O documento discute o smog fotoquímico, definindo-o como uma neblina amarela-marrom que ocorre devido a pequenas gotas de água na troposfera contendo poluentes primários e secundários. Detalha as principais fontes de emissões atmosféricas, poluentes envolvidos e seus efeitos na saúde humana.
2. O que é?
Neblina amarela-marrom que
ocorre devido a pequenas gotas
de água, na troposfera, que
contém poluentes primários que
sofreram reações químicas
transformando-se em poluentes
secundários
3. Emissões atmosféricas
podem ser:
ANTROPOGÊNICAS: aquelas
provocadas pela ação do homem
(indústria, transporte, geração de
energia etc.).
NATURAIS: causadas por processos
naturais, tais como emissões
vulcânicas, processos microbiológicos
etc.
4. Poluentes primários
aqueles lançados diretamente na
atmosfera, como resultado de processos
industriais, gases de exaustão de motores
de combustão interna etc.
Como exemplo, temos os óxidos de enxofre
SOx, os óxidos de nitrogênio NOx ,
particulados e hidrocarbonetos e derivados-
os compostos orgânicos voláteis (COVs).
5. Poluentes secundários
produto de reações fotoquímicas,
que ocorrem na atmosfera entre os
poluentes primários. Assim, por
exemplo, temos a formação de ozônio
estratosférico, ácido nítrico,
compostos orgânicos parcialmente
oxidados e de peroxiacetilnitrato
(PAN), como resultado da reação dos
óxidos de nitrogênio com
hidrocarbonetos na atmosfera
7. Danos a saúde humana
O3- Irritante dos olhos,
nariz e garganta
0,01ppm- irritação dos
olhos
2,0ppm- tosse severa
Particulados- podem
concentrar SO2, As e Se
na sua superfície (fig:
Influência das dimensões
dos particulados sobre
a região de deposição no
sistema respiratório)
8. Particulados
O material particulado é analisado em duas
categorias: partículas totais em suspensão (PTS) e
partículas inaláveis (PI) com tamanho menor que 10
µm Na categoria PTS o monitoramento e o registro
dos dados pela FEEMA são realizados desde 1986.
No caso dos PI, as medições foram iniciadas em
1998.
Aumento da incidência de doenças respiratórias
Bronquite crônica
Constrição dos brônquios
Diminuição da função pulmonar
Aumento da mortalidade
9. Produção dos óxidos de
nitrogênio
N2 + O2 2 NO. ( chama)
NO. + O3 NO2 + O2
NO e NO2 são NOx
Fontes biológicas resultam em
pequenas concentrações em ar puro
10. Condições para a formação
do SMOG
Presença de montanhas
Densidade populacional
Cidades ensolaradas
Exemplos:
Los Angeles, Denver, México, Tóquio,
Atenas, São Paulo, Roma
15. Classificações
IQA - Indice de Qualidade do Ar
Faixa de Concentração dos Poluentes para Cálculo do IQA
Classificação e
Faixas do IQA
PTS
média
(24h)
ug/m3
PM10
média
(24h)
ug/m3
SO2
média
(24h)
ug/m3
NO2
média
(1h)
ug/m3
O3
média
(1h)
ug/m3
CO
média
(8h)
ug/m3
Classificação
Efeitos
Bom (0-50) 0-80 0-50 0-80 0-100 0-80 0-5000 Seguro a saúde
Regular (51-100) 81-240 51-150 81-365
101-
320
81-160
5001-
10000
Tolerável
Inadequada
(101-199)
241-
375
151-
250
366-
800
32... 161-400
10001-
17000
Impróprio ao
bem estar
Má (200-299)
376-
625
251-
420
801-
1600
1131-
2260
401-800 17...
Péssima (300-
399)
626-
875
421-
500
1601-
2100
2261-
3000
801-
1000
34...
Crítica (acima de
400)
876-
1000
501-
600
2101-
2620
3001-
3750
1001-
1001
46...
Ofensivo a
Saúde
OBS: Os indices até a classificação (regular), atende os Padrões de
16. Classificação para a saúde
Qualidade Índice Significado
Boa 0 - 50 Praticamente não há riscos à saúde.
Regular 51 - 100
Pessoas de grupos sensíveis (crianças, idosos e pessoas com doenças
respiratórias e cardíacas), podem apresentar sintomas como tosse seca e
cansaço. A população, em geral, não é afetada.
Inadequada 101 - 199
Toda a população pode apresentar sintomas como tosse seca, cansaço,
ardor nos olhos, nariz e garganta. Pessoas de grupos sensíveis (crianças,
idosos e pessoas com doenças respiratórias e cardíacas), podem
apresentar efeitos mais sérios na saúde.
Má 200 - 299
Toda a população pode apresentar agravamento dos sintomas como tosse
seca, cansaço, ardor nos olhos, nariz e garganta e ainda apresentar falta
de ar e respiração ofegante. Efeitos ainda mais graves à saúde de grupos
sensíveis (crianças, idosos e pessoas com doenças respiratórias e
cardíacas).
