Status of the World“s Soil Resource” revela que 33% dos solos do mundo estão degradados. Erosão, salinização, compactação, acidificação e contaminação estão entre os principais problemas. Entre outros prejuízos, como impermeabilização dos solos – que agrava as enchentes – e perda de fertilidade, os solos degradados captam menos carbono da atmosfera, interferindo nas mudanças climáticas. Por outro lado, quando gerido de forma sustentável, como a utilização do conhecimento local, tecnologias consolidadas e baseadas em observações da realidade local, o solo pode Erosão Laminar. Erosão por Voçoroca. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image29.png https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image30-768x575.jpeg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=122/35 desempenhar um papel importante na diminuição das alterações climáticas, por meio do sequestro de carbono e outros gases de efeito estufa e assim aumentar a oferta de alimentos, promover a regulação do clima e a proteger os serviços desempenhados pelos ecossistemas. FIQUE SABENDO! O mesmo relatório menciona que: O aumento da salinidade dos solos no mundo (pode reduzir e mesmo eliminar totalmente a produção) corresponde a uma área maior do que toda a terra arável no Brasil (o Nordeste brasileiro é a região mais afetada); Cerca de 30 bilhões de toneladas de solo é perdida por ano em todo o mundo, reduzindo a fertilidade, conteúdo de água e matéria orgânica e com isso a capacidade produtiva das culturas; Até 2050, se medidas para combater a erosão não forem tomadas, estima-se que poderá haver redução na produção de grãos em cerca de 8 milhões de toneladas por ano o que equivale durante este período, por exemplo, a toda a terra arável da Índia; Cerca de metade dos solos da América Latina são afetados por algum tipo de degradação, e, no Brasil, erosão, acidificação, poluição, salinização, redução da matéria orgânica e desequilíbrio de nutrientes são os principais problemas enfrentados; Os solos mais ácidos do mundo estão na América do Sul, embora a acidez seja um problema para a produção agropecuária em todo o mundo; Para atender aos 8,5 bilhões de pessoas previstos para 2030, a produção de alimentos deverá aumentar em 60%; As mudanças climáticas como temperaturas mais altas e eventos climáticos extremos altera a dinâmica do solo, reduzindo a umidade, a fertilidade e aumentando a taxa de erosão do solo. 4. Redução da biodiversidade 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 23/35 Segundo Braga (2005) estima-se que existam entre 5 e 30 milhões de espécies diferentes em nosso planeta, embora todos anos novas espécies são descobertas em todo o mundo. Pelos registros fósseis, sabe-se da existência de processos que podem tanto levar ao aparecimento de novas espécies como à extinção. De tempos em tempos, conforme relatam as evidências geológicas, o planeta Terra passa por eventos naturais extremos de grande poder destrutivo, os quais resultam em episódios de extinção em massa da vida. São descritos pela ciência cinco episódios de extinção em massa, ocorridos nos últimos 500 milhões de anos, que tiveram como mola propulsora eventos extremos de abrangência global, como forte vulcanismo, queda de meteoros, episódios glaciais e interglaciais alternados e com isso alterações nos níveis de CO atmosférico e de particulados, níveis de oxigênio e pH dos mares, dentro outros, levando a perdas de 57% a 96% da vida no planeta (BARNOSKY et al, 2011). Há autores, entretanto, que afirmam que já estamos vivenciando a Sexta Grande Extinção, gerada, desta vez, pelas atividades humanas que resultam em mudanças climáticas, aumento da poluição, introdução de espécies exóticas, caça predatória e desmatamento, as quais, por sua vez, levam a perda dos ambientes naturais que suportam a biodiversidade (ou diversidade biológica) (WAKE; VREDENBURG, 2008; WAGLER, 2013; CEBALLOS et al, 2015). Algumas dessas atividades humanas já foram abordadas nos itens anteriores e vem contribuindo para levar a uma significativa perda de nossa biodiversidade. Os