Introdução a Química Ambiental

A Química Ambiental é um estudo abrangente sobre os processos químicos que acontecem na natureza,sejam estes fenômenos naturais ou causados pelo homem , e que comprometam o bem estar do planeta e da população.

Teve sua origem na Química Clássica e se tornou uma ciência interdisciplinar por envolver outras matérias como biologia, ecologia, geologia.

Como essas transformações ameaçam o meio ambiente, há uma grande preocupação em entender os processos que a envolvem assim é importante este estudo para entender os aspectos químicos dos problemas que nós seres humanos criamos no meio onde vivemos. Esse mesmo ambiente há alguns anos antes de começar os processos de poluição era apenas um meio auto sustentável , onde não se encontrava tanta quantidade de poluentes.

O Problema do Chorume

Causa: O chorume é o liquido escuro, viscoso, de odor forte característico, com alto potencial poluidor. A sua composição é difícil de determinar porque, por ser resultado da decomposição de matéria orgânica, depende de vários fatores como: tipo de solo e detritos, quantidade de umidade e oxigênio, forma como o aterro sanitário foi composto e distância de lençóis freáticos. Em geral estão presentes compostos orgânicos, como carbono e nitrogênio orgânicos, e inorgânicos, como mercúrio, cobre, chumbo, arsênio, cadmio, cobalto, cromo. 

capitação do chorume  

Consequência: Ao circular pelo solo ele carrega metais pesados, micro-organismo, nitratos, fosfatos e muitas outras substâncias, sendo altamente nocivo para o solo, lençol freáticos, consequentemente para rios e lagos e para o ar, pois a decomposição anaeróbica libera gases como metano, gás carbônico, mercaptanas, amônia, fenóis. Além disso ele pode causar doenças, atrair animais detritívoros e afetar a cadeia alimentar, causando males ao ambiente e a saúde dos animais, incluindo os seres humanos.

 

urubus em chorume em Tucuruí

Prevenção/ Solução: A prevenção é feita dentro de casa, evitando o desperdício de alimentos, separação de lixo reciclável e destinando as baterias, pilhas e óleo de cozinha para coletas especializadas. A construção do aterro pode ser pensada a fim de não contaminar águas subterrâneas e locais de grande povoação e com um manto de captação do chorume, sendo coletado e transportado para centros de tratamento, onde o chorume será tratado e seus gases usados para a produção de energia.

Funcionamento de aterro sanitário com captação de chorume

Branqueamento de Corais

Causa: O que é o branqueamento de corais e causa: Uma associação extremamente importante para os recifes-de-coral é a simbiose que ocorre entre as espécies de corais e microalgas conhecidas como zooxantelas. Essas algas vivem no interior dos tecidos dos corais construtores dos recifes, realizando fotossíntese e liberando para os corais compostos orgânicos nutritivos. Por sua vez, as zooxantelas sobrevivem e crescem utilizando os produtos gerados pelo metabolismo do coral, como gás carbônico, compostos nitrogenados e fósforo. As necessidades nutricionais dos corais são em grande parte supridas pelas zooxantelas (presentes nos tecidos do coral como também em outros cnidários, como anêmonas-do-mar, zooantídeos, medusas e em outros invertebrados, como ascídias, esponjas, moluscos etc., que também podem branquear). Elas estão também envolvidas na secreção de cálcio e formação do esqueleto do coral.

Processo de branqueamento de corais

Ultimamente vem ocorrido em todas as regiões do globo que possuem recife um branqueamento destes. Trata-se basicamente da ‘perda’ dos organismos fotossimbiontes (zooxantelas) causada pelo aumento da acidez dos oceanos. Como a cor da maioria dos hospedeiros advém, em grande parte, da ‘alga’ simbionte, seus tecidos tornam-se pálidos ou brancos. Nos corais, os tecidos ficam praticamente transparentes, revelando o esqueleto branco subjacente. As partes moles e o esqueleto de um coral branqueado não crescem, e a colônia fica mais vulnerável a outros possíveis estresses, como poluição, sedimentação excessiva, colonização por macroalgas do esqueleto eventualmente exposto etc.

