Ensino Médio - Chuva Ácida

 CHUVA ÁCIDA 

Prof. Gustavo Wildes 

A poluição atmosférica pode ser definida como a “adição de substâncias à atmosfera prejudiciais ao ambiente e à saúde humana”, o que inclui partículas em suspensão, fumaça e diversos gases. Várias dessas substâncias são capazes de reagir com o vapor d’água e formar compostos perigosos.

Alguns gases, por exemplo, são capazes de se diluir no vapor d’água atmosférico alterando seu pH. Toda água da chuva tem um ligeiro caráter ácido devido à presença de CO₂ atmosférico que, ao se diluir na água da chuva, forma ácido carbônico (H₂CO₃), um ácido fraco, facilmente neutralizado no solo, rios, lagos, etc.

O termo “chuva ácida”, no entanto, é utilizado apenas quando o pH da chuva é inferior a 5,6. Os gases de maior importância na formação da chuva ácida são os óxidos de nitrogênio (NOx) e de enxofre (SOx) provenientes da queima de combustíveis fósseis em veículos e em vários processos industriais.

Tais processos liberam óxido nítrico (NO), que em contato com o oxigênio (O₂) forma dióxido de nitrogênio (NO₂). Esse, combinado com o vapor d’água, forma ácido nítrico (HNO₃). Algo semelhante ocorre com o dióxido de enxofre (SO₂), que ao reagir com H₂O, forma ácido sulfuroso (H₂SO₃) e ácido sulfúrico (H₂SO₄).

Esses ácidos fortes precipitam na forma de chuva e são mais difíceis de serem neutralizados naturalmente, causando danos aos rios, lagos, mares e solos e aos organismos que vivem neles. A chuva ácida também pode causar danos em reservatórios de água, monumentos históricos, bens públicos e particulares.

Deve se evitar ingerir água da chuva pois, além desses ácidos, a água da chuva conter outras substâncias perigosas como o gás amônio (NH₃), metais pesados, microrganismos, etc. A quantidade desses contaminantes é maior em grandes centros industriais e urbanos, mas pode ocorrer também no campo.

Fim

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ATIVIDADE DE FIXAÇÃO:

1.  Por que o pH de qualquer chuva é ácido?

2.  Quando o termo “chuva ácida” deve ser corretamente usado? Como ocorre sua formação?

3.  Quais os dois principais gases envolvidos e em que substâncias se transforma ao contato com o vapor?

4.  Quais os principais problemas causados pela chuva ácida?

5.  Por que não é recomendado ingerir água da chuva? Quais substâncias podem ser encontradas nela?

EM039M

Ensino Médio - Gases do Efeito Estufa

 GASES DO EFEITO ESTUFA 

Prof. Gustavo Wildes 

A atmosfera possui importantes gases para a sobrevivência dos seres vivos como o dióxido de carbono ou CO₂ (fotossíntese), o oxigênio gasoso ou O₂ (respiração celular), o nitrogênio gasoso ou simplesmente N₂ (fixação biológica) e o ozônio ou O₃, que atua como um escudo contra certos tipos de raios ultravioleta.

A radiação solar atravessa a atmosfera, é absorvida pela superfície do planeta e devolvida para o espaço na forma de calor (radiação infravermelha). Uma camada gasosa aprisiona parte do calor na atmosfera criando o chamado “efeito estufa”, fenômeno natural que mantém as condições de vida na Terra.

Além do vapor d’água, vários gases denominados Gases do Efeito Estufa (GEE’s) contribuem para a formação desse efeito, como o dióxido de carbono (60%), Metano (15%), Clorofluorcarbonetos ou CFC’s (12%), o ozônio (8%) e o Óxido Nitroso (5%).

Proibidos em muitos países, os CFC’s destroem a camada de ozônio. Usados em aerossóis e sistemas de refrigeração, esses gases liberam átomos de cloro que reagem com O₃ formando moléculas que não absorvem a raios UV. Seus substitutos, os HCFC’s*, são mais nocivos quanto ao efeito estufa. 

* Hidroclorofluorocarbonetos.