dados publicados pelo Secretariado da Convenção sobre Diversidade Biológica (2010) retratam essa situação onde as populações de espécies de vertebrados silvestres caíram em média 31% em nível mundial, 59% nos trópicos e 41% nos ecossistemas de água doce entre 1970 e 2006. A Convenção da Diversidade Biológica (CDB) de 1992 foi promulgada no Brasil pelo Decreto 2.519, de 16 de março de 1998. Em seu artigo 2, a CDB define como diversidade biológica (mesmo que biodiversidade) como sendo a (BRASIL, 1998, n.p): Variabilidade de organismos vivos de todas as origens, compreendendo, dentre outros, os ecossistemas terrestres, marinhos e outros ecossistemas aquáticos e os complexos ecológicos de que fazem parte; compreendendo ainda a diversidade dentro de espécies, entre espécies e de ecossistemas. Nos itens posteriores abordaremos de forma sucinta, algumas outras preocupantes contribuições da humanidade na redução da biodiversidade global. 2 4.1. Desmatamento Um dos grandes fatores determinantes na manutenção da biodiversidade dos ecossistemas terrestres são as florestas, pois correspondem a cerca de 30% da superfície do planeta e abriga mais de 50% dos animais terrestres e espécies de plantas, concentrando-se mais nos trópicos. Apesar do desmatamento permanecer em patamares elevados, principalmente em regiões tropicais, torna-se uma notícia animadora a redução significativa da perda líquida de florestas no mundo ocorrida entre 2000-2010. Essa redução foi capitaneada pelas regiões temperadas, seja pelo plantio, seja 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 24/35 pela expansão natural das florestas. A má notícia, entretanto, é o ritmo do desmatamento em regiões tropicais continuar acelerado, principalmente pela sua conversão em áreas agrícolas, agravado pelo fato destas regiões apresentarem maior biodiversidade (CDB-3, 2010). Estima-se que uma área de floresta virgem (pouco alterada) correspondente ao Zimbábue tenha sido perdida no mundo entre 2000 e 2010 conforme comenta a publicação do Secretariado da Convenção sobre Diversidade Biológica (CDB-3, 2010). Estas mesmas tendências permanecem com a publicação do Panorama da Biodiversidade Global 4 pelo Secretariado da Convenção sobre Diversidade Biológica (CDB-4) (2014), onde faz uma avaliação intermediária do progresso rumo à implementação do Plano Estratégico para a Biodiversidade 2011-2020. A Floresta Amazônica detém uma das maiores biodiversidades do planeta além de contribuir com serviços ambientais em escala global. Infelizmente, para todos nós, cidadãos do mundo, a perda acumulada da floresta atingiu a marca de 17% da área original em 2009 e estima-se que atingirá 20% em 2020, apesar da significativa redução do desmatamento nos últimos anos (75% em relação a 2004), conforme se verifica na figura abaixo (CDB-3, 2010; INPE, 2018). Desmatamento anual na Amazônia Legal (km ) (a) média entre 1977 e 1988, (b) média entre 1993 e 1994, (e) início do Plano para Prevenção e Controle do Desmatamento na Amazônia (PPCDAm). 2 4.2. Alteração de ecossistemas aquáticos O ambiente aquático, por sua vez, detém grande importância na manutenção de alta biodiversidade como os ecossistemas de águas interiores (água doce), os marinhos, com seus habitats costeiros e os de mar aberto. O Panorama da Biodiversidade Global (CDB-3) (2010) constatou que as áreas pertinentes aos ecossistemas de água interiores em todo o mundo sofreram forte alteração nas últimas décadas e estão sendo perdidas em ritmo intenso. O grau de contaminação da água e, portanto, sua qualidade, manteve ou apresentou piora em regiões mais povoadas e melhora em algumas outras regiões. Observou-se também o fracionamento, a segmentação de rios por barragens e reservatórios em termos mundiais em cerca de um terço das bacias hidrográficas analisadas. