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Os Componentes do Ar Atmosférico

 

Trabalho

de

Química

O que é poluição do ar?

Quais os componentes do ar atmosférico?

Camila

2º semestral "B".

Os componentes do ar atmosférico

O ar atmosférico é o envoltório gasoso da Terra, constituído principalmente de oxigênio e nitrogênio. Retirando-se do ar o anidrido carbônico e a água nele contida, 78,110% do volume restante cabem ao nitrogênio, 20,953% ao oxigênio, 0,934% ao argônio. As quantidades de neônio, hélio, criptônio, xenônio, hidrogênio, metano e óxido nitroso somam menos de 0,01% - em proporções individuais que variam de 0,001818 a 0,000050%. O anidrido carbônico ocupa normalmente 0,01 a 0,1% do volume do ar; a proporção de água pode variar de zero a 7%, e a de ozônio de zero a 0,000007%. Outros elementos como dióxido de enxofre, dióxido de nitrogênio, amoníaco e óxido de carbono, cuja presença em geral não ultrapassa de limites dificilmente mensuráveis, devem ser considerados como impureza do ar devidas à poluição por industrias e veículos. O teor de óxido de carbono é mais elevado nas cidades e nas florestas onde apodrecem folhas, do que nos campos abertos. O anidrido carbônico desempenha papel importante na retenção dos raios infravermelhos da Terra. O peso de um litro de ar, a 0ºC e ao nível do mar, é de 1,2928 grama.

A composição do ar foi determinada pela primeira vez com exatidão por Lavoisier, que aqueceu em recipiente fechado uma quantidade conhecida de ar, em contato com mercúrio; ao cabo de doze dias, o mercúrio absorvera um quino do ar existente e apresentava-se coberto de placas vermelhas; mediante novo aquecimento, Lavoisier fez o mercúrio liberar uma  quantidade equivalente de oxigênio.

Entre 1783 e 1785, Cavendish verificou que outras substâncias, além do oxigênio e do nitrogênio, entravam na composição do ar com cerca de 5%. E Ramsay descobriu, um século mais tarde, a existência de gases raros na composição do ar.

Uma das fontes mais importantes do oxigênio do ar são as plantas, que o repõem durante a noite: esse oxigênio é absorvido pela respiração dos homens e animais, pela oxidação de metais e por diversos tipos de combustão, que têm sido objeto de estudos relativos ao equilíbrio dos elementos químicos da atmosfera.

O ar pode liqüefazer-se por resfriamento a - 193º sob forte pressão, constituindo então um líquido incolor que poder ser conservado por alguns dias em vasos de Dewar (recipientes munidos de duas paredes interiores de prata separadas por vácuo perfeito). O ar líquido e seus componentes, o nitrogênio e o oxigênio líquidos, obtidos por destilação fracionada, são produtos de grande importância para a indústria e para numerosos ramos de pesquisa. O nitrogênio líquido, por exemplo, é utilizado na conservação, supercongelamento e transporte de produtos alimentares.

 O que é a poluição do ar?

Poluição: 1. Ato ou efeito de poluir, de degradar um determinado meio natural; poluição. - 2. O fato mesmo de esta poluído, ex.: a poluição atmosférica.

Poluição atmosférica é a emissão de gases tóxicos e de material particulado na atmosfera tem crescido em quase todas as grandes aglomerações urbanas e industriais do mundo, afetando não só a qualidade local do ar, mas produzindo efeitos que se manifestam a grandes distâncias e a longo prazo. Os ventos podem transportar os poluentes para longe, submetendo novas áreas a chuvas ácidas que destroem a vegetação e contaminam o solo. Nas cidades, os automóveis são responsáveis por uma parcela considerável da poluição do ar, já que os gases produzidos pelos motores a explosão contém poluentes diversos: óxidos de nitrogênio (NO e NO2) e monóxido de carbono, derivados oxigenados dos hidrocarbonetos, como aldeídos e peróxidos, partículas residuais da combustão, além de chumbo, até há pouco adicionado como antidetonante à gasolina. Nas baixas camadas da atmosfera e em presença da radiação ultravioleta e de hidrocarbonetos não queimados pelos motores, os óxidos de nitrogênio transformam-se em compostos fotoquímicos como o peroxi-acetil nitrato, extremamente tóxico para os vegetais.

