Química_ambiental

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Química
Ambiental
Jovana Bavaresco
Vivian Cristina Spier
2017
Curitiba-PR
Química Ambiental
Jovana Bavaresco
Vivian Cristina Spier
Catalogação na fonte pela Biblioteca do Instituto Federal do Paraná
Atribuição - Não Comercial - Compartilha Igual
INSTITUTO FEDERAL DO PARANÁ – EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA
Este Caderno foi elaborado pelo Instituto Federal do Paraná para a rede e-Tec Brasil.
Presidência da República Federativa do Brasil
Ministério da Educação
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Reitor pro tempore
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Chefe de Gabinete
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Inovação 
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Diretor Geral de Educação a Distância
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Técnicos
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Coordenador do Curso
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Coordenadora de Design Educacional
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Designer Educacional
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Ilustração
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Projeto Instrucional
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Projeto Gráfico
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Prezado estudante,
Bem-vindo à Rede e-Tec Brasil!
Você faz parte de uma rede nacional de ensino, que por sua vez constitui uma das ações 
do Pronatec - Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e Emprego. O Pronatec, 
instituído pela Lei nº 12.513/2011, tem como objetivo principal expandir, interiorizar e 
democratizar a oferta de cursos de Educação Profissional e Tecnológica (EPT) para a po-
pulação brasileira, propiciando um caminho de acesso mais rápido ao emprego.
É neste âmbito que as ações da Rede e-Tec Brasil promovem a parceria entre a Secretaria de 
Educação Profissional e Tecnológica (SETEC) e as instâncias promotoras de ensino técnico 
como os Institutos Federais, as Secretarias de Educação dos Estados, as Universidades, as 
Escolas e Colégios Tecnológicos e o Sistema S.
Assim, a Educação a Distância no nosso país, de dimensões continentais e grande 
diversidade regional e cultural, longe de distanciar, aproxima as pessoas ao garantir 
acesso à educação de qualidade, e promover o fortalecimento da formação de jovens 
moradores de regiões distantes, geograficamente ou economicamente, dos grandes 
centros.
A Rede e-Tec Brasil leva diversos cursos técnicos a todas as regiões do país, incentivando 
os estudantes a concluir o Ensino Médio e realizar uma formação e atualização contínuas. 
Os cursos são ofertados pelas instituições de educação profissional e o atendimento ao 
estudante é realizado tanto nas sedes das instituições quanto em suas unidades remotas, 
os polos. 
Os parceiros da Rede e-Tec Brasil acreditam em uma educação profissional qualificada – 
integradora do ensino médio e educação técnica, sendo capaz de promover o cidadão 
com capacidades para produzir, mas também com autonomia diante das diferentes 
dimensões da realidade: cultural, social, familiar, esportiva, política e ética.
Nós acreditamos em você!
Desejamos sucesso na sua formação profissional!
Ministério da Educação
Março de 2017
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linguagem e facilitar a organização e a leitura hipertextual.
Fique atento!
Indica o ponto de maior relevância no texto.
Pesquise!
Orienta ao estudante que desenvolva atividades de pesquisa, 
que complementem seus estudos em diferentes mídias: vídeos, 
filmes, jornais, livros e outras.
Glossário
Indica a definição de um termo, palavra ou expressão utilizada 
no texto.
Você sabia? 
Oferece novas informações que enriquecem o assunto ou 
“curiosidades” e notícias recentes relacionadas ao tema 
estudado.
Pratique!
Apresenta atividades em diferentes níveis de aprendizagem para 
que o estudante possa realizá-las e conferir o seu domínio do 
tema estudado. 
Design do componente
Unidade
Unidade
Unidade
Unidade
Unidade
1
3
5
2
4
Química ambiental, o mundo onde 
vivemos
Definição de química ambiental
Estrutura e composição do planeta
Estrutura e composição da atmosfera 
Solo
Perfil dos solos
Composição dos solos
Contaminantes dos solos
Solos como receptor de produtos perigosos
Legislação vigente
Ar
Atmosfera 
Poluição atmosférica 
Smog e inversão térmica 
Chuva ácida
Efeito Estufa 
Água
Distribuição das águas
Ciclo da água e mudanças de estado físico
 Qualidade da água
 Usos da água e os principais poluentes
Sedimentos
Características do sedimento
Origem, transporte e depósitos dos
sedimentos no meio ambiente 
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Unidade
Unidade
Unidade
Unidade
Unidade
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9
Química verde
Definição de química verde
Princípios da química verde
Benefícios da química verde
Saúde humana
Meio Ambiente
Utilização da química verde: reaproveitamento de resíduos 
Contaminantes orgânicos e inorgânicos
Resíduos sólidos
Qual o problema ambiental do lixão?
Aterro controlado
Aterro sanitário
Metais pesados
Produtos orgânicos tóxicos
Estudo de casos 
Mortandade no rio dos Sinos
Área de tratamento de madeira
Caso de Mariana-MG
Remediação de passivos ambientais
Tipos de remediação
Etapas da remediação
Gestão ambiental
Técnicas de remediação
Ciclos biogeoquímicos
Ciclo do carbono
Ciclo do nitrogênio
Fixação bacteriológica
Fixação atmosférica
Fixação Industrial
Ciclo do enxofre
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A sustentabilidade ambiental é um desafio para a humanidade. Com ela podemos evitar 
muitas tragédias que, hoje, ocorrem por descuido ou por má intenção. De modo geral, 
os químicos, muitas vezes, são taxados de poluidores do meio ambiente. Agora, com o 
surgimento de novas tecnologias, temos a opção de reverter esse pensamento, pois é 
nossa a obrigação de cuidar do meio ambiente e de montar estratégias que minimizem 
ou inibam a degradação ambiental. Os técnico em meio ambiente, conhecedores de 
técnicas e processos devem tomar a frente e garantir que o futuro da humanidade não 
seja tomado por desastres ambientais.
Com os conhecimentos adquiridos durante o curso de técnico em meio ambiente, é pos-
sível remediar locais isolados por contaminação, limpar a água de fontes hoje contami-
nadas, não permitir a liberação de substâncias tóxicas para a atmosfera e muitas outras 
ações que minimizam ou previnem a poluição. Com essas e outras ações, esperamos ter, 
em alguns anos, uma qualidade ambiental muito melhor do que a que temos hoje. 
Nosso desejo a você, futuro técnico em meio ambiente, é que possa contribuir para que 
isso aconteça!
Bons estudos!
Jovana Bavaresco
Vivian Cristina Spier
Palavra das autoras
Apresentação do componente 
curricular
A disciplina de Química Ambiental é bastante ampla e complexa. Para facilitar o enten-
dimento de todos, iniciamos o livro com uma ideia geral do mundo no qual vivemos e 
do que é formado o planeta Terra (capítulo 1). Os próximos capítulos vão caracterizar os 
elementos principais: água, solo, sedimento e ar (capítulos 2, 3, 4 e 5 respectivamente). 
Tendo esse conhecimento inicial, passamos a estudar as reações dos compostos químicos 
com o meio ambiente, através do estudo dos ciclos biogeoquímicos (capítulo 6). No capí-
tulo 7, mostramos quais os principais compostos orgânicos e inorgânicos contaminantes 
do meio ambiente. Obviamente muitos outros existem e cada um deles deve ser ava-
liado por um profissional.De nada vale essa avaliação profissional se não for feita uma 
remediação do ambiente contaminado, e é esse o tema do capítulo 8. Na sequência, 
abordamos um tema que é relativamente novo no Brasil, a química verde (capítulo 9). O 
futuro químico ambiental deve não apenas conhecer, mas praticar a química verde em 
toda sua carreira. Para finalizar, no capítulo 10, optamos por descrever três casos reais de 
contaminação ambiental. Queremos mostrar que desastres acontecem e que devemos 
estar sempre preparados para colocar em prática os conhecimentos assimilados e, assim, 
melhorar nosso meio ambiente.
Unidade
1
Fonte: WikimediaCommons / NASA/GSFC/ NOAA/ USGS / CC 0
Química ambiental, o mundo 
onde vivemos
14 Química Ambiental
Nesta primeira unidade, veremos a definição de química ambiental e o conhecimen-
to sobre o mundo em que vivemos, como sua composição química. E este é o primei-
ro passo para aprofundar nosso conhecimento nesta área que, além de importante, 
é extremamente interessante (BAIRD, 2002).
Para entendermos as transformações que ocorrem no meio ambiente, é necessário co-
nhecer sua composição e distribuição. Vivemos em um dos oito planetas do sistema so-
lar, que é regido pelo sol, que é uma estrela entre as 100 bilhões de estrelas pertencentes 
a uma galáxia, a via Láctea, que por sua vez é uma dentre as 200 bilhões de galáxias 
existentes em um universo, dentre os possíveis.
Podemos perceber que conhecer tudo é praticamente impossível, assim, nos dedicare-
mos a estudar apenas o Planeta Terra.
Definição de química ambiental
A química ambiental pode ser definida como o estudo das fontes, reações, transporte e 
efeitos das espécies químicas em água, solo, ar e ambientes de vida. A química ambiental 
é uma ciência interdisciplinar que envolve química, biologia, geologia, ecologia, entre 
outras áreas de conhecimento. As transformações do ambiente podem ser naturais ou 
causadas pelo homem. E em alguns casos essas transformações podem trazer sérios 
danos à humanidade (ROCHA. 2004).
Estrutura e composição do planeta
A ciência acredita que o início do universo se deu a partir de uma grande explosão, o 
chamado Big Bang, da qual se originou toda a matéria do Universo. O planeta Terra tem 
aproximadamente 4,5 bilhões de anos, e nesse incrível espaço de tempo muitas coisas 
mudaram. 
Para estudar e entender melhor a composição do planeta Terra vamos separá-lo em ca-
madas (Figura 1.1).
15Unidade 1 – Química ambiental, o mundo onde vivemos
A camada mais superficial da Terra, conhecida como crosta terrestre, é fundamental para 
as atividades humanas. Esta camada é a mais estreita, variando de 20 a 70 km de es-
pessura nas áreas continentais, e de 5 a 15 km nas zonas oceânicas. A parte superior da 
crosta terrestre, chamada SIAL, é formada por minerais ricos em silício (Si) e alumínio (Al). 
