Avaliação 3 Química Ambiental

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ - UFPR 
NOME: GEISSE DO CARMO FAGUNDES 
TURMA: CQ042/CN2 QUÍMICA AMBIENTAL (PERÍODO ESPECIAL) 
AVALIAÇÃO DE NÚMERO 3º 
 
Questão 01 - Suponha que a concentração de CO2 continue aumentando na 
nossa atmosfera até atingir 500 ppmv. Que efeito esse aumento teria sobre 
o pH da água de chuva? Em quanto o pH aumentaria ou diminuiria em 
relação aos níveis atuais, considerando o valor de 400 pmmv? 
A emissão de gases poluentes na atmosfera, como óxidos ácidos e 
gases de efeito estufa, causam graves problemas ambientais, sendo um deles a 
chuva ácida, onde ocorre a reação entre o CO2 que é um óxido ácido com a água 
da chuva e gera o ácido carbônico. Qualquer chuva com o pH menor que 5,6 é 
considerada ácida, alguns locais com centros industrias e grande volume de 
veículos, pode chegar a ter chuvas ácidas com um pH de 4,5. 
CO2(g) + H2O(l)→ H2CO3(aq) 
 
Portanto quanto maior a concentração CO2, mais ácida será a chuva, 
seu pH diminui e sua acidez aumenta. Quando temos uma concentração de 500 
ppmv o pH será 5,54 consequentemente sua acidez será relativamente maior do 
que quando temos uma concentração de 400 ppmv onde seu pH é 5,6 deste 
modo temos a diferença entre elas de 0,06, esta diferença vai variar de acordo 
com o aumento ou diminuição da concentração de CO2. 
• Para pCO2 = 400ppm = 4.10-4 atm-1 
A constante de solubilidade do CO2 é: Ksol = [CO2](aq) / pCO2 = 0,039 M.atm-1 
Então: 
[CO2] (aq) = 0,039 M.atm-1 . 4.10-4 atm -1 
[CO2](aq) = 1,56.10-5 M 
Logo: 
Ka1 = [H+] . [HCO-3] / [CO2](aq) = [H+] 2/ [CO2](aq) 
[H+] = √(4,3.10-7 . 1,56.10-5M) = 2,59.10-6M 
ph = - log(2,59.10-6) = 5,6 
• Para pCO2 = 500ppm = 5.10-4 atm-1 
A constante de solubilidade do CO2 é: Ksol = [CO2](aq) / pCO2 = 0,039 M.atm-1 
Como 500ppm é igual a: 5.10-4 atm-1 
Então: 
[CO2] (aq) = 0,039 M.atm-1 . 5.10-4 atm -1 
[CO2](aq) = 1,95.10-5 M 
 
Logo: 
Ka1 = [H+] . [HCO-3] / [CO2](aq) = [H+] 2/ [CO2](aq) 
[H+] = √(4,3.10-7 . 1,95.10-5M) = 2,9.10-6M 
ph = - log(2,9.10-6) = 5,54 
 
Questão 02 - O ar atmosférico possui 21% de oxigênio. Calcule a 
concentração, em mol/L de oxigênio na água de um lago que está saturada 
com ar. Qual a concentração em ppm (mg/L)? 
Ar em atm: 21% O2 
[ O2 ] H2O de um lago saturado com ar 
Solubilidade: 8,7 mg/L de H2O Condição de saturação do lago, 
 Amostra saturada por L de H2O. 
 
1. Kh = [ O2 ] (aq) / Po2 [ O2 ] (aq) = Kh . Po2 = 1,3 . 10-3 mol/L-1 atm 0,21atm 
[ O2 ] (aq) = 2,73 . 10-4 mol/L-1 
 
2. [ O2 ] (aq) = 2,73 . 10-4 mol/L-1 . 32g/ 1 mol O2 
= 8,736 . 10-3 g ≅ 8,7 mg/L-1 
 