Péssima >299
Toda a população pode apresentar sérios riscos de manifestações de
doenças respiratórias e cardiovasculares. Aumento de mortes prematuras
em pessoas de grupos sensíveis.
17. Rio de Janeiro 12/05/09
Rede Automática
Estação Poluente Classificação
Médio Paraíba - 12/05/09
Barra Mansa - Bocaininha PARTÍCULAS TOTAIS EM SUSPENSÃO Bom
Barra Mansa - Roberto Silveira PARTÍCULAS INALÁVEIS Regular
Volta Redonda - Belmonte OZÔNIO Bom
Volta Redonda - Santa Cecília PARTÍCULAS INALÁVEIS Regular
Metropolitana - 12/05/09
Duque de Caxias - Campos Elíseos OZÔNIO Regular
Duque de Caxias - São Bento OZÔNIO Regular
Duque de Caxias - Vila São Luiz DIÓXIDO DE NITROGÊNIO Regular
Duque de Caxias - Pilar PARTÍCULAS INALÁVEIS Regular
Duque de Caxias - Jardim Primavera OZÔNIO Regular
Rio de Janeiro - Centro DIÓXIDO DE NITROGÊNIO Inadequada
Nota: Boletim atualizado diariamente a partir das 15 horas.
18. Rio de Janeiro 12/05/09
Rede Manual de Amostragem
Qualificação do ar por poeira em suspensão (totais e inaláveis)
Estação Classificação
Metropolitana - 06/05/09
Rio de Janeiro - Benfica Regular
Rio de Janeiro - Bonsucesso Regular
Duque de Caxias - Centro Regular
Rio de Janeiro - Santa Tereza Bom
Rio de Janeiro - São Cristovão Regular
São Gonçalo - Centro Regular
São João de Meriti - Vilar dos Teles Regular
Rio de Janeiro - Sumaré Bom
Seropédica - Pesagro Bom
Rio de Janeiro - Centro Regular
Nova Iguaçú - Centro Regular
Jacarepaguá Regular
Nota: Boletim atualizado a cada seis dias, conforme frequência
mínima de amostragem estabelecida na resolução CONAMA 03/90.
19. Rio 18/05/09
Rede Automática
Estação Poluente Classificação
Médio Paraíba - 15/05/09
Barra Mansa - Boa Sorte PARTÍCULAS TOTAIS EM SUSPENSÃO Regular
Volta Redonda - Belmonte PARTÍCULAS INALÁVEIS Regular
Volta Redonda - Santa Cecília PARTÍCULAS INALÁVEIS Regular
Metropolitana - 15/05/09
Duque de Caxias - Campos Elíseos PARTÍCULAS INALÁVEIS Regular
Duque de Caxias - São Bento PARTÍCULAS INALÁVEIS Inadequada
Duque de Caxias - Vila São Luiz PARTÍCULAS INALÁVEIS Regular
Duque de Caxias - Pilar PARTÍCULAS INALÁVEIS Regular
Duque de Caxias - Jardim Primavera PARTÍCULAS INALÁVEIS Regular
Rio de Janeiro - Centro DIÓXIDO DE NITROGÊNIO Inadequada
Norte Fluminense - 15/05/09
Macaé - Fazenda Airis OZÔNIO Bom
Macaé - Pesagro OZÔNIO Bom
Nota: Boletim atualizado diariamente a partir das 15 horas.
20. Rio 18/05/09
Rede Manual de Amostragem
Qualificação do ar por poeira em suspensão (totais e inaláveis)
Estação Classificação
Metropolitana - 06/05/09
Rio de Janeiro - Benfica Regular
Rio de Janeiro - Bonsucesso Regular
Duque de Caxias - Centro Regular
Rio de Janeiro - Santa Tereza Bom
Rio de Janeiro - São Cristovão Regular
São Gonçalo - Centro Regular
São João de Meriti - Vilar dos Teles Regular
Rio de Janeiro - Sumaré Bom
Seropédica - Pesagro Bom
Rio de Janeiro - Centro Regular
Nova Iguaçú - Centro Regular
Jacarepaguá Regular
Nota: Boletim atualizado a cada seis dias, conforme frequência
mínima de amostragem estabelecida na resolução CONAMA 03/90.
21. Emissões veiculares
As emissões em motores a gasolina podem ser de dois tipos:
Emissões de escape (com os produtos da combustão através do escapamento);
Emissões evaporativas (evaporação de hidrocarbonetos do tanque de combustivel, do
carburador e do carter do motor).
- Fontes de poluição do ar em veículo a gasolina
23. Catalisadores
As emissões de hidrocarbonetos com os gases de escape são especialmente intensas
durante os primeiros segundos posteriores à partida.
