Aula 4 - O efeito estufa, mecanismo, vibrações moleculares, indutores

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Profa. Moníca Batista
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 QUÍMICA AMBIENTAL II
EMENTA
Aula 01: Discussão dos grandes fenômenos ambientais, com foco principal nas reações químicas
Aula 02: Tipos e mecanismos de reações orgânicas: radicais livres, reações em cadeia, fotólise, catálise 
Aula 03: Regiões da atmosfera; A absorção de luz pelas moléculas; princípios da fotoquímica; 
Aula 04: O efeito estufa: mecanismo, vibrações moleculares, indutores
Aula 05: Química troposférica: “smog fotoquímico”, emissões veiculares, radical hidroxila, VOCs, NOx, SOx, precipitação ácida, Ozônio
Aula 06: Química estratosférica: CFCs, HCFCs, N2O 
Aula 07: A criação e a destruição catalítica e não catalítica da camada de ozônio 
Aula 08: Ciclo catalítico do cloro
Aula 09: Pesticidas (contato x sistêmico), herbicidas, inseticidas, fungicidas, classes de pesticidas (organoclorados, piretróides), bioacumulação, biomagnificação
Aula 10: Polímeros naturais e sintéticos. PAH, PCB, PAN, THM, BTX
Aula 11: Periacetato e outras classes de pesticidas
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Aula 04: O efeito estufa: mecanismo, vibrações moleculares, indutores
 QUÍMICA AMBIENTAL II
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	EFEITO ESTUFA
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	EFEITO ESTUFA
Deve-se, principalmente, à utilização de petróleo, gás e carvão como combustíveis.
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	EFEITO ESTUFA
90 empresas são responsáveis por 63% de todas as emissões de gases-estufa desde a Revolução Industrial.
A grande maioria das companhias são de produção de gás, petróleo ou carvão.
No ranking estão: British Petroleum, Chevron e Exxon Mobil. A PETROBRÁS é a única empresa brasileira da lista. 
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	EFEITO ESTUFA
A CHINA responde por 70% do aumento de emissões entre 2011 e 2012. 
No potência asiática, a liberação e CO2 cresceu 5,9% no ano de 2012.
Apesar do investimento chinês na construção de hidrelétricas e outras fontes renováveis, 68% de sua energia ainda vem do consumo de carvão.
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 QUÍMICA AMBIENTAL II
Emissões veiculares
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 QUÍMICA AMBIENTAL II
O uso do carvão e do petróleo como fonte de energia transporta o carbono do subsolo para a atmosfera. O uso do biocombustível produz um ciclo fechado para o carbono e, com isso, não existe acúmulo do mesmo na atmosfera.
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 QUÍMICA AMBIENTAL II
Os diversos produtos formados durante a combustão de combustível e que poluem a atmosfera.
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http://www.rudzerhost.com/ambiente/estufa.htm
	EFEITO ESTUFA
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Marcos Vinicius Marinho Folha Ciência – 25/09/03
CO2 fará acidez do oceano bater recordes
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REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DO EFEITO ESTUFA
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MECANISMO DO EFEITO ESTUFA
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FONTES GLOBAIS DE EMISSÃO DE METANO
Fonte: Adaptado de USEPA, 2000.
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FONTES DE EMISSÃO DE METANO NO BRASIL
Fonte: MCT, 2004
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CONTRIBUIÇÃO BRASILEIRA PARA 
O AQUECIMENTO GLOBAL
Fonte: Adaptado de blogecovida.blogspot.com, 2011
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 QUÍMICA AMBIENTAL
Gráf1
		7
		14
		12
		16
		12
		27
		12
%
Distribuição das emissões de CO²
Gráf2
		21
		32
		18
		29
% CO²
Distribuição das emissões globais de CO2
(22x109 tde carbono /ano)
Gráf3
		9
		6
		2
		83
Contribuição atual do CO² e outros gases no aquecimento esperado
Plan1
		Distribuição das emissões de dióxido de carbono a partir de combustíveis fósseis, 2002
				%
		Japão e Australia		7
		China		14
		Outros da Asia e oceania		12
		Europa Ocidental		16
		Antiga Russia e Europa oriental		12
		América do norte		27
		Outros		12
		
		Distribuição das emissões blobais de CO2 (22x 109 toneladas de carbono/ano)
				% CO²
		Residências		21
		Transporte		32
		Comércio		18
		Indústria		29
		