As indústrias químicas, siderúrgicas, de eletrólise do alumínio, as fábricas de cimento, de papel, as refinarias de petróleo, os incineradores de lixo doméstico e industrial estão entre as principais fontes de emissão de poluentes. A nível global, os efeitos da poluição atmosférica podem ser detectados na modificação do teor gasoso do ar (proporções de vapor d'água, de CO2), na quantidade crescente de material particulado em suspensão na atmosfera, que a torna mais opaca e altera, em conseqüência, o balanço energético do planeta, podendo influir na evolução dos climas. A temperatura do ar também é modificada pela atividade humana, sendo possível detectar ilhas de calor sobre as grandes cidades. O lançamento de certas substâncias na atmosfera, como o clorofluorcarbono dos aerossóis, pode mesmo provocar alterações até a grandes altitudes, como a destruição, já verificada, da camada de ozônio sobre certos pontos da superfície do globo terrestre.

A poluição e seus agentes:

Se por um lado a civilização trouxe progresso e conforto ao homem, por outro lado provocou sérias alterações no equilíbrio natural. A sociedade industrial, que se desenvolveu a partir da segunda metade do século passado, não só consome recursos naturais, como despeja na biosfera toda sorte de detritos nocivos à saúde humana, animal e vegetal. 

Toda vida, seja ela animal ou vegetal, ocorre numa faixa denominada biosfera, que inclui a superfície da Terra, os rios, lagos, mares e oceanos e parte da atmosfera. E a vida só é possível nessa faixa porque aí se encontram os gases necessários às espécies terrestres e aquáticas: oxigênio e nitrogênio. As proporções ideais desses gases no ar que respiramos devem ser aproximadamente 79% de nitrogênio e 21% de oxigênio. Quando tais proporções não são atingidas, diz-se que o ar está poluído.

Poluição, no sentido extenso, pode ser entendida como toda modificação química, física ou biológica do meio ambiente, que pode causar danos ao homem ou ao próprio ambiente, como a fauna e a flora.

Os agentes da poluição do ar são os resíduos de coisas fabricadas, usadas e jogadas fora; são gases nocivos à saúde ou mesmo de odor desagradável; são materiais radiativos no ar, em quantidades que possam afetar o homem - mesmo indiretamente, através dos vegetais e animais que o alimentam; são partículas resultantes da queima incompleta do carvão, da lenha, do óleo combustível.

Esses poluentes da atmosfera são encontrados em três estados: sólido, líquido e gasoso. Os poluentes sólidos consistem em partículas que resultam de vapores de metais fundidos que se oxidam e formam o que se chama fumo. As partículas de mais de 100 micra (milésimos de milímetro), que são lançadas no ar pelo vento ou por meios mecânicos, formam as poeiras. O resultado da queima incompleta de elementos combustíveis - lenha, carvão, óleo - são partículas extremamente pequenas de carbono, que produzem fumaça.

Um exemplo de poluente líquido é o ácido sulfúrico, resultante da combinação do anidrido sulfuroso - proveniente dos motores a combustão - com as moléculas de água suspensas no ar.

Quanto aos agentes gasosos da poluição, são gases liberados por águas contaminadas, corpos decompostos,  motores, etc. Assim, organismos putrefatos desprendem metano, gás venenoso de cheiro nauseabundo. Os automóveis soltam o monóxido de carbono, altamente tóxico.

Os poluentes sólidos geralmente são visíveis. Por essa razão, os protestos públicos quase sempre se dirigem contra eles. Os poluentes gasosos só chegam a ser percebidos quando o cheiro que exalam é suficientemente forte. Mas então sua concentração na atmosfera já é tão alta que o perigo que representam para a saúde pode ser extremamente grave.

O lixo da civilização:

Um homem adulto consome diariamente 1,5kg de alimento sólido, 2kg de água e 15kg de ar, do qual os retiram o oxigênio que o sangue distribui pelo corpo. Esse mesmo homem pode viver cinco semanas sem comida, cinco dias sem água, mas não mais que cinco minutos sem ar. Isso significa que somos obrigados a respirar o ar disponível - poluído ou não.

