Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Poluição Atmosférica Entende-se como 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: I - impróprio, nocivo ou ofensivo à saúde; II - inconveniente ao bem-estar público; III - danoso aos materiais, à fauna e flora. IV - prejudicial à segurança. ao uso e gozo da propriedade e às atividades normais da comunidade. Resolução CONAMA nº 3, de 28 de junho de 1990 POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA ESSA PODE !!! 1. Introdução 2. Principais poluentes 3. Efeitos da poluição 4. Fontes emissoras: fixas e móveis 5. Poluição Indoor 6. Monitoramento 7. Prevenção da poluição 8. Controle da poluição ÍNDICE ESTRATOS ATMOSFÉRICOS TERRA TROPOSFERA ESTRATOSFERA IONOSFERA EXOSFERA Altitude média 11km Altitude 12 a 80km Altitude 80 a 600km Altitude 600 a 1000km COMPOSIÇÃO ATMOSFÉRICA Gases % em Volume Nitrogênio Oxigênio Vapor de água Argônio Dióxido de Carbono Neon Hélio Metano 78.1% 21% varia de 0 - 4% 0.93% por volta de 0.3% abaixo dos 0.002% 0.0005% 0.0002% Cinco compostos significam mais de 90% do problema da contaminação atmosférica: 1. Monóxido de carbono (CO); 2. Óxidos de nitrogênio (NOx); 3. Hidrocarbonetos (HC); 4. Óxidos de enxofre (Sox); 5. Partículas QUALIDADE DO AR - POEIRAS: São partículas sólidas produzidas por manipulação, esmagamento, trituração e desintegração da matéria orgânica ou inorgânica, tais como rochas, minérios, etc. - FUMOS: são partículas sólidas resultantes da condensação ou (re)sublimação de gases. Têm diâmetro médio inferior 0,5 µm. -NÉVOAS: são gotículas líquidas em suspensão, produzidas pela condensação dos gases ou pela passagem de um líquido a estado de dispersão. - VAPOR: é a forma gasosa de substâncias normalmente sólidas ou líquidas (a 25 0C e 760 mmHg) que podem voltar a estes estados por aumento da pressão ou por dimunuição da temperatura. - GASES: são normalmente fluidos sem forma que ocupam o espaço que os contêm e só podem liquefazer-se ou solidificar-se sob a ação combinada de aumento de pressão e redução da temperatura. Algumas definições importantes Poluentes Primários, são aqueles que são emitidos diretamente pelas fontes para a atmosfera, sendo expelidos diretamente por estas (p.ex. os gases que provêm do tubo de escape de um veículo automóvel ou de uma chaminé de uma fábrica). Exemplos: monóxido de carbono (CO), óxidos de azoto (NOx) constituídos pelo monóxido de azoto (NO) e pelo dióxido de azoto (NO2), dióxido de enxofre (SO2) ou as partículas em suspensão Poluentes Secundários, os que resultam de reações químicas que ocorrem na atmosfera e onde participam alguns poluentes primários. Exemplo: o ozônio troposférico (O3), o qual resulta de reações fotoquímicas, isto é realizadas na presença de luz solar, que se estabelecem entre os óxidos de azoto, o monóxido de carbono ou os Compostos Orgânicos Voláteis Classificação dos poluentes De acordo com a origem: a) Primários b) Secundários Classificação dos poluentes De acordo com o estado: a) Gases e vapores: CO, CO2, SO2, NO2 b) Partículas sólidas e líquidas: poeiras, fumos, névoas (AEROSSÓIS ou AERODISPERSÓIDES). De acordo com a composição química: a) Poluentes orgânicos: HC’s, aldeídos e cetonas b) Poluentes inorgânicos: H2S, HF, NH3 Emissões primárias A. Partículas finas (menos que 100 m em diâmetro) Metal; carbono; alcatrão; resina; polém; fungos; bactérias; óxidos; nitratos; sulfatos; silicatos; etc. • catalizadores de reações normalmente lentas devido a alta superfície específica; •núcleos de condensação e coalescência de outras partículas e vapores; •alta toxicidade para plantas e animais ou corrosivos de estruturas metálicas; •se radioativas podem provocar mutações genéticas; •como partículas sofrem atração gravitacional e eletrostática, sujando tecidos, edifícios, etc.; •efeitos adversos à saúde ao exceder 80 g/m³ em média Emissões primárias... B Partículas grosseiras (maior que 100 m em diâmetro) Apresentam os mesmos problemas em grau diminuído, porque: • atração gravitacional mais efetiva; •encontra limites nos mecanismos fisiológicos de defesa dos animais e homem; •permitem muito menos oportunidade para reações com outros componentes do ar poluído (pequenas superfícies específicas); •causam menos incômodos a população. Emissões primárias... C. Compostos orgânicos Composto Grupo funcional Função CH 3 -OH OH ÁLCOOL CH 3 - C - CH 3 CETONA CH 3 - NH 2 NH 2 AMINA CH 3 - C O OH C O O OH C ÁCIDO ORGÂNICO CH 3 - O - CH 3 O ÉTER CH 3 - C O H O H C ALDEÍDO CH3 – SH R SH Compostos Sulfurados (MERCAPTANAS) Hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos, saturados e insaturados e seus derivados oxigenados e halogenados. emitidos como vapores ou até gotículas odores alguns são associados a câncer 2. Fontes de poluição atmosférica: • 2.1) Fontes naturais: poluição originada por fenômenos biológicos e geoquímicos como é o caso das reações químicas na atmosfera. 