Já a parte inferior da crosta é composta por rochas formadas por minerais compostos 
por Si e magnésio (Mg). O quadro 1.1 mostra os principais elementos químicos da crosta 
terrestre. Eles correspondem a 98% do total.
Tabela 1.1: Composição básica da crosta terrestre
Elemento Símbolo %
Oxigênio O 46,6
Silício Si 27,7
Alumínio Al 8,1
Ferro Fe 5,0
Cálcio Ca 3,6
Sódio Na 2,8
Potássio K 2,6
Magnésio Mg 2,1
Figura 1.1 – Camadas do planeta Terra.
Fonte: Wikimedia Commons / Linuxerist / CC BY-AS
 
Fonte: Adaptado de Leinz, V. (1989)
16 Química Ambiental
O manto é a segunda camada da Terra, apresenta profundidade de 30 a 2.900 km. Nes-
sa camada, a temperatura pode chegar a 2.000ºC, o que propicia o derretimento das 
rochas, transformando-as em magma. Entre a crosta terrestre e o manto encontra-se a 
descontinuidade de Mohorovicic , onde variações sísmicas costumam ocorrer.
Entre o manto e a terceira camada da Terra, o núcleo, encontra-se a descontinuidade 
de Gutenberg totalmente em estado líquido e com temperaturas maiores que as do 
manto.
Não se conhece exatamente a composição do núcleo, mas há fortes indícios de que ele 
seja formado por uma liga de ferro (Fe) e níquel (Ni). O núcleo externo encontra-se no 
estado líquido, e o núcleo interno é sólido em virtude da influência da pressão interna 
do planeta sobre ele.
Estrutura e composição da atmosfera
Nosso planeta é envolvido pela atmosfera, a qual é de grande importância para nossa 
vida. A atmosfera pode ser dividida em cinco camadas conforme sua composição (Figura 
1.2).
Descontinuidade de Mohorovicic
É uma camada descontínua entre a crosta e o manto terrestre, sua espessura varia de 0,1 km até alguns 
quilômetros. O nome foi dado em homenagem a seu descobridor, Andrija Mohorovicic (1857-1936).
A descontinuidade foi descoberta através da análise da propagação de ondas sísmicas dos tipos S e P. As ondas 
sísmicas sofrem uma variação de velocidade brusca (aumentam suas velocidades) ao passarem por essa camada, 
em razão da diferença existente entre os tipos de material constituintes da crosta e do manto superior da Terra e, 
consequentemente, da diferença existente entre suas densidades.
Descontinuidade de Gutemberg
É situada a cerca de 2.900 km de profundidade, entre o manto e o núcleo, marca o limite abaixo do qual as ondas 
S não se propagam e as ondas P diminuem de velocidade o que evidencia uma alteração das propriedades dos 
materiais que constituem o interior da Terra. Seu nome é uma homenagem ao seu descobridor, o alemão Beno 
Gutenberg. É também conhecida por descontinuidade C, devendo esta designação ao termo “cor” de origem 
latina, que significa núcleo. Disponível em: <wikiciencias.casadasciencias.org/index.php/Descontinuidade_
sísmica>.
17Unidade 1 – Química ambiental, o mundo onde vivemos
A exosfera é a camada mais externa, ela antecede 
o espaço sideral. É formada basicamente por hé-
lio (He) e hidrogênio (H), e pode atingir 1.000°C. 
Nessa camada não existe gravidade e as partículas 
se desprendem da terra com facilidade, é onde 
permanecem os satélites de transmissão de infor-
mações e telescópios espaciais, e ocorre a aurora 
boreal.
Figura 1.2 - Camadas da atmosfera terrestre
Fonte: IFPR (2017)
A aurora boreal é um fenômeno que 
ocorre apenas nas regiões polares do norte 
do planeta Terra.Pode ser vista a olho 
nu durante a noite ou no final da tarde. 
Durante o fenômeno são vistos no céu 
luzes coloridas e brilhantes, geralmente 
avermelhadas e esverdeadas.
18 Química Ambiental
A termosfera é a segunda camada atmosférica mais extensa. Composta por oxigênio 
atômico, gás que absorve a energia solar em grande quantidade. As temperaturas po-
dem atingir os 1.000°C.
A mesosfera é a terceira camada, cuja tempera-
tura varia de –10°C até –100°C. A temperatura é 
extremamente fria, pois não há gases ou nuvens 
capazes de absorver a energia solar. Nesta cama-
da ocorre o fenômeno da aeroluminescência.
A quarta camada, chamada estratosfera, possui 
temperaturas que variam de –5°C a –70°C, apre-
senta pouco fluxo de ar e é muito estável. Na estratosfera localiza-se a camada de ozô-
nio, que funciona como uma espécie de filtro natural do planeta Terra, protegendo-o 
dos raios ultravioletas do Sol. Aviões supersônicos e balões de medição climática podem 
atingir esta camada.
A troposfera é a camada mais próxima da crosta terrestre, é nesta camada que ocorrem 
os fenômenos climáticos (chuvas, formação de nuvens, relâmpagos). Nessa camada en-
contra-se o ar, usado na respiração de plantas e animais. Ele é composto basicamente 
por Nitrogênio (N), Oxigênio (O) e Gás Carbônico (CO2). Quase todo o vapor encontrado 
na atmosfera situa-se na troposfera, que ocupa 75% da massa atmosférica. As tempera-
turas podem variar de 40°C até –60°C. Na troposfera pode-se observar a poluição do ar 
e o voo dos aviões de transporte de cargas e passageiros. 
O estudo do meio ambiente não é fácil e nem simples, pois trabalhamos com interações 
entre sólidos, líquidos e gases e essas reações nuncaocorrem isoladas. O conhecimento 
do planeta nos auxilia a ter uma visão geral do nosso compromisso com o meio ambien-
te.
Aeroluminescência
Fenômeno ótico da atmosfera terrestre 
que ocorre entre 80 e 300 km de altitude, 
consistindo na emissão da radiação 
eletromagnética pelos constituintes 
atmosféricos em decorrência de processos 
de reações fotoquímicas e iônicas.
19Unidade 1 – Química ambiental, o mundo onde vivemos
Pratique
• O surgimento dos elementos químicos aconteceu a partir da grande expansão do 
universo há cerca de 15 bilhões de anos. Nesta ocasião, se formaram os átomos leves 
e simples como o hidrogênio (H) e o hélio (He). Esses elementos, além de serem os 
primeiros a surgir, são os que constituem praticamente toda a massa do universo. 
Sabendo disso, procure descobrir como os outros elementos químicos da tabela pe-
riódica foram formados. 
Unidade
2
Fonte: Wikimedia Commons / Angeloleithold / CC BY-SA
Água
22 Química Ambiental
Nesta unidade, aprenderemos como a água circula no planeta e como se dão as 
mudanças de estados físicos. Vamos entender como são feitos os tratamentos da 
água depois de utilizada, e a legislação que regulamenta os padrões de qualidade 
mínimos.
A água é o nosso bem mais precioso, dependemos dela para quase tudo. Assim, o co-
nhecimento das fontes, das transformações no ambiente e do cuidado que devemos ter 
é primordial para a manutenção da vida na Terra.
Distribuição das águas
A água é um componente vital, tanto para os animais quanto para as plantas. O ser 
humano possui aproximadamente 73% de água e o nosso planeta é constituído por ¾ 
de água. Toda a água se encontra distribuída nos três estados físicos da matéria: sólido, 
líquido e gasoso.
A fase sólida é representada pelas geleiras e são compostas por águas doces. Elas repre-
sentam cerca de 67,5% da água doce do planeta.
A fase líquida pode ser subdividida entre águas superficiais e subterrâneas, sendo que 
elas podem ser doces ou salgadas. Dentre as águas salgadas, temos os mares e oceanos 
que correspondem a 97,5% do total de água do planeta Terra. As águas subterrâneas 
representam 30% da água doce do planeta. Considerando que 67,5% é representada 
pelas geleiras e glaciais, e 30% pelas águas subterrâneas, é fácil verificar que apenas 
2,5% das águas doces correspondem aos rios, lagos e vapores de água da atmosfera.
23Unidade 2 – Água
Ciclo da água e mudanças de estado físico
A quantidade de água que temos à disposição é sempre a mesma, mas nunca está para-
da, isto é, a água vai se transformando e mudando de fase. Nesse ciclo da água (figura 
2.2), temos algumas mudanças de fases que devemos olhar mais detalhadamente.
Figura 2.1 – Fontes de águas doces.
Fonte: Pixabay/Pixipixa/ CC 0 / Pixabay /hongmyeon/ CC 0 / Pixabay / Azulia/ CC 0 / Pixabay / Maru_vdv/ CC 0
O maior lago de água doce do mundo em extensão é o lago Superior, localizado numa região de fronteira 
entre os Estados Unidos e o Canadá. Possui aproximadamente 82.100 km2 de extensão. Já o lago com maior 
quantidade de água doce do planeta é o lago Baikal, na Sibéria, com cerca de 23 mil quilômetros cúbicos de 
água.
24 Química Ambiental
Na figura 2.3, vemos que o esquema de mudança de fase (sólido, líquido, gasoso) possui 
um nome específico: sublimação, fusão, evaporação, condensação e solidificação.
Figura 2.3 - Esquema de mudança de estado físico
Fonte: IFPR (2017)
Figura 2.2 – Ciclo da água no meio ambiente
Fonte: IFPR (2017)
25Unidade 2 – Água
Para que ocorram essas mudanças, necessitamos de uma variação de temperatura. Por 
exemplo, para que se forme um cubo de gelo, colocamos uma porção de água líquida 
no congelador e aguardamos até o liquido resfriar e congelar; usando a nomenclatura 
científica, solidificar. Perceba que a água deve resfriar, e que durante a mudança de fase, 
a temperatura é mantida constante. A regra da temperatura constante serve para todas 
as mudanças de fases. Veja na figura 2.4 o gráfico onde essas mudanças podem ser 
observadas.
Qualidade da água
A manutenção da qualidade da água doce é extremamente importante para nós na quí-
mica ambiental. Por esse motivo, os órgãos governamentais regulamentadores estabele-
cem muitos critérios para impedir que o ser humano prejudique, contamine e/ou polua 
as reservas de águas potáveis.