Veículos e indústrias são dois dos maiores fornecedores de agentes da poluição. Chaminés despejam, sem parar, toneladas de enxofre, óxido de nitrogênio, ácido sulfúrico, dióxido de enxofre, ácido fluorídrico, hexacloreto de benzeno, sulfeto de carbono, cloro, fenóis, e outras substâncias nocivas.

Um automóvel em movimento solta monóxido de carbono (CO) pelo cano de escapamento. Esse gás é mortal em ambiente fechado. Mas sua presença no ar que nos cerca nas ruas é suficiente para causar problemas ao coração, á pele e ao delicado sistema nervoso central.

Outro gás encontrado na descarga de automóveis é o dióxido de nitrogênio (NO2), que ataca as mucosas pulmonares, provocando ardências, dores de garganta, violentos acessos de tosse e falta de ar.

Os adtivos dissolvidos na gasolina contêm chumbo tetraetila. Em suspensão no ar, ele é facilmente absorvido pelo organismo. Depositando-se nos ossos, em algum tempo causa gravíssimas intoxicações. Em casos agudos, pode provocar estado de coma, convulsões epilépticas, morte prematura ou defeitos físicos permanentes. Mulheres grávidas expostas a esse poluente estão sujeitas a abortos e partos prematuros. Uma simples freada liberta partículas de amianto, consideradas cancerígenas.

Não é sem razão que um relatório da Organização Mundial de Saúde, publicado em 1972, mostrou que as cidades se tornaram perigosos "focos cancerígenos", ou seja, as populações urbanas contraem câncer com mais freqüência que as rurais. A poluição é, certamente, um do motivos. Determinadas zonas de São Paulo, Tóquio e Detroit concentram os maiores índices de poluição do planeta.

As armas de defesa:

As sérias conseqüências da poluição fizeram com que governos e empresas se preocupassem com os meios de combatê-la. Assim, vários equipamentos foram desenvolvido para diminuir os efeitos nocivos da emissão de agentes poluentes na atmosfera, mas nenhum deles é totalmente eficaz.

Eis alguns dos equipamentos mais utilizados na tentativa de neutralizar a ação dos poluentes sólidos.

Câmara de precipitação: recipientes onde a velocidade dos gases de descarga de veículos, de máquinas, etc., é diminuída de tal modo que as partículas sólidas podem se depositar, purificando o ar. Além de serem muito grandes, essas câmaras constituem uma espécie de "peneira grossa", ou seja, partículas microscópicas, com diâmetro de 40 a 50 micra, podem escapar, permanecendo no ar. Os silenciadores de escapamento, por exemplo, desempenham também essa função de câmaras de precipitação.

Recolhedores em ciclone: imprimem ao ar um movimento circular ascendente. Durante o movimento, pela força da inércia, as partículas sólidas dirigem-se para baixo, sendo recolhidas. O ar que ficou purificado escoa pela extremidade superior da instalação. Empregam-se ciclones em vários tipos de indústria.

Depuradores a água: o ar é "lavado" por uma chuva de pequenas gotas de água, que recolhe as partículas sólidas e as carrega para uma câmara de coleta. Para um funcionamento eficiente desse sistema, as partículas não devem ter diâmetros inferiores a 30 micra. Usam-se tais depuradores, por exemplo, na indústria têxtil, nas quais há fibras em suspensão no ar.

Filtros eletrostáticos: este sistema consiste em carregar de eletricidade as partículas suspensas, que, a seguir, são atraídas para uma placa, na qual existe uma carga elétrica contrária. Tais filtros são empregados em modernas fábricas de talco e de cimento, por exemplo, saindo o ar pela chaminé com 99,5% de pureza.

No caso da poluição gasosa causada pela combustão incompleta, que dá origem aos gases venenosos como o monóxido de carbono, o dióxido de nitrogênio e o dióxido de enxofre, a solução é aperfeiçoar os processos de combustão. Eleva-se a temperatura ou empregam-se catalisadores como a platina, que reduzem os efeitos nocivos. Quando a poluição é de gás sulfídrico (H2S), pode-se proibir o uso de carvões e óleos combustíveis com elevado teor de enxofre. Ou adotar o gás natural - uma mistura mais simples - como combustível.

