2 Aula - Poluição Ambiental 24 06 2021

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Poluição Ambiental
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA
Professora Dra.: Kamilla Andrade de Oliveira
e-mail kamilla.andrade@ufma.br
DEFINIÇÃO:
qualquer alteração provocada no meio
ambiente, que pode ser um ecossistema
natural ou agrário, um sistema urbano ou até
mesmo em microescala.
A Atmosfera - Introdução
✓ A atmosfera é a camada de ar (mistura de gases) que
envolve a Terra e outros corpos celestes.
✓ Presa à Terra pela força da gravidade.
✓ Para alguns gases as concentrações são relativamente
constantes, mas existem outros cujas concentrações
variam diariamente, sazonalmente ou sob a influência das
atividades humanas.
“Nossa atmosfera é cheia de contradições: é imensamente
poderosa, porém incrivelmente sensível; é destrutiva, mas ao
mesmo tempo nos protege; é essencial para a vida e contudo
criada pela vida. Sem a atmosfera o planeta seria totalmente
desabitado.” Iain Stewart
2
3
A Atmosfera –Função
✓ Protege a vida das baixas temperaturas do espaço
✓ Protege os organismos da exposição à radiação
ultravioleta (UV)
✓ Dá condições para a preservação da vida no planeta: O2.
✓ Contém os gases necessários para os processos vitais de 
respiração celular (O2) e fotossíntese (CO2).
✓ Regula o clima
✓ Reservatório e meio de transporte
✓ Meio para a ocorrência dos ciclos biogeoquímicos
Primeira fase:
Presença de CO2, vapor de água, SO2 
Ausência de oxigênio livre
Fase atual:
Organismos autótrofos níveis de O2 na atmosfera
4
A Atmosfera –Função
CH4 NH3 CO2 O2 CH4 NH3 CO2
CO2: respiração, queima de combustíveis fósseis e eliminação
das florestas tropicais (queimadas);
A atmosfera – Evolução da atmosfera
de resíduos deCH4 : produção de arroz, decomposição 
florestas e decomposição em geral.
A atmosfera – Evolução da atmosfera
N2O : perturbação dos solos e utilização na agricultura de 
fertilizantes baseados em nitrogênio;
A atmosfera – Evolução da atmosfera
• Presença de material particulado
Orgânico (pólen e microrganismos) - Inorgânicos (areia e fuligem)
• Vapor de água (de 1 a 4% em volume na atmosfera) 8
A Atmosfera – Características químicas e composição
9
A Atmosfera – Características químicas
Principais substâncias
N2: molécula precursora 
para a formação de NO3
-, 
composto utilizado pelas 
plantas para a produção 
de aminoácidos, 
proteínas, clorofila e 
ácidos nucléicos, 
moléculas essenciais, 
direta ou 
indiretamente, para 
todos os organismos 
vivos.
10
A Atmosfera – Características químicas
Principais substâncias
Ciclo do Nitrogênio (N2)
11
A Atmosfera – Características químicas
Principais substâncias
O2: molécula fundamental 
para as diversas reações 
químicas que envolvem 
transferência de energia 
que sustentam a maioria 
das formas de vida.
12
A Atmosfera – Características químicas
Principais substâncias
O3: a camada de ozônio tem 
importante papel na proteção 
das moléculas orgânicas e 
todos os seres vivos contra a 
radiação ultravioleta (UV) 
incidente sobre a atmosfera 
terrestre.
13
A Atmosfera – Características químicas
Principais substâncias
H2O: o vapor d’água é o 
constituinte com maior 
grau de variação na 
atmosfera, junto com o 
CO2 é também responsável 
pela manutenção de um 
balanço térmico global 
favorável.
14
✓ Para uma 
nebulosidade 
radiação solar
condição
somente
incidente
média de
50% da 
alcança a
superfície terrestre.
A atmosfera – Características físicas
Radiação solar
✓ A atmosfera protege a vida da fria
hostilidade do espaço.
✓ Na atmosfera terrestre a radiação solar
é absorvida principalmente pelos
gases: O2, O3, CO2, vapor de H2O.
15
CO2: utilizado pelas plantas (verdes)
para a elaboração de fotossíntese.
Devido à sua absortividade térmica é
um dos responsáveis pela manutenção
de um balanço térmico global
favorável, absorve a energia térmica
radiada pela superfície terrestre.
A atmosfera – Características físicas
Sem o efeito estufa a 
temperatura média na 
superfície da terra 
seria de -18ºC.