		Distribuição atual de CO² e outros gases
		
		CH4		9
		N2O		6
		CFC		2
		CO²		83
Plan2
		
Plan3
		
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 QUÍMICA AMBIENTAL
Gráf1
		7
		14
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Distribuição das emissões de CO²
Gráf2
		21
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% CO²
Distribuição das emissões globais de CO² (22x109 tde carbono /ano)
Gráf3
		9
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Contribuição atual do CO² e outros gases no aquecimento esperado
Plan1
		Distribuição das emissões de dióxido de carbono a partir de combustíveis fósseis, 2002
				%
		Japão e Australia		7
		China		14
		Outros da Asia e oceania		12
		Europa Ocidental		16
		Antiga Russia e Europa oriental		12
		América do norte		27
		Outros		12
		
		Distribuição das emissões blobais de CO2 (22x 109 toneladas de carbono/ano)
				% CO²
		Residências		21
		Transporte		32
		Comércio		18
		Indústria		29
		
		Distribuição atual de CO² e outros gases
		
		CH4		9
		N2O		6
		CFC		2
		CO²		83
Plan2
		
Plan3
		
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 QUÍMICA AMBIENTAL
Gráf1
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Distribuição das emissões de CO²
Gráf2
		21
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		18
		29
% CO²
Distribuição das emissões globais de CO² (22x109 tde carbono /ano)
Gráf3
		9
		6
		2
		83
Contribuição atual do CO² e outros gases no aquecimento esperado
Plan1
		Distribuição das emissões de dióxido de carbono a partir de combustíveis fósseis, 2002
				%
		Japão e Australia		7
		China		14
		Outros da Asia e oceania		12
		Europa Ocidental		16
		Antiga Russia e Europa oriental		12
		América do norte		27
		Outros		12
		
		
				% CO²
		Residências		21
		Transporte		32
		Comércio		18
		Indústria		29
		
		Distribuição atual de CO² e outros gases
		
		CH4		9
				6
		CFC		2
		CO²		83
Plan2
		
Plan3
		
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 QUÍMICA AMBIENTAL
O efeito estufa: mecanismo, vibrações moleculares, indutores
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EFEITO ESTUFA
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EFEITO ESTUFA
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Efeito Estufa
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GASES DO EFEITO ESTUFA (GEE)
CO2 (dióxido de carbono): queima de combustíveis fósseis, desflorestamento.
Somente o CO2 2 é responsável por, aproximadamente, 50 % da composição atual dos GEE.
Desses gases o CO2 é e o que tem o maior tempo de permanência (ver quadro a seguir).
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GASES DO EFEITO ESTUFA
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 Cerca de ¾ das emissões anuais de CO2 de origem antropogênica vêm da queima de combustíveis fósseis. O restante tem origem no extermínio de florestas, uma vez que elas regulam a temperatura e os regimes de ventos e chuvas, afetando diretamente o clima do planeta.
 Uma outra fonte vem ganhando importância: é a produção de cimento, quando rochas de carbonato de cálcio(calcário) são aquecidas para a obtenção de cal viva.
CaCO3 CaO + CO2
calcário cal viva (reação
de pirólise ou calcinação)
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GASES DO EFEITO ESTUFA
CH4 (metano): decomposição em manguezais e arrozais; digestão dos ruminantes (como subproduto da digestão da celulose), decomposição anaeróbica da matéria orgânica presente no lixo depositado em aterros sanitários. 
Com o aumento da população, acredita-se que deverá ocorrer um considerável aumento nos teores de metano atmosférico nos próximos anos. Cerca de 70% do metano atmosférico provém de atividades antropogênicas ( agrícolas, pastoris ou industriais).
Na Austrália, está sendo aplicada uma vacina que age no tubo digestivo do gado, procurando reduzir em 20% as emissões de metano por parte desses animais.