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image31.jpeg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 25/35 Da mesma forma, os habitats costeiros apresentaram, nos últimos anos, retração quanto à extensão, comprometendo serviços ambientais importantes, como a remoção de quantidades expressivas de CO atmosférico. Os recifes de coral não só apresentaram declínio expressivo na biodiversidade em nível global, desde a década de 1970,mas mesmo nos locais onde ocorreu alguma recuperação foi em bases mais uniformes, ou seja, com menos diversificação de espécies (CDB-3, 2010). Pelo Índice Lista Vermelha (ILV), segundo o Panorama da Biodiversidade Global (CDB-3) (2010), os corais apresentaram, na última década, maior taxa de declínio, aproximando-se mais rapidamente para um risco maior de extinção, enquanto os anfíbios foram o grupo mais afetado, ou seja, com maior risco de extinção. Mamíferos e aves, embora mais estáveis, também apresentam tendência de aumento do risco. FIQUE SABENDO! Um exemplo de benefícios da recuperação da biodiversidade pela ação do homem, apesar do alto investimento (US$ 46 milhões), foi o que ocorreu na Dinamarca em 2002, onde, ao reverter áreas de brejos drenadas 40 anos antes, para fins agrícolas, propiciou o retorno de aves migratórias, melhoria da pesca do salmão, no sequestro de carbono, na remoção de nutrientes e na recreação. 2 FIQUE SABENDO! A Grande Barreira de Corais da Austrália vem apresentando evidências de perda de biodiversidade como a morte dos corais por branqueamento, resultante do aumento da temperatura dos oceanos e redução da capacidade de calcificação de seus esqueletos pelo aumento da acidez dos mares, ambos provocados pelas alterações climáticas em curso. Redução expressiva de espécies como aves marinhas, tubarões, tartarugas e determinadas espécies de corais, bem como o aumento da frequência de doenças e aumento de espécies invasoras, como determinadas espécies de estrelas- do-mar, capazes de predar e eliminar a diversidade destes locais, também são identificados na Grande Barreira. 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 26/35 Os sistemas oceânicos, da mesma forma, vêm apresentando queda em seus estoques pesqueiros devido à exploração além da capacidade de regeneração. O Panorama da Biodiversidade Global (CDB-3) (2010) relata uma redução mundial da biomassa total de peixes da ordem de 11%, havendo redução do tamanho médio de captura em torno de 22%. Essa redução do tamanho tem como causa a pesca excessiva de grandes predadores ultrapassando a capacidade de reposição. Importante evidenciar o aumento da pesca de profundidade, possivelmente estimulada pela queda nos estoques pesqueiros superficiais de acesso mais fácil, ou de maior regulamentação e pela melhoria da tecnologia disponível. Em conjunto, os fatores apresentados, inevitavelmente, levarão a incapacidade destes ecossistemas em atender à demanda das populações humanas. FIQUE SABENDO! O Índice Lista Vermelha de Espécies Ameaçadas é o inventário, elaborado pela União Internacional para Conservação da Natureza (IUCN em inglês), de maior abrangência sobre o estado de conservação e diversidade biológica global de espécies de plantas e animais. Um valor de 1.0 no ILV indica que todas as espécies em um grupo apresentam baixo risco de extinção em futuro próximo. Já o valor 0 indica que todas as espécies de um grupo foram extintas. Pesca de arrasto em profundidade. Essa técnica de pesca captura toda a vida que encontra e muitas criaturas acabam sendo erroneamente capturadas e devolvidas mortas, incluindo peixes em extinção e mesmo corais profundos que podem viver por centenas de anos. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image32.png https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/aula_meiamb_top1_img12.jpg 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 27/35 4.3. Espécies invasoras exóticas Espécies invasoras são aquelas provenientes de outros ecossistemas, introduzidas intencionalmente ou não, e, quando se estabelecem em um determinado ecossistema natural, ameaçam a biodiversidade nativa, podendo trazer problemas aos sistemas produtivos humanos, como por exemplo, a disseminação de ervas daninha e insetos que prejudicam as plantações (BRAGA, 2005; MIHELCIC, 2012; EPA, 2013). Vários são os exemplos de espécies invasoras