Figura 2.4 - Gráfico de mudança de fase a temperatura constante
Fonte: IFPR (2017)
Conceitualmente, há diferença entre os termos poluição e contaminação. Poluição é uma alteração ecológica 
provocada pelo ser humano, que prejudica, direta ou indiretamente, sua vida ou seu bem-estar, trazendo 
danos aos recursos naturais e impedimento a atividades econômicas. Contaminação é a presença, em um 
ambiente, de seres patogênicos ou substâncias em concentração nociva ao ser humano. No entanto, se não 
resultar em uma alteração das relações ecológicas, a contaminação não é uma forma de poluição.
26 Química Ambiental
No Brasil, o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) é responsável por legislar 
sobre os padrões de qualidade das águas. Por exemplo, existem valores quantitativos 
que estabelecem se as águas salgadas podem ser 
utilizadas para balneabilidade (permissão para to-
mar banhos nas praias), ou se águas doces têm 
potabilidade para permitir o consumo humano, 
ou até mesmo legislar sobre as águas que a in-
dústria pode devolver ao ambiente após uso na 
fabricação de seus produtos.
Especificamente, o padrão de qualidade das águas é subdividido em controle físico-quí-
mico, metais e microrganismos.
Usos da água e os principais poluentes
A água é utilizada para diversos fins. No uso doméstico, utilizamos para o consumo 
humanos e animal, na limpeza e higienização de alimentos e de nossas casas e nos sa-
nitários. Na área agrícola, a irrigação das plantas consome grande quantidade de água, 
que, em geral, é retirada de rios e açudes. Na área industrial, a água é utilizada como 
matéria-prima, no resfriamento de equipamentos industriais, na geração de energia e na 
limpeza dos ambientes.
Todos esses usos geram um volume de água de qualidade inferior. Nesse caso, a água 
deve ser tratada quantas vezes for necessária para ser não só reutilizada, mas ter tam-
bém a mesma qualidade inicial.
Dentre os tratamentos, temos aquele voltado para o consumo humano, onde a água é 
retirada de fontes superficiais ou subterrâneas, como rios ou poços. Essas águas passam 
por processos de purificação químicos e físicos (figura 2.5), até obter os padrões de qua-
lidade regulamentados pelo Ministério da Saúde (Portaria 2.914/2011).
Figura 2.5 - Tratamento padrão para águas residenciais
Fonte: IFPR (2017)
Para saber mais sobre a legislação ambiental 
e suas resoluções, CONAMA 357/2005 e 
CONAMA 430/2011, consulte o site <http://
www.mma.gov.br/port/conama/legi.cfm>. 
Acesso em: 20 out. 2016.
27Unidade 2 – Água
A água utilizada na indústria geralmente sai com uma carga de contaminante bastante 
elevada, seja ela orgânica (resíduos de frigoríficos) ou inorgânica (resíduos de indústrias 
metalúrgicas). Esses resíduos líquidos não podem simplesmente ser despejados no meio 
ambiente. A Portaria do CONAMA 357/2005 regulamenta esse assunto e relaciona um 
teor máximo permitido para o lançamento desses efluentes no meio ambiente. Para 
isso, a indústria necessita de tratamentos que diminua a carga contaminante. Dentre os 
tratamentos mais utilizados estão: filtração – utilizada para remover os materiais sólidos; 
aeração de lagoas de estabilização – aumenta o teor de oxigênio na água e permite a 
decomposição de resíduos orgânicos; floculação – utilizada para reter coloides; estabili-
zação do pH neutro (próximo à 7), seja pela adição de ácidos ou bases. Tratamentos mais 
complexos são exigidos em casos mais específicos, como na contaminação por metais 
pesados tóxicos, como mercúrio, cádmio e chumbo.
Percebemos, no estudo desta unidade, que na química ambiental a água é um fator pri-
mordial.O cuidado e os tratamentos devem ser feitos de modo a manter ou, até mesmo, 
melhorar a qualidade de nossas águas. 
Pratique
• A queima de combustíveis fósseis (gasolina, óleo diesel) contribui para a formação de 
chuvas ácidas, principalmente em áreas bastante industrializadas. Pesquise e descreva 
quais os principais compostos que geram a chuva ácida. E quais suas consequências.
Unidade
3
Fonte: Pixabay / skeeze/ CC 0
Solo
30 Química Ambiental
Nesta aula, você irá conhecer os tipos de solos e suas propriedades. Por ser o estudo 
dos solos um assunto bastante complexo, que envolve fatores químicos, físicos e 
biológicos, abordaremos primeiramente os tipos de solos e suas propriedades para 
então falar de como evitar ou corrigir solos contaminados.
Um conceito geral sobre os solos foi escrito por Beck et al. (2000), onde o autor diz que 
o solo é um corpo natural da superfície terrestre, constituído de materiais minerais e or-
gânicos, resultantes das interações dos fatores de formação através do tempo, contendo 
matéria viva e em parte modificada pela ação humana, capaz de sustentar plantas, reter 
água, armazenar e transformar resíduos e suportar edificações.
Perfil dos solos
Os solos se diferem em suas propriedades de acordo com seu material de origem. Cada 
material de origem será afetado pelo clima, organismos vivos e topografia, gerando solos 
com características únicas. Esses tipos de solos formados podem ser estudados observando 
um corte vertical do solo até que se atinja a camada rochosa. Esse estudo do perfil do solo 
possibilita a visualização de diferentes camadas, que nesse caso são chamadas de horizon-
tes. As letras A, E, B e C representam horizontes principais. As letras O e R representam 
horizontes orgânicos em solos minerais e rocha inalterada, respectivamente (figura 3.1).
Figura 3.1 - Representação gráfica de um perfil de solo com diferentes horizontes
Fonte: IFPR (2017)
31Unidade 3 – Solo
No perfil de solos reais, podemos não encontrar todas as camadas como vemos na figura 
3.1, isso se deve ao seu material de origem e aos fatores da sua formação. A profun-
didade dos solos pode variar de alguns centímetros até vários metros. E a textura varia 
de horizonte para horizonte. Entre esses horizontes são marcantes as variações de cor, 
textura, teor de nutrientes e porosidade.
Composição dos solos
Os solos são formados por uma fase sólida, composta por minerais e material orgânico, 
uma fase porosa que pode ser preenchida tanto pela solução do solo quanto pelo ar. 
Na fase sólida mineral, encontram-se partículas 
de tamanhos e formatos diferentes, classificadas 
de acordo com o diâmetro em frações granulo-
métricas, sendo elas: cascalho (diâmetro de 20 – 
2mm), areia (de 2 a 0,05mm), silte (diâmetro de 
0,05 a 0,002mm) e argila (diâmetro menor que 
0,002mm) (MacBride, 1994).
Na fase líquida, encontramos uma solução constituída por água acrescida de íons e com-
postos orgânicos dissolvidos. Essa solução é importante para a nutrição das plantas, pois 
é dela que as raízes conseguem absorver os nutrientes.
Figura 3.2 - Fases do solo
Fonte: IFPR (2017)
Silte
Substância mineral cujas partículas possuem 
diâmetro de 2 a 0,05mm, podem ser 
carregadas por água corrente e depositada 
como sedimento.
32 Química Ambiental
A fase gasosa se refere ao espaço poroso do solo. Nesse espaço, a concentração de CO2 
é de 10 a 100 vezes maior que na atmosfera.
A fase orgânica é constituída por microrganismos e por materiais orgânicos vegetais. Essa 
fase é uma fonte de nitrogênio para as plantas e microrganismos presentes nos solos.
Contaminantes dos solos
Os solos são utilizados de diferentes formas e isso contribui para que se tenha uma di-
versidade de contaminantes e poluentes. Como foi visto, o solo é constituído de parte 
mineral, líquida e também por uma vasta diversidade de microrganismos que podem 
catalisar reações e facilitar a disponibilidade de possíveis contaminantes.
Em áreas industriais, derramamentos e vazamentos são responsáveis pela contaminação 
dos solos. Nesses casos, tanto compostos orgânicos como inorgânicos podem atingir os 
solos e causar contaminações pontuais. Dependendo da contaminação, esse poluente 
pode ser inativado, como também pode ser transformado em compostos ainda mais 
perigosos, voláteis ou solúveis em água e assim gerar uma contaminação secundária, 
chamada contaminação difusa, no ar e nas águas 
superficiais e também subterrâneas próximas.
Nas áreas agrícolas que recebem fertilizantes, se-
jam eles orgânicos ou minerais, inseticidas, fun-
gicidas e herbicidas de forma não controlada e 
inadequada, pode ocorrer um efeito cumulativo 
e quando não biodegradável pode ser transferido 
pela cadeia trófica.
Em relação aos contaminantes inorgânicos, deve-
mos ter cuidado com os chamados metais pesados ou elementos-traço, pois possuem 
a característica de ser não biodegradável e em alguns casos podem ser cumulativo ou 
até mesmo ocorrer biomagnificação, como no caso do mercúrio (MANAHAN, 2001).
Os fertilizantes orgânicos, como estercos, 
possuem grandes quantidades de metais 
e devem ser utilizados com cautela para 
não contaminar os solos. Já os fertilizantes 
minerais, geralmente, são purificados para 
aumentar o teor de nutriente, retirando 
impurezas que poderiam ser contaminantes 
ao solo.
Metais pesados
Grupo de elementos que possuem peso atômico entre 63 e 200 e densidade superior a 4,0 g/cm3.
Biomagnificação
É o acúmulo progressivo ao longo da cadeia alimentar de substâncias não biodegradáveis.
33Unidade 3 – Solo
Os resíduos orgânicos adicionados ao solo podem conter compostos prejudiciais ao solo. 
Entre os resíduos orgânicos podemos destacar a vinhaça, os resíduos de curtumes, 
petroquímicos, lodos de estação de tratamento 
de efluentes, compostos de lixo urbano, estercos 
animais e resíduos vegetais. Cada tipo de resíduo 
pode prejudicar o solo de uma maneira, seja ela 
acidificando os solos, aumentando os valores de 
DBO (demanda bioquímica de oxigênio) e DQO 
(demanda química de oxigênio), introduzir óleos 
e graxas e inclusive adicionando altas concentra-
ções de elementos-traço, como é o caso dos resí-
duos de curtumes, lodos de estação de tratamen-
to de efluentes e lixo domiciliar urbano.
Solos como receptores de produtos perigosos
Por muitos anos, os solos foram usados como depósitos de substâncias tóxicas, pois se 
acreditava que dessa forma estaríamos seguros e evitaríamos problemas maiores. Com o 
avanço industrial e urbano associado com a pesquisa ambiental, essa prática tornou-se 
insustentável.
