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BIOGEOQUÍMICA AMBIENTAL AULA 5 Prof.ª Ellen Caroline Baettker de Faria 2 CONVERSA INICIAL A proteção ambiental sempre foi praticada por seres humanos de uma forma ou de outra. No entanto, como as pressões antropogênicas sobre o meio ambiente aumentaram no século passado, a necessidade de proteção ambiental sistemática aumentou. Isso levou a uma experimentação considerável com definição de conceitos de qualidade, parâmetros e padrões para que seja possível quantificar e assim exigir dos governos leis e regulamentações que visem atingir os objetivos de proteção ambiental. Devido às falhas do passado e maior consciência da complexidade dos problemas ambientais, há uma aceitação crescente de que a proteção ambiental é melhor alcançada através do uso de uma abordagem multifacetada. Isso requer o uso de uma combinação de instrumentos regulatórios, econômicos, voluntários e de informações. TEMA 1 – CONTROLE DA QUALIDADE DO SOLO A composição do solo é muito complexa, pois não só estão presentes materiais inorgânicos, como silicatos, aluminatos, sulfatos, mas também matéria orgânica, como ácidos húmicos e muitos organismos vivos que o torna um ambiente vivo e dinâmico. Além disso, os processos que ocorrem no solo estão associados à qualidade deste, pois permitem as plantas atingirem altas produtividades. De acordo com a Hungria et al. (2013), no encarte Qualidade do Solo da EMBRAPA, o conceito qualidade do solo foi lançando na década de 1990 nos EUA e foi definido como “a capacidade um solo, dentro dos limites do seu ecossistema natural ou manejado, de sustentar a produtividade das plantas e animais, manter ou melhorar a qualidade da água e do ar, garantindo saúde e permitindo a habitação humana”. Sendo assim, a qualidade do solo está relacionada ao ambiente, à produção agropecuária e ao bem-estar humano (Figura 1). 3 Figura 1 – Componentes da qualidade do solo Segundo Araújo et al. (2012), os indicadores de qualidade do solo são utilizados para relacionar a sua funcionalidade, e assim constituem uma maneira indireta de mensurar a qualidade dos solos, sendo úteis para o monitoramento de mudanças no ambiente. Portanto, a escolha no uso dos indicadores depende da finalidade a que se propõe a utilização desse solo, além de indicar os possíveis manejos necessários para sanar problemas. 1.1 Indicadores químicos Os indicadores químicos possuem relação com a atividade química e biológica, fertilidade e potencial de perda de nutrientes, sendo os principais: • Acidez do solo: esse parâmetro está relacionado ao pH do solo e, portanto, deve estar na faixa de 5,5 até 6,5 o qual os nutrientes ficam mais disponíveis. • Elementos fitotóxicos do solo: esse fator está principalmente relacionado com a acidez causada pelo alumínio, sendo considerado uma das Produtividade Qualidade do solo Saúde Qualidade ambiental 4 principais limitações químicas ao uso agrícola em ecossistemas tropicais, em razão de sua capacidade de gerar acidez no solo, prejudicando o crescimento das plantas. • Teor de matéria orgânica do solo (MOS): referida como indicadora da qualidade do solo em virtude de sua suscetibilidade de alteração em relação às práticas de manejo e por correlacionar-se com a maioria das propriedades do solo (Araújo et al. 2012). • Nutrientes: é importante mensurar a disponibilidade de nutrientes que são essenciais para o crescimento das plantas, como cálcio e magnésio trocáveis, fósforo, potássio, micronutrientes, assim como suas relações para que seja possível avaliar qualidade de solo entre diferentes sistemas de manejos. 1.2 Indicadores físicos Os indicadores físicos estão relacionados com a retenção e transporte de água nutrientes, habitat para os microrganismos, camada de impedimento, porosidade e estimativa do potencial agrícola. Os indicadores físicos mais utilizados são descritos por Araújo et al. (2012): • Textura: é uma propriedade que tem muita relação com a retenção e o transporte de água, estrutura do solo, teor de nutrientes e de matéria orgânica, além de influenciar fortemente os processos erosivos do solo. • Espessura: indicador importante par avaliar a atividade biológica do solo, principalmente a espessura superficial horizontal, onde se encontra a maior concentração e é um local propicio ciclagem de matéria orgânica e nutrientes. • Densidade: essa propriedade varia em função a textura do solo e ao seu uso e ocupação. • Resistência a penetração: essa análise avalia resistência do solo à penetração da água, sendo utilizada para avaliar a limitação à penetração e o crescimento e desenvolvimento do sistema radicular das plantas. • Porosidade: possui relação com a movimentação do ar e da água nos solos, sendo os microporos indicadores da capacidade de retenção da água e os macroporos relacionados com o crescimento das raízes. 