Composição do ar

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Composição do ar
Oxigênio ( 20,95 % )
Nitrogênio ( 78,08 % )
Dióxido de carbono ( 0,03 % )
Outros ( Ozônio; Hidrogênio e gases nobres como o neônio, o hélio e o criptônio ). Contêm ainda vapor d´agua e partículas de matérias derivadas de fontes naturais e de atividades humanas.
Definição de Poluição do ar
A poluição do ar é definida como sendo a alteração da qualidade do ar, resultante de atividades que direta ou indiretamente:
prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população;
criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;
afetem desfavoravelmente a qualidade do ar;
lancem matéria ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos por lei.
Classificação da poluição do ar
A poluição atmosférica pode ser classificada como: 
de origem natural ( vulcões, queimadas, etc. );
resultante das atividades humanas ( industriais, transporte, calefação, destruição da cobertura vegetal, etc. );
em conseqüência dos fenômenos de combustão.
Conseqüências da poluição atmosférica
Buraco na camada de ozônio;
chuvas ácidas;
efeito estufa;
ilhas de calor;
inversão térmica
Buraco na camada de ozônio
Gás instável ( O3 ) que se encontra distribuído principalmente na estratosfera e que impede a penetração de raios ultravioletas nocivos à vida. Seu desaparecimento ou diminuição pode vir a provocar câncer de pele;
Detectou-se a presença de um “buraco” sobre a Antártida que estaria aumentando; duas hipóteses sobre sua formação: natural ou provocada pela emissão de CFC ( o cloro presente nos clorofluorcarbonetos ). 
Chuvas ácidas
Precipitação (também em forma de neve ou geada) em que o pH se apresenta abaixo de 7,0; trata-se da associação da água da precipitação com elementos (principalmente enxofre) lançados na atmosfera fábricas, refinarias, automóveis. Principais locais onde ocorre: Montes Apalaches nos EUA, Floresta Negra na Europa, Cubatão (São Paulo).
Efeito estufa
Dispersão de gás carbônico ( CO2 ) na atmosfera, devido à sua emissão por parte dos automóveis ou queimadas, provoca uma retenção das radiações infravermelhas na camada atmosférica, podendo acarretar um aumento da temperatura planeta e trazendo como conseqüências: derretimento de gelo nos pólos, aumento do nível oceânico e de vapor d´água na atmosfera.
Ilhas de calor
Aumento da temperatura nos centros urbanos devido à concentração excessiva de cimento, asfalto, recobrindo o solo e refletindo o calor solar, e à falta de circulação atmosférica. 
Fatores responsáveis pelo aparecimento de Ilha de calor
Verticalização da área urbana - traz dificuldade à circulação atmosférica.
Desmatamento - contribui para diminuição da umidade, com a redução da evapotranspiração.
Cobertura de vastas superfícies por concreto e pavimentação - causa um aquecimento maior, provocando o aumento da temperatura mais rapidamente.
Inversão térmica
Concentração de ar frio junto ao solo impedindo a dispersão de poluentes eventualmente aí lançados; ocorre no inverno em centros urbanos. Principais locais onde ocorre: São Paulo, México.
POLUIÇÃO LOCAL
SMOG INDUSTRIAL ( cor cinza )
Smog - mistura de neblina e fumaça carregada de poluentes.
É típico de regiões frias e úmidas
Os picos de concentração ocorrem no inverno, em condições climáticas adversas para á dispersão dos poluentes, agrava devido a inversão térmica, que ocorre nas 1ª horas da manhã.
Os principais elementos - provêm da queima do carvão e de óleo combustível.
Os principais componentes - dióxido de enxofre ( SO2 ) e o material particulado ( MP ). Os dois compostos provocam sérias lesões respiratórias.
Outros Poluentes:
Compostos de FLÚOR, liberados por fundições de ferro e alumínio e no processamento da rocha fosfatada em fabricas de fertilizantes, prejudicam o crescimento dos vegetais e causam danos a saúde humana e dos animais.
Compostos de MERCURIO, usualmente associado à mineração de ouro, podem ser também liberados para o ar em fábricas de papel, tinta e de pesticidas e têm efeitos sobre a cadeia alimentar e sobre a saúde humana.
O ASBESTO, utilizado em material de construção, revestimentos à prova de fogo e freios de automóvel é uma substância de potencial cancerígeno.
