Ambiental

PARTÍCULAS NA ATMOSFERA
Alunos: Dayane Daniellen Gomide
Fernanda Alves Costa Faria 93018
Fernanda Alves Teixeira 11211QID037
Marcelo Novais de Miranda
Nayana Souto Gonçalves 11211QID041
Universidade Federal de Uberlândia
Instituto de Química
Disciplina: Química Ambiental
Profª.: Efigênia Amorim

SUMÁRIO
 Partículas na atmosfera
 Partículas radioativas.
 A composição de partículas orgânicas.
 Efeitos das partículas
 Água como material particulado.
 Controles de emissões de particulados.
2

Material Particulado:
 Refere-se a partículas de material sólido ou líquido que ficam suspensas no
ar, na forma de poeira, neblina, fumaça, fuligem e outras, com uma faixa de
tamanho menor que 100 μm (entre 0,002 e 100μm) ;
 As partículas na atmosfera são originadas de uma grande variedade de
materiais e objetos distintos que podem ser sólidos ou gotículas de líquidos.
 Classificação em função do tamanho:
Grosso: > 2,5 μm
Fino: < 2,5 μm
3

 O material particulado pode ser encontrado na forma de:
 Poeiras: partículas sólidas pequenas resultantes da desintegração
mecânica de substâncias orgânicas ou inorgânicas seja pelo simples
manuseio ou em conseqüência de operações de britagem, moagem,
esmerilhamento, peneiramento, fundição, demolição.
4

 Fumaça: partículas sólidas finas de carbono e outros
materiais combustíveis resultantes da combustão incompleta
de matéria orgânica (carvão, madeira, óleo diesel).
5
Fumaça produzida por carros e caminhões.

 Fumos: partículas sólidas finas resultantes da condensação
de vapores de metais fundidos e outros materiais
ordinariamente sólidos, quase sempre acompanhados de
oxidação (partículas de chumbo e de zinco).
6Fumo produzido por indústrias.

 Cinzas: partículas sólidas finas e não combustíveis,
resultantes da combustão do carvão.
7
Usina de carvão mineral.

 Névoas e Sprays: aerossóis formados por gotículas de
líquidos resultantes da condensação de vapores sobre certos
núcleos ou da dispersão mecânica de líquidos (neblina,
orvalho, névoas de ácido sulfúrico ou de tinta pulverizada,
sprays de aspersão de pesticidas).
8
Spray de pesticida. Neblina. Tinta pulverizada.

 Organismos vivos: os mais comuns são o pólen
das flores, os esporos de fungos e as bactérias.
Em certas circunstâncias especiais, pode ocorrer a
presença de vírus.
9Pólen das flores Esporos de fungos

PARTÍCULAS RADIOATIVAS
 Um pouco da radioatividade detectada em partículas
atmosféricas é de origem natural.
 Produzida quando os raios cósmicos atuam em núcleos na
atmosfera para produzir os radionuclídeos.
Raios Cósmicos
9

 Uma importante fonte natural de radionuclídeos na atmosfera
é o radônio, um gás nobre produto de decaimento do rádio.
 Pode entrar na atmosfera como 222Rn e 220Rn, ambos são alfa
emissores em cadeias de decaimento que terminam com
isótopos estáveis de chumbo.
10

 O radônio produzido pelo decaimento do rádio é irradiado de
fundações e paredes construídas sobre rejeitos de minas de
urânio.
 A taxa de defeitos congênitos e câncer infantil são maiores do
que o normal em áreas onde rejeitos de usina de urânio têm
sido utilizados nas construções residenciais.
11

 A combustão de combustíveis fósseis introduz radioatividade
na atmosfera sob a forma de radionuclídeos contida em
cinzas volantes.
 Em grandes usinas de energia movidas a carvão faltam
equipamento de controle de cinzas e podem introduzir várias
centenas de milicuries de radionuclídeos na atmosfera a cada
ano.
12

 A catástrofe do incêndio no reator nuclear de Chernobyl em
1986, na antiga União Soviética espalhou grandes quantidades
de materiais radioativos sobre uma área ampla da Europa.
 Muita desta radioatividade estava sob a forma de partículas
radioativas: 137Cs, 131I e 90Sr.
Cidade fantasma de Pripyat com a usina nuclear de
Chernobil ao fundo. 13

 Em, 1979, na central nuclear Three Mile Island (Pensilvânia), o centro de
um reator começou a derreter e os dejetos radioativos provocaram uma
enorme contaminação no interior do recinto de confinamento, destruindo
70% do núcleo do reator.
 A radioatividade em volta da usina era oito vezes maior que a letal. Cerca
de 140 mil pessoas foram evacuadas das proximidades do local.
Central Nuclear Three Mile Island. 14

