Cap 13 - Poluição Do Ar

POLUIÇÃO
ATMOSFÉRICA
Módulo II
Capítulo 13
ESTRUTURA VERTICAL DA
ATMOSFERA
Atmosfera inferior:
Troposfera – até 8 a 16 km (Tropopausa); 75% da
UFCG - CIÊNCIAS DO AMBIENTE

massa gasosa; todo vapor d´água; processos
climáticos que regem a vida na Terra; gradiente
térmico – 1ºC/100 metros;
Estratosfera – da tropopausa até 50 km; temperaturas
negativas com inversão; camada de ozônio.
Atmosfera superior:
Mesosfera: até 80-90 km; temperaturas sempre
decrescentes.
Ionosfera(Termosfera): altitudes até ~650 - 1000km;
temperaturas elevadas; importante para as 2
telecomunicações.
CARACTERÍSTICAS DA ATMOSFERA

3
4
TEMPERATURA
DISTRIBUIÇÃO
DA
COMPOSIÇÃO DA ATMOSFERA
Componente Ar normal Ar poluído

Nitrogênio 78,09% 78,09%
Oxigênio 20,94% 20,94%
Argônio 0,93% 0,93%
Dióxido de carbono 305-370 ppm 330-550 ppm
Monóxido de carbono 0,12-0,90 ppm 10-360 ppm
Dióxido de enxofre 0,0002 ppm 0,01-0,06 ppm
Dióxido de nitrogênio 0,0005-0,02 ppm 0,12-0,25 ppm
Amônia 0,006-0,010 ppm 0,075-0,285 ppm 5
POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
Qualquer alteração na composição e
características da atmosfera natural, que possa,

direta ou indiretamente, causar prejuízos ao
homem, criando condições nocivas à sua saúde,
segurança e bem-estar e, ainda, prejuízos aos
demais recursos naturais, inviabilizando a sua
utilização.
=>Poluição Atmosférica = f(uso)
Res. CONAMA nº 3/90
6
USOS DO AR
Manutenção da vida (recurso usado para
manter o metabolismo dos seres vivos);

Manutenção de fenômenos naturais
importantes relacionados com o clima;
Comunicação;
Transporte;
Combustão;
Receptor e transportador de resíduos.
7
PRINCIPAIS FONTES POLUIDORAS
Fontes Naturais
Tempestades de areia, incêndios florestais, vulcões,

atividades de plantas (pólen) e animais (metano)
Fontes Antropogênicas:
Processos de combustão – cujos poluentes originam-
se da combustão em: veículos automotores,
incineradores, centrais térmicas, aterros, etc.;
Processos industriais – cujos poluentes têm origem
em algum processo industrial: siderúrgico,
petroquímico, químico (fertilizante), alimentício, etc.
8
CLASSIFICAÇÃO DAS FONTES
POLUIDORAS
Fonte fixa - é aquela cujos Fonte móvel - é aquela cujo
poluentes são lançados lançamento dos poluentes sofre

invariavelmente no mesmo local. variação espacial ao longo do
Ex.: uma chaminé. tempo. Ex.: um automóvel.
9
CONTRIBUIÇÕES DE FONTES POLUIDORAS
EM TRÊS REGIÕES DIFERENTES
Fontes Brasil EUA Alemanha

Transporte de toda natureza 40,0% 50,6% 40,0%
Queima de combustíveis em
30,0% 21,2% 30,0%
fontes fixas (Ex: Térmicas)
Processos industriais 25,0% 17,2% 30,0%
Outras fontes 5,0% 11,0% -

10
POLUENTE ATMOSFÉRICO
Qualquer forma de matéria ou energia
(quantidade, concentração, tempo ou

características) em desacordo com os níveis
estabelecidos, e que tornem ou possam tornar o
ar:
impróprio, nocivo ou ofensivo à saúde;
inconveniente ao bem-estar público;
danoso aos materiais, à fauna e flora;
prejudicial à segurança. ao uso e gozo da propriedade e às
atividades normais da comunidade.