5 • Capacidade de retenção da água: essa propriedade indica a capacidade do solo relacionada ao transporte e armazenamento de água, a erosividade e ao teor de água, conforme a porosidade. • Condutividade hidráulica: é uma propriedade do solo que descreve sua capacidade em transmitir água e que depende da geometria dos poros e das propriedades do fluído contido neles, sendo afetados pela viscosidade e a densidade dos fluídos. • Estabilidade de agregados: é o parâmetro que melhor se correlaciona com a erodibilidade do solo, influenciando na infiltração, retenção de água, aeração e resistência à penetração de raízes, no selamento e encrostamento superficial, erosão hídrica e eólica. 1.3 Indicadores biológicos Os indicadores biológicos indicam o potencial de ciclagem dos nutrientes e na capacidade do solo de receber novas culturas. Os principais indicadores dessa categoria são: • Biomassa microbiana: de acordo com a quantidade presente no solo, indica a capacidade de recuperação do solo a remoção da camada superficial. Também pode avaliar os efeitos da presença de poluentes como pesticidas e metais pesados. • Nitrogênio mineralizável: como não está disponível para uso direto das plantas ele deve ser mensurado como um indicador da qualidade do solo. • Respiração microbiana: é medido de acordo com a produção e consumo do gás carbônico, isto é a respiração microbiana. Esse indicador mede a atividade biológica do solo, podendo ser chamado de quociente metabólico. • Atividade enzimática: as enzimas auxiliam na atividade dos microrganismos de decompõem a matéria orgânica, sendo as principias a celulase e a desidrogenase. TEMA 2 – ASPECTOS LEGAIS E METODOLOGIAS PARA AVALIAÇÃO DA QUALIDADE DO SOLO E a legislação que dispõe sobre critérios e valores orientadores de qualidade do solo, quanto à presença de substâncias químicas, e estabelece 6 diretrizes para o gerenciamento ambiental de áreas contaminadas por elas devido às atividades antrópicas é a Resolução CONAMA n. 420, de dezembro de 2009. Segundo a resolução, a qualidade do solo é avaliada com base em Valores Orientadores de Referência de Qualidade (VRQs), Valores Orientadores de Referência de Prevenção (VP) e Valores Orientadores de Referência de Investigação (VI). E segundo o art. 8 no cap. 2, os VRQs, em relação às substâncias químicas, são estabelecidos por órgãos ambientais estaduais. No art. 20 do Cap 3, o solo pode ser classificado em quatro classes: • Classe 1: não requer ações; • Classe 2: poderá requerer uma avaliação do órgão ambiental, incluindo a verificação da possibilidade de ocorrência natural da substância ou da existência de fontes de poluição, com indicativos de ações preventivas de controle, quando couber, não envolvendo necessariamente investigação; • Classe 3: requer identificação da fonte potencial de contaminação, avaliaçãoda ocorrência natural da substância, controle das fontes de contaminação e monitoramento da qualidade do solo e da água subterrânea; • Classe 4: requer as ações mais drásticas estabelecidas no Capítulo IV da resolução. As metodologias de avaliação da qualidade do solo se baseiam em um conjunto de indicadores físicos, químicos, minerais e biológicos, parâmetros já descritos no tópico acima. Quando afetados, tais parâmetros demonstram que as características e propriedades do solo estão sendo afetadas e comprometidas devido ao mau uso do solo ou poluição. O primeiro passo para uma análise é a coleta de amostras, que deve ser feito no terreno previamente limpo e inclua 10-15 subamostras, para ser mais representativas. Essas amostras devem se coletadas em ziguezague com distância de 8-10 m de um ponto a outro e identificadas com GPS (Reis et al., 2020). A profundidade das amostras deve ser de 0 a 20 cm, com sonda ou trado de aço inoxidável, as mesmas devem ser acondicionadas e preservadas de acordo com os tipos de parâmetros a serem avaliados. Para análise de 7 substâncias orgânicas, por exemplo, o ideal é a avaliação em menos de 14 dias (Reis et al., 2020). Os parâmetros físicos visam avaliar a umidade do solo, tamanho de partículas, densidade e porosidade, entre outras características. A análise granulométrica — por peneiramento e sedimentação ou por difração a laser — visa determinar a proporção de areia, silte e argila no solo, por exemplo. A proporção de tais elementos influencia na porosidade e retenção de água e de nutrientes (Silva, 2018). Em relação aos parâmetros químicos do solo, pode-se usar a metodologia volumétrica, ou processo de titulação, e determinar parâmetros como cálcio e magnésio trocáveis (volumetria de complexação), carbono orgânico (volumetria de oxirredução), acidez potencial (volumetria de neutralização), entre outros. A avaliação do pH é realizada por meio de potenciômetro. Já o método micro Kjeldahl é utilizado para avaliar o nitrogênio total, através da digestão, destilação e titulação da amostra (Silva, 2018). A condutividade é feita pelo aparelho condutivímetro e avalia o teor de sais contidos em uma solução por meio da medida da condutividade elétrica. Por fim, a espectrofotometria, que se baseia na medida de radiação luminosa absorvida em uma solução, determina a presença de ânions no solo, como o fósforo disponível. A espectrofotometria de absorção atômica é utilizada para determinação de metais pesados