Balanço Energético
É um mecanismo de compensação que regula a quantidade de
radiação que chega à Terra e a quantidade de calor que a Terra
emite para o Espaço.
A atmosfera – Características físicas
~ 30%
Refletida
~ 70%
Absorvida
Albedo Terrestre
✓ É a capacidade de reflexão da radiação solar sem que ocorra
absorção (A = R/I).
✓ Expressa-se em % ou em forma de número decimal.
✓ O albedo médio da Terra é de 40% (0,4).
A atmosfera – Características físicas
18
Temperatura
✓ Devido à inclinação da terra, 
a região equatorial recebe a 
maior quantidade de energia 
e as regiões polares a menor.
✓ A incidência desigual de 
energia e o movimento dessa 
no planeta, ocasiona grandes 
variações na temperatura e 
nas condições climáticas.
A atmosfera – Características físicas
Perfil Vertical de Temperatura
T , A  – absorção
de radiação UV pelo
ozônio.
T , A  – diminui a 
uma taxa de 6,5 °C/km.
T , A  – camada 
mais fria da atmosfera.
T , A  – grande 
quantidade de radiação 
solar.
Extremamente rarefeita e o conceito de 
temperatura perde seu significado habitual.
Exosfera
✓ A atmosfera é uma camada de gases
e partículas em suspensão presa à
Terra pela força da gravidade. Por
ter peso ela exerce uma pressão
sobre a superfície terrestre.
✓ A pressão decresce rapidamente
com o aumento da altura
(decréscimo exponencial).
Pressão
Perfil Vertical 
de Pressão
1 atm
A atmosfera – Características físicas
•Um objeto na superfície da terra suporta o peso de uma 
coluna vertical de ar. Esta coluna é máxima ao nível do mar:
1,013 x 105 N/m2 = 1atm =1bar.
Densidade
✓ O ar é compressível, isto é, seu 
volume e sua densidade são 
variáveis. A força da gravidade 
comprime a atmosfera de modo 
que a máxima densidade do ar 
ocorre na superfície da Terra.
✓ A densidade assim como a 
pressão, decresce rapidamente 
com o aumento da altura 
(decréscimo exponencial).
Perfil Vertical 
de Pressão e 
DENSIDADE
A atmosfera – Características físicas
✓ A atmosfera está em constante movimento. A energia 
térmica é o principal responsável por este movimento.
✓ A energia térmica armazenada é transferida na direção dos 
pólos pelas correntes de ar e oceânicas.
direção aos pólos e✓ Correntes quentes movem-se em
correntes frias em direção ao equador.
✓ CONVECÇÃO
Circulação das Correntes de ar.
A atmosfera –Movimento
23
✓ Forças devidas aos gradientes de pressão
✓ Os gradientes de pressão surgem devido aos gradientes de 
temperatura e densidade.
✓ Essas forças acarretam no movimento horizontal e vertical do
ar: de alta para baixa pressão.
A atmosfera –Movimento
Clima
Os padrões de circulação global criam as condições para a
definição das zonas climáticas.
A atmosfera –Movimento
Ao longo das camadas: 
Propriedades químicas: contínua 
Propriedades física: descontínua
25
A Atmosfera –Estrutura
✓ Comparação das massas 
Terra: 5,874 × 1024 kg 
Atmosfera: 5,1 × 1018 kg
✓ Espessuras
Terra: 6.370 km (raio da Terra) 
Atmosfera: 3.000 km
✓ Camada mais próxima da superfície
✓ Apenas 0,4 % da camada atmosférica 
80 % da massa total da atmosfera 
100 % da umidade da atmosfera
✓ Fonte de aquecimento: superfície terrestre
✓ Trocas de energia: movimentos de circulação do ar
✓ Movimentos de circulação vertical e horizontal
✓ Gradiente vertical normal: - 6,5 ˚C/km
Espessuras: Equador: 16,5 km - Pólos: 8,5 km 26
TROPOSFERA
Estratosfera
✓ Camada de ozônio
✓ Dois momentos quanto à variação do gradiente 
estratosfera fria: constante
estratosfera quente: absorção dos raios UV pelo ozônio
Mesosfera
✓ Menor temperatura da atmosfera
✓ Gradiente de temperatura decrescente
27
ESTRATOSFERA E MESOSFERA
Termosfera
✓ Aumento da temperatura:
absorção de radiações solares, raios UV, raios-x
✓ Ar rarefeito
✓ Também denominada de Ionosfera(íons)
✓ Importante para a telecomunicação: transmissão de rádios em ondas 
curtas
Exosfera
✓ Baixa atração gravitacional, perda de partículas para o espaço
28
TERMOSFERA E EXOSFERA
29
Camadas da atmosfera
A Atmosfera - Introdução
✓ A atmosfera é a camada de ar (mistura de gases) que
envolve a Terra e outros corpos celestes.