Processo de branqueamento de corais, visão mais ampla

De acordo com a pesquisa de um time de cientistas internacionais ligados ao Centro de Pesquisa Internacional do Pacífico, da Universidade do Havaí, cerca de 65% do gás proveniente de atividades humanas entram no mar e, em contato com a água salgada, aumentam sua acidez. 

Consequência: A perda destes recifes de corais causa muito prejuízo ao ecossistema marinho, já que estes dão abrigo e alimento para a maioria dos peixes e, além disso, funcionam como um filtro de água do mar por sua alimentação.

Prevenção/Solução:Apesar de tudo, as colônias branqueadas podem recuperar completamente, em poucos dias ou até mais de um ano, dependendo da espécie e do grau de branqueamento, mas para que isso ocorra os homens precisam diminuir sua emissão de CO².

Esgoto Doméstico

Causa: O despejo de esgoto não tratado no mar provoca o aumento da matéria orgânica presente na água, levando a uma elevação na quantidade de nutrientes disponíveis. Esse processo é conhecido como eutrofização. O aumento na concentração de nutrientes permite o crescimento rápido e intenso de microalgas marinhas. Após certo tempo, essas algas morrem e são degradadas por bactérias decompositoras.

Consequência: O processo de decomposição das algas consome o oxigênio dissolvido na água, reduzindo sua disponibilidade para os organismos marinhos. Além disso, a grande quantidade de algas torna a água do mar turva, prejudicando a fotossíntese e reduzindo ainda mais o oxigênio na água.

Outro problema gerado pelo despejo de esgoto é a possibilidade de contaminação da água do mar por microrganismos, muitas vezes presentes nas fezes humanas, que podem causar doenças como a hepatite e a cólera. A fim de evitar esses problemas, medidas de saneamento básico, como a fiscalização dos emissores e o tratamento do esgoto doméstico, devem ser adotadas.

 Prevenção/Solução: Os métodos para o tratamento geralmente envolvem custos altos, o que dificulta a instalação em municípios com baixa renda.  Dentre as alternativas técnicas para o tratamento de efluentes estão as fossas sépticas, os sumidouros e as lagoas de estabilização.

• Fossa Séptica : unidade que trata os esgotos domiciliares. Nela, é feita a divisão físico-química da matéria sólida presente no esgoto.
  
  

  

  Funcionamento de fossa séptica

• Sumidouros: são escavações feitas no terreno, para receber efluentes da fossa séptica ou mesmo diretamente do vaso sanitário em cujas paredes deverão se infiltrar.

Sumidouro

• Lagoas de estabilização: locais para tratamento de efluentes, por processos químicos e biológicos, com o objetivo de reter a matéria orgânica e gerar água com qualidade para retornar ao meio ambiente.

Lagoas de Estabilização 

Redução da Camada de Ozônio

Causa:  A camada de ozônio é uma camada de gás que envolve a Terra, localizada na estratosfera, composta pelo gás ozônio (O3). Serve como uma capa ou um filtro que protege o planeta terra das radiações solares, totalmente nocivas para os seres humanos, animais e plantas. Sendo responsável por filtrar cerca de 95% dos raios ultravioleta B (UVB) emitidos pelo Sol que atingem a Terra.

Substâncias prejudiciais a camada de ozônio:

·         Gases clorofluorcarbonos (CFCs) - os mais perigosos;
·         Dos óxidos nítricos e nitrosos - expelidos pelos exaustores dos veículos;
·         Dióxido de Carbono (CO²), produzido pela queima de combustíveis fósseis (como o carvão e o petróleo).

CFC: É usado como propelente em aerossóis, como isolante em equipamentos de refrigeração e na produção de materiais plásticos. Depois de liberados no ar demora cerca de oito anos para chegar à estratosfera que, atingindo pela radiação ultravioleta se desintegram e liberam cloro. O cloro reage com o ozônio, que logo após é transformado em oxigênio (O2). Porém, o oxigênio não tem a capacidade de proteção como o ozônio. Cada átomo de cloro de CFC pode destruir 100 mil moléculas de oxigênio.

Consequência: Caso não exista mais a camada de ozônio em torno do nosso planeta, muitas catástrofes podem acontecer, pois a temperatura do sol será mais intensa pois não haverá mais a proteção natural desta camada, e muitas pessoas e animais podem acabar morrendo.