exóticas, dentre elas as introduzidas de forma proposital, como certas espécies de trutas em rios do oeste americano e de forma acidental como as lampreias do mar pela construção de canais, carpas asiáticas pela fuga de cativeiros, mexilhões zebra transportados e liberados em águas de lastro. Aberturas de novas estradas e passagem de veículos foram responsáveis pela disseminação de espécies invasoras, principalmente quando tais espécies não encontram no novo ambiente predadores capazes de controlar sua população (MIHELCIC, 2012). O CDB-3 (2010) mostra que apesar da dificuldade em se obter dados precisos, principalmente em alguns países, espécies exóticas invasoras continuam sendo uma grande ameaça à biodiversidade de todos os ecossistemas mundiais. Estima-se que na Europa, onde há melhor registro, o Inventário das Espécies Exóticas Invasoras na Europa indicou que das 11.000 espécies exóticas na Europa, 1.094 apresentam impactos ecológicos documentados e 1.347 impactos econômicos. Os maiores impactos são causados pelas plantas e invertebrados terrestres. A partir do modelo de comércio internacional estabelecido, entende-se que a situação europeia pode estar se repetindo globalmente, comprometendo a biodiversidade em todo o mundo. As informações contidas neste item (Redução da Biodiversidade) embora tenham sido amplamente abordadas, não se esgotam, devido à complexidade e extensão das possíveis causas que podem comprometer a biodiversidade em nosso planeta, não só a destruição dos ambientes florestais, mas também dos demais ecossistemas terrestres, as queimadas, a caça e o comércio ilegal de animais silvestres. Importante o estudante perceber que as atividades humanas, quando em escala, apresentam potencial, a médio e longo prazo, devido aos fatores ora abordados, em comprometer a capacidade de sobrevivência dos seres vivos. O próximo item retrata essa situação, em que a poluição da água representa uma importante macroquestão ambiental a ser considerada. 5. Água em foco Embora muitos de vocês já tenham estudado o Ciclo da Água, cabem, aqui, algumas pinceladas sobre o assunto, pois nos ajudarão a entender a importância em se manter não só a qualidade da água, mas também a oferta em quantidades adequadas. A água recobre cerca de 70% da superfície terrestre, a maior parte encontra-se no mar (cerca de 97,3%), o restante é água doce em que 2,15% está congelada nos polos e no alto de montanhas. A água subterrânea atinge a marca de 0,31% (até 0,8 Km de profundidade), aproximadamente, enquanto 0,01% estão nos rios, lagos e córregos. Já na atmosfera, a água doce encontra-se em torno 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 28/35 0,001% e o restante em outros compartimentos não considerados, como água subterrânea profunda. Percebe-se então que a água de fácil acesso (rios, lagos e córregos) consiste em uma fração muito pequena do total existente (BRAGA, 2005; BOTKIN, 2011). O sol, nesse ciclo, é responsável pela evaporação da água, posteriormente a água é condensada e precipitada na forma de chuva ou neve, parte dela se infiltra no solo e parte escorre superficialmente até verter nos córregos e rios e estes no mar. Parte da água infiltrada é absorvida pelas plantas, parte fica estocada no subterrâneo e parte, por meio dos lençóis freáticos, acaba nos córregos e rios, e, por sua vez, também nos mares. A evaporação da água promovida pelo sol faz o ciclo recomeçar (BRAGA, 2005; BOTKIN, 2011). PARA REFLETIR Tudo bem, Prof., mas o que tem a ver tudo isso com a poluição da água? Vou fazer algumas perguntas e peço que você reflita: 1. O Ciclo da Água, ou Ciclo Hidrológico, permitiria que a poluição da água localse tornasse global? 2. A água disponível ao nosso uso é tão abundante assim? 