 SMOG FOTOQUÍMICO ‘ ( cor avermelhada / marrom )
É típico de cidades ensolaradas, quentes, de clima seco.
O principal agente poluidor nesse caso são os veículos, que geram uma série de poluentes, principalmente óxido de nitrogênio, monóxido de carbono e hidrocarbonetos. Esses gases sofrem várias reações na atmosfera por efeito da radiação solar, gerando novos poluentes. Daí o nome ‘fotoquímico’.
Esse smog é um verdadeiro “ coquetel de poluição “.
Principais poluentes: óxidos de nitrogênio, os radicais orgânicos PAN ( Peroxi Acetil Nitrato - CH3.COO.ONO2 ), o ozônio e alguns aldeídos.
Pico de concentração ocorre por volta das 10 ou 12 horas.
Cidades sujeitas a esse tipo de ‘ smog ‘ são Los Angles, Sydney, Cidade do México e São Paulo.
O ‘ smog ‘ industrial e o fotoquímico podem ocorrer simultaneamente ou separadamente em determinadas estações do ano; é o caso de São Paulo, onde é difícil distingir a predominância de um determinado tipo de ‘ smog ‘.
O controle do ‘ smog fotoquímico ‘ passa pelo controle da emissão de poluentes produzidos pelos meios de transporte.
METEOROLOGIA E DISPERSÃO DE POLUENTES NA ATMOSFERA
O perfil térmico da atmosfera tem relação direta com a capacidade de dispersão de poluentes por mistura vertical.
Exemplo: um balão cheio de ar possa subir e descer na atmosfera. Esse balão não troca calor com o meio externo. Se elevarmos o balão, ele irá se expandir devido ao decréscimo da pressão externa. Á medida que o gás do balão expande-se, sua temperatura diminui. O decréscimo da temperatura com a altitude, neste caso ( sem troca de calor ), é chamado de gradiente de temperatura adiabático seco ( -1º C => 100m de acréscimo de altitude ).
Quando a temperatura da atmosfera diminui mais rápido que a adiabática, a atmosfera é dita superadiabática, 
Se o balão for colocado numa certa altitude, a tendência é que passe para uma outra altitude, afastando-se da posição inicial. 
Do ponto de vista de poluição do ar, essa condição ( superadiabática ) é desejada por dispersar rapidamente os poluentes na atmosfera.
A atmosfera em condições superadiabática é instável, o que permite maior dispersão dos poluentes.
Se a temperatura da atmosfera diminuir mais lentamente do que a adiabática, a atmosfera é dita subadiabática ( devido a estabilidade do ar, o balão fica estável 
Em situações críticas de poluição do ar, essa estabilidade diminuindo potencial de dispersão da atmosfera e, consequentemente, propicia o surgimento de episódios críticos de poluição devido à alta concentração de poluentes. 
O caso extremo ocorre quando a temperatura aumenta com a altitude; é a chamada inversão térmica.
Nesta situação o ar é consideravelmente estável e os índices de poluição tendem a se elevar, dependendo também, é obvio, da carga de poluentes.
Inversão térmica se dá por dois mecanismos: por radiação e por subsidência.
A inversão por radiação ocorre na maioria das vezes no inverno. Em um dia frio e sem nuvens, o aquecimento solar pode resultar em temperaturas relativamente altas ao nível do solo durante o final da manhã e á tarde. Entretanto à noite , quando geralmente é bem frio, as superfície do solo sofre um resfriamento intenso, de tal forma que as camadas superiores de ar permanecem mais quentes, gerando uma camada de inversão em altitudes de ordem de 100 metros. No decorrer do dia esse perfil volta a se inverter, principalmente do solo. Esse tipo de inversão não acontece em dia nublados, sua formação pode ser reduzida pelo vento e, em áreas desérticas, ocorre em aproximadamente 90 por cento das manhãs.
Inversão térmica por subsidência ocorre em altitudes maiores e dura alguns dias. Esse tipo de inversãodeve-se ao fenômeno da subsidência do ar ( correntes de ar descendentes ), formado pela diferença de pressão existente entre grandes massas de ar que se deslocam na atmosfera.
As direções preferenciais das massas de ar na atmosfera, tanto no hemisfério sul com no hemisfério norte, existem zonas propícias à formação de subsidências ou zonas de correntes verticais descendentes. 