Ainda hoje utilizamos os solos para armazenar resíduos sólidos, porém essas áreas, cha-
madas “áreas de sacrifício” possuem legislação específica, onde é considerado o tipo de 
solo. Essa legislação minimiza os impactos ambientais, visando garantir proteção total ao 
meio ambiente. Os solos mais adequados para se construir esses depósitos, conhecidos 
como ARIP (aterro de resíduos industriais perigosos) devem possuir características como 
ser naturalmente impermeáveis, baixo grau de saturação, profundidade do lençol freáti-
co e predominância, no subsolo, de material argiloso com coeficiente de permeabilidade 
menor ou igual a x10-7 cm/s.
Não é permitida a instalação de aterros em áreas inundáveis, em áreas de recarga de 
aquíferos, em áreas de proteção de mananciais, mangues e habitat de espécies protegi-
das, ecossistemas de áreas frágeis ou em todas aquelas definidas como de preservação 
ambiental permanente, conforme legislação em vigor, e nem em áreas onde haja pre-
dominância no subsolo de material com coeficiente de permeabilidade muito alto. Além 
disso, os aterros devem respeitar as distâncias mínimas, estabelecidas na DZ-1311, para 
corpos d’água, núcleos urbanos, rodovias e ferrovias, e não é permitida a construção de 
Vinhaça
É o resíduo pastoso e malcheiroso que 
resta após a destilação fracionada do caldo 
de cana de açúcarfermentado, para a 
obtenção do etanol.
Curtume
Nome dado às operações de processamento 
da pele crua e, por extensão, ao local 
onde este processamento é feito. Tem por 
finalidade deixá-lo resistente, sendo útil 
para a indústria calçadista e de móveis.
34 Química Ambiental
aterros em áreas cujas dimensões não possibilitem vida útil para o aterro igual ou supe-
rior a 20 anos, conforme definido na DZ-1311.
Para cada tipo de resíduo há um aterro adequado. Existem três tipos principais:
1. Aterro sanitário: deve ser constituído por um sistema de drenagem de efluentes 
líquidos percolados (chorume) acima de uma camada impermeável de polietileno de 
alta densidade, sobre uma camada de solo compactado para evitar o vazamento de 
material líquido para o solo, evitando assim a contaminação de lençóis freáticos. O 
chorume deve ser tratado e/ou recirculado (reinserido ao aterro), causando assim me-
nor poluição ao meio ambiente. Seu interior deve possuir um sistema de drenagem 
de gases que possibilite a coleta do biogás que é constituído por metano, gás carbô-
nico (CO2) e água (vapor), entre outros, e é formado pela decomposição dos resíduos. 
Falaremos com mais detalhes sobre o chorume na Unidade 7.
2. Lixão: é uma área a céu aberto onde os resíduos são despejados, sem nenhum tipo 
de impermeabilização do solo.
3. Aterro controlado: normalmente é um lixão remediado, coberto por sucessivas ca-
madas de terra e lixo, mas sem procedimento de impermeabilização do solo ou cap-
tação do chorume.
Figura 3.3 - Aterro sanitário
Fonte: IFPR (2017)
35Unidade 3 – Solo
Legislação vigente
O Ministério do Meio Ambiente, através do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CO-
NAMA), dispõe sobre critérios e valores orientadores de qualidade do solo quanto à 
presença de substâncias químicas e estabelece diretrizes para o gerenciamento ambiental 
de áreas contaminadas por essas substâncias em 
decorrência de atividades antrópicas. As reso-
luções 420/2009 e 460/2013 estabelecem esses 
valores para compostos orgânicos e inorgânicos 
e diferenciam as atividades no qual esse solo será 
utilizado.
A classificação se difere em valor de referência de qualidade, onde cada Estado deve 
fazer seu próprio estudo de caso, valor de prevenção, o qual é utilizado como um aler-
ta, e valores de investigação, os quais são divididos entre solos agrícolas, residenciais e 
industriais. Dentro de cada classificação temos os valores máximos permitidos de cada 
composto para sua utilização. Valores superiores aos descritos na legislação devem ser 
tratados como área contaminada, sendo necessário um plano de descontaminação do 
local.
A descontaminação pode ser feita in-situ, isto é, no mesmo local, ou retirando todo o 
solo contaminado para um tratamento apropriado fora do local de origem.
Concluindo, podemos dizer que o solo é um ambiente bastante complexo e necessita de 
cuidados especiais, pois a adição de compostos que excedem sua capacidade de inativa-
ção ou de retenção pode gerar contaminação em outras matrizes ambientais, como as 
águas superficiais e subterrâneas e a atmosfera.
As características dos solos para a implantação de aterros de resíduos sólidos industriais podem ser vistas na 
Fepam, na Revista disponível em:<http://www.fepam.rs.gov.br/fepamemrevista/downloads/FEPAM_REVISTA_
V6N2_2012.pdf>.
Antrópica
É o termo que se refere a tudo aquilo que 
resulta da ação humana.
36 Química Ambiental
Pratique
• De acordo com a legislação, os resíduos de curtumes devem ser destinados a aterros 
especiais de resíduos de classe I, isto é, a classe mais perigosa. Esses resíduos são 
assim classificados por conter alto teor de cromo. Considerando que sapatos, bolsas, 
roupas e estofamentos de carro são produzidos com o mesmo material, por que esses 
produtos não têm a obrigação de seguir para o mesmo tipo de aterro? 
Unidade
4
Fonte: Pixabay / werner22brigitte / CC0
Sedimentos
38 Química Ambiental
Nesta unidade, você entenderá o que são sedimentos e conhecerá os benefícios e 
malefícios que essas partículas podem acarretar ao meio ambiente.
Os sedimentos ajudam a contar a história do ambiente onde se depositaram. Essas par-
tículas foram transportadas por arraste/rolamento ou por suspensão. A deposição se dá 
principalmente pelo tamanho da partícula e pelo fluxo a qual é submetida.
Características do sedimento
Sedimentos são constituídos por partículas mine-
rais (areia, silte e argila) e por matéria orgânica. 
Em termos geológicos, um sedimento é o material 
sólido que se acumula na superfície terrestre e que 
surge pela ação de diversos fenômenos naturais 
que atuam na atmosfera, na hidrosfera e na bios-
fera. Os ventos, as precipitações e as variações de 
temperatura são alguns dos fatores relacionados 
com a formação de sedimentos. Esses sedimentos 
podem, em algum tempo, sofrer o processo de 
litificação e tornar-se rocha.
Figura 4.1 - Depósitos sedimentares que sofreram o processo de litificação, 
formando as rochas sedimentares
Fonte: Wikimedia Commons / BrigitteWerner(werner22brigitte)/ CC0
Litificação
Conjunto complexo de processos 
que convertem sedimentos em rocha 
consolidada, graças, principalmente, 
à pressão exercida pelos sedimentos 
acumulados nos vários tipos de erosão. A 
litificação pode envolver vários processos 
como: desidratação, compactação, 
cimentação, recristalização, lateritização e 
enriquecimento iônico.
39Unidade 4 – Sedimentos
Normalmente, os sedimentos são constituídos por partículas de diferentes tamanhos, 
formas e composição química, transportadas por água, ar ou gelo, distribuídos ao longo 
dos vales do sistema de drenagem, e são orientados a partir da interação constante e 
contínua dos processos de intemperismo e erosão. Esse tipo de sedimento não consoli-
dado é chamado de sedimento de fundo.
O material em suspensão e os sedimentos estão interligados por meio da sedimentação e 
dos processos de erosão. Entre os sedimentos e os poluentes da água intersticial ocorrem 
os processos de adsorção/desorção e de precipitação/dissolução. A adsorção é a adesão 
de moléculas de um fluido a uma superfície sólida, podem ser adsorvidas por processos 
químicos, pelas ligações químicas ou físicas por interações de Van der Waals. A elevada 
concentração desses elementos na água intersticial pode influenciar os seus níveis nas 
águas superficiais através de processo, como: difusão, consolidação e bioturvação.
Os sedimentos tendem a acumular organismos patogênicos, nutrientes, metais e com-
postos orgânicos. Esses são adsorvidos sobre as superfícies de materiais particulados, 
especialmente os orgânicos que se encontram em suspensão na água e, finalmente, 
decantam-se no fundo do corpo d’água. Quando a concentração dos contaminantes 
alcança um valor que causa efeitos adversos à biota ou, ainda, põe em risco a saúde 
humana, o sedimento é considerado contaminado.
A produção e adição de sedimentos em nanopartículas também é uma forma de des-
contaminação de águas. A síntese de óxidos de 
ferro (como magnetita e maghemita) magnéticos 
propicia a geração de um produto com alta ca-
pacidade de adsorção de ânions. A adição destes 
compostos na forma de sedimentos em tratamen-
tos de água propicia a adsorção de contaminantes 
da água. Posteriormente, são removidos da água 
– por magnetização (imã) – o óxido de ferro mais 
os contaminantes.
Os contaminantes químicos podem ser classificados em dois grupos distintos de acordo 
com as fontes de contaminação: litogênicos e antropogênicos. O primeiro é formado pe-
las espécies presentes nos solos e rochas da região, ou seja, origem natural. O segundo é 
constituído pelas espécies introduzidas pela ação do homem no meio e são os responsá-
veis pelas alterações causadas à biota, ou seja, origem antropogênica. São exemplos de 
fontes naturais os processos físicos e químicos como intemperismo, atividade vulcânica, 
carregamento de solo e de rochas etc. E os de fonte antropogênicassão os descartes de 
efluentes urbanos, industriais, agropecuária, praguicidas, queima de combustíveis etc.
Para saber mais sobre a utilização de 
minerais/sedimentos para descontaminação 
de águas, leia o artigo ‘Materiais 
magnéticos baseados em diferentes 
zeólitas para remoção de metais em água’. 
Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/
qn/v28n5/25894.pdf>.
40 Química Ambiental
Origem, transporte e depósitos dos 
sedimentos no meio ambiente
Normalmente, os sedimentos são produzidos pela desagregação de rochas ou solo. A de-
sagregação das rochas é uma das formas com que ocorre a formação do solo através do 
intemperismo. A desagregação do solo é um dos principais fatores que potencializam os 
processos erosivos e transporte de sedimentos. Como em nosso ambiente, os sedimen-
tos são transportados principalmente por água, daremos foco a esse meio. No entanto, 
em outros ecossistemas, o vento tem grande importância no transporte.
