AULA 2 Química Ambiental e Poluição Ambiental

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CURSO: ENGENHARIA QUÍMICA 
DISCIPLINA: QUÍMICA AMBIENTAL
PRINCIPAIS CONCEITOS
Química Ambiental e
Poluição Ambiental
QUÍMICA AMBIENTAL
É uma ciência multidisciplinar pois envolve não só as
áreas básicas da Química como também a Biologia, a
Geologia, a Ecologia e a Engenharia Sanitária
Estuda processos químicos que ocorrem no meio
ambiente
Atualmente, há uma grande preocupação em
entender a química do meio ambiente, com o
objetivo de
melhorar a qualidade de vida em nosso planeta
(Contexto socioeconômico)
A “química do meio ambiente” é uma área do conhecimento antiga
1- Existem documentos que datam do século XVII
Preocupação com a devastação do meio ambiente em regiões do Reino Unido
próximas de onde se fazia a extração de carvão
Artigo (Nature 1872): análise minuciosa da qualidade do ar nas cidades
inglesas de Londres e Manchester
Perigo das altas concentrações de SO2
observadas naquelas atmosferas
urbanas
HISTÓRICO DA QUÍMICA AMBIENTAL
2 - Na década de 70 surgem alguns “resultados”
Legislações ambientais
Cada vez mais restritivas (preocupação com o destino dos compostos
químicos no meio ambiente)
Avaliação de riscos ambientais
Preocupação com o risco de exposição a novas moléculas produzidas
pelo homem, de cuja toxicidade pouco se sabia
3 - A partir da década de 80
A questão ambiental passa a ser um tema de discussão em todos os
segmentos da sociedade.
HISTÓRICO DA QUÍMICA AMBIENTAL
QUÍMICA AMBIENTAL
Processos de troca de prótons, de elétrons, de complexação, 
precipitação, etc., acontecem na superfície das partículas sólidas 
ou na interface destas e a água - biofilme - dada as dimensões 
moleculares que têm.
Muito do conhecimento da ciclagem de nutrientes e 
contaminantes que se detém foi adquirido porque determina 
fluxos desses elementos nestas interfaces. 
O Químico Ambiental, sabe bem o significado e o valor de se ter 
em mãos ‘apenas’ o valor da concentração de um dado analito
(numa dada matriz), enquanto que os fluxos, representam a 
dinâmica de um ambiente em estudo.
Industrialização
Efeitos sobre 
habitat e saúde
Preocupação 
Ambiental
PERCEPÇÃO DA INFLUÊNCIA HUMANA
MEIO AMBIENTE
Conjunto de condições que afetam a existência, desenvolvimento e
bem- estar dos seres vivos.
Não se trata apenas de um lugar no espaço, mas de todas as
condições físicas, químicas e biológicas que favorecem ou
desfavorecem o desenvolvimento.
BIOSFERA
Conjunto de todas as partes da Terra onde é possível, pelo
menos a algumas espécies de organismos, viver permanentemente,
alimentar-se e reproduzir-se.
CONCEITOS DA QUÍMICA AMBIENTAL
A BIOSFERA
É o conjunto de todos os ecossistemas do planeta. Integra os diferentes
ambientes onde os seres vivos habitam.
BIOSFERA
Hidrosfera
Ambiente líquido 
(oceanos, lagos, rios)
Atmosfera
Camada de ar que 
envolve a Terra
Litosfera
Camada superficial, 
sólida, da Terra, 
composta de rochas 
e solo
CONCEITOS DA QUÍMICA AMBIENTAL
POLUIÇÃO
Contaminante: substância que resulta em desvio da
composição normal do ambiente. Só será um poluente se
causar efeito negativo.
Poluente: substância presente em concentrações
maiores que as naturais como resultado da atividade
humana, e que tem efeito negativo sobre o meio ambiente
ou algo de valor no ambiente.
POLUIÇÃO:
Qualquer substância que possa tornar o ambiente impróprio, nocivo ou ofensivo
à saúde, inconveniente ao bem estar público, danoso aos materiais, à fauna, à
flora ou prejudicial à segurança, ao uso e às atividades normais da
comunidade.