Prevenção/Solução: Em 1987, visando evitar esse desastre, 47 países assinaram um documento chamado Protocolo de Montreal, que passou a vigorar em 1989. Esse Protocolo tem por objetivo reduzir a emissão de substâncias nocivas à camada de ozônio.Após o tratado, estudos e pesquisas se intensificaram com o objetivo de descobrir uma forma de substituir o CFC, e o proposto foi o uso de uma mistura do butano com propano, uma forma significativamente mais barata e que substitui completamente o CFC. Outra alternativa encontrada foi o uso de HCFC, um “CFC melhorado ecologicamente”, que combina características físicas e químicas com alta eficiência volumétrica, e pode ser usado em aplicações civis de refrigeração. Porém, é um gás que está sob observação de seus efeitos, pois ainda tem em sua molécula um átomo de cloro, que mais cedo ou mais tarde também pode atacar a camada de ozônio, mas com menos agressividade que o CFC.

Gás Carbônico Veicular

Causa: O dióxido de carbono é um gás que representa uma das maiores causas do efeito estufa , emissão de gás carbônico (CO2) dos carros são parte de um crescimento de sua concentração na atmosfera , que deste modo tem um enorme papel nas mudanças climáticas.

Os veículos a motor representam uma grande parte da emissão de CO2 na atmosfera , contudo quando o motor não queima o combustível que utilizam por completo pode ocorrer a liberação do monóxido de carbono , outro componente que traz poluição ao ar.

Poluição em avenida movimentada

Consequência: O CO2  é um gás que polui e afeta de varias formas possíveis , a nós mesmos , este gás pode trazer consigo fora as mudanças climáticas , poder a afetar as pessoas com doenças respiratórias ou até mesmo cardíacas, uma vez que no sangue se encontre a falta de oxigênio e a maior concentração de CO2 , devido a sua maior concentração no meio que este ser vive.

Prevenção/Solução: Contudo o homem tem procurado soluções para estes problemas. A tecnologia tem avançado no sentido de gerar máquinas e combustíveis menos poluentes ou que não gerem poluição, hoje em dia muitos  automóveis já estão utilizando gás natural como combustível. No Brasil, por exemplo, temos milhões de carros movidos a álcool, combustível não fóssil, que poluí pouco.

Mais o que chama mais atenção seria os testes com hidrogênio  os quais tem mostrado que num futuro bem próximo, os carros poderão andar com um tipo de combustível que lança, na atmosfera, apenas vapor de água.

Como solução imediata também poderíamos avaliar a maior utilização de meios de transporte públicos.

Smog Fotoquímico

Causa: Smog Fotoquímico é um tipo de formação de neblina que é composta por poluição , vapor de água e compostos químicos prejudiciais a saúde humana . Se tem a formação do smog geralmente em grandes cidades onde a alta concentração de poluição de gases , como os queimados de combustíveis fosseis, ou até mesmo áreas onde existe uma grande presença de industrias poluidoras .

Em sua formação podemos constar a presença de dióxido de nitrogênio , ozônio , óxido de nitrogênio e outros tipos de gases poluidores.

Smog em Nova Iorque

Consequências: O Smog pode ocasionar péssimas condições visuais  com seu efeito visual tanto para veículos aéreos ou até mesmo terrestres .

Este tipo de poluição do ar pode ocasionar malefícios enormes ao individuo que reside em grandes centros urbanos que possuem este fenômeno pois a alta concentração dos gases dióxido de enxofre , ozônio , dióxido de nitrogênio e o monóxido de carbono , podem causar enfisema , bronquite e asma , desta forma a alta exposição pode ocasionar a morte .

Prevenção/Solução: O Smog é a alta concentração de gases que podem vir a causar malefícios a saúde humana , afim de solucionar este problema , a menor quantidade de liberação destes gases, talvez solucionaria as altas quantidades encontradas nos meios urbanos e áreas industriais, com filtros apropriados nas industrias, e em regiões urbanas a redução de queima de combustíveis fosseis . 