2.2) Fontes antropogênicas: poluição originada pela atividade humana (industrial ou urbana): a) Fontes estacionárias (ou fixas): combustão, processo industrial, queima de resíduos sólidos. • b) Fontes móveis: veículos automotores, barcos, trens, etc. As consequências da poluição atmosférica - “Smog” • É uma combinação de fumaça e de nevoeiro em áreas urbano-industriais. • Surge em situações de nevoeiro, a sua formação é favorecida pelos focos de poluição, que aumentam o número de núcleos de condensação (poeiras ou partículas diversas) na atmosfera saturada ou quase saturada. Pequim – China – Agosto de 2005 Smog – Inversão térmica – é uma mudança abrupta de temperatura devido à inversão das camadas de ar frias e quentes. A camada de ar fria, por ser mais pesada, acaba descendo e ficando numa região próxima a superfície terrestre, retendo os poluentes. O ar quente, por ser mais leve, fica numa camada superior, impedindo a dispersão dos poluentes. – Provoca problemas respiratórios e cardíacos. – Concentração de fumaça na superfície. • 140 m2 de área pulmonar • 5,5 L de ar nos pulmões • 500 mL em cada inspiração • 20 m3 por dia • 6 – 7 L de sangue • Todo o sangue circula em 1 min (repouso) MOTIVAÇÃO • Área pouco explorada até início dos anos 90 no Brasil • Acreditava-se que a atmosfera era grande o suficiente para dissipar todos os poluentes • Maioria dos poluentes gasosos são incolores MOTIVAÇÃO ●Século XVII (Europa) – lenha x carvão mineral (S) ●1930 (Meuse Valley - Bélgica) - 63 mortes por SO 2 ●1944 (Los Angeles) – Destruição de plantações ●1948 (Donora, PA) - 20 mortes por SO 2 e MP (Clean Air Act of 1963) ●1950 (Poza Rica - México)- 22 mortes por H 2 S ●1952 (Londres)-4000 mortes por SO 2 e MP ●1966 (New York)- 168 mortes por SO 2 e MP EVENTOS CRÍTICOS Donora, 1948 Londres, 1952 entrada saída r e m o ç ã o emissões POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA reações químicas EM ZONAS URBANAS FORMAÇÃO DE POLUENTES entrada saída r e m o ç ã o emissões reações químicas EM ZONAS INDUSTRIAIS IGUAL EM MÚLTIPLOS PROCESSOS CAMADAS DA ATMOSFERA FENÔMENO Escala (km) Poluição Urbana 1-100 Poluição Regional 10-1000 Chuva Ácida 100-2000 Poluentes Tóxicos 0,1-100 Diminuição da Camada de Ozônio 1000-40000 Aumento de Gases Estufa 1000-40000 Interações de Aerossóis com Clima 100-40000 Processos Oxidativos e Transporte Troposférico 1-40000 Trocas Troposfera-Estratosfera 0,1-100 Processos Oxidativos e Transporte Estratosférico 1-40000ALCANCE DA POLUIÇÃO C O M P O S T O S E M IS S Õ E S A N T R O P O G Ê N IC A S Q U E IM A D E B IO M A S S A F O N T E S B IO G Ê N IC A S C O N T IN E N T A IS O C E A N O S T O T A L CO 383 730 165 165 1440 NOX 72 18 22 0,01 122 CH4 132 54 310 10 506 COV 98 51 500 30-300 750 Tg = 10 12 gramas EMISSÕES GLOBAIS FONTES EMISSORAS veicular industrial doméstica natural MEDIDAS DE CONTROLE LEGISLAÇÃO EMISSÕES PRIMÁRIAS SO 2 , NO x , COV, CO, particulado, ... METEOROLOGIA dispersão, transporte, camada de mistura, radiação solar, ... REAÇÕES QUÍMICAS POLUENTES SECUNDÁRIOS ozônio, PAN, formaldeído, ácido nítrico, ... MONITORAMENTO RECEPTORES humanos, vegetais, animais, materiais, ... Atmosfera Urbana C I C L O D E A Ç Õ E S / G E S T à O / C O N T R O L E S POLUENTES LEGISLADOS CRITERIA POLLUTANTS São os poluentes para os quais foram documentados seus efeitos sobre a saúde, plantas, animais, materiais, etc e para os quais existe legislação e monitores contínuos •PADRÃO PRIMÁRIO: designados para proteger à saúde pública com uma margem adequada de segurança •PADRÃO SECUNDÁRIO: designados para proteger o bem estar público (pessoas, animais, plantas, construções, visibilidade no ar, etc) LEGISLAÇÃO POLUENTES REGULAMENTADOS (Res. 03 de 29/06/90 ) O3 - Ozônio NOx - Óxidos de Nitrogênio SO2 - Dióxido de Enxofre CO - Monóxido de Carbono HCt - Hidrocarbonetos Totais PI - Partículas Inaláveis PTS - Partículas Totais em Suspensão MONITORES CONTÍNUOS LEGISLAÇÃO • Importantes na química da atmosfera • Efeitos importantes na saúde • Tão ou mais importantes