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GASES DO EFEITO ESTUFA
CFCs (clorofluorcarbonetos): vazamento em aparelhos de refrigeração; evaporação na indústria de solventes; produção de espumas plásticas e aerossóis.
Nitrogenados no solo; dejetos animais; queima de biomassa.
Derivados do enxofre, especialmente o SO2 (dióxido de enxofre): erupções vulcânicas, queima de combustíveis fósseis.
H2O(v) (vapor d’água): produz bastante aquecimento, porém devido à sua abundância na atmosfera, não é habitualmente incluído como GEE.
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GASES DO EFEITO ESTUFA
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PREVENÇÃO DO EFEITO ESTUFA
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Durante a Rio-92, 155 países, inclusive o Brasil, assinaram a Convenção Climática, que entrou em vigor em 1994. 
A Conferência da ONU sobre Mudanças Climáticas , realizada em dezembro de 1997, na cidade de Kyoto (Japão), conseguiu da maior parte dos 160 países participantes o compromisso da redução das emissões.
Em 2000, Conferência de Haia (Holanda), com a participação de 180 países, não conseguiu a adesão formal dos Estados Unidos, responsáveis por 24% das emissões de CO2 no mundo.
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PREVENÇÃO DO EFEITO ESTUFA
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EFEITO ESTUFA
N2, O2 e Ar não absorvem IR
CO2 absorve ¼ e H2O absorve 2/3 do IR térmico
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ENERGIA
Nos países desenvolvidos cada pessoa emite cerca de 11 toneladas de CO2 e nos países em desenvolvimento isso cai para 2 toneladas
Só que esses países são populosos
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CONCENTRAÇÃO IDEAL DE CO2
Não tem um concenso, mas acredita-se que 350 ppm é bom
INTENSIDADE DE LUZ IR TÉRMICA QUE DEIXA A TERRA
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 CO2
Na primavera e verão o carbono é fixado, no outono e inverno é devolvido pela decomposição da matéria orgânica
CO2 + H2O  O2 + CH2O polimérico
Tem mais terra no hemisfério Norte do que no Sul
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Concentração de CO2- aumento
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Aquecimento na terra
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Concentração de CO2 e temperatura no planeta
CICLO DO CO2
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Causas do aumento de CO2
Combustíveis, cimento e queimadas
Gráfico de aumento de CO2 acompanha a história ( guerras, depressões, queda da URSS etc)
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SUMIDOURO PARA CO2
O sumidouro permanente são as águas profundas do oceano, demora centenas de anos
Com o aumento da temperatura, menos CO2 deve se solubilizar na água do mar e maior quantidade deve ser liberada dos solos, devido a maior taxa de decomposição da matéria orgânica
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OUTRO GÁS ESTUFA- N2O
Produzido pelas reações de nitrificação e desnitrificação
NH4+  NO2-  NO3-
  N2O
NO3-  N2
 N2O
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OUTRAS FONTES DE NO2
Carvão e biomassa, combustíveis que contém nitrogênio podem liberar N2O como produto da queima
Na redução catalítica do NO nos conversores automotivos pode ser formado o N2O
Fertilizantes à base de nitrato e amônio 
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SUMIDOURO DE NO2
Não existe sumidouro para o N2O na troposfera
Todo gás sobe para a estratosfera
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Metano
Metano produz 1/3 do aquecimento global produzido pelo gás carbônico
Terras alagadas são a maior fonte de metano
Ex: reservatórios rasos, arrozais, brejos, pântanos
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Fontes de metano
Criação de animais- arroz- aterros sanitários = mineração de carvão- queima de biomassa= queima e suprimento de gás natural
 