Atualmente existem dois tipos de conversores:
• oxidante. Oxida os HC e o CO não atuando sobre o NOx (1975-1980);
• de três vias (three-way): oxida os HC eo CO reduzindo o NOx (1980...).
Esquema de funcionamento de um catalisador de três vias
24. Reações
CO + 1/2O2 CO2
HC + O2 H2O + CO2
CO + H2O CO2 + H2
NO + CO N2 + CO2
NO + H2 !/2N2 + H2O
HC + NO N2 + H2O +CO2
NO + 5/2H2 NH3 + H2O
H2 + ½ 2 H2O
HC + H2O CO + CO2 + H2
3 NO + 2 NH3 5/2 N2 + 3 H2O
2 NO + H2 N2O + H2O
2 N2O 2 N2 + O2
2NH3 N2 + 3H2
26. Funcionamento
Catalisadores utilizam platina e paladio-
ródio( gasolina), paladio-molibdênio(álcool)
Utilizam alumina, óxido de cério e
zircônio(CeO2 e ZrO2)- solução sólida
mantém o teor de oxigênio
Protegido por uma manta que fixa, veda,
isola termicamente
O óxido formado sobre o catalisador pode
favorecer o processo de oxidação de CO
CO2
27. Desativação
Térmica
Adiciona-se La para diminuir efeito sobre a
alumina
Pode crescer cristais de metais nobres
A cerâmica perde sua estrutura
Química
Devido aos aditivos do óleo lubrificante
Enxofre presente na gasolina
28. Enxofre
Formar sulfatos nas superfícies dos
óxidos
Os sulfatos podem ser reduzidos a
H2S
As modificações podem levar ao uso
de metais pesados que podem ir para
a atmosfera
29. Óleos lubrificantes
Fósforo, zinco e cálcio
Ditiofosfato dialquil de zinco (ZDDP)
Usado para reduzir o desgaste por
atrito e a oxidação do óleo
O cálcio vem de uma substância
detergente
30. Catalisador de platina e
óxido de bário
Platina oxida CO e hidrocarbonetos
em CO2 e H2O
BaO aprisiona óxidos de nitrogênio
Problema SO2 passa a SO3 e
recobre a camada de óxido
31. Motores a diesel
Alcançam 50% de eficiência em
relação aos hidrocarbonetos
Gasolina alcança 95% de eficiência
Não removem NOx pois sempre tem
excesso de O2 nos gases de
exaustão, não tendo a condição para
a redução
32. Enxofre
O SMOG produzido pela presença de
compostos de enxofre não é mais um
problema tão grave nos países do
Ocidente
Existe presença de partículas
suspensas contendo ácido sulfúrico e
sulfatos
Esse SMOG tem natureza redutora
33. Usinas termelétricas
Tentam operar em temperaturas mais
baixas para evitar a produção de NO
Algumas usam conversor catalítico
para reduzir o NO para N2, para isso
usam NH3
4NH3 + 4NO + O2 4 N2 + 6 H2O
36. Consequências do Ozônio
Colheitas não se desenvolvem
satisfatoriamente
Endurece borrachas
Reduz o tempo de vida útil de pneus
Branqueia alguns tecidos
37. Produção do Ozônio
Hidrocarbonetos com óxidos de
nitrogênio na presença de luz solar
38. Reações
O3 O2* + O*
UV-B
O* + H2O 2 OH.
Tempo de vida é de um segundo
39. Mecanismo das reações
naturais
O=S=O + OH. HSO3.
CO + OH. HO – C. =O
OH. Pode retirar átomo de hidrogênio
produzindo radical livre e H2O
H2S + OH. SH. + H2O
CH3Cl + OH. CH2Cl. + H2O
CH2Cl2 + OH. CHCl2. + H2O
40. Mecanismos
H2CO H. + HCO.
Ocorre decomposição com absorção de
UV-A
Radicais livres vão passar pelo processo de
adição
CH3. + O2 CH3OO.
CH3OO + NO. CH3O. + NO2.
CH3O. + O2 H2C=O + HOO.
Ocorre abstração do H para formar nova
ligação
41. Mecanismo
HO – C. =O + O2 O=C=O + HOO.
Se não tiver o H para ser abstraído:
R – C.=O + O2 R-C=O
|
O-O
42. Oxidação troposférica do
metano
CH4 + OH. CH3. + H2O
CH3. + O2 CH3OO.
CH3OO. + NO. CH3O. + NO2.
CH3O. + O2 H2CO + HOO.
Após vários dias o formaldeído se
decompõe por absorção de UV-A
43. Reações
H2CO H. + HCO.
H. + O2 HOO.
HCO. + O2 CO + HOO.
CO + OH. H-O-C.=O
H-O-C.=O+ O2 O=C=O + HOO.
49. Produção de Ozônio
NO2. NO. + O
Isso ocorre na presença de UV-A
O + O2 O3
NO. + O3 NO2 + O2
O O3 é produzido quando a maior
parte de NO. Tenha sido oxidada a
NO2