Outros poluentes gasosos podem ser eliminados ou diminuídos pelo processo de absorção, que é a incorporação de uma substância à superfície da outra - geralmente gel de sílica ou carvão ativo (isto é, finamente dividido).

A redução dos gases nocivos na descarga dos veículos motorizados pode ser obtida através da utilização de equipamentos que recirculam esses gases, fazendo-os dissolver-se em alta temperatura. É o caso das câmaras de pós-combustão dos modernos jatos, que produzem um empuxo adicional.

Outra forma de reduzir a poluição causada por automóveis é passar a produzir gasolina sem chumbo tetraetila, um aditivo utilizado há mais de 50 anos, para impedir a explosão espontânea da gasolina.

Uma luta de todos:

Multidões andando pelas ruas com máscaras contra gases; as luzes permanentemente acesas para combater a escuridão provocada pela fumaça constante; árvores e parques protegidos por redomas de vidro. Este quadro não está longe de se tornar realidade nas grandes metrópoles do mundo. Apesar dos esforços desenvolvidos por algumas empresas e governos, o processo da poluição do ar parece irreversível. Somente uma modificação radical no conceito de cidade poderá evitar que esse processo leve a humanidade a um final desastroso. Já foi dito que a única solução viável para os problemas de Nova Iorque seria evacuar a cidade e destruí-la com uma bomba atômica, para depois começar tudo de novo, evitando os erros do passado. Resta esperar que a tecnologia encontre soluções menos drásticas, e que as cidades voltem a ser os lugares belos e agradáveis que um dia foram.

Rodízio de carros:     Controle de emissão de gases

Os veículos automotores em circulação são as principais fontes de poluição nas grandes cidades.

Todos os poluentes emitidos pelos veículos são prejudiciais à saúde. Contudo, a fumaça preta, gerada pelos veículos movidos a óleo diesel, apresentam um grau de agressão maior.

No inverno, o problema da poluição se agrava por causa da inversão térmica (fenômeno causado pela prisão de uma massa de ar quente, por duas de ar frio), falta de chuvas e ventos para dispersão dos poluentes na atmosfera.

Nos períodos em que ocorre um aumento considerável da concentração de partículas inaláveis no ar, pesquisas médicas comprovam um elevado aumento das doenças respiratórias, cardíacas e oculares, e no número de mortes, em crianças e idosos.

Como prevenção e colaboração, sugerimos algumas medidas abaixo:

- Evite circular com o veículo nos horários do rush;

- Mantenha sempre o motor do veículo com as regulagens originais de fábrica;

- Não acelere o veículo desnecessariamente;

- Evite excesso de carga (caminhões), e peso morto nos automóveis (carregar tranqueiras);

- Pneus descalibrados;

- Não retire o catalisador dos veículos de passeio, obrigatório por lei nos veículos de 1991 em diante;

- Não abra a bomba injetora (veículos a diesel);

- Abasteça o veículo com combustível de boa qualidade;

- Desligue o veículo quando ficar retido dentro de túneis, ou em congestionamentos;

Observando as sugestões acima, você estará evitando multas e economizando dinheiro e combustível, além de colaborar com a qualidade do ar o ano todo.

Pela Lei n.º 9.358 de 13/06/1996, estão liberados do rodízio, mas não das multas por dispersão de poluente, os seguintes veículos:

- Emergência (Bombeiros, Viaturas Policiais, Ambulâncias);

- Prestações de serviços essenciais (Serviços da Água, Luz, Gás, Telefone);

- Transportes de valores, coletivos, escolares;

- Motos;

- Táxis;

- Tratores e máquinas;

Os valores da multa para o mês de Agosto/96, são:

- Por dispersão de poluentes (excesso de fumaça)- 60 UFESP's

- Por não obedecer ao rodízio de veículos- R$ 100,00, por dia de infração, dobrando de valor no caso de reincidência.

No caso de se observar quaisquer anomalia no veículo, comunicar ao Despachante de veículos, informando o problema.