A COMPOSIÇÃO DE PARTÍCULAS ORGÂNICAS.
 Partículas orgânicas atmosféricas ocorrem em uma ampla
variedade de compostos.
 Para análise, tais partículas podem ser recolhidas num filtro;
extraído com solventes orgânicos; fracionado em ácido,
neutro, e grupos básicos.
 O grupo neutro contém predominantemente hidrocarbonetos,
incluindo os hidrocarbonetos alifáticos, aromáticos e frações
oxigenadas.
16

 A fração alifática do grupo neutro, compostos relativamente
não reativos, não são particularmente tóxicos e não
participam fortemente em reações químicas atmosféricas.
 A fração aromática, contém hidrocarbonetos aromáticos
policíclicos cancerígenos.
 Aldeídos, cetonas, epóxidos, peróxidos, ésteres, lactonas e
quinonas, são alguns dos quais podem ser mutagênicos ou
carcinogênicos.
17

 O grupo contém ácido de cadeia longa de ácidos graxos e
fenóis voláteis.
 Entre os ácidos recuperados de partículas em suspensão
poluentes são os ácidos láurico, mirístico, palmítico,
esteárico, oléico e linoléico.
 O grupo básico largamente alcalino consiste de N-
heterocíclicos, tais como hidrocarbonetos de acridina:
18

 Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (PAH):
 Alguns dos copostos de PAH têm efeitos cancerígenos.
 Entre estes compostos estão o benzo(a)pireno,
benzo(a)antraceno, criseno, benzo-(e)pireno,
benzo(j)fluoranteno, e indenol.
19
Algumas estruturas representativas de PAH

 PAH atmosféricos são encontrados quase exclusivamente na
fase sólida, em grande parte sorvida para partículas de
fuligem.
 Fuligem  material de PAH muito condensado
 Fuligem contém hidrogênio e oxigênio 1-3% 5-10%, este
último devido à oxidação da superfície parcial.
20

 Benzo(a)pireno adsorvido em fuligem desaparece
rapidamente na presença de luz que geram produtos
oxigenados.
 Produtos da oxidação de benzo(a)pireno compreendem os
epóxidos, quinonas, fenóis, aldeídos e ácidos carboxílicos:
21

 Partículas De Carvão De Motores Diesel:
 Os motores a diesel emitem níveis significativos de partículas
carbônicas.
 Esta matéria em partículas é constituída em grande parte por
carbono elementar, embora quase 40% da massa de
partículas são constituídas por hidrocarbonetos orgânicos
extraíveis e os derivados de hidrocarbonetos, incluindo
compostos organosulfurados e organonitrogenados.
22

EFEITOS DE PARTÍCULAS
 Partículas atmosféricas têm efeitos no meio ambiente e na saúde
humana.
 No meio ambiente:
 Redução e a distorção da
visibilidade;
 Influência sobre o clima;
 Fenômenos de poluição do ar.
23

 Na Saúde humana:
 Partículas atmosféricas inaladas através do trato
respiratório podem causar danos à saúde.
24

 Partículas Grandes (2,5 e 30 μm):
 Depositadas mais rapidamente, causando assim menos problemas à
população, retidas na parte superior do sistema respiratório.
 Partículas Pequenas (< 2,5μm):
 capazes de permanecer em suspensão, têm maior capacidade de
penetrar, podendo atingir as porções mais inferiores do trato respiratório,
ou seja, atingem os alvéolos pulmonares.
26

 Os efeitos sobre o organismo humano são logo evidenciados
na alteração da capacidade do sistema respiratório de
remover as partículas do ar inalado, causando infecções,
como as faringites, rinites e bronquites. A mais temível das
infecções é a pneumonia, podendo levar à morte.
27

 O que aconteceu com as vítimas do acidente na boate em Santa Maria-
RS:
28

ÁGUA COMO MATERIAL PARTICULADO.
 Gotículas de água são muito difundidas na atmosfera. Apesar de ser
um fenômeno natural, tais gotículas podem ter efeitos significativos e
às vezes prejudiciais.
 As gotículas de água do nevoeiro agem como transportadoras de
poluentes. Os mais importantes destes são as soluções de sais
corrosivos, em particular os nitratos e sulfatos de amônio e soluções
de ácidos fortes.
29
Arco–íris fenômeno que ocorre em razão da presença de
gotículas de água na atmosfera.