O metano (CH₄) é produzido principalmente na decomposição e digestão de matéria orgânica. Há por isso uma discussão científico-tecnológica sobre o papel da agropecuária no aquecimento global devido às áreas desmatadas para esses fins e à liberação de metano por ruminantes ou pela decomposição de suas fezes.

Intensificado pelas ações humanas, o efeito estufa deixa de ser benéfico e causa um aumento da temperatura média da Terra, conhecido como aquecimento global, levando ao derretimento de calotas polares, desequilíbrios climáticos e ecológicos, maior incidência de problemas de saúde, queimadas, etc.

 Fim

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ATIVIDADE DE FIXAÇÃO:

1. O que é o efeito estufa? Explique o mecanismo de formação desse efeito.
2. Quais os principais gases envolvidos na formação do efeito estufa.
3. Qual a relação entre a pecuária e o aumento das temperaturas médias do planeta?
4. Por que os CFC’s foram proibidos em diversos países?
5. Quais as principais consequências do aquecimento global?

EM048M

Ensino Médio - Poluição do Ar

 POLUIÇÃO DO AR 

Prof. Gustavo Wildes 

A poluição do ar ocorre quando substâncias voláteis são lançadas em excesso na atmosfera. Os padrões nacionais de qualidade do ar, estabelecidos pelo CONAMA*, tratam da quantidade de poluentes como partículas em suspensão (pó, névoa, fuligem), fumaça (produto da combustão) e gases.

Considera-se como material particulado as substâncias sólidas ou líquidas de pequena dimensão (< 100 μm) suspensas no ar. Podem ser formados por combustão ou por processos mecânicos (irrigações, perfurações, fundições, etc.). São perigosas se inaladas excessivamente e podem conter metais pesados.

A fumaça é o resultado de uma combustão. A combustão incompleta (sem oxigênio suficiente) como em fogueiras, motores a explosão, etc. gera grande quantidade de partículas e gases nocivos. Na combustão completa, os subprodutos são água, dióxido de carbono (CO₂) e outros compostos menos nocivos.

Dentre as substâncias perigosas resultantes da combustão incompleta, destaca-se o monóxido de carbono (CO), gás incolor, insípido e inodoro, altamente asfixiante, pois se liga irreversivelmente à hemoglobina e leva a uma morte rápida e imperceptível.

 

O gás é um dos estados físicos da matéria, sem forma e volume definidos, um conjunto de moléculas ou átomos cujos movimentos são aproximadamente aleatórios. Diversos gases compõem a nossa atmosfera e eles provém de fontes naturais (vulcões, oceanos, decomposição, etc.) e antrópicas (criadas pelo homem).

Do ponto de vista da saúde ambiental e humana, ganha destaque o estudo dos gases do efeito estufa (GEE) que, em excesso, causam um superaquecimento do planeta; dos óxidos de enxofre (SO_x) e nitrogênio (NO_x), causadores da chuva ácida; e das doenças respiratórias causadas por diversos poluentes.

* Conselho Nacional do Meio Ambiente.

Fim

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ATIVIDADE DE FIXAÇÃO:

1. O que é a poluição aérea e quais os principais tipos de poluentes?
2. Toda poluição atmosférica se origina em processos antropogênicos? Dê exemplos de fontes poluidoras.
3. Diferencie a combustão completa da incompleta citando seus principais subprodutos.
4. Por que a inalação de monóxido de carbono pode oferecer riscos à saúde?
5. Pesquise: metais pesados, se inalados, podem ter efeitos “neurotóxicos” e “teratogênicos”. O que significam esses termos?

EM050M

Ensino Médio - Eutrofização

 EUTROFIZAÇÃO 

Prof. Gustavo Wildes 

Efluentes domésticos, plantações, criação de animais, dentre outras atividades podem gerar resíduos orgânicos que são levados por esgotos e águas pluviais para rios e lagos. Quando esses resíduos são ricos em determinados nutrientes, ocorre um fenômeno conhecido como eutrofização dos corpos d’água.