que os legislados • Aldeídos • Álcoois • HC individuais • HC aromáticos policíclicos • Metais • AMOSTRAGEM LOCAL • TRATAMENTO • ANÁLISE QUÍMICA POLUENTES NÃO REGULAMENTADOS LEGISLAÇÃO P o lu e n te s T e m p o d e a m o s tr a g e m ( h ) P a d r ã o C O N A M A ( g /m 3 ) P a d r ã o E P A ( g /m 3 ) PTS 24 240 SO2 24 365 365 CO CO 1 8 40000 10000 40000 10000 O3 O3 1 8 160 235 157 PM10 24 150 150 NO2 1 320 100 HCNM 3 160 LEGISLAÇÃO Partic tot suspensão LEGISLAÇÃO Histórico: • Primeira Lei do Mundo: Clean Air Act, Inglaterra, 1950. • Os países europeus e os EUA possuem uma legislação bem dimensionada, com destaque para a legislação alemã para o ar (TA Luft). • O conceito de Prevenção de Deterioração Significativa , adotado pela EPA, para qualidade do ar, dentro de bacias aéreas* é muito produtivo, e serviu como base para a Resolução CONAMA 03/1990. • A Resolução CONAMA 08/1990 define padrões para processos de combustão. *”é uma área cujo relevo, delimitado por uma cota altimétrica mínima, dificulta a dispersão de poluentes gerados pelas atividades socioeconômicas” Principais Leis Federais: • CONAMA 03/1990: Padrões Nacionais de Qualidade do Ar. • CONAMA 382/2006: Limites máximos de emissão de poluentes atmosféricos para fontes fixas. • CONAMA 05/1989:Institui o PRONAR - Programa Nacional de Qualidade do Ar • Lei n0 8723/1993: Dispõe sobre a redução de emissão de poluentes. • Decreto 2652 de 1 de julho de 1998: Promulga a Convenção Quadro das Nações Unidas sobre mudanças do clima Principais Leis Federais: • Resolução CONAMA 264/1999: Dispõe sobre o Licenciamento de Fornos Rotativos de produção de clinquer para atividades de co- processamento. • Decreto 99280 de 6 de junho de 1990: Promulga a Convenção de Viena para a proteção da camada de ozônio e o Protocolo de Montreal. •Resolução CONAMA 316/2002: Dispõe sobre procedimentos e critérios para o funcionamento de sistemas de tratamento térmico de resíduos. Controle de Emissões Veiculares No plano normativo, a Gerência de Qualidade do Ar (GQA) tem participação ativa no CONAMA, tendo sido a responsável pela coordenação dos Grupos de Trabalho, que culminaram com a edição das Resoluções de nº 403/2008, 414/2009,415/2009, 418/2009, 426/2010, 432/2011, 433/2011, 435/2011, 451/2012 e 456/2013, referentes ao controle das emissões veiculares de poluentes. Material Particulado - MP - poeiras - sujidades - fuligem - fumaça - gotículas Diversos e diminutos suficientes para permanecer suspensos na atmosfera. Geralmente é uma mistura complexa de compostos orgânicos e inorgânicos. Material Particulado – MP Caracterização: - Concentração mássica em g.m-3 - Distribuição por tamanho em m MP > 2,5 m partículas grossas MP < 2,5 m partículas finas Material Particulado – MP Composição: - sulfatos (~40%) - carbono elementar - compostos orgânicos não-voláteis - compostos orgânicos secundários - ácido nítrico - óxido de silício - óxido de alumínio - óxido de cálcio - óxido de ferro M P f in o M P g ro s s o Material Particulado – MP Fontes • Naturais: - spray marinho, pólen, poeira do solo e erupções - tendem a ser MP grosso • Antropogênicas: - processos de combustão - tendem a ser MP fino - possuem mais poluentes associados que os naturais Material Particulado – MP Principais Fontes Antropogênicas: • combustão para geração de vapor • combustão para aquecimento doméstico • queimadas na agricultura • combustão veicular a diesel • combustão veicular de motores 2 tempos • indústria do cimento • mineração • processos metalúrgicos Material Particulado – MP Prevenção • prevenção é sempre mais econômica e efetiva que o controle • eficiência da combustão • zonas de combustão • quantidades adequadas de ar • combustíveis mais limpos (gás natural x óleo pesado) • manejo de queimadas x meteorologia Material Particulado – MP Controle • Separadores inerciais • ciclones centrífugos • partículas decantam de um fluxo gasoso • coletam partículas médias-grossas • câmaras de deposição • eficiência em torno de 70% • geralmente é usado como primeiro estágio • custo médio de USD 35 .m-3.min-1 Material Particulado – MP Controle • Precipitador Eletrostático • removem MP usando campo elétrico • MP depositam em eletrodos • eficiência superior a 99% para MP fino • também coletam metais associados aos MP • impõempouca perda de carga ao sistema • custo de 1 a 2% do capital investido na planta Material Particulado – MP Controle • Filtros • MP é retido em um filtro • filtros em forma de sacos • filtros em forma de cartuchos • limpeza do filtro: vibração, fluxo reverso ou raspagem • eficiência superior a 99% • deve ser usado em fluxo de gás seco • podem conter substâncias para reagir com SO2 • custo de 1 a 2% do capital investido na planta Material Particulado – MP Controle •Lavadores de Gases (Wet Scrubbers) • spray para remoção de MP de fluxo gasoso • mais indicado para gases • venturi scrubber, jet scrubber e spray tower • necessita de remover água do efluente • gera efluente, logo deve ser preterido • gera perda de carga Óxidos de Nitrogênio – NO ou NO2 (NOx) Óxidos de Nitrogênio • A principal espécie emitida é NO (mais de 90%) • 10% é de fonte antropogênica • São formados a 2500K: N2 + O2 2 NO • Formados também por queima de combustível com N Emissões Antropogênicas de NOx - EPA 2003 Industrial/Comercial/Residencial Utilidades Veiculos Outros Óxidos de Nitrogênio • teores médios anuais em ar urbano: 20 a 90 g.m-3 • valores máximos de ½ h: 850 g.m-3 • valores máximos de 24 h: 400 g.m-3 • médias em paradas de ônibus fechadas: 1000 g.m-3 • os valores variam com a hora do dia, estação do ano, condições meteorológicas e topográficas • NOx podem ser transportados por longas distâncias na alta atmosfera, contribuindo para elevação do O3 e da chuva ácida a longas distâncias da fonte. • teores residenciais: superiores ao ar externo • cozinhas com baixa ventilação: 500 a 2000 g.m-3 • fumaça de cigarro: 150.000 a 225.000 g.m-3 Ozônio •Bom na estratosfera - filtro em 240 a 290 nm • Ruim na troposfera - oxidante fotoquímico •Principal poluente em atmosfera urbana •Efeitos - entre os efeitos à saúde estão o agravamento dos sintomas de asma, de deficiência respiratória, bem como de outras doenças pulmonares (enfisemas, bronquites, etc.) e cardiovasculares (arteriosclerose). Longo tempo de exposição pode ocasionar redução na capacidade pulmonar, desenvolvimento de asma e redução na expectativa de vida. • Formado a partir de NOx e COVs Ozônio Buraco de Ozônio • O3 e O2 absorvem no ultravioleta. 1 8 5 n m 2 1 0 n m 3 0 0 n m O2 O3 CFCs CFC + h libera Cl O3 + Cl O2 + ClO O + ClO O2 + Cl que somadas dão: O + O3 2 O2 • cada CFC que consegue alcançar a estratosfera consegue eliminar 150 mil O3 Ozônio Controle • Protocolo de Montreal – 1987 • assinado por 25 nações • congelar a produção de halons • redução em 50% de CFCs até 1999 • redução das “ozone depleting substances” - ODS • CFC • halons • metil clorofórmio - MCF • tetracloreto de carbono - CTC • hidrocloro CFCs - HCFCs • brometo de metila Ozônio Controle • Aplicação dos ODS • propelente de aerossol • refrigeração • condicionador de ar • pó extintor • manufatura de espumas • limpeza de circuitos eletrônicos • aplicações médicas • fumigações Ozônio O “Buraco da Camada de Ozônio” • Ocorre na Antártica de setembro a novembro (noites frias de 24h) • Tamanho do continente norte americano • ¼ da população mundial possui ou possuirá algum melanoma maligno • Melanomas tratáveis, porém podem se espalhar • Incidência depende de fatores climáticos e culturais • Ataque ao olho: 10% UV-B aumenta 6% a incidência de cataratas • Pesquisas indicam ataque ao sistema imunológico • Redução da fotossíntese de vegetais superiores • Redução e mutação do fitoplâncton: início de uma cadeia alimentar Buraco da Camada de Ozônio Óxidos de Enxofre •SO2 principal poluente emitido (>90%) •Pouca participação na fase gasosa •Muita participação na fase aquosa (aerosol) •Presente nos combustíveis fósseis •Grande contribuição de vulcões Óxidos de Enxofre Emissões Antropogênicas de SO2 - EPA 2003 Combustão - Eletricidade Combustão - Industrial Siderurgia Veiculos Outros Óxidos de Enxofre Prevenção e Controle • dispersão por altas chaminés • reduzem o impacto local • problema do transporte para outras localidades •usar combustíveis com baixo teor de S • redução ou remoção de S na alimentação • hidrodessulfurização • queimar gás natural no lugar de óleo e carvão Óxidos de Enxofre Prevenção e Controle • Beneficiamento do carvão • ~70% do S está na forma mineral • não está ligado quimicamente • não é eficiente na remoção de C orgânico • também remove cinzas responsáveis pelo MP • gera efluente sólido e líquido (ácido) Óxidos de Enxofre Prevenção e Controle • Beneficiamento do óleo • processo químico de dessulfurização • muito usado na indústria petroquímica • Queima controlada • passagem dos gases por leito de dolomita • adição de alcali no combustível • passagem dos gases por spray