Não se restringe somente à ocorrência de doenças no homem
Qualquer alteração de um ambiente (ar, água, solo) que resulte em prejuízos aos 
organismos vivos ou prejudique um uso previamente definido para ele.
POLUENTE
Qualquer substância causadora de poluição.
CONCEITOS DA QUÍMICA AMBIENTAL
A POLUIÇÃO interfere nos CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Processos físico-químicos responsáveis pelo equilíbrio entre os diferentes
ambientes que compõem a biosfera.
CONCEITOS DA QUÍMICA AMBIENTAL
Ciclos 
biogeoquímicos
Ciclo do 
carbono
Ciclo do 
enxofre
Ciclo do 
oxigênio
Ciclo do 
nitrogênio
OS EFEITOS NOCIVOS DA POLUIÇÃO podem ser diretos ou indiretos
Podem ocorrer até mesmo de médio a longo prazo
“Embora a maior parte de nossa exposição a essas substâncias seja
decorrente de sua presença na água – ou do consumo do peixe que
vive nessa água – veremos que seu transporte aéreo e sua deposição
final no solo são considerações vitais para o entendimento de seu
papel na poluição. ”
CONSIDERAR:
- Cadeias alimentares
- Interação entre diferentes ecossistemas
CONCEITOS DA QUÍMICA AMBIENTAL
Espécies Químicas 
no Meio Ambiente
Fontes
Reações
Destino
TransporteEfeitos
“Química do Meio Ambiente”: 
observa, mede, entende e prevê
QUÍMICA AMBIENTAL
Há limite para uso dos
recursos naturais?
O desenvolvimento 
pode ser sustentável?
▪ Reservas minerais;
▪ Área cultivável ;
▪ Água doce;
▪ Energia;
▪ Outros recursos ...
Não há desenvolvimento realmente sustentável!
RECURSOS NATURAIS SÃO LIMITADOS
Criação, manufatura e uso de produtos e
processos químicos eficientes e efetivos,
que sejam mais ambientalmente benignos.
Organização para Cooperação Econômica e Desenvolvimento – OECD (1998)
QUÍMICA SUSTENTÁVEL
Entretanto…
Podemos e devemos reduzir o impacto!
Química Verde
Química Limpa
Produção mais Limpa 
(P+L)
Prevenção da Poluição 
(P2)
Química Ecoeficiente
QUÍMICA SUSTENTÁVEL
“A invenção, desenvolvimento e aplicação 
de produtos e processos químicos
para reduzir ou eliminar o uso e a geração 
de substâncias perigosas”
Termo proposto na década de 90 por Paul Anastas 
(US-EPA)
QUÍMICA VERDE
Química 
Verde
Tecnologia
(Indústria)
Pesquisa
(Academia)
Incentivo
(Governo)
Educação
COMO DESENVOLVER A QUÍMICA VERDE ?
Pouco 
Desenvolvida
Legislação 
Ambiental
• 1981: Política Nacional MeioAmbiente
• 1998: CrimesAmbientais
Perfil 
Industrial
Universidade
• Educação
• Pesquisa
?
R$ 1,2 bilhões em multas não-pagas
Incentivo ($)
R$ 20 milhões/ano
QUÍMICA VERDE NO BRASIL
Química 
Verde
“Filosofia”
Novo modo de pensar
Desafios:
• Divulgação/Ensino
• Aceitação
• Aplicação!
EDUCAÇÃO: MUDANÇA NO MODO DE PENSAR
Diversos grupos em universidades e centros de 
pesquisa, atuando em:
• Solventes Alternativos;
• Materiais Renováveis;
• Processos;
• Análise de ciclo de vida.
ACADEMIA: INICIATIVAS NO BRASIL
O que é a Química Verde?
Definição Internacional 2003 ”Desenvolvimento de produtos para 
aplicações sustentáveis, e sua produção mediante transformações 
químicas que sejam energeticamente eficientes, minimizem ou 
preferencialmente eliminem a formação de resíduos e o uso de 
solventes e reagentes tóxicos ou perigosos e utilizem fontes renováveis 
de matéria-prima toda vez que seja possível.”
