Efeito estufa e chuva ácida

O efeito estufa deve seu nome à semelhança com que certos gases atmosféricos agem aquecendo a Terra. Tais gases são denominados de gases estufa e se caracterizam por deixarem passar a radiação que vem do Sol e impedirem a radiação que vem da Terra, em direção ao espaço, de sair. O resultado final é o aquecimento cada vez maior da Terra. As principais substâncias que possuem esta propriedade são: o gás carbônico (CO2), o metano (CH4), o óxido nitroso (N2O) e os cloro-fluor-carbonos (CFCs).

A variação do conteúdo de gás carbônico, por exemplo, na atmosfera da Terra vem sendo medida desde de janeiro de 1959 no observatório de Mauna Loa no Havaí.

No eixo vertical do gráfico (eixo das ordenadas) temos a concentração de gás carbônico em partes por milhão (ppm). Vemos que, de janeiro de 1959 até janeiro de 1990, aproximadamente 30 anos, a concentração de CO2 aumentou de cerca de 315 ppm para, aproximadamente, 355 ppm. A curva possui a forma de serra porque o gás carbônico aumenta no inverno, quando baixa a fotossíntese a diminui no verão quando esta aumenta. Como sabemos, o processo fotossintético é aquele pelo qual as plantas verdes absorvem CO2 para elaborar os produtos que necessitam. Este processo assim pode ser representado pela equação química abaixo.

6 CO2 + 6 H2O --> C6H12O6 + 6 O2



O processo de respiração e o de combustão são exatamente opostos ao da fotossíntese. Em outras palavras, enquanto a fotossíntese retira CO2 da atmosfera, a respiração e a combustão o devolvem para atmosfera.

C6H12O6 + 6 O2 --> 6CO2 + 6H2O



Como, após o surgimento da Revolução Industrial, o homem cada vez mais usa os combustíveis fósseis como fonte de energia, o equilíbrio entre fotossíntese e combustão está sendo destruído pela combustão, já que esta supera cada vez mais os processos de absorção de CO2 da atmosfera (fotossíntese e dissolução de gás carbônico na água do mar). O resultado é o aumento vagaroso, mas constante, da temperatura média da Terra.



Os dados obtidos confirmam o prognóstico feito pelo cientista Arrhenius em 1906 que um aumento da concentração de CO2 na atmosfera iria levar a um aquecimento global do planeta. O resultado a longo prazo de tal fato poderá vir a ser o degelo nos pólos seguido de uma elevação nos níveis dos oceanos. No entanto, o pior efeito será a drástica alteração climática e de regime de chuvas que podem afetar catastroficamente a produção de alimentos no planeta.

Em termos de química do meio ambiente, o efeito estufa é o problema mais sério com que a humanidade se defronta neste início de século XXI. Apesar nas conferências e acordos assinados no Rio de Janeiro em 1970 e do protocolo de Kioto em 1997, os cortes nas emissões de gases não atingiram as metas pretendidas.



A chuva ácida



Outro problema muito sério na área ambiental é a chuva ácida. Esta denominação se refere a uma série de fenômenos que dão como produto uma precipitação ácida. É preciso salientar, entretanto, que a chuva natural, ou seja, não poluída, é, em si, um pouco ácida, devido à presença do gás carbônico natural que, ao se dissolver na umidade atmosférica, gera o ácido carbônico.


CO2 + H2O --> H2CO3



O ácido carbônico é um ácido fraco que se ioniza parcialmente da seguinte maneira:


H2CO3 --> H + HCO3



Portanto a água da chuva natural possui um pH ligeiramente ácido chegando a 5,6. Desta forma as chuvas ácidas são aquelas cujo pH é acentuadamente inferior a este valor (pH <> H+ + HCO3-



Portanto a água da chuva natural possui um pH ligeiramente ácido chegando

a 5,6. Desta forma as chuvas ácidas de que iremos considerar são aquelas cujo o pH é acentuadamente inferior a este valor (pH <> SO2


O enxofre se transforma em óxido sulfuroso. Na atmosfera o óxido sulfuroso é oxi- dado a SO3 pelo oxigênio atmosférico conforme abaixo:

2 SO2 + O2 --> SO3


Como sabemos o SO3 reage com a água para produzir o H2SO4, componente da chuva ácida,

SO3 + H2O --> H2SO4



b) Poluição por HNO3

Os gases poluidores que geram a chuva nítrica são o NO e o NO2, Estes gases são produzidos por combustões a altas temperaturas. O nitrogênio do ar se combina com o oxigênio também do ar a estas temperaturas formando ambos os óxidos. A equação de formação dos mesmos pode ser descrita pelas equações químicas:


N2 + O2 --> 2 NO (óxido nítrico)