no solo, presentes em diferentes tipos de resíduos sólidos (Silva, 2018). A avaliação da biomassa microbiana e da atividade enzimática no solo é fundamental para entender a qualidade desse solo e como essa qualidade está sendo impactada por diferentes contaminantes. A avaliação da biomassa microbiana é baseada em respiração microbiana, conteúdo de carbono da biomassa microbiana e quociente metabólico. A respiração microbiana pode ser estimada pela quantidade de CO2 liberado do solo por análise de titulação. O carbono da biomassa microbiana pode ser determinado por irradiação-extração ou fumigação-extração. Por sua vez, a atividade enzimática é avaliada pelo método de hidrólise do diacetato de fluoresceína, que avalia a atividade de um grupo de enzimas, mas sem diferenciá-las entre si (Silva, 2018). As avaliações ecotoxicológicas envolvem testes que utilizam bioindicadores para aferir a presença de substâncias tóxicas no solo (como agrotóxicos e hidrocarbonetos). Os bioindicadores são organismos que 8 respondem a alterações no ambiente, ou seja, a agentes estressores, por meio de reações comportamentais ou metabólicas que podem ser mensuradas (Reis et al., 2020). TEMA 3 – CONTROLE DA QUALIDADE DO AR O controle da qualidade do ar começa pela busca de fontes alternativas de energia e atividades relacionadas menos poluente, além do incentivo de maior fiscalização em atividades poluentes. Segundo Nowacki e Rangel (2014), a legislação deve obrigar as indústrias a utilizarem filtros em suas chaminés, a tratar os seus resíduos e a utilizar processos menos poluentes. Também, deve- se aplicar punições severas para aquelas que não estiverem de acordo com a lei. Portanto, para que exista um controle da qualidade do ar, é preciso estabelecer padrões, que visam determinar o valor de concentração dos poluentes atmosféricos. No Brasil quem regulamenta e estabelece os padrões da qualidade do ar é o CONAMA (Conselho Nacional do Meio Ambiente), e para intensificar os cuidados e auxiliar na criação dos padrões de medição criou-se o PRONAR (Programa de Monitoramento de Qualidade do Ar) por meio da Resolução n. 5 de junho de 1989. Portanto, os indicadores da qualidade do ar estão descritos na Resolução CONAMA n. 491/18, de acordo com o descrito pelo Instituto Água e Terra (IAT) (2022), podem ser eles: • Partículas Totais em Suspensão (PTS), Fumaça, Partículas Inaláveis (PM10), Partículas Inaláveis Finas (PM2,5): são indicadores que se diferenciam pelo tamanho, por exemplo, pó, poeira e fuligem. • Dióxido de Enxofre (SO2): pode ter origem nos combustíveis fósseis que contenha enxofre. Esse poluente causa chuva ácida, que deteriora diversos materiais, além de acidificar corpos d’água e destruir florestas. • Monóxido de Carbono (CO): tem sua origem na combustão de automóveis, e/ou indústrias. Esse gás prejudica a oxigenação dos tecidos podendo levar à morte. • Ozônio (O3): o ozônio quando presente próximo a camada do solo, isto é, na Troposfera, é um poluente tóxico, mas quando está nas altas camadas, como na Estratosfera, ele protege contra os raios ultravioletas. É um 9 poluente fotoquímicos e pode tanto causar problemas respiratórios como interferir na fotossíntese. • Dióxido de Nitrogênio (NO2): gás que pode causar bastante irritação as vias aéreas e está relacionado com a formação do ozônio e a chuva ácida. Na Resolução n. 3/90 do CONAMA, também ficaram determinados dois tipos de padrão de qualidade do ar: o primário e o secundário (Nowacki; Rangel, 2014). • Padrão primário é aquele em que, quando ultrapassadas, as concentrações de poluentes podem afetar a saúde da população. Essas concentrações são os níveis máximos toleráveis dos poluentes atmosféricos. • Padrão secundário são aqueles em que as concentrações dos poluentes atmosféricos estão abaixo das quais se prevê o mínimo efeito adverso sobre a saúde da população, da fauna, da flora, dos materiais e do meio ambiente, em geral. O nível da poluição do ar é medido pela quantificação das principais substâncias poluentes presentes no ar, em que pela sua concentração, possa torná-lo 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. Além do CONAMA, existem vários instrumentos legais elaborados pelos estados e municípios que devem ser consultados conjuntamente para uma análise detalhada das condições de qualidade do ar. TEMA 4 – LEGISLAÇÃO BRASILEIRA RELATIVA À POLUIÇÃO AÉREA A primeira legislação sobre controle da poluição atmosférica foi a Portaria do Ministério do Interior de n. 231, de 27 de abril de 1976, com o objetivo de estabelecer padrões de qualidade do ar para material particulado, monóxido de carbono, dióxido de enxofre e oxidantes fotoquímicos. Já nos anos 80, a frota de carros aumentou consideravelmente e o Governo Federal estabeleceu um programa de controle veicular através da resolução CONAMA n. 18, de 6 de maio de 1986. Os parâmetros utilizados eram internacionais, e por isso percebeu-se que deveria ter um programa nacional que contemplasse as fontes fixas de poluição 10 atmosféricas e assim foi criado o Programa Nacional de Controle de Qualidade