O transporte das partículas pode se dar por suspensão, salteamento ou rolamento/ar-
rastamento. No transporte por suspensão, as partículas são carregadas pela água sem 
qualquer contato com o fundo do canal. No salteamento, as partículas vão “pulan-
do” à medida que se chocam com o fundo do canal. E no rolamento/arrastamento 
as partículas vão literalmente rolando no fundo do canal. O tipo de transporte está 
relacionado com o tamanho e densidade das partículas. Partículas finas, do tipo argi-
la (diâmetro >0,002mm), são transportadas por suspensão, enquanto partículas mais 
grosseiras, como areia muito grossa (2mm), podem ser carregadas por rolamento/arras-
tamento. Obviamente, o transporte depende da velocidade com que a água se move.
A contaminação de águas subterrâneas pode acontecer naturalmente. Em Bangladesh, milhares de pessoas 
morrem pelos efeitos causados pela contaminação natural de poços subterrâneos com arsênio. Para saber mais 
sobre o assunto, acesse o link disponível em: <http://www.news-medical.net/news/20101201/664/Portuguese.
aspx>.
Figura 4.2 - Tipos de transporte de sedimentos
Fonte: IFPR (2017)
41Unidade 4 – Sedimentos
Em certo momento, as partículas cessam com seu movimento e tendem a se depositar 
no fundo de rios, lagos ou mares. As partículas de maior massa se depositam primeiro, 
ou seja, aquelas que foram transportadas por rolamento/arrastamento. Com o passar do 
tempo, as partículas mais finas depositam-se nas camadas mais superficiais de depósitos 
sedimentares. A velocidade de deposição das partículas é descrita pela Lei de Stocks, a 
qual considera o diâmetro da partícula, sua densidade, temperatura e viscosidade do 
meio. O processo é semelhante a você pegar um punhado de solo e largá-lo lentamente 
diante de um ventilador: próximo a você cairão as partículas mais grosseiras (areia), e 
mais distante as partículas menores (argila). 
O depósito dos sedimentos altera ou constrói/de-
senha diferentes formas geomorfológicas do lei-
to. As formas mais comuns são marcas onduladas 
(preservadas), dunas subaquáticas, leito plano, 
antidunas e barras compostas. Essas formas alte-
ram o escoamento da água, capacidade de vazão 
do rio e a navegabilidade. 
Os depósitos de sedimentos podem conter grandes quantidades de elementos benéficos 
para as plantas. Se os sedimentos adsorvem elementos químicos, eles também podem 
dissolver. Comunidades anaeróbias e espécies vegetais se desenvolvem de forma aquáti-
ca; podem ter as raízes conectadas ao leito de rios ou lagos, de onde absorvem nutrien-
tes, como fósforo e nitrogênio. 
O monitoramento da qualidade ambiental dos cursos d’água é de fundamental impor-
tância para a manutenção da qualidade de vida da população. Nesse sentido, é muito 
importante a avaliação ambiental da qualidade dos sedimentos, sendo que esses interfe-
rem diretamente nos corpos hídricos.
A legislação brasileira que se refere a sedimentos é a Resolução CONAMA nº 344, de 
25 de março de 2004. Essa resolução estabelece as diretrizes gerais e os procedimentos 
mínimos para a avaliação do material a ser dragado em águas jurisdicionais brasileiras e 
dá outras providências. 
A Lei de Stocks mede diretamente a 
distribuição de populações em função do 
tempo necessário para essas partículas se 
sedimentarem em uma célula vertical ou 
centrífuga com um líquido conveniente. A 
velocidade de cada partícula é proporcional 
à diferença de densidade em relação ao 
meio e ao quadrado do seu diâmetro.
Para saber mais sobre a Resolução CONAMA nº 344, de 25 de março de 2004, acesse o link disponível em: 
<http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=445>.
42 Química Ambiental
Nesta unidade, foram abordados os conceitos, a formação, a importância de sedimentos 
naturais ou sintéticos para a manutenção ou melhoria de um meio natural. 
Pratique
• Algumas partículas naturais ou sintéticas, por vezes consideradas sedimentos, podem 
auxiliar na retenção, inativação e diminuição do conteúdo de elementos químicos no 
ambiente. Investigue e descubra dois tipos de partículas e indique com quais elemen-
tos químicos elas têm interação. 
Unidade
5
Fonte: Pixabay / MarquinhosLourenco
Ar
44 Química Ambiental
Nesta unidade, serão apresentados os padrões de qualidade e as fontes de emissão 
de poluentes do ar atmosférico. A presença de poluentes na atmosfera forma o 
smog e a inversão térmica, além da formação da chuva ácida. Assim sendo, vamos 
verificar quais são os fatores que influenciam a formação desses fenômenos. 
Veremos também que a camada de ozônio é essencial para manutenção da vida na Terra. 
Vamos compreender sua importância e conhecer as fontes causadoras da sua destruição 
e as alterações climáticas decorrentes desse processo e, por fim, vamos conhecer a Re-
solução do CONAMA nº 03 de 1990, que estabelece os padrões nacionais de qualidade 
do ar, e o Protocolo de Kyoto (acordo internacional que estipula a emissão de gases na 
atmosfera). 
Atmosfera
A atmosfera é a camada gasosa que envolve a Terra. Ela regula o clima e atua como meio 
de transporte de substâncias indispensáveis à vida humana, como oxigênio, dióxido de 
carbono e água. Além disso, a atmosfera tem também a função de proteger a vida do 
planeta absorvendo as radiações ultravioletas provenientes do sol e das radiações cósmi-
cas, aquece a superfície através da retenção de calor (o chamado “efeito estufa”) e reduz 
os extremos de temperatura entre o dia e a noite.
A atmosfera terrestre é composta majoritariamente por nitrogênio (77%) e oxigênio 
(21%), o restante é composto por outros gases considerados nobres, entre eles: o argô-
nio, neônio, hélio, criptônio e xenônio que repre-
sentam cerca de 0,09%, o monóxido e dióxido 
de carbono (CO e CO2) correspondem a 0,04%. 
Hidrogênio (H2) e ozônio (O3) juntos representam 
aproximadamente 0,01% e outros gases, em me-
nores concentrações, como metano (CH4), amô-
nia (NH4), óxido nitroso (N2O), dióxido de enxofre 
(SO2) e os clorofluorcarbonos (CFC). São também 
constituintes da atmosfera vapor de água, cristais 
de sais e material particulado orgânico e inorgâni-
co (MOZETO, 2001). 
O monóxido de carbono (CO2), também 
conhecido como gás carbônico, é um dos 
compostos essenciais para a realização 
da fotossíntese – processo pelo qual os 
organismos transformam a energia solar 
em energia química. Esta energia química, 
por sua vez, é distribuída para todos os 
seres vivos por meio da cadeia alimentar. 
Este processo é uma das fases do ciclo do 
carbono e é vital para a manutenção dos 
seres vivos.
45Unidade 5 – Ar
Quando ocorrem alterações na composição química da atmosfera, há um desequilíbrio e 
alguns fenômenos podem ser observados em decorrência da poluição atmosférica. 
Poluição atmosférica
É o efeito provocado na atmosfera pela presença de diferentes elementos sólidos, líqui-
dos, ou gasosos, provenientes, sobretudo, da atividade humana. 
Nas áreas urbanas, a poluição do ar ocorre devido à poluição proveniente dosauto-
móveis, que emitem grandes quantidades de CO e CO2. Em regiões industrializadas, a 
poluição se forma a partir de dejetos de processos e pela fumaça industrial. Em áreas 
agrícolas, os incêndios florestais e as pulverizações com pesticidas são as principais cau-
sas da poluição atmosférica.
A emissão dessas partículas na atmosfera influencia o clima no planeta e favorece a for-
mação do smog, da inversão térmica e da chuva ácida.
Smog e inversão térmica
A palavra smog é uma combinação das palavras em inglês smoke (fumaça) e fog (ne-
blina), sendo então uma combinação de fumaça e de nevoeiro que ocorre em áreas 
urbano-industriais. Sua formação é favorecida pela poluição, onde ocorre um aumento 
do número de núcleos de condensação que são poeiras ou partículas dispersas na at-
mosfera. 
Uma das consequências da formação do smog é a inversão térmica, mostrados na figura 
5.1.
A inversão térmica é uma mudança abrupta de temperatura devido à inversão das cama-
das de ar frias e quentes. A camada de ar fria, sendo mais pesada, acaba descendo e fica 
próxima à superfície terrestre, retendo os poluentes. O ar quente, sendo mais leve, fica 
numa camada superior, impedindo assim a dispersão dos poluentes.
Esses fenômenos podem causas alguns problemas à saúde como: irritação e danos nos 
olhos, na pele e nos pulmões; secura nas membranas protetoras do nariz e da garganta; 
alterações no sistema imunológico, e agravamento das doenças respiratórias como a 
asma. 
46 Química Ambiental
Chuva ácida
A chuva ácida é uma das principais consequências da poluição do ar. A queima dos 
combustíveis fósseis pelas indústrias e pelos veículos produz o gás carbônico (CO2), e 
junto com outras formas oxidadas do nitrogênio e do enxofre que são liberados para a 
atmosfera. O acúmulo desses gases na atmosfera e a presença de partículas poluentes 
acabam se depositando no solo na forma seca ou na úmida, um esquema deste processo 
é mostrado na figura 5.2.
A deposição úmida é quando o dióxido de enxofre (SO2) e o dióxido de nitrogênio (NO2) 
reagem com o vapor d’água presente na atmosfera, formando o ácido sulfúrico (H2SO4) 
e o ácido nítrico (HNO3) que precipitam na superfície terrestre em forma de chuva. Essa 
água da chuva apresenta pH menor que 5,6.
Figura 5.1 - Esquema da formação do smog e inversão térmica
Fonte: IFPR (2017)
47Unidade 5 – Ar
Essas chuvas dão origem a solos ácidos o que causa prejuízos ao solo e à vegetação. 
Também contamina a água, esta acidificação prejudica os organismos em rios e lagoas, 
comprometendo a pesca. Monumentos de mármore são corroídos ao longo dos anos 
pela chuva ácida. 