✓ Presa à Terra pela força da gravidade.
✓ Para alguns gases as concentrações são relativamente
constantes, mas existem outros cujas concentrações
variam diariamente, sazonalmente ou sob a influência das
atividades humanas.
“Nossa atmosfera é cheia de contradições: é imensamente
poderosa, porém incrivelmente sensível; é destrutiva, mas ao
mesmo tempo nos protege; é essencial para a vida e contudo
criada pela vida. Sem a atmosfera o planeta seria totalmente
desabitado.” Iain Stewart
2
3
A Atmosfera –Função
✓ Protege a vida das baixas temperaturas do espaço
✓ Protege os organismos da exposição à radiação
ultravioleta (UV)
✓ Dá condições para a preservação da vida no planeta: O2.
✓ Contém os gases necessários para os processos vitais de 
respiração celular (O2) e fotossíntese (CO2).
✓ Regula o clima
✓ Reservatório e meio de transporte
✓ Meio para a ocorrência dos ciclos biogeoquímicos
Primeira fase:
Presença de CO2, vapor de água, SO2 
Ausência de oxigênio livre
Fase atual:
Organismos autótrofos níveis de O2 na atmosfera
4
A Atmosfera –Função
CH4 NH3 CO2 O2 CH4 NH3 CO2
CO2: respiração, queima de combustíveis fósseis e eliminação
das florestas tropicais (queimadas);
A atmosfera – Evolução da atmosfera
de resíduos deCH4 : produção de arroz, decomposição 
florestas e decomposição em geral.
A atmosfera – Evolução da atmosfera
N2O : perturbação dos solos e utilização na agricultura de 
fertilizantes baseados em nitrogênio;
A atmosfera – Evolução da atmosfera
• Presença de material particulado
Orgânico (pólen e microrganismos) - Inorgânicos (areia e fuligem)
• Vapor de água (de 1 a 4% em volume na atmosfera) 8
A Atmosfera – Características químicas e composição
9
A Atmosfera – Característicasquímicas
Principais substâncias
N2: molécula precursora
para a formação de NO -,3
composto utilizado pelas
plantas para a produção 
de aminoácidos, 
proteínas, clorofila e 
ácidos nucléicos, 
moléculas essenciais, 
direta ou 
indiretamente, para 
todos os organismos
vivos.
10
A Atmosfera – Característicasquímicas
Principais substâncias
Ciclo do Nitrogênio (N2)
11
A Atmosfera – Característicasquímicas
Principais substâncias
O2: molécula fundamental 
para as diversas reações 
químicas que envolvem 
transferência de energia 
que sustentam a maioria 
das formas de vida.
12
A Atmosfera – Característicasquímicas
Principais substâncias
O3: a camada de ozônio tem 
importante papel na proteção 
das moléculas orgânicas e 
todos os seres vivos contra a 
radiação ultravioleta (UV) 
incidente sobre a atmosfera 
terrestre.
13
A Atmosfera – Característicasquímicas
Principais substâncias
H2O: o vapor d’água é o 
constituinte com maior 
grau de variação na 
atmosfera, junto com o 
CO2 é também responsável 
pela manutenção de um 
balanço térmico global 
favorável.
14
✓ Para uma 
nebulosidade 
radiação solar
condição
somente
incidente
média de
50% da 
alcança a
superfície terrestre.
A atmosfera – Características físicas
Radiação solar
✓ A atmosfera protege a vida da fria
hostilidade do espaço.
✓ Na atmosfera terrestre a radiação solar
é absorvida principalmente pelos
gases: O2, O3, CO2, vapor de H2O.
15
CO2: utilizado pelas plantas (verdes)
para a elaboração de fotossíntese.
Devido à sua absortividade térmica é
um dos responsáveis pela manutenção
de um balanço térmico global
favorável, absorve a energia térmica
radiada pela superfície terrestre.
A atmosfera – Características físicas
Sem o efeito estufa a 
temperatura média na 
superfície da terra 
seria de -18ºC.
Balanço Energético
É um mecanismo de compensação que regula a quantidade de
radiação que chega à Terra e a quantidade de calor que a Terra
emite para o Espaço.
A atmosfera – Características físicas
~ 30%
Refletida
~ 70%
Absorvida
Albedo Terrestre
✓ É a capacidade de reflexão da radiação solar sem que ocorra 
absorção (A = R/I).