do Ar - PRONAR através da ResoluçãoCONAMA de n. 5, de 15 de junho de 1989. O principal objetivo era estabelecer padrões nacionais de qualidade do ar e emissão na fonte. E o próximo passo foi a ter um dispositivo legal a solução do CONAMA de n. 3, de 28 de junho de 1990, que estabeleceu os novos padrões nacionais de qualidade do ar em substituição aos fixados pela Portaria Minter n. 231/76. Essa resolução estende o número de parâmetros regulamentados de quatro para sete, sendo eles fumaça, partículas inaláveis, partículas totais, monóxido de carbono, dióxido de enxofre, dióxido de nitrogênio e ozônio troposférico, e também foi introduzida na legislação a figura dos padrões secundários de qualidade do ar, mais restritivos que os primários, constituindo-se seu atendimento em meta de longo prazo. Essa resolução foi sendo complementada conforme está descrito no Quadro 1, mas em 2005 a OMS (Organização Mundial da Saúde) alentou sobre os problemas que a poluição atmosférica estava causando a saúde e publica novas diretrizes fazendo que vários países revisassem suas diretrizes. Quadro 1 – Legislações brasileira relativa à poluição aérea a. Poluição Aérea Global – Camada de Ozônio Resolução CONAMA n. 13, de 13 de dezembro de 1995 Institui cadastramento obrigatório de empresa que produza, importe, exporte, comercialize ou utilize substâncias controladas Resolução CONAMA n. 229, de 20 de agosto de 1997 Altera prazo da Resolução CONAMA no 13/95, a partir da qual ficam proibidos, em todo o território nacional, todos os usos como solventes das substâncias controladas constantes dos Anexos A e B do Protocolo de Montreal Resolução CONAMA n. 267, de 14 de setembro de 2000 Proíbe, em todo território nacional, a utilização de substâncias controladas especificadas nos Anexos A e B do Protocolo de Montreal sobre substâncias que destroem a camada de ozônio Decreto Federal n. 6, de 6 de março de 2003 Cria o Comitê Executivo Interministerial para a Proteção da Camada de Ozônio, com a finalidade de estabelecer diretrizes e 11 coordenar as ações relativas à proteção da camada de ozônio Resolução CONAMA n. 340, de 25 de setembro de 2003 Dispõe sobre a utilização de cilindros para o envasamento de gases que destroem a camada de ozônio b. Poluição do Ar Local por Fontes Fixas Decreto-Lei n. 1.413, de 14 de agosto de 1975 Dispõe sobre o controle da poluição do meio ambiente provocada por atividades industriais Lei Federal n. 6.803, de 2 de julho de 1980 Dispõe sobre as diretrizes básicas para o zoneamento industrial nas áreas críticas de poluição e de outras providências Resolução CONAMA n. 5, de 15 de junho de 1989 Cria o Programa Nacional de Controle de Qualidade do Ar (PRONAR) Resolução CONAMA n. 3, de 28 de junho de 1990 Dispõe sobre padrões de qualidade de ar, previstos no PRONAR – Padrão de Qualidade do Ar Resolução CONAMA n. 8, de 6 de dezembro de 1990 Dispõe sobre padrões de qualidade de ar, previstos no PRONAR – Padrão de Emissão Resolução CONAMA n. 382, de 26 de dezembro de 2006 Atualiza e amplia os parâmetros das resoluções anteriores e estabelece limites máximos de emissão de poluentes atmosféricos por fontes fixas Resolução CONAMA n. 386, de 27 de dezembro de 2006 Altera o art. 18 da Resolução CONAMA no 316, de 29 de outubro de 2002, sobre monitoramento de crematórios Instrução Normativa IBAMA n. 7, de 13 de abril de 2009 Dispõe sobre o procedimento de licenciamento ambiental e medidas que deverão ser adotadas visando à mitigação das emissões de dióxido de carbono (CO2) oriundas da geração de energia elétrica de usinas termelétricas movidas a óleo combustível e carvão Resolução CONAMA n. 436, de 22 de dezembro de 2011 Estabelece os limites máximos de emissão de poluentes atmosféricos para fontes fixas instaladas ou com pedido de licença de instalação anteriores a 2 de janeiro de 2007 – Complementa as Resoluções n. 05/1989 e no 382/2006 Resolução CONAMA n. 491, de 20 de novembro de 2018 Revogou a Resolução CONAMA n. 03/90, estabelecendo novos Padrões de Qualidade do Ar. Esta nova Resolução tomou como 12 referências os valores-guia de qualidade do ar, recomendados pela Organização Mundial da Saúde – OMS, em 2005, bem como seus critérios de implementação c. Poluição do Ar Local por Fontes Móveis Resolução CONAMA n. 18, de 6 de maio de 1986 Dispõe sobre a criação do Programa de Controle de Poluição do Ar por Veículos Automotores (PROCONVE) Resolução CONAMA n. 3, de 15 de junho de 1989 Dispõe sobre níveis de emissão de aldeídos no gás e escapamentos de veículos automotores Resolução CONAMA n. 10, de 14 de setembro de 1989 Estabelece padrões de emissão de gases de escapamento por veículos automotores com motor do ciclo diesel Resolução CONAMA n. 7, de 31 de agosto de 1993 Estabelece como padrões de emissão para veículos em circulação os limites máximos de CO, HC, diluição, velocidade angular do motor e ruído para os veículos com motor do ciclo Otto e opacidade de fumaça preta e ruído para os veículos com motor do ciclo diesel Resolução CONAMA n. 8, de 31 de agosto de1993 Estabelece os limites máximos de