Os principais nutrientes que causam a eutrofização são o nitrogênio (N), o fósforo (P) e o potássio (K), pois são macronutrientes vegetais, ou seja, são necessários em grandes quantidades para o crescimento vegetal. Assim, o ambiente aquático eutrofizado tem um crescimento excessivo de plantas e microalgas.

O excesso de vegetais bloqueia a passagem da luz solar na coluna d’água. As microalgas e outros seres autotróficos submersos morrem e as bactérias decompositoras entram em ação, se proliferam e consomem o oxigênio dissolvido. Os seres aquáticos aeróbicos (insetos, peixes, etc.) morrem asfixiados.

A eutrofização implica uma série de outros problemas como a diminuição da balneabilidade (recreação e prática de esportes), dificuldade de trânsito de embarcações, aumento de substâncias tóxicas como a amônia (produto da decomposição) e eleva os custos do tratamento para potabilidade.

Dentre as medidas preventivas que podem ser tomadas incluem-se o controle de lançamento de efluentes em rios, lagos e oceanos, controle da drenagem de águas pluviais urbanas e em empreendimentos rurais, substituição da adubação artificial por processos mais ecológicos como uso de microrganismos benéficos.

Pode haver a recuperação natural de um corpo hídrico eutrofizado, se for interrompida a injeção de poluentes a tempo ou, artificialmente através de processos mecânicos (remoção da biomassa e aeração), químicos (inserção de agentes oxidantes) ou biológicos (adição de predadores de fitoplâncton).

Fim.

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ATIVIDADE DE FIXAÇÃO:

1.  O que é a eutrofização?

2.  Quais mudanças químicas e biológicas ocorrem na água de um rio ou lago eutrofizado?

3.  Quais problemas podem enfrentar os seres humanos que utilizam um corpo d’água eutrofizado?

4.  Quais as principais medidas preventivas para esse problema?

5.  Como podemos recuperar artificialmente um lago eutrofizado?

EM046M

Ensino Médio - Tratamento de Água e Esgoto

 TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOTO 

Prof. Gustavo Wildes 

A água oferecida à população, para ser considerada potável, deve ser submetida a uma série de tratamentos apropriados com o intuito de reduzir a concentração de poluentes e eliminar completamente a presença de microrganismos, para que não apresente riscos para a saúde.

Para isso, a chamada Estação de Tratamento de Água (ETA) coleta águas naturais em rios e lagos represados e as conduzem por uma série de processos mecânicos, químicos e biológicos para que ela possa sair pelas torneiras das casas limpa e sem odores. Todo o processo leva cerca de três horas.

A primeira das etapas é a condução da água por grades (retêm resíduos maiores) até a bacia de tranquilização onde é adicionado cloro (oxidação e desinfecção). A água vai para o tanque de coagulação e floculação (sulfato de alumínio e agitação desestabiliza e aglomera partículas de sujeira em flocos).

A água é depois retida no tanque de decantação até que flocos de sujeira formem o lodo no fundo do tanque, que é recolhido por escoamento. A água superficial é levada para os filtros de carvão, areia e cascalho. Por fim, recebe cloro (desinfecção), cal (controle do pH) e flúor (previne cáries na população).

Nas Estações de Tratamento de Esgoto (ETE), as águas residuais também passam por várias etapas antes do descarte: gradeamentos (separação de resíduos sólidos), desarenação (remoção de areia), decantação, peneiramento, digestão anaeróbica (química) e aeróbica (microrganismos), remoção do lodo, etc.

No entanto, o tratamento dos esgotos tem como objetivos remover o material sólido; reduzir a demanda bioquímica de oxigênio; reduzir a carga de microrganismos patogênicos e substâncias químicas indesejáveis, para posteriormente a água ser escoada para o mar ou rio com um nível de poluição aceitável.

Fim.

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ATIVIDADE DE FIXAÇÃO:

1. Quais as principais etapas de tratamento em uma ETA?
2. Quais as principais etapas de tratamento em uma ETE?
3. Quais as diferenças entre uma ETA e uma ETE em relação a origem e destino final da água tratada?
4. Qual a importância de cada tipo de estação para a saúde dos seres humanos?
5. Pesquise: faça um desenho esquemático de uma ETE apontando as principais etapas.

EM056M