As regiões preferencias para a formação dessas correntes localizam-se nas proximidades das latitudes 30 ºN e 30 ºS. São zonas onde ocorrem com maior freqüência as inversões térmicas por subsidência. Nessas condições o ar desce a taxa de 1.000 m/dia. Á medida que o ar desce para altitudes mais baixas e de maiores pressões, ele sofre um processo de compressão que aumenta sua temperatura ( ocorre em grandes altitudes, em mais de 1.000 metros).
Numa situação extremamente crítica podem ocorrer simultaneamente os dois tipos de inversão.
Outro tipo de inversão térmica. Em regiões costeiras do mar pode resfriar o solo durante a noite a ponto de formar massas de temperatura mais alta em altitudes superiores nas primeiras horas da manhã. Esse tipo de inversão desaparece no decorrer do dia, com o aquecimento da região costeira. 
PROCESSO DE DISPERSÃO
Suponhamos que o meio atmosférico esteja sendo poluído por uma chaminé. Essa fonte está lançando poluentes continuamente, eles irão se dispersar no ar. Essa massa de poluentes forma uma pluma.
A forma da pluma de poluentes emitidos por uma chaminé pode ser classificada de acordo com o perfil de temperatura da atmosfera.
1- A pluma tipo ‘ Looping’ 
O perfil térmico é superadiabático ( existe muita turbulência na atmosfera ), este tipo de pluma acontece durante dias de céu claro com poucas nuvens e muita insolação; a turbulência de origem térmica provoca grandes turbilhões que dispersão rapidamente a nuvem de poluição.
2- A pluma tipo ‘ Coning ’
O perfil térmico é do tipo subadiabático ( não existe turbulência na atmosfera ), este tipo de pluma tem forma cônica e sua dispersão é menor que a da pluma ‘ looping ‘. Esta provoca o aumento da concentração de poluentes nas proximidades do solo em locais bem distantes da fonte. A ‘ coning ‘ ocorre em dias nublados, com ventos moderados.
3- A pluma tipo ‘ Fanning’
Ocorre quando toda a massa de poluentes está contida numa camada de inversão; a mistura vertical quase inexistente devido à estabilidade do ar. A mistura horizontal é também muito baixa por causa da falta de ventos. 
4- A pluma tipo ‘ Lofting ‘
Ocorre quando o lançamento dos efluentes é feito acima da camada de inversão. Esse tipo de pluma ocorre ao anoitecer, quando a inversão por radiação se inicia. 
5- A pluma tipo ‘ Flumigation ‘
É causada pela quebra da inversão por radiação, dura muito pouco tempo, de 30 a 60 minutos. Numa situação de brisa marítima esse tipo de mistura pode durar várias horas. 
6- A pluma tipo ‘ Trapping ‘
É quando a pluma fica retida entre duas camadas de inversão. 
O comportamento da pluma depende principalmente do clima da região. Chaminés localizadas em locais de clima quente e seco irão exibir comportamento em ‘ looping ‘ ao entardecer e, dependendo de sua altura, ‘lofting ‘ ou ‘ fanning ‘ nas primeiras horas da manhã. Em regiões de clima úmido um dia nublado pode gerar condições para o aparecimento de plumas do tipo ‘ coning ‘, a ocorrência de inversões térmicas é minimizada em dias nublados.
O movimento dos ventos, depende da força e de pressão e de força de atrito. As forças de pressão são causadas diretamente pela existência de regiões de alta e baixa pressão. As força de atrito alteram a velocidade e a direção do vento com a altitude.
A mudança da velocidade com a altitude é função da ocupação do solo e do período do dia.
Durante o dia, o aquecimento solar intensifica a turbulência. Neste caso, a mistura vertical entre as camadas horizontais aumenta e o perfil do vento torna-se uniforme quando comparado com o da noite. Outro mecanismo que atua no processo é a turbulência devido ao atrito gerado pela presença do solo.
Durante períodos de ventos fortes a mistura ocorre basicamente por efeito desse tipo de turbulência. Portanto a ‘pluma ‘ de poluentes dispersa-se em função da turbulência, tanto na direção horizontal com na direção vertical. 
Topografia - exerce efeitos locais nos ventos. Por exemplo, em regiões litorâneas a brisa marítima pode provocar ventos que ajudam na dispersão dos poluentes. 