emissão de poluentes para os motores destinados a veículos pesados novos, nacionais e importados Lei Federal n. 8.723, de 28 de outubro de 1993 Dispõe sobre a redução de emissão de poluentes por veículos automotores Resolução CONAMA n. 18, de 29 de setembro de 1994 Estabelece prazos para os fabricantes de veículos automotores leves e equipados com motor a álcool declararem a configuração e produção de veículo Resolução CONAMA n. 16, de 29 de setembro de 1994 Fixa novos prazos para o cumprimento dos seguintes dispositivos da Resolução CONAMA n. 8, de 31 de agosto de 1993 – limites e fatores de correção de altitude para o índice de fumaça em aceleração livre para os motores novos Resolução CONAMA n. 15, de 29 de setembro de 1994 Dispõe sobre a implantação de Programas de Inspeção e Manutenção de Veículos em Uso (I/M) 13 Resolução CONAMA n. 27, de 7 de dezembro de 1994 Fixa novos prazos para o cumprimento de dispositivos da Resolução CONAMA n. 8, de 31 de agosto de 1993 – limites e fatores de correção de altitude para o índice de fumaça em aceleração livre para os motores novos Resolução CONAMA n. 17, de 13 de dezembro de 1995 Ratifica os limites máximos de emissão por veículos automotores Resolução CONAMA n. 18, de 13 de dezembro de 1995 Regulamenta a implantação dos Programas e Manutenção para Veículos Automotores em Uso (I/M) Resolução CONAMA n. 16, de 13 de dezembro de 1995 Regulamenta quanto à homologação e certificação de veículos novos do ciclo diesel (opacidade) Resolução CONAMA n. 15, de 13 de dezembro de 1995 Estabelece para o controle da emissão veicular de gases, material particulado e evaporativa nova classificação dos veículos automotores Resolução CONAMA n. 14, de 13 de dezembro de 1995 Dispõe sobre prazo para o programa trienal para a execução de ensaios de durabilidade por agrupamento de motores Resolução CONAMA n. 227, de 20 de agosto de 1997 Regulamenta a implantação dos Programas de Inspeção e Manutenção de Veículos em Uso (I/M) Resolução CONAMA n. 241, de 30 de janeiro de 1998 Estabelece limites máximos de emissão de poluentes para veículos importados Resolução CONAMA n. 251, de 12 de janeiro de 1999 Estabelece limites máximos de opacidade de emissão utilizados em programas de I/M Resolução CONAMA n. 256, de 30 de junho de 1999 Aprova a inspeção de emissão de poluentes e ruídos em veículos automotores Lei Federal n. 10.203, de 22 de fevereiro de 2001 Fixa limite mínimo de adição de álcool na gasolina de 20 % Resolução CONAMA n. 315, de 29 de outubro de 2002 Dispõe sobre a nova etapa doPrograma de Controle de Emissões Veiculares (PROCONVE L4) Lei Federal n. 10.696, de 2 de julho de 2003 Fixa limite mínimo de adição de álcool na gasolina de 25 % Portaria IBAMA n. 80, de 24 de outubro de 2006 Trata da certificação de conformidade de veículos e motores, nacionais ou importados junto ao PROCONVE 14 Instrução Normativa IBAMA n. 127, de 24 de outubro de 2006 Confirma os limites de emissão para motores a gás natural previstos na Resolução CONAMA n. 315, de 29 de outubro de 2002 Instrução Normativa IBAMA n. 126, de 24 de outubro de 2006 Estabelece critérios para verificação do funcionamento e os requisitos para a configuração dos dispositivos/sistemas para diagnóstico a bordo nos veículos leves de passageiros, a fim de monitorar o funcionamento dos motores e controlar a emissão Resolução CONAMA n. 403, de 11 de novembro de 2008 Dispõe sobre a nova fase de exigência do Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores (PROCONVE) para veículos pesados novos (Fase P-7) Resolução CONAMA n. 415, de 24 de setembro de 2009 Dispõe sobre nova fase (PROCONVE L6) de exigências do Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores (PROCONVE) Resolução CONAMA n. 418, de 25 de novembro de 2009 Dispõe sobre critérios para a elaboração de Planos de Controle de Poluição Veicular (PCPV) e para a implantação de Programas de Inspeção e Manutenção de Veículos em Uso (I/M) Resolução CONAMA n. 426, de 14 de dezembro de 2010 Estabelece novos prazos para o Plano de Controle da Poluição Veicular e o Programa de Inspeção e Manutenção de Veículos em Uso Resolução CONAMA n. 432, de 13 de julho de 2011 Estabelece novas fases de controle de emissões de gases poluentes por ciclomotores, motociclos e veículos similares novos, e dá outras providências (PROMOT M4) Resolução CONAMA n. 433, de 13 de julho de 2011 Dispõe sobre a inclusão no Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores (PROCONVE) e estabelece limites máximos de emissão de ruídos para máquinas agrícolas e rodoviárias novas Resolução CONAMA n. 435, de 16 de dezembro de 2011 Regulamenta a entrada em vigor nos estados e nos municípios dos programas de inspeção e manutenção dos motociclos e veículos similares com motor do ciclo Otto de 4 tempos 15 Resolução CONAMA n. 451, de 3 de maio de 2012 Altera os limites de emissão da Tabela 3 do Anexo I da Resolução CONAMA n. 418, de 25 de novembro de 2009, que dispõe sobre critérios para a elaboração de Planos de Controle de Poluição Veicular (PCPV) e para a implantação de Programas de Inspeção e Manutenção de Veículos em Uso (I/M) pelos órgãos estaduais e municipais de meio ambiente Resolução CONAMA n. 456, de 29 de abril de 2013 Altera Anexo da Resolução CONAMA n. 432, de 13 de julho de 2011, que dispõe sobre os limites de emissão de motociclos Resolução CONAMA no 490, de 21 de novembro de 2018 Regula a fase P8 do Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores (PROCONVE) com o objetivo de limitar poluentes e ruídos dos novos veículos de uso rodoviário destinados ao transporte de passageiros (ônibus) e mercadorias (caminhões) Notas 1 Norma Brasileira de Regulamentação da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). 