Embora esse fenômeno afete regiões industrializadas, hoje é um problema global, pois 
os poluentes do ar são carregados pelos ventos e viajam milhares de quilômetros; assim, 
as chuvas ácidas podem precipitar a grandes distâncias das fontes poluidoras, prejudi-
cando outras regiões. 
Efeito Estufa
Figura 5.2 - Esquema da formação da chuva ácida
Fonte: IFPR (2017)
O efeito estufa é um fenômeno natural de aquecimento térmico da Terra, sendo imprescindível na manutenção 
da temperatura do planeta, fornecendo condições ideais para sobrevivência da vida no planeta.
48 Química Ambiental
A presença de gases do efeito estufa na atmosfera, principalmente o CO2, permitem a 
passagem da radiação solar, porém funciona como uma barreira para que o calor, refle-
tido pela superfície terrestre, se concentre formando o efeito de estufa. Sem a presença 
destes gases do efeito estufa, a temperatura média do planeta seria muito baixa, cerca 
de 30°C mais fria do que é hoje, inviabilizando o desenvolvimento das espécies animais 
e vegetais como as conhecemos hoje. 
A atmosfera é altamente transparente à luz solar, porém cerca de 35% da radiação, que 
incide sobre o planeta, é refletida de novo para o espaço. Somente 65% dessa radiação 
é retida pela superfície da Terra. Isso acontece devido à presença natural dos gases do 
efeito estufa na atmosfera que é transformada em calor, e mantém a temperatura média 
global em torno de 15°C, ideal para a manutenção de grande parte das formas de vida 
(TOLENTINO e ROCHA, 2008). 
Atividades humanas como a queima de combustíveis fósseis e o desmatamento contri-
buem para o aumento nos níveis atmosféricos de gases estufa, causando um desequi-
líbrio no ecossistema, produzindo um fenômeno conhecido como aquecimento global. 
A elevação da temperatura da Terra provocada pela liberação, na atmosfera, de quanti-
dades excessivas de gases, gera o efeito estufa, sendo o seu principal agente causador 
o gás carbônico (CO2), resultante da combustão do carvão, lenha e combustíveis fósseis 
como o petróleo.
As consequências desse fenômeno são catastróficas ao meio ambiente, causando o 
aquecimento e a alteração do clima, favorecendo a ocorrência de furacões, tempestades 
e até terremotos; também o degelo das calotas polares, aumentando o nível do mar e 
inundando regiões litorâneas; ou afetando o equilíbrio ambiental com o surgimento de 
epidemias. Essas alterações climáticas aceleram também o processo de desertificação.
Um aumento de 4ºC na temperatura global, causado pelo efeito estufa e aquecimento global, poderá provocar 
a extinção de milhares de espécies animais no planeta. Os animais mais afetados serão aqueles que vivem nas 
regiões polares, pois esse aumento de temperatura provocará derretimento de gelo em grandes proporções, 
afetando diretamente o habitat dessas espécies. Os recifes de corais também serão muito afetados com o 
aumento da temperatura das águas oceânicas.
49Unidade 5 – Ar
Camada de ozônio
A camada de ozônio protege o planeta dos raios ultravioleta do sol, que são extrema-
mente prejudiciais à vida. Essa camada funciona como uma espécie de “escudo prote-
tor” para o planeta Terra, pois absorve aproximadamente 98% da radiação ultravioleta 
de alta frequência emitida pelo Sol. Sem essa camada, a vida humana em nosso planeta 
seria praticamente impossível de existir, as plantas teriam sua capacidade de fotossíntese 
reduzida e os casos de câncer de pele, catarata e alergias aumentariam, além de afetar 
o sistema imunológico humano.
A degradação da camada de ozônio é um dos grandes problemas da atualidade. Esse 
fenômeno é conhecido como “buraco na camada de ozônio”. No entanto, não ocorre a 
formação de buracos e sim a rarefação dessa camada, que fica mais fina, permitindo que 
uma maior quantidade de raios ultravioletas atinja a Terra. Em determinadas épocas do 
ano, ocorrem reações químicas na atmosfera, tornando a camada de ozônio mais fina 
em várias partes do mundo, especialmente nas regiões próximas do Polo Sul e, recen-
temente, do Polo Norte, mas logo ela volta a sua forma original. Veja na figura 5.3 “o 
buraco” na camada de ozônio sobre a região da Antártida.
Diversas substâncias químicas acabam destruindo o ozônio quando reagem com ele. 
Tais substâncias contribuem também para o aquecimento do planeta, conhecido como 
efeito estufa. A lista negra dos produtos danosos à camada de ozônio inclui os óxi-
dos nítricos e nitrosos expelidos pelos exaustores dos veículos e o CO2 produzido pela 
queima de combustíveis fósseis, como o carvão e o petróleo. Mas, em termos de efeitos 
destrutivos sobre a camada de ozônio, nada se compara ao grupo de gases chamado 
clorofluorcarbonos, os CFCs.
Figura 5.3 - O “buraco” na camada de ozônio sobre a região da Antártida
Fonte: MMA-BR / NASA/ CC0
1980 2013
50 Química Ambiental
Poluição do ar
A poluição atmosférica afeta o clima no planeta e contribui para o efeito estufa que cau-
sa o aquecimento global, acelerando o degelo das calotas polares, causando o aumento 
do nível das águas do mar. Essa cadeia põe em perigo o ecossistema do planeta e a vida 
do próprio homem, além da destruição das florestas tropicais, contribui para o avanço 
da desertificação.
Os processos de transporte e deposição dos poluentes presentes no ar são responsáveispelo retorno de parte dessas substâncias aos solos, oceanos e corpos d’água. Os fatores 
meteorológicos que interferem nesse processo de disseminação da poluição são tempe-
ratura, precipitação e ventos, além das condições topográficas.
A temperatura se torna gradativamente mais fria com a altitude, logo, não existem con-
dições favoráveis para a dispersão dos poluentes. O ar quente fica aprisionado entre 
duas camadas de ar frio, gerando condições de estagnação de poluentes, ocasionando a 
inversão térmica, já comentado nesta unidade.
A precipitação é o volume de água que cai sobre a superfície como resultado do resfria-
mento, através do processo de condensação do vapor de água contido na atmosfera. É 
um processo que normalmente retém e aglomera os poluentes e tem como consequên-
cia a formação de chuva ácida.
Os ventos são ar em movimento. Ele se forma quando existe uma diferença de pressão 
do ar entre vários locais. O ar circula das zonas de alta pressão para as zonas de baixa 
pressão e favorecem a dispersão dos poluentes, transportando as partículas e os gases 
dispersos na atmosfera para outras regiões.
As irregularidades na topografia de uma região influenciam a circulação de massas de ar 
e alteram a dispersão de poluentes. Por exemplo, em áreas costeiras, à noite, as massas 
de ar não se deslocam da mesma forma como durante o dia. De fato, durante o dia a 
brisa marítima transporta os poluentes para a costa. Mas à noite, esse fenômeno se in-
verte, já que o solo se esfria mais rápido do que o mar, assim a poluição é transportada 
para o mar.
Como os CFCs destroem a camada de ozônio? Quais as consequências da destruição da camada de ozônio?
51Unidade 5 – Ar
Poluentes primários e secundários
A poluição atmosférica é resultado do aumento da concentração dos gases e de par-
tículas dispersas na atmosfera, onde ocorrem reações e produzem as transformações 
químicas e físicas, formando novas espécies. 
Os poluentes podem ser classificados como poluentes primários (CO, CO2, SO2, NO e 
NO2) que são aqueles emitidos diretamente pelas fontes poluidoras. Poluentes secundá-
rios (SO3, HNO3, H2SO4) são os formados na atmosfera, através de reações químicas entre 
esses poluentes e os compostos presentes na atmosfera.
A principal atividade antropogênica, ou seja, a 
ação humana, que contribui para a poluição do 
ar, é a utilização de combustível, como o carvão e 
os derivados do petróleo e queimada de florestas. 
Os principais compostos emitidos pela combustão 
de combustíveis fósseis são apresentados no qua-
dro 5.1.
Quadro 5.1 - Origem dos poluentes da atmosfera gerados na combustão de combus-
tíveis fósseis
POLUENTE ORIGEM
Monóxido de carbono Produzido por veículos automotores.
Dióxido de carbono
Produzido na combustão de combustíveis fósseis para produção de energia. Queima-
das de florestas.
Óxidos de nitrogênio Liberados pelos vulcões. Queima de combustíveis fósseis. Queimadas de florestas.
Hidrocarbonetos Queima de combustíveis fósseis em veículos e na indústria.
Dióxido de Enxofre Liberado pelos vulcões. Queima de combustíveis fósseis. Processos industriais.
Material particulado Indústrias, mineração, veículos, queimadas e construção civil.
A emissão de poluentes na atmosfera traz também riscos à saúde humana, como: irri-
tação dos olhos e das vias respiratórias, redução da capacidade pulmonar, redução do 
desempenho físico, agravamento de doenças crônicas do aparelho respiratório, dentre 
outras. As consequências desses poluentes à saúde estão mostradas no quadro 5.2.
Antropogênica
Refere-se a atividades causadas pelo ser 
humano, contrapondo-se às ações naturais 
no planeta sem interferência humana.
Fonte: Elaborado pelas autoras (2016)
52 Química Ambiental
Quadro 5.2 - Consequência dos compostos poluentes da atmosfera
POLUENTE CONSEQUÊNCIA
Óxidos de nitrogênio
Afecções respiratórias e alterações sanguíneas, edema pulmonar, favorecem o envelhe-
cimento precoce.
Material particulado
Sujeira com fuligem nos prédios e na paisagem produz bruma e reduz a visibilidade, 
tóxicos para os pulmões, modificações no clima terrestre, distúrbios digestivos.
Hidrocarbonetos
Formam névoa escura e amarelada sobre as cidades, irritam olhos e mucosas, alguns 
são cancerígenos.
Óxidos de Enxofre
Irritam as vias respiratórias, correm ferro, aço e mármore, causam danos irreversíveis 
aos pulmões, quando combinados com partículas, provocam a acidez da chuva.
Óxidos de Carbono
Níveis muito baixos provocam problemas cardíacos, comprometem o funcionamento 
normal do cérebro.
Níveis elevados causam a morte por asfixia, e é o principal responsável do efeito 
estufa.