Questão 03 - Explique detalhadamente, mostrando as reações envolvidas, 
quais os produtos finais da decomposição de matéria orgânica contendo 
carbono, enxofre e nitrogênio sob as seguintes condições: 
Os ciclos biogeoquímicos são circuitos fechados que compreendem o 
percurso e as transformações dos diversos elementos constituintes da matéria 
viva ao atravessar as camadas da Terra. Representam o caminho percorrido 
pela matéria de um organismo a outro, deles para o ambiente físico e deste 
novamente para os seres vivos. Entre eles temos o: O ciclo do carbono, O ciclo 
da água, O ciclo do nitrogênio, Ciclo do Oxigênio, O ciclo do enxofre, O ciclo do 
fósforo. O tratamento biológico é uma das alternativas mais econômicas e 
eficientes para a degradação da matéria orgânica de efluentes biodegradáveis. 
Nesse processo ocorre a ação de agentes biológicos como bactérias, 
protozoários e algas. Essa degradação pode ocorrer por meio do tratamento 
biológico aeróbio e anaeróbio. 
a. Condição aeróbica. 
A decomposição de determinada matéria orgânica, ocorre de forma aeróbica, se 
bactérias, apropriadas estiverem presentes, esse tipo de reação ocorre 
naturalmente em ambientes, com abundancia em oxigênio, por exemplo a 
compostagem. 
➢ C, NOx = +4, como Co2 ou H2CO3 ou HCO-; 
➢ S, NOx = +6, como SO42-; 
➢ N, NOX = +5, como NO3-; 
 
Composto de carbono: 
CH2O (matéria orgânica) + O2 microorganismos CO2 + H2O 
Composto de enxofre: 
Em condições aeróbicas: O sulfeto de hidrogênio dissolvido na água 
pode, ser oxidado por bactérias para enxofre elementar ou de forma 
completa, para sulfato. 
H2S + 2O2 H2SO4 
Composto de nitrogênio: 
O oxido nitroso N2O é um subproduto do processo de nitrificação 
NH3 + 3O2 microorganismos 2H+ + 2NO2- + 2H2O 
NH4+ + 2O2 microorganismos 2H+ + NO3- + H2O 
 
 
 
b. Condição anaeróbica. 
A decomposição da matéria orgânica acontece de forma anaeróbica se as 
bactérias apropriadas, estiverem presentes, esse tipo de reação ocorre, 
naturalmente em ambientes com baixo oxigênio, por exemplo em águas 
estagnadas como em mangues que o lodo toma conta, e a incidência de luz solar 
é menor, quando isso ocorre, os elementos químicos se encontram em forma 
reduzida: 
➢ C, NOx = -4, como CH4; 
➢ S, NOx = -2, como H2S 
➢ N, NOx = -3, como NH3 e NH4+ 
 
Compostos de carbono: 
Um exemplo de reação em condição anaeróbica: É a reação de 
fermentação, que ocorre em aterros sanitários e digestores utilizados 
em áreas rurais para converter resíduos, orgânicos produzidos por 
animais em gás metano, que pode ser utilizado como um combustível: 
2CH2O (matéria orgânica) microorganismos CH4 + CO2 
Compostos de enxofre: 
Em condições anaeróbicas: Bactérias anaeróbicas podem utilizar íon 
sulfato como o agente oxidante para converter matéria orgânica para 
dióxido de carbono. 
2SO42- + 3CH2O + 4H+ microorganismos 2S + CO2 + 5H2O 
CH3COOH + SO42- + 2H+ microorganismos H2S +2H2O + 2CO2 
Compostos de nitrogênio: 
O oxido nitroso N2O é um subproduto do processo de desnitrificação 
6NO3- + 5CH3OH + 6H+ microorganismos 3N2 + 13H2O + 5CO2 
 
