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 UberlândiaInstituto de Química

Disciplina: Química AmbientalProfª.: 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.

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PARTÍCULAS NA ATMOSFERA

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

PARTÍCULAS NA ATMOSFERA

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.

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PARTÍCULAS NA ATMOSFERA

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

5Fumaça produzida por carros e caminhões.

PARTÍCULAS NA ATMOSFERA

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.

PARTÍCULAS NA ATMOSFERA Cinzas: partículas sólidas finas e não combustíveis,

resultantes da combustão do carvão.

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Usina de carvão mineral.

PARTÍCULAS NA ATMOSFERA

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).

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Spray de pesticida. Neblina. Tinta pulverizada.

PARTÍCULAS NA ATMOSFERA 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

PARTÍCULAS RADIOATIVAS

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.

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PARTÍCULAS RADIOATIVAS

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.

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PARTÍCULAS RADIOATIVAS

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.

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PARTÍCULAS RADIOATIVAS

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

PARTÍCULAS RADIOATIVAS 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.

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A COMPOSIÇÃO DE PARTÍCULAS ORGÂNICAS.

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.

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A COMPOSIÇÃO DE PARTÍCULAS ORGÂNICAS.

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:

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A COMPOSIÇÃO DE PARTÍCULAS ORGÂNICAS.

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.

19Algumas estruturas representativas de PAH

A COMPOSIÇÃO DE PARTÍCULAS ORGÂNICAS.

Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (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.

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A COMPOSIÇÃO DE PARTÍCULAS ORGÂNICAS. Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos

(PAH):

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:

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A COMPOSIÇÃO DE PARTÍCULAS ORGÂNICAS.

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.

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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.

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EFEITOS DE PARTÍCULAS

Na Saúde humana:

Partículas atmosféricas inaladas através do trato respiratório podem causar danos à saúde.

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EFEITOS DE PARTÍCULAS

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EFEITOS DE PARTÍCULAS 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.

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EFEITOS DE PARTÍCULAS

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.

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EFEITOS DE PARTÍCULAS O que aconteceu com as vítimas do acidente na boate em

Santa Maria-RS:

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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.

29Arco–íris fenômeno que ocorre em razão da presença de gotículas de água na atmosfera.

ÁGUA COMO MATERIAL PARTICULADO.

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.

30Neblina em Los Angeles

ÁGUA COMO MATERIAL PARTICULADO.

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.

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ÁGUA COMO MATERIAL PARTICULADO.

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:

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H2O2 + •O2- HO• + O2 + OH-

ÁGUA COMO MATERIAL PARTICULADO.

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

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CONTROLES DE EMISSÕES DE PARTICULADOS.

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.

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CONTROLES DE EMISSÕES DE PARTICULADOS.

Processos de remoção baseados na ação da gravidade:

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CONTROLES DE EMISSÕES DE PARTICULADOS. Processo de remoção baseados no principio da

inércia:

Sistemas baseados neste princípio são denominados ciclones.

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CONTROLES DE EMISSÕES DE PARTICULADOS. 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.

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CONTROLES DE EMISSÕES DE PARTICULADOS. 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.

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CONTROLES DE EMISSÕES DE PARTICULADOS.

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

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CONTROLES DE EMISSÕES DE PARTICULADOS.

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).

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CONTROLES DE EMISSÕES DE PARTICULADOS. Remoção de particulados baseado no processo de

“lavagem com esfregação”:

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CONTROLES DE EMISSÕES DE PARTICULADOS.

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.

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CONTROLES DE EMISSÕES DE PARTICULADOS.

Remoção de particulados baseados no processo de precipitador eletrostático:

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CONTROLES DE EMISSÕES DE PARTICULADOS.

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.

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CONTROLES DE EMISSÕES DE PARTICULADOS.

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

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BIBLIOGRAFIA

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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-maior

es-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.

OBRIGADA!!!

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