5.1. Poluição da água Várias são as fontes de contaminação da água e podem ser reunidas em efluentes urbanos (essencialmente o lançamento de esgotos e escorrimento superficial dos solos dada pelas chuvas), industriais e agrícolas, também conhecidas como águas residuais. Embora os efluentes urbanos formados pela presença de resíduos orgânicos (papel, restos de alimentos e dejetos, principalmente de amimais domésticos), sólidos em suspensão e nutrientes lançados em vias urbanas sejam fonte de contaminação dos copos d’água provenientes do escorrimento superficial, a principal fonte de contaminação em zonas urbanas consiste no lançamento de esgoto doméstico não tratado nos corpos d’água. Já a contaminação por efluentes industriais pode ser orgânico, como os gerados em indústrias alimentícias, compostos fenólicos, solventes orgânicos dentre outros, e os não orgânicos como os metais tóxicos. Da mesma forma, nutrientes e agrotóxicos presentes em efluentes agrícolas produzidos em áreas de cultivo e criações, ao alcançarem o corpo receptor, podem reduzir a qualidade da água, principalmente se a água destes 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 29/35 corpos se destinarem ao abastecimento humano (TELLES, 2013). A questão do agrotóxico ou defensivo agrícola foi abordada quando tratamos da macroquestão ambiental “Poluição e Degradação dos Solos”. Revise e verifique a relação. Os principais poluentes aquáticos podem ser assim relacionados (BRAGA, 2005): 1. Poluentes orgânicos biodegradáveis: constitui-se na Matéria Orgânica (MO) capaz de ser biodegradada, ou seja, degradada pelos organismos decompositores. Nesta categoria está um dos grandes problemas mundiais e brasileiros que é o lançamento de esgotos não tratados nos sistemas fluviais (rios e córregos), lagos e mares. Os microrganismos decompositores aeróbios (consomem oxigênio ao degradar a MO) reduzem a presença de oxigênio na água levando a eliminação de peixes e outros organismos aeróbios. Os esgotos trazem problemas ao meio aquático pela queda do oxigênio na água e não pela presença de substâncias tóxicas. 2. Nutrientes: juntamente com a MO biodegradável (a decomposição da MO na água também gera nutrientes solúveis), a presença excessiva de nutrientes nos esgotos promove a eutrofização dos copos hídricos. Entende-se por eutrofização o processo de enriquecimento da água com nutrientes. Outra fonte de eutrofização é pela chegada de águas residuais de origem agrícola contendo nutrientes provenientes de fertilizantes químicos e orgânicos, notadamente nitrogênio e fósforo. A eutrofização promove o crescimento exacerbado de algas que comprometem a qualidade da água. 3. Poluentes Orgânicos Recalcitrantes ou Refratários: são poluentes orgânicos de difícil degradação pelos microrganismos ou não degradáveis. São eles os defensivos agrícolas ou agrotóxicos (origem no meio rural), detergentes sintéticos (atividade industrial) e o petróleo (acidentes ou descarte inadequado). 4. Metais: têm sua origem proveniente de diversas fontes, desde agrícola até industrial. Alguns apresentam efeito tóxico elevado, como mercúrio, chumbo, cromo, cádmio e arsênio dependendo da concentração. Outros, como cálcio, magnésio, ferro, manganês, cobre e zinco podem alterar o sabor, cor e odor da água. 5. Organismos patogênicos, sólidos em suspensão, calor e elementos radioativos podem comprometer a qualidade da água. O aumento do aporte de nutrientes vindos de adubações químicas em áreas de plantio do continente, carreados pelos rios e lançados no mar vem contribuindo para a eutrofização e fez crescer o número de “zonas mortas” em áreas marítimas costeiras. Nestes locais houve significativa redução nos níveis de oxigênio ao longo dos anos, afetando a vida marinha, a pesca e o turismo. https://cead.uvv.br/conteudo/wp-content/uploads/2018/11/image34.png 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 30/35 5.2. Disponibilidade e aumento da demanda de água A humanidade encontra-se em uma condição paradoxal em relação a água. Por um lado, a demanda global de água é crescente, enquanto, por outro, a disponibilidade e qualidade são decrescentes. O aumento da população, principalmente em áreas urbanas, vem exigindo maiores aportes na captação e tratamento da água; cerca de 70% da água consumida no mundo destina-se ao setor agropecuário e tende a aumentar pela necessidade na produção de mais alimentos; da mesma