Legislação para material atmosférico
Os padrões nacionais foram estabelecidos pelo Instituto Brasileiro de Meio Ambiente 
(IBAMA) e aprovados pelo Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA), por meio 
da Resolução CONAMA nº 3/1990. 
Os padrões de qualidade do ar definem legalmente o limite máximo para a concentração 
dos poluentes na atmosfera, tendo como objetivo garantir a proteção da saúde do ser 
humano e do meio ambiente. Os padrões de qualidade do ar são baseados em estudos 
científicos dos efeitos produzidos por poluentes específicos e fixados em níveis que pos-
sam propiciar uma margem de segurança adequada ao ser humano.
Segundo a resolução, considera-se poluente atmosférico qualquer forma de matéria ou 
energia com intensidade e em quantidade, concentração, tempo ou características em 
desacordo com os níveis estabelecidos e que tornem ou possam tornar o ar impróprio, 
nocivo ou ofensivo à saúde, inconveniente ao bem-estar público, danoso aos materiais, à 
fauna e à flora ou prejudicial à segurança, ao uso e gozo da propriedade e às atividades 
normais da comunidade.
Protocolo de Kyoto
É um acordo internacional estabelecido em 1997 na cidade de Kyoto no Japão. Consiste 
em reduzir emissões de gases estufas dos países industrializados e garantir um modelo 
de desenvolvimento limpo aos países em desenvolvimento.
Fonte: Elaborado pelas autoras (2016)
53Unidade 5 – Ar
O protocolo prevê redução da emissão de poluentes, em relação ao ano de 1990, de 7% 
para os EUA, 8% para a Europa e 6% para o Japão, os maiores poluentes do planeta. 
Para países em desenvolvimento, como China, México e Brasil, não foram estipulados 
níveis de redução. 
A atmosfera é uma camada gasosa que envolve a Terra, regula o clima e atua como meio 
de transporte de substâncias indispensáveis à vida, como oxigênio, dióxido de carbono 
e água. A poluição atmosférica é resultado do aumento da concentração dos gases e de 
partículas na atmosfera. A principal atividade antropogênica que afeta a atmosfera é a 
queima de combustível e florestas. Os poluentes podem ser classificados em primários 
(emitidos diretamente pelas fontes de emissão) e secundários (formados através da rea-
ção química na atmosfera). 
A inversão térmica é consequência da formação do smog e ocorre quando a camada 
de ar fria é bloqueada por uma camada quente e impede o movimento de gases e 
partículas, impedindo a dispersão desses poluentes. A chuva ácida é uma das principais 
consequências da poluição do ar e proveniente, principalmente, da queima incompleta 
dos combustíveis fósseis. O efeito estufa é um fenômeno natural de aquecimento tér-
mico da Terra. A camada de ozônio protege a Terra dos raios ultravioletas do Sol, que 
são extremamente prejudiciais à vida. A redução do ozônio contribui para o aumento do 
efeito estufa.
Os padrões nacionais de qualidade do ar foram estabelecidos pelo IBAMA e aprovados 
pela Resolução CONAMA nº 003/1990.E o Protocolo de Kyoto estipula a redução de 
emissões de gases estufas dos países industrializados. 
Quais são as consequências da assinatura do Protocolo de Kyoto nos dias de hoje?
54 Química Ambiental
Pratique
• O aumento do efeito estufa é gerado pela queimada de florestas e o lançamento de 
gases poluentes na atmosfera, principalmente os que resultam da queimade com-
bustíveis fósseis. A queima do óleo diesel e da gasolina, nos grandes centros urbanos, 
tem colaborado para o efeito estufa. O dióxido de carbono e o monóxido de carbono 
ficam concentrados em determinadas regiões da atmosfera formando uma camada 
que bloqueia a dissipação do calor. Essa camada de poluentes, tão visível nas grandes 
cidades, funciona como um isolante térmico do planeta Terra. O calor fica retido nas 
camadas mais baixas da atmosfera trazendo graves problemas ao planeta. Mediante 
isso, responda: quais são as alterações climáticas causadas pelo efeito estufa? 
Unidade
6
Fonte: Pixabay / Clker-Free-Vector-Images / 29620/ CC0
Ciclos biogeoquímicos
56 Química Ambiental
No mundo nada se cria, tudo se transforma. É com esse pensamento que estuda-
remos nesta unidade os ciclos biogeoquímicos. Na natureza ocorre um reaproveita-
mento de elementos ou compostos químicos através de reações químicas, físicas e 
biológicas. O estudo desses ciclos torna-se cada vez mais importante para avaliar o 
impacto ambiental que um material pode causar no meio ambiente.
Os ciclos biogeoquímicos são processos naturais de reutilização, ou reciclagem de vários 
elementos ou compostos químicos. Esses compostos podem ser transformados por pro-
cessos bióticos ou abióticos, e assim variam de forma e de função e retornam à forma 
inicial no fim do ciclo para reinício da jornada (MARTINS, 2003).
Ciclo do carbono
O carbono (C) é o quarto elemento mais abundante do nosso planeta, possui número 
atômico 6 e massa atômica 12 u.m.a (6 prótons e 6 elétrons) e é sólido a temperatura 
ambiente. Possui raio atômico pequeno, o que permite formar cadeias múltiplas. Com-
binado com oxigênio (O), forma o dióxido de carbono, essencial para o crescimento das 
plantas; com o hidrogênio (H) forma os hidrocarbonetos, essenciais para a indústria.
Figura 6.1 - Ciclo biogeoquímico do carbono
Fonte: Wikimedia Commons / FischX / (Translated ans slightly modified by Pedro Spoladore) 
57Unidade 6 – Ciclos biogeoquímicos
O ciclo do carbono pode ser dividido em duas categorias: o longo ou geológico (envolve 
as rochas, minerais, oceanos e a atmosfera) e o curto ou bioquímico (ligado ao proces-
so de fotossíntese das plantas). Nesse processo, 
o CO2 da atmosfera é absorvido pelas plantas e 
transformado em O2 e compostos orgânicos, que 
servem de nutrientes para os vegetais. No espaço 
de um ano, o ciclo rápido do carbono movimenta 
entre 1015 e 1017 g de carbono.
Esses compostos orgânicos sintetizados pelas plantas serão fonte de nutrientes para as 
plantas e animais. Essas plantas e animais geram resíduos, que por sua vez podem se 
transformar, ao longo de muitos anos, em combustíveis fósseis.
A respiração das plantas e animais e o consumo de energia geram grandes quantidades 
de CO2, que retornam à atmosfera para que se reinicie o ciclo do carbono.
Esses dois processos podem ser resumidos pelas seguintes reações: 
Fotossíntese: H2O + CO2 + energia (CH2O)n + O2
Respiração: (CH2O)n + O2 CO2 + H2O + energia
No ciclo longo do carbono, o CO2 é transferido para o fundo dos oceanos pela sedi-
mentação de carbonato de cálcio insolúvel (CaCO3), exoesqueletos, conchas, moluscos 
etc. Sua decomposição ao longo dos anos pode levar à formação de depósitos ricos em 
hidrocarbonetos (petróleo, por exemplo) e carvão, ou ser redissolvida por processos quí-
micos e biológicos, permanecendo como fração solúvel. 
Fotossíntese
Processo físico-químico, a nível celular, 
realizado pelos seres vivos clorofilados, que 
utilizam dióxido de carbono e água, para 
obter glicose através da energia da luz solar.
Ao contrário do que se pensa, não são as florestas, mas sim os oceanos que absorvem a maior parte do carbono 
da atmosfera. Assim, os oceanos é que são os “pulmões do mundo”.
58 Química Ambiental
Ciclo do nitrogênio
O nitrogênio (N) possui número atômico 7 e massa 14 (7 prótons e 7 nêutrons). É o 
quinto elemento mais abundante no universo. Nas condições ambientes é encontrado 
no estado gasoso, obrigatoriamente em sua forma molecular biotômica (N2), formando 
cerca de 78% do volume do ar atmosférico. A quebra dessa molécula necessita muita 
energia, dessa forma, o N2 se torna bastante inerte.
O nitrogênio circula através das plantas e do solo pela ação de organismos vivos. Esse é 
um dos ciclos mais importantes nos ecossistemas terrestres. O nitrogênio é usado pelos 
seres vivos para a produção de moléculas complexas necessárias ao seu desenvolvimento, 
tais como: aminoácidos, proteínas e ácidos nucleicos.
O principal repositório de nitrogênio é a atmosfera, mas também pode ser obtido da ma-
téria orgânica, nos solos e oceanos. Apesar de extremamente abundante na atmosfera, 
o nitrogênio é frequentemente o nutriente limitante do crescimento das plantas. Isso 
acontece porque as plantas não conseguem usar o nitrogênio na forma de N2.
A fixação do N2 é o processo através do qual o nitrogênio é capturado da atmosfera e 
convertido em formas úteis para as plantas e animais, como amoníaco (NH3), nitrato 
(NO3
-) e nitrito (NO2
-). Essa conversão pode ocorrer através de três processos, fixação por 
bactérias especializadas, atmosférica ou industrial.
Figura 6.2 - Ciclo do nitrogênio
Fonte: WikimediaCommons / Pedro Spoladore / CC BY-SA
59Unidade 6 – Ciclos biogeoquímicos
Fixação bacteriológica
Algumas bactérias têm a capacidade de capturar moléculas de nitrogênio (N2) e trans-
formá-las em componentes úteis para os restantes dos seres vivos. Entre essas, existem 
bactérias que estabelecem uma relação de simbiose com algumas espécies de plantas 
(leguminosas) e bactérias que vivem livres no solo.
As bactérias se associam às raízes das plantas 
para retirar delas alimentos e energia, em troca 
disponibilizam o NH3 para as plantas, essa tro-
ca de favores é chamada simbiose. A figura 6.3 
mostra a simbiose em uma planta de soja, onde 
a interação entre o rizóbio e a planta forma nó-
dulos que são responsáveis pelas reações.
Essas bactérias especializadas produzem uma enzima, a nitrogenase, que catalisa a rea-
ção transformando o N2 em NH3.
Rizóbio
São bactérias muito conhecidas devido 
à capacidade que possuem em fixar o 
nitrogênio atmosférico quando em simbiose 
com leguminosas.
Enzimas
São proteínas especiais que aceleram as reações químicas. Funcionam como catalisadores, cuja função é 
diminuir a energia de ativação da reação. Assim, com menos energia é possível a conversão de uma molécula 
em outra.