✓ Expressa-se em % ou em forma de número decimal.
✓ O albedo médio da Terra é de 40% (0,4).
A atmosfera – Características físicas
18
Temperatura
✓ Devido à inclinação da terra, 
a região equatorial recebe a 
maior quantidade de energia 
e as regiões polares a menor.
✓ A incidência desigual de 
energia e o movimento dessa 
no planeta, ocasiona grandes 
variações na temperatura e 
nas condições climáticas.
A atmosfera – Características físicas
Perfil Vertical de Temperatura
T , A  – absorção
de radiação UV pelo
ozônio.
T , A  – diminui a 
uma taxa de 6,5 °C/km.
T , A  –camada
mais fria da atmosfera.
T , A  – grande 
quantidade de radiação 
solar.
Extremamente rarefeita e o conceito de 
temperatura perde seu significado habitual.
Exosfera
✓ A atmosfera é uma camada de gases 
e partículas em suspensão presa à
Terra pela força da gravidade. Por
ter peso ela exerce uma pressão
sobre a superfície terrestre.
✓ A pressão decresce rapidamente
com o aumento da altura
(decréscimo exponencial).
Pressão
Perfil Vertical 
de Pressão
1 atm
A atmosfera – Características físicas
•Um objeto na superfície da terra suporta o peso de uma 
coluna vertical de ar. Esta coluna é máxima ao nível do mar:
1,013 x 105 N/m2 = 1atm = 1bar.
Densidade
✓ O ar é compressível, isto é, seu 
volume e sua densidade são 
variáveis. A força da gravidade 
comprime a atmosfera de modo 
que a máxima densidade do ar 
ocorre na superfície da Terra.
✓ A densidade assim como a 
pressão, decresce rapidamente 
com o aumento da altura 
(decréscimo exponencial).
Perfil Vertical 
de Pressão e 
DENSIDADE
A atmosfera – Características físicas
✓ A atmosfera está em constante movimento. A energia 
térmica é o principal responsável por este movimento.
✓ A energia térmica armazenada é transferida na direção dos
pólos pelas correntes de ar e oceânicas.
direção aos pólos e✓ Correntes quentes movem-se em 
correntes frias em direção ao equador.
✓ CONVECÇÃO
Circulação das Correntes de ar.
A atmosfera –Movimento
23
✓ Forças devidas aos gradientes de pressão
✓ Os gradientes de pressão surgem devido aos gradientes de 
temperatura e densidade.
✓ Essas forças acarretam no movimento horizontal e vertical do
ar: de alta para baixa pressão.
A atmosfera –Movimento
Clima
Os padrões de circulação global criam as condições para a
definição das zonas climáticas.
A atmosfera –Movimento
Ao longo das camadas: 
Propriedades químicas: contínua 
Propriedades física: descontínua
25
A Atmosfera –Estrutura
✓ Comparação das massas 
Terra: 5,874 × 1024 kg 
Atmosfera: 5,1 × 1018 kg
✓ Espessuras
Terra: 6.370 km (raio da Terra) 
Atmosfera: 3.000 km
✓ Camada mais próxima da superfície
✓ Apenas 0,4 % da camada atmosférica 
80 % da massa total da atmosfera 
100 % da umidade da atmosfera
✓ Fonte de aquecimento: superfície terrestre
✓ Trocas de energia: movimentos de circulação do ar
✓ Movimentos de circulação vertical e horizontal
✓ Gradiente vertical normal: - 6,5 ˚C/km
Espessuras: Equador: 16,5 km - Pólos: 8,5 km 26
TROPOSFERA
Estratosfera
✓ Camada de ozônio
✓ Dois momentos quanto à variação do gradiente 
estratosfera fria: constante
estratosfera quente: absorção dos raios UV pelo ozônio
Mesosfera
✓ Menor temperatura da atmosfera
✓ Gradiente de temperatura decrescente
27
ESTRATOSFERA E MESOSFERA
Termosfera
✓ Aumento da temperatura:
absorção de radiações solares, raios UV, raios-x
✓ Ar rarefeito
✓ Também denominada de Ionosfera (íons)
✓ Importante para a telecomunicação: transmissão de rádios em ondas 
curtas
Exosfera
✓ Baixa atração gravitacional,perda de partículas para o espaço
28
TERMOSFERA E EXOSFERA
29
Camadas da atmosfera
TIPOS DE FONTES DE POLUIÇÃO
Fontes fixas:
Indústrias de diferentes tipologias
Emissões variam com o processo industrial e matéria-prima
30
Vias (fontes linha)
Chaminés (fontes pontuais)
Minas (fontes área/volume)
Shopping (fonte indireta)
31
TIPOS DE FONTES DE POLUIÇÃO
Fontes móveis:
Destaque para os veículos (carro, moto, trem, avião, navios)
• Características dos poluentes variam com:
Eficiência do motor e tipo de combustível
32
TIPOS DE FONTES DE POLUIÇÃO
33
TIPOS DE FONTES DE POLUIÇÃO
Entende-se como poluente 
matéria ou energia com
atmosférico qualquer forma de 
intensidade e em quantidade,
concentração, tempo ou característicasem 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.