forma, o consumo de água pelo setor energético tende a aumentar, seja na produção de biomassa como cana-de-açúcar (etanol) e oleaginosas (biodiesel) para fins energéticos, seja para arrefecimento (resfriamento) de reatores, turbinas e motores ligados a geração elétrica (WWAP, 2017). Em relação à disponibilidade da água, a situação não é melhor nem animadora. Segundo o Relatório Mundial das Nações Unidas sobre Desenvolvimento dos Recursos Hídricos (WWAP em inglês) (2017), as simulações climáticas apontam para o agravamento do aquecimento global e alteração do ciclo hidrológico em todo o planeta, expandindo os períodos de estiagem (redução na umidade dos solos) e concentrando os períodos de chuvas, aumentando a frequência e intensidade dos alagamentos. Verificou-se diminuição na disponibilidade da água pela queda em sua qualidade resultado do aumento no lançamento de escoto cru e efluentes agrícolas e também de efluentes industriais tratados de forma inadequada. O Relatório alerta para uma piora generalizada na qualidade da água e agravamento na oferta, principalmente às populações mais carentes e em regiões que já se apresentam com problemas de disponibilidade. 6. Conclusão Os estudos apontam para alterações climáticas relevantes até o final do século, agravando o Aquecimento Global (AG) caso não ocorra a descarbonização (redução nas emissões de gases estufa, como o dióxido de carbono - CO2) no padrão de consumo das pessoas, nos serviços de transporte e processos produtivos. Sugestões são apresentadas para prevenção e mitigação dos efeitos do AG, indo daquelas ao alcance das pessoas até atitudes pertinentes às empresas. As alternativas pertinentes a geoengenharia, embora a maioria delas esteja no campo teórico e apresentam-se polêmicas, compõem medidas de combate ao AG. As mudanças climáticas trarão efeitos negativos na produção das principais culturas agrícolas ensejando aumento da fome no mundo, afetando principalmente os mais pobres. Intensificação e aumento da frequência de eventos extremos como tempestades, secas, ondas de calor e furações serão sentidos. Afetará a sobrevivência e biodiversidade de forma global. A contaminação dos solos vem se agravando com o aumento na produção de resíduos sólidos (lixo) pelo maior consumo per capito e pelo aumente das populações, principalmente em ambientes urbanos, e descarte incorreto destes materiais. Aplicações de agrotóxicos e fertilizantes químicos em plantações e na pecuária vêm contaminando os solos e a água assim como o manejo incorreto vêm provocando a perda do solo pelos processos 29/05/2021 Macroquestões Ambientais https://cead.uvv.br/saladeaula/conteudo.php?aula=macroquestoes-ambientais&dcp=meio-ambiente-sustentabilidade-eficiencia-energetica-e-energias-sustentaveis&topico=1 31/35 erosivos. Descarte incorreto de hidrocarbonetos (petróleo e derivados) e elementos radioativos, também contribui a contaminação. Desmatamento e destruição de ecossistemas, invasão de espécies exóticas, poluição da água e do solo e mudanças climáticas vêm afetando negativamente a capacidade de sobrevivência das espécies e reduzindo a biodiversidade em nível global. A poluição das águas é uma preocupação universal. Embora,pontualmente, haja melhora da oferta e qualidade, houve uma piora generalizada na qualidade da água e agravamento na oferta, principalmente às populações mais carentes e em regiões que já se apresentam com problemas de disponibilidade. A piora na qualidade se deu predominantemente pelo lançamento de esgoto doméstico nos corpos d’água. 7. Referências AGÊNCIA NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS (INPE). INPE registra 6.947 km de desmatamento na Amazônia em 2017. Projeto de Monitoramento do Desmatamento na Amazônia Legal por Satélite (PRODES), mai. 2018. Disponível em: <http://www.obt.inpe.br/OBT/noticias/inpe-registra-6-947-km2-de-desmatamento-na-amazonia- em-2017>. Acesso em: 25 ago. 2018. ANVISA. Programa de Análise de Resíduos de Agrotóxicos em Alimentos. Relatório de atividade, 2013-2015. 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