Figura 6.3 - Nódulos de uma planta de soja
Fonte: ©Shuteerstock.com ID 345198950
60 Química Ambiental
O NH3- formado nos nódulos servirá para a síntese 
de moléculas orgânicas nitrogenadas, que serão 
utilizadas pelas plantas e pelas bactérias, e parte 
será exsudada para o solo, onde será consumida 
por outras bactérias capazes de nitrificar o amô-
nio.
A amônia liberada reage com a água e forma o íon amônio, como a reação
NH3 + H2O NH4
+ + OH-
As bactérias consomem o NH3 para gerar energia para si. Nesse processo, geram nitritos 
e nitratos, de acordo com as reações descritas a seguir:
A nitrificação ocorre em duas etapas, a oxidação de NH3 em nitrito e a oxidação de nitrito 
em nitrato.
O nitrato pode ser absorvido pelas plantas como fonte de nutrientes, e ser transferido para 
camadas mais profundas do solo pela água, e pode ainda ser desnitrificado por bactérias.
A desnitrificação consiste na utilização do nitrogênio (N) no lugar do oxigênio (O) para o 
processo de respiração das bactérias. Na falta de O2, elas conseguem utilizar o oxigênio 
ligado ao nitrato. Assim, as bactérias liberam o N2 que volta para a atmosfera.
Fixação atmosférica
A fixação atmosférica ocorre através dos relâmpagos, cuja elevada energia quebra a tri-
pla ligação entre os átomos de nitrogênio, o que permite que os seus átomos se liguem 
com moléculas de oxigênio existentes no ar, formando monóxido de nitrogênio (NO). 
Esse é posteriormente dissolvidona água da chuva e depositado no solo. A fixação at-
mosférica contribui com cerca de 3 a 4% de todo o nitrogênio fixado.
Fixação Industrial
Por intermédio de processos industriais (síntese de Haber-Bosch – reação abaixo) é possí-
vel produzir amoníaco (NH3) a partir de N2 e H2. O amoníaco é produzido principalmente 
para uso, como fertilizante, cuja aplicação sustenta cerca de 40% da população mundial.
Exsudado
Refere-se à saída de líquidos orgânicos 
através das paredes e membranas celulares.
61Unidade 6 – Ciclos biogeoquímicos
N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g) + energia
Depois de fixado o N, os nitratos formados são absorvidos pelas plantas e transformados 
em compostos orgânicos para produzir aminoácidos e outros compostos orgânicos de 
nitrogênio. A incorporação do nitrogênio em compostos orgânicos ocorre em grande 
parte nas células jovens em crescimento das raízes.
Através da mineralização, a matéria orgânica morta é transformada em íon amônio 
(NH4
+) por intermédio de bactérias aeróbicas, anaeróbicas e alguns fungos.
Quando o amoníaco é oxidado (processo chamado de nitrificação) são produzidos nitritos 
e nitratos. Esse processo é feito por bactérias, sendo que na primeira fase o amoníaco é 
convertido em nitritos por nitrosomonas, e numa segunda fase as bactérias nitrobacters 
os nitritos são convertidos em nitratos, sendo assim assimilados pelas plantas. O nitrato é 
solúvel em água e bastante móvel nos solos. Parte desse composto não absorvido pelas 
plantas ou consumido pelos microrganismos dos solos pode ser perdido por lixiviação.
Ainda pode ocorrer a desnitrificação, isto é, o nitrogênio retorna à atmosfera sob a 
forma de gás (N2). Bactérias como as Pseudomonas e Clostridium são responsáveis por 
essa transformação. Essas bactérias utilizam nitratos alternativamente ao oxigênio como 
forma de respiração e libertam N2.
Dentro do ciclo do N, ainda tem o processo de eutrofização, isso ocorre quando um 
excesso de nutrientes é inserido nos corpos d’água, aumentando a quantidade de al-
gas, esse aumento da biomassa pode levar a uma diminuição do oxigênio dissolvido, 
provocando a morte e consequente decomposição de muitos organismos, diminuindo a 
qualidade da água e, eventualmente, a alteração profunda do ecossistema.
A obtenção da amônia pela síntese de Haber-Bosch foi de extrema importância para a obtenção de alimentos, 
mas a ideia inicial para a sua síntese foi a obtenção de uma arma química. Veja o artigo e descubra mais 
sobre esse assunto disponível em: <http://www.fc.up.pt/pessoas/jfgomes/pdf/vol_1_num_1_26_art_
processoHaberBosch.pdf>.
Lixiviação
É o processo de perda dos minerais do perfil do solo, causado pela “lavagem” promovida pelas chuvas torrenciais 
e pela infiltração de água no solo. A água que se infiltra pelos poros, como em uma esponja, vai, literalmente, 
lavando os sais minerais hidrossolúveis (sódio, potássio, cálcio etc.) e diminuindo a fertilidade do solo.
62 Química Ambiental
Ciclo do enxofre
O enxofre (S) possui número atômico 16 e massa atômica 32 u.m.a. À temperatura am-
biente, o enxofre encontra-se no estado sólido, é um não metal insípido e inodoro. O 
enxofre é um elemento químico essencial para todos os organismos vivos, sendo consti-
tuinte importante de muitos aminoácidos. É utilizado em fertilizantes, além de ser cons-
tituinte da pólvora, de medicamentos laxantes, de palitos de fósforos e de inseticidas.
Esse não metal possui coloração amarela, estrutura frágil e odor característico a ovo 
podre. Quando reage com o hidrogênio forma o gás sulfídrico (H2S) que é incolor, muito 
tóxico e corrosivo. É insolúvel em água, parcialmente solúvel em álcool etílico, porém se 
dissolve em dissulfeto de carbono e em tolueno aquecido. É multivalente e apresenta 
como estados de oxidação mais comuns os valores -2, +2, +4 e +6.
Esses múltiplos estados de oxidação tornam o S muito versátil. O enxofre é um elemento 
essencial à vida na Terra, sendo alguns de seus compostos de grande importância bioló-
gica: organismos vivos, incluindo plantas, assimilam espécies de enxofre, enquanto que 
ao mesmo tempo, várias formas de enxofre são emitidas como produto final de seus 
metabolismos. O enxofre representa aproximadamente 0,5% da massa seca de plantas 
Figura 6.4 - Ciclo do nitrogênio e suas formas químicas nos solos
Fonte: IFPR (2017)
63Unidade 6 – Ciclos biogeoquímicos
e microrganismos, e 1,3% do tecido animal. Quando reduzido é nutriente-chave para 
manutenção da vida (ex.: integridade estrutural de proteínas). Oxidado como SO4
2- é o 
segundo ânion mais abundante nos rios e oceanos; é o principal agente causador de 
acidez em água de chuva H2SO4.Pode reagir com ferro e formar substâncias insolúveis 
(FeS2) em solos, sedimentos e minerais 
O enxofre é encontrado no solo em combinações de sais de sulfato, sulfetos e minério. 
Nas proximidades de vulcões, o enxofre é encontrado na forma original, razão pela qual 
há muitas unidades de exploração nessas regiões. 
A formação de proteínas depende basicamente do enxofre, pois é um importante cons-
tituinte de alguns aminoácidos, como a cisteína. Em muitos seres vivos, moléculas com 
átomos desse elemento atuam como cofator (estimulador) de reações químicas promo-
vidas por enzimas.
O S apresenta um ciclo com dois reservatórios: um maior, nos sedimentos da crosta ter-
restre, e outro menor, na atmosfera (figura 6.6). Nos sedimentos, o enxofre permanece 
armazenado na forma de minerais de sulfato. Com a erosão, fica dissolvido na água 
do solo e assume a forma iônica de sulfato (SO4
2-); sendo assim, facilmente absorvido 
pelas raízes dos vegetais. Na atmosfera, o enxofre existe combinado com o oxigênio, 
Figura 6.5 - Fonte de enxofre natural
Fonte: Max Pixel / PublicDomain/ CC0
64 Química Ambiental
formando cerca de 75% dele, o SO2 (dióxido de enxofre). Outra parcela está na forma 
de anidrido sulfídrico (SO3). O gás sulfídrico (H2S) tem vida curta na atmosfera, apenas 
de algumas horas, sendo logo transformado em SO2. Esses óxidos de enxofre (SO2 e SO3) 
incorporam-se ao solo com as chuvas, sendo então transformado em íons de sulfato 
(SO4
2-). Podem, também, ser capturados diretamente pelas folhas das plantas, no pro-
cesso de adsorção, para serem usados na fabricação de aminoácidos.
O único retorno natural do enxofre para a atmosfera é através da ação de decomposito-
res que produzem o gás sulfídrico. As sulfobactérias realizam o processo inverso, como 
forma de obtenção de energia para a quimiossíntese.
A contribuição das atividades vulcânicas para o acúmulo de enxofre na atmosfera é 
pouco significativa, enquanto que a atividade industrial contribui mais expressivamente 
(figura 6.6). A queima de combustíveis fósseis que possuem enxofre em sua composição 
(3% no carvão, e 0,05% no petróleo) produz SO2 e SO3, aumentando sua concentração 
na atmosfera das grandes cidades. Essa fonte é responsável por 80% da poluição por 
enxofre. 
A litosfera é o maior reservatório de enxofre, com um tempo de permanência da ordem 
dos 1010 anos. Rochas sedimentares, como o gesso (CaSO4), as rochas ígneas incluem sul-
fetos metálicos (pirites, blenda, galena etc.). O enxofre encontra-se ainda na forma na-
tiva, junto a fontes hidrotermais e em depósitos vulcânicos, na superfície ou no subsolo.
Figura 6.6 - Ciclo do enxofre no meio ambiente
Fonte: WikimediaCommons / Bantle/ CC0
65Unidade 6 – Ciclos biogeoquímicos
Nos oceanos, o enxofre encontra-se na forma de íon sulfato, SO4
2– e como sulfeto de 
hidrogênio dissolvido, enxofre elementar e substâncias resultantes do metabolismo das 
plantas marinhas. O enxofre existente no oceano e nos sedimentos resulta na maior 
parte do intemperismo das rochas. Os sais dissolvidos pelo escoamento da água são 
transportados pelos rios e acabam depositados nas bacias continentais e nos oceanos. 
As algas marinhas produzem dimetil-sulfônico-propionato (DMSP), que se degrada em 
sulfureto de dimetilo