2 NO + O2 --> 2 NO2 (dióxido de nitrogênio)



Estas reações só se processam nas altas temperaturas dos motores a combustão interna ou processos industriais altamente exotérmicos pois é necessário se alcançar entre 1.300 °C e 2.500 °C de temperatura. A maior parte do nitrogênio se oxida a NO que é mais estável que o NO2, apenas 10% do nitro- gênio industrial oxidado sai na forma de NO2 e 3% nos motores de combustão interna. Na atmosfera o NO é oxidado a NO2 pouco a pouco em reações complexas mas que podemos aqui simplificar como:



2 NO + O2 --> 2 NO2


O NO2 reage com o ozônio, oxidante encontrado na atmosfera, gerando o N2O5 que gera o ácido nítrico de acordo com as equações:

2 NO2 + O3 --> N2O5 + O2

N2O5 + H20 --> HNO3



c) Os efeitos principais da chuva ácida


Destruição de solos e plantas

Quando o solo é exposto a chuvas os carbonatos (CO3=) são dissolvidos com rapidez, liberando os seus íons positivos, Ca++, K+ e Mg++. Isto pode levar a um brusco aumento de nutrientes para os ecossistemas aparecendo como uma proliferação de seres vivos, principalmente nos rios e lagos, mas empobrece os solos dos quais estes nutrientes são carregados. Os solos ficam portanto improdutivos. Ocorre ainda a destruição das folhas das árvores, prejudicando assim todo o processo fotossintético. Vários íons que normalmente ficam retidos no solo são liberados para as águas com efeitos negativos.

São eles os íons Cd++ (cádmio), Pb++ (chumbo), Hg++ (mercúrio) e AI+++ (alumínio).


Alteração de sistemas aquáticos

Os organismos vivos de maneira geral tem dificuldade de sobreviver em pH <> 9. A maior parte dos peixes começa a morrer quando o pH da água se aproxima de 5. Cátions tóxicos mobilizados do.solo (como vimos acima) aumentam a destruição.


Deterioração de edifícios e monumentos-,-

Produção: A chuva ácida ataca as pedras em geral principalmente os mármores, que como sabemos são feitos principalmente de carbonatos de cálcio e magnésio.

CaCO3 + H2SO4 --> CaSO4 + CO2 + H2O

A chuva também corroí os metais. Recentemente foi divulgado ao público em geral o temor que os donos de postos de combustíveis tem da corrosão dos tanques de estocagem.



O problema da camada de ozônio



Em 1985 cientistas britânicos declararam que tinham observado sobre a Antár tida, com o auxílio de um satélite, uma queda de mais de 40% do nível de ozônio atmosférico.

O ozônio é uma substância de fórmula O3 que se encontra na atmosfera em proporção menor que uma parte por milhão. Entretanto sua importância vem de sua capacidade de absorver a maior parte da radiação ultravioleta do Sol. Esta radiação possui energia suficiente para quebrar moléculas biológicas importantes como o ADN por exemplo. Esta radiação pode causar câncer e envelhecimento precoce da pele, cata- rata nos olhos, e deficiências imunológicas no ser humano. O ozônio se forma na estratosfera que é uma região da atmosfera terrestre entre 20 e 40 Km de altura aproximada- mente. Ele é originado porque o oxigênio proveniente da fotossíntese sobe até a estratosfera e reage com a luz solar formando as moléculas de ozônio segundo a equação:



3 O2 --> O3



Após incessantes debates e pesquisas os químicos e físicos atmosféricos chegaram à conclusão sobre os possíveis destruidores da camada de ozônio. Os principais seriam os CFCs (Flúor Cloro Carbonos) que eram muito usados como gases refrigerantes em geladeiras, aparelhos de ar condicionado e como gás pressurizador em latas de aerosol, e o NO que já vimos como um dos agentes da chuva ácida. Ambas substâncias agiriam atacando o ozônio e o destruindo numa velocidade maior que a possibilidade de sua reconstituição.



NO + O3 --> NO2 + O2

CCI3F + O3 --> CCI2F* + CIO* + O2



Após estas constatações foram baixadas em vários países do mundo, um dos quais os Estados Unidos da América, leis de retirada completa dos CFCs do mercado e sua imediata substituição por uma substância que não fosse agressiva ao ozônio. Hoje, no Brasil, vivemos uma fase de transição.

Se você tem um carro com ar condicionado já tem a opção de colocar outros produtos que não os CFCs no mesmo. O desastre da camada de ozônio é um clássico exemplo de como o homem está alterando com extrema velocidade a química do ambiente em escala PLANETÁRIA, sem avaliar as conseqüências que possam surgir destas modificações.

Hoje sabe-se que não existe apenas um "buraco" na camada de ozônio e sim vários, cujas conseqüências já estão sendo sentidas em vários lugares do mundo. Apesar dos esforços para tomar providências com rapidez, e aí está uma das características da poluição ambiental, a poluição muitas vezes continua mesmo após o poluente ter deixado de ser produzido.


(Copiado, na íntegra, do site http://www.coladaweb.com/ )

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