Gás Metano

Causa: Os esgotos domésticos e aqueles das indústrias alimentícias, de bebidas e de papel e celulose, têm um alto potencial para emissão de metano. A matéria orgânica presente nesses efluentes é expressa em termos de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), que é o principal fator determinante do potencial de geração de metano. A DBO representa a quantidade de oxigênio consumida por micro-organismos na oxidação bioquímica da matéria orgânica expressa em miligramas por litro (mg/L).

Consequência: Se o metano nao for tratado ficando no ar ele pode ser um asfixiante e é altamente explosivo. Lançado na atmosfera ele contribui para o efeito estufa , é 21 vezes mais agressivo que o gás carbônico .

Prevenção/Solução: No Brasil, uma grande variedade de sistemas é utilizado para o tratamento de águas residuárias. Apesar disso, uma grande parcela das águas residuárias geradas é lançada diretamente nos corpos d'água sem tratamento. Aqui estão representados dois tipos de tratamento por reatores anaeróbios, que são os mais propícios para produção do biogás com metano:

Reatores anaeróbios: Uma opção bastante interessante que vem sendo mais e mais empregada é o tratamento anaeróbio em reatores. Estes se baseiam no princípio de separação das fases sólida, líquida e gasosa, fazendo com que o lodo se acumule e seja mantido no tanque de tratamento com tempos de residência celular bastante superiores aos tempos de residência hidráulica.

A - O reator anaeróbio de fluxo ascendente e manto de lodo (reator UASB) retém o lodo pela incorporação de um decantador e um separador de gases na parte superior do reator. O esgoto é distribuído uniformemente pelo fundo do mesmo. Após passar pelo manto de lodo estabilizado, rico em bactérias anaeróbias, sofre degradação e o efluente tratado é recolhido em canaletas no topo do reator. Os sólidos se acumulam no fundo e o gás, contendo como principal componente o metano, é encaminhado para queima ou recuperação. O excesso de lodo é encaminhado para secagem e pode ser disposto em aterro sanitário ou passar por adequação para ser aproveitado como bio-fertilizante.

Os reatores UASB são sistemas compactos e de alta taxa, indicados para a recuperação eficiente do gás metano.

B- Os filtros anaeróbios retêm o lodo num material suporte colocado dentro do reator. Esse material pode ser de plástico, pedra, cerâmica, bambu etc.

O filtro é mantido submerso, o que garante a ausência de ar (oxigênio) e o conseqüente desenvolvimento de microorganismos anaeróbios responsáveis pela degradação da matéria orgânica.

Contaminação do Solo por Agrotóxicos

Causa: Nas áreas rurais, a poluição do solo dá-se, sobretudo pelo uso indevido de agrotóxicos e técnicas arcaicas de produção (a queima da vegetação e a não utilização de técnicas de conservação do solo, contribuem para aumentar a exposição ao sol e ao vento ocasionando a perda de nutrientes e a erosão do solo).

Embalagens de Agrotóxicos

Consequências: Os inseticidas quando usados de forma indevida, acumulam-se no solo, os animais se alimentam da vegetação contaminada prosseguindo o ciclo de contaminação. Com as chuvas, os produtos químicos usados na composição dos pesticidas infiltram no solo contaminando os lençóis freáticos e acabam escorrendo para os rios continuando a contaminação.

O gado quando come o pasto envenenado, transmite as substâncias tóxicas para a sua carne e para o leite que vão servir de alimento para o homem.

Dentre as doenças causadas pelo solo contaminado estão a ancilostomose (amarelão), a teníase e verminoses como a ascaridíase.

Prevenção/Solução:

- Elaboração de substitutos para os inseticidas;
- Campanhas educativas que alertem o perigo do uso dos agrotóxicos sem a indicação técnica de um agrônomo especializado;
- Divulgação e uso de técnicas avançadas na agricultura como o controle biológico de pragas e de conservação do solo;
- Investimento e melhoria em projetos de irrigação;
- Financiamentos para agricultura e para o homem do campo, dando-lhe condições para viver e se sustentar no campo; 

Conclusão do grupo sobre Química Ambiental

Mesmo que o homem não perceba, seu desleixo e irresponsabilidade por maledicência ou falta de conhecimento com o meio ambiente afeta profundamente não só a nós mesmos, mas todos os seres vivos.