11
Res. CONAMA nº 3/90
FONTES POLUIDORAS E POLUENTES
Poluentes primários
CO CO2
Poluentes secundários
SO2 NO NO2
SO3
Hidrocarbonetos

HNO3 H2SO4
Material particulado
H2O2 O3 PANs
Sais de NO3 e SO4
Natural
Fixa
Móvel Antropogênica
12
Fig. 15-3, p. 348

CLASSIFICAÇÃO DO POLUENTES
Quanto ao estado:
gases - (CO, SO2...);

partículas em suspensão (fuligem, pólen...) ou na
forma de aerossóis (Ø < 10 microns).
Quanto à origem:
primários (CO, NO2...);
secundários (H2SO4, PAN, Smog...).
13
PRINCIPAIS POLUENTES
ATMOSFÉRICOS
Óxidos de Carbono (COx);

Óxidos de Nitrogênio (NOx);
Óxidos de Enxofre (SOx);
Materiais Particulados (MP);

Hidrocarbonetos (HC);
Ozônio (O3).
14
ORIGEM DOS PRINCIPAIS POLUENTES
ATMOSFÉRICOS
Poluente Origem
Monóxido de Carbono Combustão incompleta de materiais carbonados. Os
(CO) veículos automotores constituem a principal fonte.

Ocorre naturalmente, mas também é produzido na
Dióxido de Carbono
combustão de materiais carbonados para produção de
(CO2)
energia. Queimadas.
Óxidos de Nitrogênio Produzido naturalmente pelos vulcões. Queima de
(NOx) combustíveis fósseis. Queimadas.
Evaporação e queima de combustíveis fósseis em veículos
Hidrocarbonetos (HC)
automotores e na indústria
Dióxido de Enxofre Produzido naturalmente pelos vulcões. Queima de
(SO2) combustíveis fósseis. Processos industriais
Material particulado Indústrias, mineração, veículos, queimadas e construção
(MP) civil.
15
Indiretamente da queima de combustíveis fósseis ( NOx +
Ozônio (O3)
UV).
FATORES QUE AFETAM A POLUIÇÃO DO
AR
Fatores Meteorológicos:
Temperatura

Precipitações
Ventos
Condições Topográficas
16
FATORES METEOROLÓGICOS
Temperatura - a instabilidade térmica é a condição ideal para
dispersar poluentes no ar, executando o processo de convecção,
onde uma massa de ar mais quente sobe e se expande por toda a

troposfera. A estabilidade térmica (Inversão Térmica) agrava a
poluição.
17
FATORES METEOROLÓGICOS
Precipitações – são contrárias a poluição do ar,
uma vez que os poluentes podem ficar presos nas

gotas de água, desde a formação das mesmas
pelos núcleos de condensação, até quando ela cai
e arrasta, principalmente, a fração de MP > 10
mícrons.
Ventos – são contrários a poluição do ar, uma
vez que favorecem a dispersão dos poluentes,
arrastando-os para locais mais distantes de suas
fontes (direção/velocidade dos ventos/
18
turbulência na atmosfera).
CONDIÇÕES TOPOGRÁFICAS
• Diz respeitos às irregularidades ou às configurações
da superfície de um terreno, as quais podem ser

naturais – colinas - ou artificiais – edifícios.
19
CONDIÇÕES TOPOGRÁFICAS

20
Fonte: FELLENBERG, F.,1980

AUTODEPURAÇÃO DA ATMOSFERA –
COMPORTAMENTO DOS POLUENTES
Durante o transporte e dispersão os poluentes estão sujeitos a:

Turbulência (topografia, ventos, temperatura);
Deposição úmida (chuva, neve);
Deposição seca (gravitacional);
Decomposição pela radiação solar;
Transformações químicas. 21
AUTODEPURAÇÃO – COMPORTAMENTO DOS
POLUENTES NA ATMOSFERA

22
CONSEQUÊNCIAS DA POLUIÇÃO
ATMOSFÉRICA
Danos locais ou regionais:
à saúde, aos materiais e aos recursos naturais;

smog londrino e smog fotoquímico.
Danos globais (envolvem todos os recursos

do planeta):
Efeito Estufa, Chuva Ácida, destruição da
Camada de Ozônio.
23
Danos locais ou regionais: danos a saúde

Estima-se que uma pessoa possa
viver 5 semanas sem alimento, 5
dias sem água e menos de 5 minutos
sem ar;
Um adulto requer diariamente: 15
kg de ar, 1,5 kg de alimento sólido e
2 litros de água;
Desconforto, irritação, doenças
crônicas (asma, bronquite, câncer),
alterações nas funções fisiológicas,
24
danos ao crescimento, ... morte.