líquido alcalino Compostos Orgânicos Voláteis - COVs CLASSE EXEMPLO FONTE TEOR ALCANOS metano microbiológica 1 – 2 ppm etano automóveis 0 – 50 ppb hexano automóveis 0 – 30 ppb ALCENOS etileno automóveis e microbiológica 0 – 100 ppb propeno automóveis 0 – 50 ppb isopreno vegetação 0 – 30 ppb ALCINOS acetileno automóveis 0 – 100 ppb AROMÁTICOS benzeno automóveis 5 – 50 ppb tolueno automóveis 5 – 60 ppb ALDEÍDOS formaldeído automóveis 10 – 50 ppb acetaldeído automóveis 10 – 50 ppb CETONAS acetona biomassa 0 – 30 ppb ÁCIDOS fórmico 1 –10 ppb acético 1 – 10 ppb ÁLCOOL etanol automóveis 0 – 50 ppb Compostos Orgânicos Voláteis – COVs Principais Compostos CO •Principal fonte: oxidação do CH4 por OH •Outras: combustão industrial, queima de biomassa, oxidação de hidrocarbonetos. •2/3 de origem antropogênica. CO2 •280 ppm em 1800 •380 ppm em 2007 •responsável por mudanças climáticas •Fontes: combustão e redução na vegetação (dados incertos) CH4 •é o mais abundante na atmosfera •535 Tg/ano, sendo 160 Tg/ano natural Compostos Orgânicos Voláteis – COVs Principais Compostos Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos - HPAs • ORIGEM: queima de biomassa • Mutagênicos • Carcinogênicos acenafteno antraceno benzopireno criseno Compostos Orgânicos Voláteis – COVs Prevenção e Controle • queima controlada • torres de absorção • torres de adsorção • incineração • redução nas emissões evaporativas • uso de solventes menos voláteis • uso de solventes menos tóxicos • condensação Compostos Halogenados Pesticidas organoclorados •Halocarbonos sintéticos •refrigerantes (Freon 12 e 22) •propelentes (Freon 11 e 22) •solventes (Freon 113) •1ppb em 1945 3,5 ppb em 1995 •Fontes •oceanos •spray marinho •queima de biomasssa •indústria EFEITOS NA SAÚDE DEPENDEM DE: • CONTAMINANTE: Natureza física, química e toxicológica Perfil efeito-resposta Concentração de fundo • ORGANISMO: Condições biológicas e metabólicas • EXPOSIÇÃO: Características respiratórias Padrão de exposição: Magnitude, freqüência, duração Agudos Crônicos Locais A distância Reversíveis Irreversíveis Dano primário Aumento de dano anterior EFEITOS NA SAÚDE CLASSIFICAÇÃO • Alteração funcional e anatômica do pulmão • Aumento das infecções respiratórias• Aumento das enfermidades pré-existentes • Aumento de mortalidade por enfermidades pulmonares e cardíacas EFEITOS NA SAÚDE PRINCIPAIS EFEITOS EFEITOS NA SAÚDE TIPOS DE DANOS Funcional (exposição aguda ou crônica): • Inflamação da mucosa respiratória • Diminuição da função ventilatória • Alteração de mecanismos de defesa • Bronco-restrição • Aumento da sensibilidade de vias aéreas • Lesões de tipo obstrutivo, reduzem ventilação Anatômico • Destruição do tecido pulmonar • Destruição das mucosas bronquiolares • Destruição dos alvéolos (enfisema) • Fibrose • Lesões do tipo restritivo • Consultas ambulatoriais • Hospitalizações • Mortes • Consumo de medicamentos • Ausência escolar e no trabalho • Restrição da atividade física • Baixa qualidade de vida EFEITOS NA SAÚDE Monóxido de Carbono – CO ● Inodoro e incolor ● Forma CO-Hemoglobina ● Letal a 0,5% (5000 ppm) ● 8 horas a 50 ppm dor de cabeça e tontura ● 8 horas a 20 ppm alteração visual, habilidade manual e aprendizado ● Fumaça de cigarro 200 a 400 ppm molécula de hemoglobina glóbulos vermelhos contém centenas de hemoglobinas oxigênio se liga à hemoglobina Chumbo – Pb ● Acumulativo ● Ingerido via sólida, líquida e gasosa ● Baixos teores anemia, fadiga e enxaqueca ● Altos teores danos cerebral e convulsão ● Retirado do combustível automotivo ● Comuns em operações com solda EFEITOS SOBRE MATERIAIS ● Abrasão ● Deposição e Remoção ● Ataque Químico Direto ● Ataque Químico Indireto ● Corrosão eletroquímica ANTES DEPOIS 1840 1984 NA VEGETAÇÃO ● Poluentes altamente fitotóxicos: O3, SO2, PAN, etileno ● Outros: Cl2, HCl, NH3, Hg ● Via de entrada: respiração vegetal ou raiz ● Destruição da cloroplastos e quebra da fotossíntese EM SERES HUMANOS ● Difícil de quantificar ● Efeitos crônico e agudos ● Efeitos acumulativos ● Efeitos variáveis a cada poluente e em geral sinérgicos ● Qualidade de vida DENTRO DE CASA EFEITO ESTUFA ● Gases que atuam como um vidro de estufa ● Deixam entrar UV (sol) e não deixam sair calor (IV) ● Era pré-industrial 280 ppm CO2 ● Atualmente > 390 ppm ● Aumento de 2% na temperatura da Terra: ●Decréscimo de 25% no custo de aquecimento ●Acréscimo de 10% no custo de ar condicionado ●Aumento do período de plantio-colheita ●Facilidade de navegação no Ártico ●Mais irrigação na agricultura ●Aumento de 0,5 a 1,5 m no nível do mar ●Os dados ainda são contraditórios EFEITO ESTUFA EFEITO ESTUFA Incremento do CO2 • Emissão ao espaço no IV térmico: 4000 a 50000 nm • Absorção pelos Gases do Efeito Estufa – GEE • Emissão para as moléculas ao redor • Temperatura média da Terra: + 15ºC • Sem o efeito estufa natural: -15ºC • Principais GEE: CO2 (1/4) e a H2O (2/3 do efeito) EFEITO ESTUFA • A Terra é aquecida com a energia do sol em diversos l • Geralmente metade da energia chega entre 400-750 nm (luz visível) • A outra metade chega entre 750-3000 nm (infravermelho – IV) 20% 30% 50% Absorção Reflexão Superfície ÁGUA • É o gás estufa mais importante • Está presente em todas as partes de nosso planeta • Aumento na temperatura aumento da concentração • Fenômeno incontrolável: não está na lista dos GEE • Nuvens de baixa altitude refletem mais do que absorvem: resfriamento • Nuvens de altas altitudes fazem o contrário • Incerteza do efeito da cobertura adicional de nuvens advinda do incremento na temperatura da Terra e conseqüente maior quantidade de água na atmosfera. EFEITO ESTUFA METANO • É o gás estufa mais importante depois do CO2 e da H2O • 1/3 do aquecimento provocado pelo CO2 • CO2 aumentou 34% desde a era pré industrial • CH4 de 0,75 ppm a 1,75 ppm, e o maior incremento ocorreu no século 20. • Escala da Boston University: •ruminantes > arroz >> aterros = carvão >queima de biomassa = queima gás •Aumento da temperatura da Terra: aumento no processo de degradação anaeróbica da matéria orgânica - aumento do CH4 e realimentação na absorção de IV, chamado de feedback positivo. • Alguns cientistas alegam que este fenômeno será anulado pela diminuição das áreas alagadas em função de uma maior evaporação da água, fazendo o feedback negativo. EFEITO ESTUFA CFC e Substitutos • CFC absorvem de 8000 a 13000 nm - estiramento C-Cl e C-F • Tempo de residência muito elevados • Estima-se que cada CFC cause o mesmo aquecimento que 10 mil CO2 • Taxa líquida é difícil de se estimar por ocorrerem em altitudes distintas • Substitutos dos CFCs, com exceção do HFC-134a, possuem tempos de vida mais curtos. • Esta redução pode ser alcançada pelo uso mais intenso destes produtos em função da elevação dos níveis de consumo no futuro. EFEITO ESTUFA 1- ABSORÇÃO QUÍMICA • Monoetanol Amina – MEA • Reage com CO2 gerando um produto líquido • Ao ser aquecido libera do CO2 que pode ser pressurizado • 1/4 a 1/3 da energia de uma termelétrica a carvão seriam usados no processo • 15 a 24% para uma termelétrica a gás natural • Investimento de 60% de uma termelétrica a carvão • É necessário remover o SO2 pois degrada a MEA SEQUESTRO DE CARBONO 2- MEMBRANAS • Captura do CO2 por difusão ou adsorção • Uso de zeolitas • Problemas com degradação • Baixo rendimento • Membranas são caras • Ainda em estágio inicial de desenvolvimento SEQUESTRO DE CARBONO 3- COMBUSTÃO COM OXIGENIO PURO • Uso de O2 ouro ao invés de ar • Produtos com elevada concentração de CO2 • Produtos isentos de NOx • Reduz o investimento no controle de outros poluentes • Alto custo energético 23 a 37% • Alto investimento (US$ 2 mil por KW) • Já em testes nos EUA • O2 puro é caro e perigoso SEQUESTRO DE CARBONO 4- AQUÍFIREROS PROFUNDOS / RESERVAS DE ÓLEO E GÁS - Carbon Capture and Storage (CCS) - http://www.co2remove.eu/Default.aspx?section=463 SEQUESTRO DE CARBONO 5- SEQUESTRO TERRESTRE SEQUESTRO DE CARBONO É o método mais seguro para seqüestro de carbono Demanda grandes áreas 6- AUMENTO DO SEQUESTRO DOS OCEANOS SEQUESTRO DE CARBONO Jogar ferro, fósforo ou nitrogênio no mar Aumentar o metabolismo de algas e plânctons Desequilíbrio dos ecossistemas CHUVA ÁCIDA X SERENO ÁCIDO ácido nítrico ácido sulfúrico CHUVA ÁCIDA SO2 + OH HOSO2 H2SO4 NO2 + OH HNO3 NO3 + H2O HNO3 noite: NO3 + RH HNO3 + R NO3 + NO2 N2O5 N2O5 + H2O 2 HNO3 H2SO4 e HNO3 depositam via úmida FONTES EMISSORAS veicular industrial doméstica natural MEDIDAS DE CONTROLE LEGISLAÇÃO EMISSÕES PRIMÁRIAS SO 2 , NO x , COV, CO, particulado, ... METEOROLOGIA dispersão, transporte, camada de mistura, radiação solar, ... REAÇÕES QUÍMICAS POLUENTES SECUNDÁRIOS ozônio, PAN, formaldeído, ácido nítrico, ... MONITORAMENTO RECEPTORES humanos, vegetais, animais, materiais, ... Atmosfera Urbana FONTES EMISSORAS ANTROPOGÊNICAS FONTES FIXAS FONTES MÓVEIS • Industriais - Chaminés - Caldeiras - Armazenamento - Transporte - Fugitivas • Domésticas • Veicular •Fontes individuais •Diversas fontes •Efeitos cumulativos •Efeitos sinérgicos •Origens: •Objetos comuns: tecidos, plásticos ... •Gases e vapores •Pouca ventilação: baixa diluição•Temperatura •Umidade 5- POLUIÇÃO INDOOR FONTES MAIS COMUNS •Poluição exterior •Combustão: fogão, forno ... •Sistema de aquecimento •Cigarro •Mobília •Tecidos •Plásticos •Asbestos (isolantes térmicos) •Produtos de limpeza e higiene •Condicionador de ar •Tintas e vernizes VENTILAÇÃO •Um dos principais fatores •Isolamento das residências: conforto •Térmico •Acústico •Baixa diluição •Ventilação Natural •Ventilação de Infiltração •Ventilação Forçada COMO IDENTIFICAR ? •Dor de cabeça •Problemas respiratórios •Problemas alérgicos •Olhos irritados •Problemas na pele •Mudança de comportamento •Sintomas diminuem após a exposição •Sintomas cessam após longo afastamento •Determinação analítica alto custo •Métodos alternativos: plantas e peixes. ESTRATÉGIAS BÁSICAS Redução / Eliminação da Fonte Emissora •Mais simples •Mais econômica •Mais eficiente •Melhorar a Ventilação •Aumentar a troca com meio externo •Insuflação de ar exterior •Exaustão de ar interior •Sistema de Limpeza de Ar •Preços variados •Eficiência variável •Bons para partículas •Baixa eficiência para gases e vapores •Manutenção periódica POLUIÇÃO MICROBIOLÓGICA PRINCIPAIS TIPOS Bactérias Fungos Vírus Pólen Insetos PRINCIPAIS FONTES Tecidos Madeira Animais Diversos POLUIÇÃO MICROBIOLÓGICA PRINCIPAIS PROBLEMAS: • Irritação nos olhos • Tosse • Pneumonias • Laringites • Faringites • Rinites • Alergias • Letargia • Febre • Problemas digestivos POLUIÇÃO MICROBIOLÓGIA COMO REDUZIR ? •Sistemas de exaustão, principalmente em cozinhas, banheiros e armários •Sistemas de umidificação (ou desumidificarão): manter UR próxima dos 50% •Manter o ambiente limpo •Evitar animais no interior •Evitar carpetes e cortinas •Fazer a limpeza de sofás e colchões regularmente a vapor seco •Evitar áreas úmidas ou molhadas MONÓXIDO DE CARBONO FONTES •Aquecedores (boiler a gás) •Forno e fogão a gás •Lareiras •Exaustão de automóveis (garagem) EFEITOS •Fadiga em pessoas sadias •Dor no peito para cardíacos •Visão dupla e descoordenação •Dor de cabeça •Náuseas •Confusão mental •Altos teores pode ser fatal MONÓXIDO DE CARBONO NÍVEIS • Residências • 0,5 a 5 ppm (sem aquecimento) • 5 a 15 ppm (com aquecimento) • pode passar de 30 ppm COMO REDUZIR ? • Ajustar queimadores de gás • Ventilação • Não deixar gases de automóveis passarem da garagem para dentro de casa. FORMALDEÍDO FONTES: Materiais de construção Produtos de limpeza Combustão Fumaça de cigarro Adesivos Tintas e vernizes Aglomerados de madeiras Fibra de vidro Espumas e isopor FORMALDEÍDO EFEITOS NA SAÚDE: - Irritação nos olhos - Irritação na garganta - Náuseas - Dificuldade respiratória > 100 ppb - Desencadear ataques de asma - Certas pessoas desenvolvem sensibilidade - Potencial carcinogênico COMO EVITAR ? - Evitar uso de madeiras prensadas - Evitar uso de adesivos a base de formaldeído - Aumentar a ventilação PESTICIDAS •12 principais tipos •Principais fontes: inseticidas e desinfetantes •Sufixo ~cida significa ~matar •Em 2002 houve 80 mil casos de crianças intoxicadas por pesticidas nos EUA EFEITOS Dor de cabeça Fraqueza Dormência Vômitos Náuseas Tonturas Câncer PESTICIDAS COMO EVITAR ? • Ler o rótulo antes de aplicar • Ventilar a área após a aplicação • Usar preferencialmente métodos não-químicos • Comprar a quantidade necessária • Ao aplicar, evitar a área por algum tempo até baixar o aerossol. ASBESTOS – AMIANTO ORIGEM • Fibra mineral • Materiais de construção • Isolante térmico • Material anti-chama EFEITOS • Câncer de pulmão • Mesotelioma (câncer no peito) • Asbestose (endurecimento do pulmão) POLUENTES LEGISLADOS NÃO LEGISLADOS • Ozônio • NOx • SO2 • CO • PTS • MP 10 • MP 2,5 • HCNM • Aldeídos • Cetonas • Ácidos Carboxílicos • Álcoois • HC Alifáticos • HC Aromáticos • HC Policíclicos • Metais • Microbiológicos MONITORAMENTO CÂMARAS DE DEPOSIÇÃO CONDENSAÇÃO CICLONES FILTROS PRECIPITADORES ELTROSTÁTICOS LAVADORES – SCRUBBERS ABSORÇÃO ADSORÇÃO DESTRUIÇÃO TÉRMICA CÂMARAS DE DEPOSIÇÃO • Modo mais antigo e simples de remover MP de um gás • Deposicão do MP pela diminuição da velocidade • Pode ser um simples tubo horizontal com furos na base • É usado como tratamento primário • Possui baixo custo • Fácil confecção na própria planta • Baixa eficiência para partículas < 10 m CÂMARAS DE DEPOSIÇÃO CONDENSAÇÃO Remoção de calor de um vapor aquecido por um sistema de resfriamento, provocando a condensação do vapor e sua separação da fase gasosa. Q = U . A . T Q = calor transferido (kW) U = coeficiente de transferência térmica (kW/m2.