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Sumidouro de Metano
Reação com OH.
Perda para a estratosfera onde produz água, gás estufa
CH4 + OH.  CH3. + H2O
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Ocorrência
Principalmente no hemisfério Norte
Lá ocorre as emissões principais e tempo de permanência é curto
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Fontes
DMS ( dimetilsulfeto) é produzido pelo fitoplancton marinho
Termelétricas
vulcões
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O3 Troposférico
Formado devido a liberação de HC, NOx e luz solar
NO2  NO + O
O + O2  O3
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CFCs E SUBSTITUTOS
1 CFC pode causar o mesmo aquecimento global que 10000 CO2
Efeito final pequeno, esfria também a estratosfera
Os substitutos absorvem com menos eficiência na janela
Como a produção vai aumentar, podem se transformar em problema
Uso em geladeiras
HFC-134a
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Bromotrifluorometano
Halon 1301
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RESFRIAMENTO GLOBAL
Aerossóis de sulfato (gotículas com núcleo de sulfato) interceptam a luz do sol antes de chegar na superfície da Terra, resfriando o ar da troposfera
Partículas que absorvem calor são escuras, o sulfato não absorve calor
Resfriamento mascara ou até anula, em algumas regiões, o efeito do aquecimento global
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CONSEQUÊNCIAS
Problemas de saúde da população
Mudanças nos ciclos de chuvas
Desertificação de algumas áreas
Fome, miséria etc
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IPCC
Intergovernmental Panel on Climate Change
Fazem projeções usando modelos
Criaram alguns cenários: alto médio e baixo
Até 2100 no cenário alto, a temperatura pode aumentar 3,2 °C, no médio aumenta 2,4 °C e no baixo 1,4 °C
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ACORDOS
1992 - Rio- emissões de CO2 ficariam nos níveis de 90 em 2000 - Não ocorreu
1997 - Kioto - Japão- 39 nações industrializadas concordaram em baixar 5,2% as emissões, com relação aos níveis de 90, entre 2008 e 2012 – Não Ocorreu
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 QUÍMICA AMBIENTAL II
 O CFC (clorofluorcarboneto)
 A utilização do CFC não causa problemas à superfície terrestre, pois ele não é tóxico. Entretanto, ao atingir altitudes entre 35 e 55 km – faixa de concentação da camada de ozônio – os átomos de cloro fixam-se às moléculas de ozônio, destruindo-as. 
Protocolo de Montreal, em 1987, que estabelece o fim da produção de qualquer artigo nocivo às moléculas de ozônio e tem como meta sua extinção total até 2010, o que ainda não foi atingido.
	DESTRUIÇÃO DA CAMADA DE OZÔNIO
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REMOÇÃO POR CAPTURA E ESTOCAGEM
Utilização de aminas
Estocagem em formações geológicas, aquiferos salinos, campos de petróleo
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ENERGIAS RENOVÁVEIS
SOLAR- Terra absorve cerca de 3000Q da luz solar, precisamos de 0,5Q (problemas)
HIDRELÉTRICAS- poderíamos obter 0,1Q por ano ( problemas)
ENERGIA EÓLICA- Poderíamos obter 0,5Q (Dinamarca, Califórnia,Alemanha)
BIOMASSA- 3Q
ENERGIA GEOTÉRMICA- Vem H2S junto do vapor
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Perguntas ? 
Obrigada pela Atenção !!! 
mokbatista@ig.com.br 
(21) 9615-3361
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IFRJ - Sistema de
Águas II
As consequências desse fenômeno têm sido muito debatidas no meio científico, havendo discordâncias quanto às projeções para o aumento da temperatura nos próximos anos e, portanto, quanto às possíveis consequências desse aumento, como: alteração nas dinâmicas das chuvas e dos ventos; extinção e deslocamento de espécies em alguns ecossistemas; modificação nos padrões de produção e produtividade agrícolas; derretimento das calotas polares e elevação do nível médio do oceano, que ocasionariam a inundação de áreas costeiras.
IFRJ - Sistema de Águas II
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IFRJ - Sistema de Águas II
O gás carbônico, mesmo acumulado em excesso na atmosfera, permite a entrada da radiação solar, mas impede a liberação de boa parte do calor, que fica aprisionado na baixa atmosfera, próximo à superfície. Isso faz com que haja uma ampliação do calor retido no planeta, e consequentemente, da temperatura. Esse fenômeno é conhecido como intensificação do efeito estufa.
As consequências desse fenômeno têm sido muito debatidas no meio científico, havendo discordâncias quanto às projeções para o aumento da temperatura nos próximos anos e, portanto, quanto às possíveis consequências desse aumento, como: alteração nas dinâmicas das chuvas e dos ventos; extinção e deslocamento de espécies em alguns ecossistemas; modificação nos padrões de produção e produtividade agrícolas; derretimento das calotas polares e elevação do nível médio do oceano, que ocasionariam a inundação de áreas costeiras.
IFRJ - Sistema de Águas II
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IFRJ - Sistema de Águas II
IFRJ - Sistema de Águas II
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IFRJ - Sistema de Águas II
IFRJ - Sistema de Águas II
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IFRJ - Sistema de Águas II
A duplicação da concentração de CO2 aumentaria a temperatura média global entre 1,5 e 5,5ºC ,
provocando : a) derretimento das calotas polares; b) aumento do nível dos oceanos; c) inundação de regiões
baixas e litorâneas.
IFRJ - Sistema de Águas II
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IFRJ - Sistema de Águas II
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IFRJ - Sistema de Águas II
 O CFC (clorofluorcarboneto) é considerado o grande responsável por outro problema de degradação do ambiente em escala global: a destruição da camada de ozônio. Esse gás era utilizado em aparelhos de ar-condicionado, geladeiras, espumas para assento de automóveis, materiais isolantes de construção e solventes para limpeza de componentes eletrônicos. Até o final da década de 1980, era também bastante utilizado nos aerossóis.
A utilização do CFC não causa problemas à superfície terrestre, pois ele não é tóxico. Entretanto, ao atingir altitudes entre 35 e 55 km – faixa de concentação da camada de ozônio – os átomos de cloro fixam-se às moléculas de ozônio, destruindo-as. A camada de ozônio tem papel importantíssimo para a vida na Terra, pois retém os raios ultravioleta tipo “B” emitidos pelo sol. A diminuição da densidade da camada de ozônio leva ao aumento do câncer de pele e de catarata (doença nos olhos) e ao enfraquecimento do sistema imunológico.
IFRJ - Sistema de Águas II
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