2 Dá-se o nome de aromáticos a todos os compostos orgânicos que têm núcleo benzênico (benzeno) na molécula. Chamam-se de cíclicos aqueles compostos que apresentam mais de um anel em sua estrutura, por exemplo, o antraceno, que tem três anéis. Sendo assim, foi lançada a Resolução CONAMA n. 491, publicada no Diário Oficial da União de 20/11/18 que revogou a Resolução CONAMA n. 3/90, estabelecendo novos Padrões de Qualidade do Ar. Esta nova Resolução tomou como referências os valores-guia de qualidade do ar, recomendados pela Organização Mundial da Saúde – OMS, em 2005, bem como seus critérios de implementação. Uma mudança que a nova resolução trouxe foi a mudança nos padrões, sendo agora eles: • Padrões de Qualidade do Ar Intermediários - PI: padrões estabelecidos como valores temporários a serem cumpridos em etapas; • Padrão de Qualidade do Ar Final - PF: valores guia definidos pela Organização Mundial da Saúde - OMS em 2005. 16 O Quadro 2 apresenta os novos Padrões de Qualidade do Ar estabelecidos pelo Resolução CONAMA n. 491/18. Quadro 2 – Padrões de Qualidade do Ar Poluente Período de Referência PI-1 (µg/m3) PI-2 (µg/m3) PI-3 (µg/m3) PF (µg/m3) ppm Material Particulado (MP10 ou PM10) 24 horas 120 100 75 50 - Anual1 40 35 30 20 - Material Particulado (MP2,5 ou PM2.5) 24 horas 60 50 37 25 - Anual1 20 17 15 10 - Dióxido de Enxofre (SO2) 24 horas 125 50 30 20 - Anual1 40 30 20 - - Dióxido de Nitrogênio (NO2) 1 hora2 260 240 220 200 - Anual1 60 50 45 40 - Ozônio (O3) 8 horas3 140 130 120 100 - Fumaça 24 horas 120 100 75 50 - Anual1 40 35 30 20 - Monóxido de Carbono (CO) 8 horas³ - - - - 9 Partículas Totais em Suspensão (PTS) 24 horas - - -- 240 - Anual4 - -- 80 - Chumbo (Pb)5 Anual1 - -- 0,5 Nota: 1 - Média Aritmética Anual, 2 - Média Horária, 3 - Máxima Média Móvel Obtida no dia, 4 - Média Geométrica Anual, 5 - Medido nas Partículas Totais em Suspensão. Fonte: Ministério do Meio Ambiente - CONAMA. A importância em ter uma boa gestão da qualidade do ar atmosférico é evitar, prevenir ou reduzir os efeitos nocivos que certos poluentes têm para a saúde humana e o meio ambiente, como também avaliar a qualidade do ar e informar o público. Outra resolução que foi alterada recentemente, foi a de emissões por fontes móveis, isto é, a Resolução n. 490 de 21/11/2018 do CONAMA, com novas exigências para o controle de emissões de gases poluentes e de ruídos para veículos automotores pesados novos. Essa resolução regula a fase P8 do Programa de Controle da Poluição do Ar por Veículos Automotores (PROCONVE) com o objetivo de limitar poluentes e ruídos dos novos veículos de uso rodoviário destinados ao transporte de 17 passageiros (ônibus) e mercadorias (caminhões). Essa nova fase do PROCONVE trará benefícios ambientais e para a saúde humana, segundo avaliação feita pelos técnicos do IBAMA durante a reunião do CONAMA. TEMA 5 – MÉTODOS E ANÁLISES DE POLUENTES ÁEREOS A escolha dos métodos analíticos é importante para garantir o monitoramento e controle da poluição ambiental, considerando as dificuldades da amostragem em virtude das variações nos níveis dos poluentes com o tempo e a localização, as diferenças de temperatura e umidade e as dificuldades para encontrar os sítios de coleta de amostra adequados, em especial aqueles a grandes altitudes da superfície terrestre. Por isso, busca-se sempre a inovação por novas técnicas analíticas e melhorias nas metodologias existentes. Existem diversos tipos e amostragem, alguns métodos não necessitam de amostra, lendo ao longo do percurso como o monitoramento por absorção de ressonância a laser, contudo, é mais comum a necessidade de coletar diversas amostras, sendo que algumas têm que ser preparadas e outras lidas automaticamente. De acordo com Manahan (2013), diferentes técnicas analíticas são usadas para realizar o monitoramento da poluição atmosférica, e a Tabela 1 apresenta um resumo das principais técnicas. Tabela 1 – Principais técnicas instrumentais usadas na análise de poluentes aéreos Poluente Método Potenciais Interferentes SO2 (S total) Fotometria de chama (FPD) H2S, CO SO2 CG (FPD) H2S, CO SO2 Espectrofotometria (pararosanilina, química por via úmida) H2S, HCl, NH3, NO2, O3, SO2 Eletroquímica H2S, HCl, NH3, NO, NO2, O3, C2H4 SO2 Condutividade HCl, NH3, NO2 SO2 Espectrofotometria em fase gasosa NO, NO2, O3, O3, Quimiluminescência H2S O3, Eletroquímica NH3, NO2, SO2 O3, Espectrofotometria(reação de iodeto de potássio, química por via úmida) NH3, NO2, NO, SO2 18 O3, Espectrofotometria em fase gasosa NO2, NO, SO2 CO Infravermelho CO2 (níveis elevados) CO CG (com detector por ionização de chama) - CO Eletroquímica No, C2H4 CO Combustão catalítica – detecção térmica NH3 CO Fluorescência no infravermelho - NO2 Quimiluminescência NH3, NO2, NO, SO2 NO2 Espectrofotometria (reação de corante azo, química por via úmida) NO2, NO, SO2, O3 NO2 Eletroquímica HCl, NH3, NO2, NO, SO2, O3, CO NO2 Espectrofotometria em fase gasosa NH3, NO2, NO, SO2, CO NO2 Condutividade HCl, NH3, NO2, NO, SO2, Fonte: Manahan, 2013. 