ºC) A = área de troca térmica (m2) T = diferença de temperatura entre o líquido e o vapor (ºC) CICLONES R vm F 2. projetar a partícula contra uma parede e promover seu armadilhamento CICLONES • Baixo investimento • Sem partes móveis, baixa manutenção • Baixa perda de carga • Ocupam pouco espaço FILTROS PRECIPITADOR ELETROSTÁTICO PRECIPITADOR ELETROSTÁTICO TIPO FIO TIPO PLACA LAVADOR TIPO ORIFÍCIO - MP • Baseia-se na passagem de um fluxo gasoso por orifícios em uma placa submersa em um filme líquido • Bons para MP < 10 m e > 2 m • Eficiência varia de 90 a 99% • Até 24 m3.s-1 • Até 150ºC • Concentrações de MP até 23 g.m-3 LAVADOR TIPO ORIFÍCIO - MP • Trabalha com MP explosivos e inflamáveis • Baixa taxa de recirculação de água • Promove o arrefecimento de gases • Pode neutralizar ácidos e álcalis • Gera efluente líquido • Problemas de corrosão • Problemas com baixas temp. • Pode trabalhar com sprays ABSORÇÃO - GASES PRINCIPAIS TIPOS • Câmaras de spray • Torres de pratos • Torres de enchimento REQUISITOS • O poluente deve ser solúvel no líquido • Bons para inorgânicos e orgânicos polares • Água muito usada para NH3, Cl2 e SO2 ABSORÇÃO - GASES CONTROLE DE GASES INORGÂNICOS • Água é o solvente mais usado • Adição de NaOH, Na2CO3 e Ca(OH)2 para reter ácidos • Adição de H3PO4 para retenção de NH3 ABSORÇÃO - GASES CONTROLE DE COVs • Dificuldade de achar o solvente adequado • Solventes devem ter: • baixa pressão de vapor • baixa viscosidade • baixo custo • Óleos minerais e óleos • Pouca disponibilidade de dados de equilíbrio L-V • Possibilidade de recuperar o COV por stripping (calor e vácuo) ADSORÇÃO - GASES • Retenção de um poluente na fase gasosa (adsorbato) para a fase sólida (adsorvente) • Mais empregado em correntes diluídas • Adsorbato mais usado é o carvão ativo QUEIMADORES DE GASES Quando os contaminantes gasosos são perigosos (reativos, combustíveis, nocivos) ou de forte odor, e ainda, os lavadores de gases com líquidos absorvedores não forem eficientes, a única solução possível é efetuar a queima do contaminante, numa caldeira por exemplo, e se produzir energia por meio de uma turbina. DESTRUIÇÃOTÉRMICA DESTRUIÇÃO TÉRMICA • Equipamentos comerciais competitividade • Não são customizados • Poucos parâmetros de controle • Caracterização da corrente de entrada • Quantidade de ar • Quantidade de poluentes • Problemas com moléculas envolvendo: Cl, Br, I, F, Si, P, Zn, Pb, Cd, S, outros Podem sair na chaminés ou envenenar o catalisador COMPARAÇÕES – Custos de Instalação COMPARAÇÕES – Custos Operação e Manutenção 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Camara de Deposição Ciclone Filtro Precipitador Eletrostático Lavador Venturi Lavador Orifício Lavador Condensação Absorvedores Adsorvedores Milhares US $ COMPARAÇÕES – Custos Anuais Créditos de Carbono • São certificados que autorizam o direito de poluir. O princípio é simples. • As agências de proteção ambiental emitem certificados autorizando emissões de gases poluentes. • Selecionam-se indústrias que mais poluem no País e a partir daí são estabelecidas metas para a redução de suas emissões. • As empresas recebem bônus negociáveis na proporção de suas responsabilidades. • Cada bônus, cotado em dólares, equivale a uma tonelada de poluentes. Quem não cumpre as metas de redução progressiva estabelecidas por lei, tem que comprar certificados das empresas mais bem sucedidas. • O sistema tem a vantagem de permitir que cada empresa estabeleça seu próprio ritmo de adequação às leis ambientais. • Estes certificados podem ser comercializados através das Bolsas de Valores Créditos de Carbono • Quantificação é feita com base em cálculos, os quais demonstram a quantidade de dióxido de carbono a ser removida ou a quantidade de gases do efeito estufa que deixará de ser lançada na atmosfera com a efetivação de um projeto. • Cada crédito de carbono equivale a uma tonelada de dióxido de carbono equivalente. Essa medida internacional foi criada para medir o potencial de aquecimento global (GWP – Global Warmig Potencial) de cada um dos seis gases causadores do efeito estufa. • Por exemplo, o metano possui um GWP de 23, pois seu potencial causador do efeito estufa é 23 vezes mais poderoso que o CO2. • Segundo a Ecosecurities, a tonelada de carbono está sendo vendida no Brasil, por cerca de US$ 5.
Compartilhar