Questão 04 - Quais são os efeitos sobre a vida aquática causados pelo 
aumento da quantidade de sedimentos nos rios (assoreamento)? Quais 
são as consequências econômicas do assoreamento? 
O assoreamento, é originalmente um processo natural onde os cursos 
d'água são afetados pelo acúmulo de sedimentos, que resultam no excesso de 
materiais sobre o seu leito, dificultando o seu aproveitamento isto pode ocorre 
através da chuva que lava o solo e carrega com sigo, galhos folhas sedimentos 
entre outro. Porem intensificado pelas ações humanas, sobretudo a partir da 
remoção da vegetação das margens dos rios, poluição, descuidos com o solo, 
plantações irregulares, ocupações de vertentes e muitas outras, estimasse que 
80% dos fatores do assoreamento sejam causados pelo homem, agente 
antrópico que só aumenta o problema. Cada vez mais estes processos trazem 
prejuízos a todo o ecossistema, trazendo e também consequências, diretamente 
a toda sociedade, pois com isso, os rios ficam cada vez mais rasos, largos e 
quentes, perdendo muitas das vezes a capacidade de navegação, pois com 
tantos sedimento o fundo do fica cada vez mais aparente, atrapalhando a 
passagem das embarcações, além de diminuírem a velocidade da vazão, além 
disso, a água ao encontrar tantos obstáculos, procura desviar-se, podendo cada 
vez mais, atingir espaços como ruas e casas, causando assim as enchentes 
urbanas, e também outros transtornos com uma série de problemas a saúde e 
ao meio ambiente. O assoreamento torna-se ainda pior quando, além dos 
sedimentos, lixo e esgoto são depositados sobre o rio, acumulando ainda mais 
dejetos em seu leito. 
 
Esquema de uma área, com pouco ou nenhum assoreamento e uma área assoreada, com 
sedimentos sendo depositados no fundo do rio. 
 
Inúmeras consequências, acontecem com todo o sistema devido o 
assoreamento, mas em especifico a vida aquática é a que mais é afetada, pois 
ocorre uma redução no volume de água do rio, que também se tornam turvas e 
impedem a entrada de luz, impossibilitando a renovação do oxigênio que os 
peixes e outrosorganismos precisam para sobreviver, assim causando um 
desequilíbrio tremendo, no ciclo reprodutorio das espécies, fazendo que algumas 
entrem até em extinção, a obstrução da água no fundo do rio não causa a sua 
estagnação, pois a água da chuva ainda viabiliza o seu fluxo. 
Consequência do assoreamento em rios, lagos, lagoas, baías e golfos: 
I. Elevação do fundo do corpo hídrico, prejudicando a navegação e 
diminuindo a lâmina d'água, o que provoca seu maior aquecimento e 
menor capacidade de dissolver oxigênio. 
II. Alteração da circulação e dos fluxos das correntes internas, 
comprometendo a vegetação da orla (manguezais) e as zonas 
pesqueiras. 
III. Em área de manguezais o assoreamento altera a flutuação das marés 
pelo avanço da linha de orla, podendo muito rapidamente comprometer 
este importante ecossistema. 
IV. O material fino em suspensão na coluna d’água (turbidez) é uma barreira 
à penetração dos raios solares, prejudicando a biota que realiza 
fotossíntese e consequentemente diminuindo a taxa de oxigênio 
dissolvido na água. 
V. Elevação topográfica do talvegue de córregos, rios e canais, originando 
inundações. 
VI. Aumento da velocidade da corrente próxima a uma das margens, 
provocando sua erosão, deslocando o eixo do curso de água e dando 
início à construção de meandros, o que leva a uma maior deposição de 
material sedimentar na planície do rio, potencializando o problema das 
inundações. 
Sabe-se que o assoreamento provoca um desequilíbrio no ecossistema, 
seja na água com a redução do ecossistema marinho ou do terrestre, que se 
encontra a beira deste rio. Entre as consequências econômicas podemos citar a 
redução de peixes e organismos que vivem no rio, se tornando então pobre de 
recursos naturais; Ainda, a possibilidade de alagamento e erosão pelo seu 
percurso que podem influenciar diretamente na agricultura ou mineração, ou 
ainda outras localidades ao seu redor, como cidades ou pequenos cais de barcos 
de pesca, causando prejuízo. Vale ressaltar que o processo de assoreamento, 
se não for identificado e restaurado a tempo, pode estagnar o rio, provocando 
até mesmo o acumulo de lixo gerando um rio inviável para qualquer consumo. 
 
Questão 05 - Atualmente, que legislação no Brasil trata do padrão de 
potabilidade da água? Do que trata esta legislação? Consulte o site da 
Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos e indique qual 
legislação naquele país tratado mesmo tema. Busque e compare a 
legislação brasileira com a estadunidense em relação ao padrão de 
potabilidade para os seguintes contaminantes: 
a. Arsênio; 
b. Cádmio; 
c. Chumbo; 
d. Benzeno; 
e. PCB (bifenilas policloradas). 
 