 O pH da água em gotículas de neblina ácida coletadas durante uma
névoa ácida em Los Angeles apresentaram resultados baixíssimos (1,7)
muito abaixo da de precipitação ácida (chuva ácida).
 A Névoa ácida pode ser particularmente prejudicial para o trato
respiratório, porque é altamente penetrante.
30
Neblina em Los Angeles

 Um dos processos significativos pode ser a oxidação de S(IV) para
as espécies de ácido sulfúrico e sais de sulfato. As espécies
oxidadas de S(IV) incluem SO2(aq), HSO3
-, e SO3
2 -.
 Outra oxidação importante em gotículas de água na atmosfera é a
oxidação de aldeídos a ácidos carboxílicos orgânicos.
 O radical hidroxila, HO•, é muito importante na iniciação da
oxidação atmosférica.
31

 Radical hidroxila como HO•, pode entrar nas gotículas de
água a partir da atmosfera de fase gasosa, e pode ser
produzido em forma de gotas de água fotoquimicamente, ou
ele pode ser gerado a partir de H2O2 e •O2
-, que se dissolvem
em água a partir da fase gasosa e, em seguida, produzem
HO• por reação química:
32
H2O2 + •O2
-  HO• + O2 + OH-

 Vários solutos podem reagir fotoquimicamente, em solução
aquosa (por oposição à fase gasosa), para produzir o radical
hidroxila. Um destes é o peróxido de hidrogênio:
 Nitrito como NO2
- ou HNO2, nitrato (NO3
-) e ferro(III) na forma
de Fe(OH)2+(aq) pode também reagir fotoquimicamente, em
solução aquosa para produzir HO•
33
H2O2(aq) + hv  2HO•(aq)

CONTROLES DE EMISSÕES DE PARTICULADOS.
 Uma série de dispositivos têm sido desenvolvidos com
propósito que diferem amplamente em complexidade,
eficácia e custo.
 A seleção de um sistema de remoção de partículas
depende de três fatores:
 da carga de partículas
 natureza das partículas
 do tipo de gás de lavagem utilizado
34

 Processos de remoção baseados na ação da
gravidade:
 É o meio mais simples de remoção de matéria em partículas
é de sedimentação.
 Câmaras gravitacionais de sedimentação é utilizadas para a
remoção de partículas de correntes de gás através da
sedimentação sob a influência da gravidade.
35

 Processos de remoção baseados na ação da
gravidade:
36

 Processo de remoção baseados no principio da inércia:
 Sistemas baseados neste princípio são denominados ciclones.
37

 Processos de remoção baseados no princípio da filtração:
 A filtração é um processo físico de separação de partículas pela
passagem de uma espécie, através de uma membrana com
“orifícios” ou malhas de diâmetro menor que o das partículas a
serem retidas.
38

 Remoção de particulados pelo processo de
“lavagem” do fluxo de gases:
 Esguicha-se a água em sentido contrario do fluxo dos gases
emitidos com particulados.
 Nesta operação os particulados e mesmo gases solúveis em
água são precipitados juntamente com o “chuvisco” do
esguicho da água.
39

 Remoção de particulados pelo processo de “lavagem” do
fluxo de gases:
40

 Remoção de particulados baseado no processo
de “lavagem com esfregação”:
 A entrada de um gás ortogonalmente sobre a entrada de um
liquido pulveriza este em gotículas que são ideais para “lavar”
e “esfregar”o próprio gás.
 Um lavador de gás passa através de um dispositivo que leva
a corrente de gás por meio de uma seção convergente e a
secção divergente (efeito Venturi).
41

 Remoção de particulados baseado no processo de “lavagem
com esfregação”:
42

 Remoção de particulados baseados no processo de
precipitador eletrostático.
 Baseia-se no principio de que as partículas podem ser
ionizadas.
 Os elétrons que saem do catodo “chocam-se” com os
particulados e os deixa carregados negativamente e são
atraídos pela parede oposta que é o anodo perdendo sua
carga negativa e depositando-se ou precipitando-se.
43

 Remoção de particulados baseados no processo de
precipitador eletrostático:
44

 Processos de remoção baseados no principio baseados
no principio da adsorção de superfícies ativadas:
 Existem materiais porosos que apresentam superficies
ativadas, que possuem a capacidade de adsorver
substâncias e particulados.
 Dessa forma o ar com particulados passa através do meio
poroso e os particulados são retirados.
45

 Processos de remoção baseados no principio baseados
no principio da adsorção de superfícies ativadas:
46

BIBLIOGRAFIA
47
 Introdução à química da atmosfera : ciência, vida e sobrevivência - Ervim
Lenzi, Luzia Otilia Bortotti Favero.
 Environmental Chemistry - Stanley E. Manahan. 7th ed.
 http://noticias.uol.com.br/internacional/listas/top-10-os-maiores-
acidentes-nucleares.jhtm Acesso em 31/01/2013.
 http://g1.globo.com/rs/rio-grande-do-sul/tragedia-incendio-boate-
santa-maria-asfixia/platb/ Acesso em 31/01/2013.

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