Poluente atmosférico
(Resolução CONAMA003/1990) 34
Gases: representam cerca de 90% das 
emissões antropogênicas na atmosfera. 
Podem ser produzidos em processos 
de combustão, fusão de minerais, 
vaporização de líquidos voláteis, etc.
Partículas: representa as fases sólida 
e líquida (aerossóis). Podem ser 
produzidos da condensação de vapores 
de metal, poeira da fragmentação de 
materiais, processos de combustão, 
etc.
Tipos de Poluentes
35
•Poluentes Primários – provenientes de uma fonte
identificável. São emitidos diretamente na atmosfera:
PTS, MP10, MP2,5, CO, HC, SOx, NOx.
•Poluentes Secundários – formados na atmosfera a partir
de reações químicas entre os poluentes primários: O3.
COV + NOx + luz O3
36
Tipos de Poluentes
Poluentes Considerados
• Monóxido de Carbono (CO)
• Óxidos de Enxofre (SOx)
•Óxidos de Nitrogênio (NOx)
• Hidrocarbonetos (HC)
•Material Particulado (MP10 eMP2,5)
•Ozônio (O3)
37
Poluentes Considerados
38
http://www.epa.gov/air/airpollutants.html
http://www.epa.gov/air/airpollutants.html
Expressão da concentração em termos de razão de massa:
Micrograma por metro cúbico:
m3
1μg
Poluentes – Unidades de Concentração
Expressão da concentração em termos de razão de volume: 
ppm = uma parte de gás para 1 milhão de volume da mistura 
ppb = uma parte de gás para 1 bilhão de volume da mistura
39
PRINCIPAIS POLUENTES NA ATMOSFERA
de combustíveis fósseis
CO (monóxido de carbono)
Processo de combustão incompleta 
(carência de oxigênio na queima)
Fontes de emissão:
processamento e queima de combustíveis fósseis
erupções vulcânicas
CO2 (dióxido de carbono)
Composto resultante da combustão completa 
Gerado no processo aeróbio de respiração 40
SOx
Compostos de SO2 e SO3 
Fontes de emissão:
processamento e queima de combustíveis fósseis 
erupções vulcânicas
41
PRINCIPAIS POLUENTES NA ATMOSFERA
Material particulado
• Partículas sólidas ou líquidas na atmosfera
• Fontes de emissão:
Naturais: erupções vulcânicas, ação do vento sobre o solo 
Antropogênicas: queima de combustíveis
NOx
• Antropogênica: processos de combustão
• Natural: descargas elétricas na atmosfera
N2 + O2 → 2 NO (óxido nítrico) 42
PRINCIPAIS POLUENTES NA ATMOSFERA
Amônia (NH3)
Indústrias químicas e de fertilizantes
Processos naturais (biogênicos) na água ou no solo
Metais
Tipo de material particulado: processos de mineração e combustão
Calor
Forma de poluição atmosférica por energia
43
PRINCIPAIS POLUENTES NA ATMOSFERA
POLUENTES ATMOSFÉRICOS
Degradação da qualidade do ar: alteração adversa da qualidade do ar
Poluentes: substâncias capazes de degradar a qualidade do ar 
Gasosos – dissolvidos na atmosfera
Líquidos e sólidos – suspensos na atmosfera
Estimativa das emissões anuais globais de poluentes
44
2020
Fonte: https://g1.globo.com/bemestar/coronavirus/noticia/2020/04/10/confinamento-diminui-poluicao-em-sp-rio-e-
outros-centros-urbanos-veja-imagens-feitas-com-dados-de-satelite.ghtml
Fonte: https://www.ecodebate.com.br/2020/05/15/a-estreita-relacao-da-qualidade-do-ar-com-o-corona-virus/
Atividade Assíncrona
Leitura
Apostilas USP:
• Material Particulado e
• Efeitos na saúde humana