Legislação Brasileira: 
Portaria nº. 2.914/11, e de Consolidação nº 5 de 28/09/2017 – Ministério 
da Saúde/Gabinete do Ministro – Anexo XX do Controle e da Vigilância da 
Qualidade da Água para Consumo Humano e seu Padrão de Potabilidade. 
Trata dos procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da 
água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Como por exemplo 
as ações do SUS (Sistema Único de Saúde), as responsabilidades e 
competências da União, Estados e Municípios, a atuação da Secretaria de 
Vigilância em Saúde e a competência da ANVISA na vigilância da qualidade da 
água nas áreas de portos, aeroportos e passagens de fronteiras terrestres. 
Legislação Estadunidense: 
Nos EUA, por se tratar se tratar de uma Confederação, a legislação que 
trata do padrão de potabilidade da água é a Lei federal - Safe Drinking Water Act 
(SDWA), ou lei da água potável, que foi originalmente aprovada em 1974 e 
alterada por último em 1996. Essa lei autoriza a Agência de Proteção Ambiental 
dos Estados Unidos (USEPA), a definir os padrões e proteger contra 
contaminantes antrópicos ou naturais. 
Comparação: 
ARSÊNIO 
Estados Unidos da América: 
- MCLG (MG/L): 0 
- MCL ou TT (MG/L): 0,010 em 23/01/06 
 
Brasil: 
-VMP: (MG/L): 0,01 
 
- Potenciais efeitos para a saúde da exposição a longo prazo acima do 
MCL: Danos na pele ou problemas com o sistema circulatório, podendo 
ter risco aumentado de contrair câncer. 
- Fontes de contaminação na água potável: Erosão de depósitos 
naturais; escoamento de pomares, escoamento de vidro e resíduos de 
produção de eletrônicos. 
CÁDMIO 
Estados Unidos da América: 
- MCLG (MG/L): 0,005 
- MCL ou TT (MG/L): 0,005 em 23/01/06 
 
Brasil: 
-VMP: (MG/L): 0,005 
 
- Potenciais efeitos para a saúde da exposição a longo prazo acima do 
MCL: Danos nos rins. 
- Fontes de contaminação na água potável: Corrosão de tubos 
galvanizados; erosão de depósitos naturais; descarga de refinarias de 
metal; escoamento de baterias e tintas usadas. 
CHUMBO 
Estados Unidos da América: 
Cobre e o Chumbo são regulados por uma técnica de tratamento que 
requer sistemas para controlar a corrosividade de sua água. Se mais de 
10% das amostras de água da torneira excederem o nível de ação, os 
sistemas de água devem tomar medidas adicionais. Para o Cobre o nível 
de ação é 1,3 mg/L, e para o Chumbo é 0,015 mg/L. 
 
Brasil: 
-VMP: (MG/L): 0,01 
BENZENO 
Estados Unidos da América: 
- MCLG (MG/L): zero 
- MCL ou TT (MG/L): 0,005 
 
Brasil 
-VMP: (UG/L): 5 
 
- Potenciais efeitos para a saúde da exposição a longo prazo acima do 
MCL: Anemia; diminuição das plaquetas sanguíneas; aumento do risco 
de câncer; 
- Fontes de contaminação na água potável: Descarga de fábricas; 
lixiviação de tanques de armazenamento de gás e aterros; 
PCB (BIFENILAS POLICLORADAS) 
Estados Unidos da América: 
- MCLG (MG/L): zero 
- MCL ou TT (MG/L): 0,0005 
 
 
 
 
Brasil: 
 
- Potenciais efeitos para a saúde da exposição a longo prazo acima do 
MCL: Mudanças na pele; problemas de glândula do timo; deficiências 
imunológicas; dificuldades reprodutivas ou do sistema nervoso; aumento 
do risco de câncer. 
- Fontes de contaminação na água potável: Escoamento de aterros; 
descarga de resíduos químicos. 
 
 
Índice: 
MCL: Nível Máximo de Contaminação (Maximum Contaminant Level) 
MCLG: Meta de Nível máximo contaminante. (Maximum Contaminant Level 
Goal) 
VMP: Valor Máximo Permitido 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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