5.1 Dióxido de Enxofre Para determinação do dióxido de enxofre (SO2), utiliza-se a espectrofotometria usando a pararosanilina desenvolvida por West e Gaeke (2009). Quando executado manualmente, esse método para a análise de dióxido de enxofre é trabalhoso e complicado. No entanto, este foi refinado e pode ser executado em uma forma automatizada com equipamento de monitoramento contínuo (Manahan, 2013). Na condutometria, o dióxido de enxofre é coletado em uma solução de peróxido de hidrogênio, que oxida o SO2 em H2SO4, e devido à elevada condução elétrica do ácido sulfúrico é mensurada. O dióxido de enxofre também pode ser determinado por cromatografia iônica, através do borbulhamento de SO2 em uma solução de peróxido de hidrogênio, gerando 𝑆𝑆𝑆𝑆4−2, seguida pela análise do sulfato por cromatografia iônica, um método que separa íons em uma coluna cromatográfica e os detecta medindo sua condutividade, com muita sensibilidade. Na fotometria de chama, por vezes usada com a CG, o gás é queimado através de uma chama de hidrogênio e a emissão do enxofre é medida em um comprimento de onda de 394 nm. Essa análise é usada na detecção de dióxido de enxofre e de outros compostos de enxofre gasosos. 19 De acordo com Manahan (2013), vários métodos de espectrofotometria direta são usados para medir os teores de dióxido de enxofre, como a absorção por infravermelho não dispersivo, a análise por infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), a absorção no ultravioleta, a fluorescência de ressonância molecular e a espectrofotometria da segunda derivada. Os princípios desses métodos são os mesmos para todos os gases analisados, isto é, medindo quando a substância química absorve através da passagem do feixe de luz, pois cada composto absorve ou transmite luz em uma certa amplitude de comprimento de onda. 5.2 Óxidos de nitrogênio Várias técnicas para mensurar os óxidos de nitrogênio foram citadas na Tabela 1, como técnicas eletroquímicas, mensuração direta de óxidos nítricos por espectrofotometria em fase gasosa e técnicas químicas por via úmida com base na formação de corantes azo. Mas a técnica mais utilizada é quimiluminescência em fase gasosa, que resulta da emissão de luz por espécies excitadas eletronicamente formadas por uma reação química. No caso do NO, o ozônio é utilizado para promover a reação, gerando dióxido de nitrogênio eletronicamente excitado. De acordo com Manahan (2013), a quimiluminescência é uma técnica indicada para a análise de poluentes atmosféricos porque evita a química úmida, é simples em princípio e se presta muito bem ao monitoramento contínuo e aos métodos instrumentais. 5.3 Oxidantes Os oxidantes atmosféricos analisados com mais frequência são o ozônio, peróxido de hidrogênio, peróxidos orgânicos e cloro. O método manual clássico de análise de oxidantes se baseia na oxidação do íon I− seguida da mensuração espectrofotométrica do produto. Que consiste em coletada conservada KI 1% tamponado em pH 6,8. Os oxidantes reagem com o íon iodeto que é lido no espectrofotômetro com no comprimento de onda de 352 nm. Segundo Manahan (2013), o método de análise de oxidantes mais comumente utilizado e o da quimiluminescência, em que a reação quimiluminescente ocorre entre o ozônio e o etileno, e a radiação dessa reação 20 é emitida em uma faixa de 300 a 6.000 nm, com máximo em 435 nm. Esse método permite medir concentrações de ozônio entre 0,003 e 30 ppmv. O ozônio necessário para calibrar o instrumento é gerado pela via fotoquímica a partir da absorção da radiação ultravioleta pelo oxigênio. 5.4 Monóxido de carbono Os métodos utilizados para mensurar o monóxido de carbono na atmosfera são descritos por Manahan (2013), sendo eles: • Absorção de radiação infravermelha a 4,7 μm. • Espectrometria no infravermelho não dispersivo. Essa técnica é influenciada pelo fato de que o monóxido de carbono absorve intensamente a radiação infravermelha em certos comprimentos de onda e difere dos espectrômetros de infravermelho comuns pelo fato de a radiação infravermelha emitida pela fonte não ser dispersa com base no comprimento de onda via prisma ou rede de difração. O espectrômetro de infravermelho não dispersivo é construído de maneira a ser específico para dado composto ou tipo de composto. • CG por ionização em chama é um sistema de detecção seletivo para hidrocarbonetos, e é preciso converter o CO na amostra em metano por reação com hidrogênio sobre um catalisador de níquel a 360oC: uma das principais vantagens