UNIDADE 2-ATMOSFERA

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Disciplina: POLUIÇÃO DO AR 
 
 
Unidade 2: A ATMOSFERA DA TERRA 
 
Professor Responsável 
 
Prof. Luiz Francisco P. G. Maia 
 
luizmaia@acd.ufrj.br 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO 
CENTRO DE CIÊNCIAS MATEMÁTICAS E DA NATUREZA 
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE METEOROLOGIA 
2.1 – Atmosfera Não Poluída x Atmosfera Poluída 
 
A Atmosfera 
Exosfera 
Termoesfera 
(ionosfera) 
Mesosfera 
Estratosfera 
Troposfera 
Características da Troposfera 
Onde se processam todo o tipo de fenómenos 
meteorológicos 
Situa-se até os 16 Km 
Gradiente térmico positivo 
Contém gases, vapor de água e poeiras 
Tem como limite superior a tropopausa 
Características da Estratosfera 
Estende-se desde o limite da troposfera até cerca dos 50 
km de altitude, a estratopausa. 
Presença do ozônio 
Gradiente térmico negativo 
Características da Mesosfera 
Caracteriza-se pela descida da temperatura (80ºC 
negativos). 
É uma camada com temperaturas mais baixas porque não 
absorve a energia solar. 
Situa-se entre 50 e 80 Km 
Características da Termosfera 
É constituída por uma camada que se estende até 600 Km de 
altitude. 
A temperatura aumenta com a altitude, atingindo 
temperaturas elevadíssimas. 
O nome ionosfera deve-se ao fato dos gases que a constituem, 
serem muito rarefeitos, apresentando-se as moléculas sob 
forma de partículas eletrizadas. 
 
Características da Exosfera 
A camada que está para além da ionosfera e é a parte mais 
externa da atmosfera. 
É uma camada que faz ligação entre a atmosfera e entre o 
espaço interplanetário. 
 
 
Composição da Atmosfera 
N2O 310 
H2 
CO 
500 
100 
30 
ppb 
CO2 
CH4 (1.8) 
ppm 
380 
Ne 
18 
He (5) 
HCHO 300 
Etano 
SO2 
NOx 
500 
200 
100 
ppt 
NH3 400 
CH3OOH 700 
H2O2 500 
HNO3 300 
outros 
H2O 
Argonio 
20% 
78% 
1% 
Oxigênio 
Nitrogênio 
Ozônio 
A atmosfera atual 
 Desconsiderando a umidade, a composição percentual média 
dos constituintes atmosféricos ao nível do mar é atualmente: 
 
• Nitrogênio (N2) - 78,084% 
• Oxigênio (O2) - 20,948% 
• Argônio (Ar) - 0,934% 
• Gás carbônico (CO2) - 0,031% 
• Neônio (Ne) - 0,001818% 
• Hélio (He) - 0,000524% 
• Metano (CH4) - 0,0002% 
• Kriptônio (Kr) - 0,000114% 
• Hidrogênio (H2) - 0,00005% 
• Xenônio (Xe) - 0,0000087% 
 
 Também há traços de óxidos de: 
 
• Nitrogênio (NO, NO2 e N2O) 
• Monóxido de carbono (CO) 
• Ozônio (O3) 
• Amônia (NH3) 
• Dióxido de enxofre (SO2) 
• Sulfeto de hidrogênio (H2S) 
ABSORÇÃO NA ATMOSFERA 
 
 O espalhamento e a reflexão simplesmente mudam a direção da 
radiação. Contudo, através da absorção, a radiação é convertida em 
calor. Quando uma molécula de gás absorve radiação esta energia é 
transformada em movimento molecular interno, detectável como 
aumento de temperatura. Portanto, são os gases que são bons 
absorvedores da radiação disponível que tem papel preponderante no 
aquecimento da atmosfera. 
2.2 – Material Particulado 
 
 
 
Granulometria: 
 
Partículas Totais em Suspensão (PTS): < 100 micra 
 
Partículas Inaláveis (PI): < 10 micra 
 
PM10, PM2.5, PM1.0 
 
 
 
 
 
CABELO HUMANO : 70 Microns 
 
PM 10 : 10 Microns 
 
 
 
PARTÍCULAS INALÁVEIS 
 
 
 
 
 
2.3 – Conceitos 
Fontes e Sumidouros 
 
 
 
 
 
 
Fontes – emissões de poluentes 
 
Sumidouros – locais onde os poluentes 
desaparecem no ar (solo, vegetação, estruturas, 
corpos d’água – oceanos) 
 
Scavenging Mechanisms – mecanismos em que os 
poluentes são removidos da atmosfera 
 
- Meia vida (half-life) – tempo que leva para que a 
metade dos poluentes emitidos de uma fonte para 
desaparecer em seus vários sumidouros. 
 
- Efeito cumulativo no ar – interanual: CO2, N2O, 
CH4 e CFCs > mudanças climáticas 
 
- oxidação (atmosférica ou biológica) – primeiro 
mecanismo de remoção de poluentes orgânicos e 
inorgânicos 
 
- inorganicos – NO, NO2, H2S, SO2, SO3 > formação 
de ácidos 
 
- ácidos formados – reagem com particulados ou 
amônia para formar sais. 
 
 
Receptores 
- É alguma coisa que é adversamente afetada pelo 
poluente do ar: pessoa, animal, planta, material 
(papel, roupa, metal, pedra, atmosfera 
(transmissividade de energia), vida aquática (lagos), 
solos (deposição ácida), etc., 
 
 
 
 
Transporte e Difusão 
• Transporte: mecanismo que move o poluente de 
uma fonte a um receptor 
 
- vento – meio pelo qual a poluição é transportada 
da fonte para o receptor. 
 
- turbulent eddies 
 
- mistura por turbulencia + 
 alongamento da pluma + 
desvio pela direção do vento > difusão 
 
- Processo de difusão – complexidade 
 
 
- fontes e receptores: aumentam, se agrupam, se 
movem, condições de tempo, topografia, etc 
 
 
- transporte de longa-distância (long-range 
transport): pluma se desloca acima 
de camada com convecção 
 e turbulência 
sz 
H 
h 
Dh 
x 
y 
z 
sy 
Q (emissão) 
C (imissão) 
sx 
• Prevenção – evitar o transporte de poluentes de área 
poluídas para áreas não poluídas. 
 
 
Degradação da Qualidade do Ar 
Atmosfera Poluída 
• Ar poluido = f (tempo, espaço e impactos para 
uma particular série de circunstâncias) 
 
- fumaça em caverna – primórdios da humanidade 
 
- poluição indoor – residência ou trabalho 
 
- elevados níveis de O3, 
 gases orgânicos e 
outros gases traço