Fonte de informações: Operação Caça Fumaça - Operação Rodízio - S.M.A. - CETESB - 1996.

Resumindo:

Os gases são formados de partículas tão minúsculas que não dá para vê-las. Por isso, sempre que dois ou mais gases se misturam, formam uma mistura homogênea, isto é, uma solução.

Daí podemos dizer que o ar é uma mistura homogênea gasosa formada principalmente de nitrogênio e oxigênio. No ar também temos argônio e gás carbônico em quantidades muito pequenas. Também temos um pouco de vapor d'água. Em 5 litros de ar temos 4 litros de nitrogênio e 1 litro de oxigênio. Portanto, em 50 litros de ar temos 40 de nitrogênio e 10 de oxigênio. Ou ainda, 100 litros de ar são 80 de nitrogênio e 20 de oxigênio. Em números mais precisos, são 78 litros de nitrogênio e 21 litros de oxigênio. Portanto o ar tem 78% de nitrogênio e 21% de oxigênio. Isso significa que, se tivermos 100 partículas de ar no total, teremos 78 de nitrogênio e 21 de oxigênio.

Somando: 78 + 21 = 99

A partícula que falta para completar 100 é de argônio. No ar também há gás carbônico, só que muito pouco, sua porcentagem no ar é de 0,03%. A quantidade de vapor d'água no ar varia, quando o dia está úmido, há mais vapor d'água no ar.

Nas grandes cidades, o ar contém nitrogênio, oxigênio, argônio, gás carbônico, vapor d'água e mais os poluentes. Os poluentes são substâncias jogadas no ar pelo homem. São substâncias produzidas principalmente por carros, caminhões, ônibus e fábricas. Os poluentes do ar são muitos. Um deles é o monóxido de carbono. Outro é o pó, que os técnicos chamam de material particulado, isto é, uma substância em forma de partículas. O monóxido de carbono é formado na queima de madeira, gasolina, gás de cozinha, etc., feita com pouco ar. Isso acontece quando se queima carvão ou madeira numa casa fechada ou se liga o motor de um carro numa garagem fechada. Poeira, que é pó muito fino, é um poluente difícil de evitar, pois muitas coisas que fazemos produzem pó.

Existem mais outros poluentes. Um deles é uma outra "forma" de nitrogênio. O nitrogênio é uma substância muito estável mas pode ser transformado dentro do motor de um carro, porque a temperatura é muito alta. Essa substância é prejudicial.

A qualidade do ar depende da quantidade de poluentes. Todos nós podemos contribuir para melhorar a qualidade do ar, não o poluindo.

Quando se diz ar atmosférico puro, não se quer dizer substância pura. Ar puro quer dizer ar que não tem substâncias poluentes. O ar do campo é mais puro que o da cidade, mas isso não quer dizer que é oxigênio puro. Isso quer dizer que no ar do campo tem menos substâncias poluentes que o ar da cidade.

Nossa saúde depende diretamente da qualidade do ar. Ar poluído causa doenças. Quando respiramos, todos os gases do ar entram no pulmão. Mas só o oxigênio é aproveitado. Os outros gases que estão naturalmente no ar ( nitrogênio, argônio, gás carbônico e vapor d'água) não atrapalham. Porém, os gases poluentes são prejudiciais. Quando respiramos, o oxigênio se liga a uma substância do sangue e é levado para todo o corpo. Com o nitrogênio não acontece nada, ele sai quando soltamos o ar.

O nitrogênio e o oxigênio têm propriedades diferentes, vejamos algumas:

- Nitrogênio é um gás incolor.

  Oxigênio é um gás incolor.

- Nitrogênio forma mistura homogênea com oxigênio.

  Oxigênio forma mistura homogênea com nitrogênio.

- Oxigênio se liga ao ferro e forma ferrugem.

  Nitrogênio não se liga ao ferro.

- Oxigênio faz uma vela queimar.

  Nitrogênio não deixa uma vela queimar.

- Oxigênio se liga a uma substância do sangue e é carregado por ele.

  Nitrogênio não se liga a nenhuma substância do sangue.

FIM.