Como empregá-la?
Redução
Dejetos
Materiais
Energia
Risco Toxicidade
Fontes
Não-Renováveis
Química verde, química ambiental ou química para o desenvolvimento 
sustentável é um campo que tem como objetivo final conduzir as ações 
científicas e/ou processos industriais ecologicamente corretos.
“Química para o Meio Ambiente”: busca a melhoria constante
QUÍMICA VERDE
A aceitação e adoção se devem ao esforço de acoplar os interesses da 
inovação química simultaneamente com os objetivos da sustentabilidade 
ambiental e com os objetivos de caráter industrial e econômico. 
O movimento relacionado com o desenvolvimento da Química Verde 
começou nos EUA, Inglaterra e Itália, coma introdução de novos conceitos e 
valores para as diversas atividades fundamentais da química, bem como, 
para os diversos setores da atividade industrial e econômica correlatos. 
Esta proposta logo se ampliou para envolver a International Union of Pure
and Applied Chemistry (IUPAC) e a Organização para Cooperação e 
Desenvolvimento Econômico (OCDE) no estabelecimento de diretrizes para o 
desenvolvimento da Química Verde em nível mundial.
QUÍMICA VERDE
1) Prevenção: Evitar a produção do resíduo é melhor do que tratá-lo ou “limpá-lo” 
após sua geração.
2) Economia de átomos: Sínteses que possam maximizar a incorporação de todos os 
materiais de partida no produto final.
3) Sínteses com compostos de menor toxidez: Utilizar e gerar substâncias que possuam 
pouca ou nenhuma toxicidade à saúde humana e ao ambiente.
4) Desenvolvimento de compostos seguros: Modelagem molecular desenvolvida para 
realizar a função desejada e ao mesmo tempo não sejam tóxicos.
5) Diminuição de solventes e auxiliares: Solventes, agentes de separação, secantes, 
etc.., precisam sempre, que possível, tornar-se desnecessários e, quando utilizadas, 
substâncias devem ser inócuas. 
6) Eficiência energética: A utilização de energia pelos processos químicos precisa ser 
reconhecida pelos seus impactos ambientais e econômicos e deve ser minimizada. 
Buscar processos conduzidos à temperatura e pressão ambientes.
QUÍMICA VERDE
7) Uso de substâncias recicladas e renováveis; 
8) Redução de derivativos: Uso de grupos bloqueadores, proteção/desproteção, 
modificação temporária por processos físicos e químicos, devem ser minimizados ou, se 
possível, evitados, porque estas etapas requerem reagentes adicionais e podem gerar 
resíduos.
9) Catálise: Reagentes catalíticos (tão seletivos quanto possível) são melhores que 
reagentes estequiométricos. 
10) Desenvolvimento de compostos para degradação: Ao final de sua função, se 
fragmentem em produtos de degradação inócuos e não persistam no ambiente. 
11) Análise em tempo real para a prevenção de passivos ambientais: Desenvolvimento 
de metodologias analíticas que viabilizem um monitoramento e controle dentro do 
processo, em tempo real, antes da formação de substâncias nocivas. 
12) Química segura para a prevenção de acidentes. Substâncias devem ser escolhidas 
a fim de minimizar o potencial para acidentes químicos, incluindo vazamentos, 
explosões e incêndios.
QUÍMICA VERDE
O papel futuro do agronegócio configura como uma das mais expressivas 
contribuições para a economia nacional - oportunidade real para instalar a 
inovação química através da agregação de valor às matérias-primas 
renováveis e de alto valor agregado − a bioeconomia.
• as biorefi narias, pelas rotas termoquímica e bioquímica;
• a alcoolquímica;
• a oleoquímica;
• a sucroquímica;
• a fitoquimica;
• a conversao de CO2;
• os bioprodutos, bioprocessos e biocombustiveis;
• as energias alternativas;
QUÍMICA VERDE