O mundo se deteriora por si só, mas a constante poluição causada pelo modo de viver dos homens acelera essa deterioração. É preciso que estejamos sempre atentos a essa poluição, controlando-a e desenvolvendo métodos para seu tratamento, como a diminuição da grande emissão de gases poluentes e prática das medidas de saneamento básico.

Mesmo que tais métodos tenham seus custos tanto para empresas como para cada um individualmente, o que se deve ter em mente é que há muito mais em jogo do que simplesmente o impacto financeiro. Estamos, a cada dia mais, fazendo de nosso mundo uma grande bomba relógio para o presente e para nossas futuras gerações. É certo que estamos desenvolvendo consciência sobre alguns aspectos, mas ainda temos uma longa jornada a trilhar.

Bibliografia - Química Ambiental

Aqui estão os sites que utilizamos na criação do conteúdo do blog:

• http://www.projetoagua.dape.net
• http://educacao.uol.com.br/
• http://www.revistaea.org/artigo.php?idartigo=1339&class=02
• http://www.saneamentodogato.xpg.com.br
• http://wwwnovoplaneta.blogspot.com.br
• http://www.dforceblog.com/
• http://www.suapesquisa.com
• http://camada-de-ozonio.info/mos/view/Camada_de_Oz%C3%B4nio/index.html
• http://www.brasilescola.com/geografia/camada-de-ozonio.htm
• http://200.144.182.49/cbm/index.php/pt/entre-em-contato-28015/pesquisa/artigos-de-acesso-livre/73-recifes-de-coral-e-branqueamento.html
• http://g1.globo.com/natureza/noticia/2012/01/emissao-de-co2-aumenta-acidez-do-oceano-e-prejudica-corais-diz-estudo.html
• http://maravilhasdaciencia.blogspot.com.br
• http://www.vivaterra.org.br/
• http://poluicaodosolo.blogspot.com.br/

Autoavaliação dos integrantes do grupo ( Tema - Química Ambiental)

Ana Luísa (n°02) - " Fiquei responsável pelos conteúdos sobre o solo e pela postagem no blog. Tudo foi cumprido no prazo do cronograma, então avalio como produtiva a minha participação. Nosso grupo foi bem organizado, então não houveram grandes problemas."

Carolina (n°07)-  "A parte pela qual fiquei responsável foi o Despejo de esgotos in natura nos rios. Creio que finalizei minha parte de forma correta, fiz as pesquisas e entreguei no dia combinado. O grupo também fez corretamente tudo o que foi combinado entre nós. Portanto, não tivemos problemas com o trabalho e tudo foi feito como o previsto."

Livia (n°20) - "Fiquei responsável por duas partes do ar. Todos cumpriram os prazos estipulados, e não teve nenhum problema, portanto minha participação no trabalho foi a esperada. Fiz o que tinha o que ser feito quando tinha que ser feito, Assim como o resto do grupo."

Nathália (n°27)- "Fiquei responsável pela pesquisa sobre o branqueamento dos corais e conclusão do trabalho. O grupo como um todo trabalhou bem e cumpriu todas as etapas como haviam sido planejadas. Como tudo foi entregue no dia planejado e de modo satisfatório, creio que fiz corretamente minha parte."

Victor (n°38)- "Quanto aos temas que foram atribuídos a mim  ,tanto aos assuntos relacionados á poluição do ar e introdução á química ambiental  ,  acredito ter exemplificado e escrito todos os principais fatores de cada tema , assim avalio que tanto como eu e todos presentes no grupo não tivemos qualquer tipo de problema tanto quanto aos temas ,quanto ao tempo de entrega que foi previamente verificada . Deste modo  a minha participação no grupo e a de todos foi altamente satisfatória."

Diário de Bordo - Primeiro Cronograma do Inteiro Ambiente

22/04/2013- Separação dos temas entre os integrantes do grupo

23/04/2013 – Criação do Inteiro Ambiente

27/04/2013 – todos mandaram o conteúdo de seus respectivos temas

28/04/2013- Correção ortográfica e de coerência proporcionada pela leitura coletiva

29/04/2013 – Preparação do conteúdo em formato de blog e uma postagem-teste 

1/05/2013 – postagem !