principais poluentes

Universidade Federal do ABC

PRINCIPAIS POLUENTES ATMOSFÉRICOS

EN 2115 – Poluição Atmosférica

Profa. Dra. Lúcia Helena Gomes Coelho

16/02/2016

TÓPICOS ABORDADOS

Principais compostos provenientes de emissões atmosféricas: Compostos inorgânicos de carbono (CO e CO2); Óxidos de nitrogênio; Hidrocarbonetos; Compostos orgânicos voláteis (COV); Compostos de enxofre; Material particulado; Oxidantes, ozônio

PRINCIPAIS POLUENTES ATMOSFÉRICOS Principais componentes traço da atmosfera sem poluição comprometedora. FONTE: Brasseur et al., 1999, Brimblecombe, 1996.

Monóxido de Carbono (CO) Processos Biogênicos; Reações químicas na Atmosfera; Emissões antropogênicas; • Processo de Combustão Incompleta (proporções abaixo da estequiometria da reação) C(biomassa, combustível, etc) + 1/2O2 CO(g) • Motores a Explosão Mal Regulados; • Descargas de Escapamentos (Rush): 50 a 100 ppm de CO.

COMPOSTOS INORGÂNICOS DE CARBONO


Monóxido de Carbono (CO)

Efeitos sobre a saúde humana Interferência no transporte de O2

Dióxido de Carbono (CO2) Fontes: Processos Biogênicos: Respiração e Fermentação


Dióxido de Carbono (CO2) Fontes: Processos antropogênicos: Combustão Produção de energia: transporte, iluminação, aquecimento, refrigeração e processos industriais; Queima de combustíveis fósseis (petróleo, gás natural,carvão etc).


ÓXIDOS DE NITROGÊNIO NA TROPOSFERA

Óxidos de nitrogênio têm papel fundamental nas reações químicas na

troposfera – N2O, NO e NO2

Óxido nitroso N2O

• Origem: reações microbiológicas de denitrificação do solo e de

sistemas aquáticos

C6H12O6 + 6NO3-(aq) 6 CO2(g) + 3 H2O + 6 OH- + 3N2O(g)

(biomassa)

bactéria denitrificante

ambiente anaeróbio

• N2O contribui para o efeito estufa

• Apresenta pouca reatividade e longo tempo de vida na troposfera

(~150 anos)


Óxido nítrico NO

• Origem: biogênica por ação de microrganismos ou antropogênica

como produto do processo de combustão

Na combustão... temperatura ambiente

N2 (g) + O2 (g) 2 NO

22

2

pNpO

pNOK p

Kp ~10

-30

Reação praticamente não ocorre na temperatura ambiente – REAÇÃO ENDOTÉRMICA


Óxido nítrico NO

Na combustão... no motor dos veículos (~1700 oC)

N2 (g) + O2 (g) 2 NO

22

2

pNpO

pNOK p

Kp = 10

-4,5

Reação pode ocorrer com formação significativa de NO Por que, quando em contato com o ambiente, a reação reversível não é favorecida (quebre em N2 e O2)? Elevada energia de ativação!!!


Dióxido de nitrogênio NO2

O NO presente no ar é gradualmente oxidado para formar NO2

A presença de grandes quantidades de NO2 no ar confere uma coloração amarelada

NO + NO2 = NOx

HIDROCARBONETOS (HC)

Origem: evaporação dos derivados de petróleo, combustão incompleta, emissões biogênicas

Ex.: metano, etano, propano, butano, hexano, benzeno

Hidrocarbonetos mais reativos possuem C=C Reações de adição Áreas verdes emitem grandes quantidades de alcenos. Arbustos emitem isopreno (2-metil-1,3-butadieno) e coníferas emitem pineno e limoneno

COMPOSTOS ORGÂNICOS VOLÁTEIS (COV)

Aldeídos, cetonas, solventes clorados, substâncias refrigerantes

Ex.: clorofórmio, formaldeído, acetona, acetaldeído

As fontes antropogênicas dos COVs são processos industriais (46%) e o transporte automotivo (30%).

COMPOSTOS DE ENXOFRE

Na atmosfera o enxofre encontra-se em diversos estados de oxidação:

Ex.: COS = carbonil sulfeto, CS2 = sulfeto de carbono, (CH3)2S = dimetil sulfeto, H2S = sulfeto de hidrogênio, SO2 = dióxido de enxofre, SO4

-2 = sulfatos

As fontes naturais de compostos de enxofre são a degradação biológica, as emissões vulcânicas e os oceanos. Solos ricos em enxofre constituem também uma fonte natural de H2S.

O SO2 é um gás incolor com odor irritante. É altamente solúvel em água, sendo esta propriedade a base da formação de chuvas ácidas (ácido sulfúrico ao contato com a água).

MATERIAL PARTICULADO • Emissões atmosféricas não-gasosas; • Partículas dispersas na atmosfera (natureza abiótica e bióticas); • Tamanho (): 0,002 a 100 m (material particulado grosso); 0,0001 a 0,001 m (partículas inaláveis) • Dispersão Dispersante (Ar) Disperso (Particulado)

Fontes de material particulado na atmosfera: Processos físicos naturais Formação de nevoeiros, neblina, cerrações, etc; Rebentação das ondas do mar (aerossóis marinhos); Atividade vulcânica; Origem biogênica (pólen, microrganismos, dispersão de sementes etc)

MATERIAL PARTICULADO

MATERIAL PARTICULADO

Fontes de material particulado na atmosfera: Fontes antropogênicas: Processos industriais, atividades mineradoras e extrativistas, combustão etc

OXIDANTES NA ATMOSFERA

Principais oxidantes: O3, H2O2, HO, HO2, NO3 e nitrato de peroxiacetila (PAN)

O3 tem destaque especial início de todas as cadeias primárias que ocorrem na atmosfera

Formação do radical HO

1. Fotólise do ozônio

O3 + hn → O2 + O*

O* + H2O → 2HO

Radical HO é muito reativo (tempo de vida ~1s)

“limpador atmosférico”

2. Fotodecomposição de compostos carbonílicos

HCHO + 2 O2 + hn → 2 HO2 + CO

HO2 + NO → NO2 + HO

QUÍMICA DO RADICAL HO

Possíveis reações químicas do radical HO na atmosfera. FONTE: Lenzi & Favero, 2009.

OZÔNIO

Não é emitido diretamente para a atmosfera, mas é gerado por processos fotoquímicos;

Vilão ou Herói?

Ozônio Estratosférico: concentrações na ordem de ppm

Age como filtro de radiação ultravioleta

Ozônio Troposférico: concentrações na ordem de ppb

Age como poluente

OZÔNIO

ATENÇÃO!!!!

Atividade complementar #1 no site Entrega: 23/02/2016

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