dessa abordagem é que ela permite empregar a mesma instrumentação básica usada na mensuração de hidrocarbonetos. • Oxidação catalítica do CO2 sobre um catalisador composto por uma mistura de MnO2 e CuO, também é um método de detecção em que as diferenças em temperatura entre uma célula em que ocorre a oxidação e uma célula de referência por que passa parte da amostra são medidas por termistores. Um catalisador de óxido de vanádio é usado na oxidação de hidrocarbonetos, o que permite que eles sejam analisados com o CO. 5.5 Hidrocarbonetos e compostos orgânicos O método mais utilizado para o monitoramento de hidrocarbonetos em amostras atmosféricas é através do detector por ionização em chama de hidrogênio, que consiste em passar quantidades conhecidas de ar em um detector de ionização em chama 4 ou 12 vezes por hora, dando uma medida do 21 teor total de hidrocarbonetos. Uma porção individual de cada amostra passa por uma coluna arraste para remover água, dióxido de carbono e hidrocarbonetos excluindo o metano. O metano e o monóxido de carbono, que não são retidos pela coluna de arraste, são separados em uma coluna cromatográfica, passados em um tubo de redução catalítica e então em um detector de ionização em chama. Esse método descrito permite determinar os hidrocarbonetos totais na faixa 0 – 13 mg m−3, o que corresponde a 0-10 ppmv. O metano pode ser mensurado em uma faixa entre 0 – 6,5 mg m−3 (0 – 10 ppmv) (Manahan, 2013). 5.6 Material Particulado (MP) Para realizar a análise do MP, é preciso capturar, sendo duas principais abordagens para o isolamento de partículas são a filtração e a remoção por métodos que desviam a corrente de gás abruptamente, o que permite coletar as partículas em uma superfície. O uso de filtros é um método que consiste na passagem do ar por filtros que removem as partículas e posteriormente podem ser mensurados. Existem alguns amostradores como Hi-Vol para partículas entre 25–30 μm de diâmetro, isto é, esse coletor é aspirador de pó melhorado, que suga ar por um filtro, sendo mais eficientes na coleta de partículas presentes em um volume de ar muito grande, normalmente 2.000 m3 por um período de 24 h (Figura 2). Figura 2 – Amostrador Hi-Vol para a coleta de material particulado do ar atmosférico Créditos: Jefferson Schnaider. 22 Para analisar partículas de diversos tamanhos, utiliza-se a separação de partículas através de filtros de malhas sucessivamente menores em uma unidade de filtros sequenciais. Outra abordagem usa o impactador virtual, uma combinação de filtro a ar e um impactador. Em um impactador, a vazão de gás a uma velocidade relativamentealta perfaz um desvio pronunciado em sua direção, o que deposita as partículas presentes na amostra na superfície impactada pelo fluxo. O modelo em cascata realiza a separação por tamanho dirigindo o fluxo de gás para uma série de placas de coleta através de uma série de orifícios de diâmetros decrescente, o que aumenta a vazão de forma gradual. O que mais causa erros nas medições e dificuldades nas análises é a falta de um material de filtragem adequado. Diferentes materiais usados nos filtros se prestam muito bem a aplicações específicas, mas nenhum deles é satisfatório para todas as aplicações (Manahan, 2013). As técnicas utilizadas para caracterizar poluentes atmosféricos particulados 12 são: • absorção atômica, • as metodologias de plasma indutivamente acoplado, • a fluorescência de raios X, • a análise por ativação de nêutrons, • eletrodos íon-seletivos para a análise de flúor. FINALIZANDO De acordo com o exposto, fica notável que o monitoramento de qualidade do solo ou do ar são relevantes, pois mensura as concentrações dos poluentes presentes nessas matrizes, gerando dados sobre as condições atuais de qualidade, e movimenta e habilita os tomadores de decisão a planejar ações e políticas públicas no sentido de assegurar a boa qualidade visando garantir a saúde pública e a proteção ambiental. 23 REFERÊNCIAS ARAÚJO, Edson Alves et al. Qualidade do solo: conceitos, indicadores e avaliação. Applied Research & Agrotechnology, v. 5, n. 1, p. 187-206, 2012. BRASIL. Ministério do Meio Ambiente. Resolução CONAMA n. 491, de 19 de novembro de 2018. Dispõe sobre critérios da Qualidade do Ar. Diário Oficial da União, 21 nov. 2018. CALIJURI, M. do C.; CUNHA, D. G. F. Engenharia Ambiental - Conceitos, Tecnologias e Gestão. Grupo GEN, 2019. DAVIS, M. L.; MASTEN, S. J. Princípios de Engenharia Ambiental. Grupo A, 2016. HUNGRIA, M.; NOGUEIRA, M. A.; MERCANTE, F. M.; SILVA, A. P. da. Qualidade do Solo. Londrina: Embrapa Soja, 2013. IAT – Instituto Água e Terra. Monitoramento da Qualidade do Ar, 2022. Disponível em: . Acesso em: 11 jan. 2023. MANAHAN, S. E. Química ambiental. Grupo A, 2013. NOWACKI, C. de C. B.; RANGEL, M. B. A. Química ambiental: conceitos, processos e estudo dos impactos ao meio ambiente. 1. ed. Editora Saraiva, 2014. REIS, A. C dos et al. Ecologia e análises ambientais. Grupo A, 2020. SANTOS, M. A. Poluição do Meio Ambiente. Grupo GEN, 2017. SCHORR, A. de S. 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