Vale - Neste caso, o vento tende a descer as encostas durante a noite e caminhar na direção do fundo do vale. Durante o dia o ar fica aprisionado no vale durante um certo período de tempo, criando condições impróprias para a dispersão de poluentes.
Superfície do solo e sua ocupação ( edifícios, chaminés etc. ) - que servem como anteparos ao fluxo de poluentes na atmosfera. Nesta condição, podem aparecer os chamados ‘ efeitos de separação ou de deslocamento ‘. Neste caso surgem, em determinados locais, vórtices com altas concentrações de poluentes.	
PADRÕES DE QUALIDAE DO AR
A legislação brasileira de qualidade do ar segue muito de perto as leis norte-americanas. Nos estados unidos o órgão responsável pela fixação de índices é a Environmental Protection Agency ( EPA ), que estabelece o National Ambiente Air Quality Standars ( NAAQS ). Essa lei especifica o nível máximo permitido para diversos poluentes atmosféricos, sendo que a máxima concentração de um poluente é especificada em função de um período médio de tempo. Os limites máximos ( padrões ) estão dividido em dois níveis: primário e secundário.
PRIMÁRIO: inclui uma margem de segurança adequada para proteger pessoas mais sensíveis como crianças, idosos e pessoas com problemas respiratórios.
SECUNDÁRIOS: é fixado sem considerar explicitamente problemas com a saúde humana, mas levando em conta outros elementos, como danos à agricultura, a materiais e edifícios e à vida animal, mudança de clima, problemas de visibilidade e conforto pessoal.
Para manter o Público informado sobre qualidade no ar e atuar em situações críticas, no Brasil esse índice é chamado de Índice de Qualidade do Ar ( IQA ).
O IQA é obtido dividindo-se a concentração de um determinado poluente pelo seu padrão primário de qualidade e multiplicando-se o resultado dessa divisão por 100, para que seja obtido o valor percentual. Esse cálculo é feito para todos os poluentes monitorados pela Cetesb ( CO, MP, SO2, O3 e o produto SO2 x MP ), sendo apresentado o Índice de qualidade do Ar para aquele poluente que apresentou o maior resultado.
Decretado um determinado nível, os efeitos sobre a saúde e as precauções a serem tomadas são as seguintes:
Nível de atenção:
Descrição dos efeitos sobre a saúde: decréscimo da resistência física e significativo agravamento dos sintomas em pessoas com enfermidades cardiorrespiratórias; sintomas gerias na população sadia.
Precauções: pessoas idosas ou com doenças cardiorrespiratórias devem reduzir as atividades físicas e permanecer em casa.
Nível de alerta:
Saúde: aparecimento prematuro de certas doenças, além de significativo agravamento de sintomas. Decréscimo da resistência física em pessoas saudáveis.
Precauções: idoso e pessoas com enfermidades devem permanecer em casa e evitar atividades exteriores.
Nível de emergência:
Saúde: morte prematura de idosos e pessoas doentes. Pessoas saudáveis podem acusar sintomas adversos que afetam sua atividade normal.
Precauções: todas as pessoas devem permanecer em casas, mantendo as portas e janelas fechadas. Todas as pessoas devem minimizar as atividades físicas e evitar o tráfego.
Podemos destacar as seguintes causas que justificam a dificuldade em fixar limites máximos de concentração de poluentes danosos à saúde humana ( Miller, 1985 ).
Existe um grande número de poluentes atmosféricos, sendo difícil estabelecer o efeito separado de cada um. Além disso, a cada dia novos elementos são lançados na atmosfera sem que se tenha informação,pelo menos num curto intervalo de tempo, dos seus efeitos.
É muito difícil detectar poluentes com concentração muito baixa e que causam danos à saúde humana.
É difícil isolar um fator danoso quando toda a população está exposta a diversas substâncias químicas tóxicas há muitos anos.
Normalmente é difícil obter registros de doenças e mortes causadas por fatores associados aos poluentes atmosféricos.
Doenças comuns decorrentes da poluição atmosférica ( enfisema, bronquite, câncer etc. ) possuem múltiplas causas e longo tempo de incubação, tornando difícil correlacioná-las com episódios críticos de poluição do ar.
Muitas vezes é questionável extrapolar testes de laboratório feitos com cobaias para o homem.