DANOS DA
FUMAÇA
CIGARRO À
SAÚDE
25
PULMÃO SADIO X ENFISEMA

26
Fig. 15-15, p. 360

[CO] µg/m³ Efeitos sobre a saúde (exposição 5 a 10 horas)

Alterações cardíacas e no fluxo sangüíneo, primeiros efeitos
35
sobre o sistema nervoso: diminuição dos reflexos.
Efeitos sobre a respiração; sensação de fadiga, problemas
35 a 70
psicomotores.
70 a 135 Dor de cabeça e vertigens.
135 a 210 Forte náusea e dores de cabeça intensa.
210 a 285 Perda da memória, diminuição da visão, vômitos.
285 a 430 Perda gradual do controle muscular, dificuldade para falar.
430 a 500 Convulsões.
Coma, diminuição das atividades cardíacas e respiratórias, às
500 a 570
vezes fatal. 27
570 a 700 Ocorre morte em tempos de exposição cada vez menores.

[NO2] µg/m³ Efeitos sobre a saúde (exposição 1 a 10 horas)
0,2 Limite de percepção do odor
1,8 a 3,6 Dificuldades de respiração
7,2 a 9 Diminuição da pressão arterial

Efeitos respiratórios crônicos, mas a recuperação é
18 a 72
completa terminada a exposição.
Congestão e enfermidades pulmonares, como
45 a 135
bronquite e pneumonia.
Edemas pulmonares fatais ou asfixia, inclusive em 28
540 a 900
exposição breve.
Poluente Consequências (gerais)
Afecções respiratórias e alterações sanguíneas; destroem a clorofila; causam

NOx edema pulmonar; deterioram borracha, tecidos; favorecem ao envelhecimento
precoce; contribuem para o fenômeno da chuva ácida.
Problemas estéticos (suja com fuligem os prédios e a paisagem); produz bruma e
reduz a visibilidade; irrita mucosas e brônquios; carreia poluentes tóxicos para os
MP pulmões (Silicose...); reduz a produção de vitamina D em recém-nascidos; causa
danos às plantas; modificações no clima terrestre; distúrbios digestivos, anemia,
nervosismo, paralisia (Chumbo), câncer nas vias respiratórias (Abesto).
Formam névoa escura e amarelada sobre as cidades; irritam olhos e mucosas;
HC alguns são cancerígenos
Irritam as vias respiratórias; destroem a clorofila; correm ferro, aço e mármore;
SOx causam danos irreversíveis aos pulmões quando combinados com partículas;
contribuem para o fenômeno da chuva ácida.
Níveis muito baixos – agrava o coração e compromete o funcionamento normal
COx do cérebro. Níveis elevados – causa a morte por asfixia. É o principal
29
responsável do efeito estufa.
Danos locais: smog londrino (industrial

ou cinza)
• Regiões frias e úmidas;
• Picos de concentração – inverno;
• Queima de carvão e óleo combustível (áreas
urbanas)
SO2 + MP + umidade SMOG (H2SO4)
30
Danoslocais: smog fotoquímico

(marrom)
• Regiões de clima quente;
• Picos de poluição – muito sol – 10h ou 12h
• Agente poluidor: veículos
NOx + HC + rad. UV SMOG (O3)
31
Danos globais: Chuva ácida
Precipitações com

pH < 5,6;
Formação a partir da
presença dos ácidos
sulfúrico e nítrico
oriundos de reações
entre os NOx e SOx
e o vapor d´água
atmosférico. 32
Danos globais: Chuva ácida – Consequências:
Aumento da mobilidade química de metais tóxicos;
Perda de nutrientes do solo pelo aumento da lixiviação

Queda da produtividade agrícola;
Intoxicação e mortandade da fauna;
Aumento da acidez da água.
33
Morte da vegetação. Corrosão dos monumentos.

Danos globais: Efeito estufa
É a forma que a Terra tem para manter sua temperatura

constante;
A atmosfera é altamente transparente à luz solar;
Cerca de 35% da radiação que recebemos vai ser
refletida de novo para o espaço, ficando os outros 65%
retidos na Terra;
O efeito estufa acontece quando a retenção de calor
ultrapassa os 65%, pois os gases de efeito estufa
impedem a reflexão dos 35%.
34

35
Danos globais: Gases de Efeito Estufa (GEEs)
CO2 (Gás Carbônico) liberado na atmosfera durante

queimadas / queima de combustível fóssil (petróleo, carvão
etc.);
CH4 (Metano) liberado pelo trato digestório de animais de
ruminantes/grandes arrozais;
N2O (Óxido Nitroso) que pode ser liberado por atividades
agropecuárias, tais como o uso de fertilizantes;
PFCs (perfluorcarbonetos), HFCs (hidrofluorcarbonetos),
SF6 (hexafluoreto de enxofre) – refrigeração.
Ver anexos do Protocolo de Kioto. 36

Extinção de espécies animais e vegetais, já
ameaçadas pela poluição e pela perda de
habitat;
Grandes tempestades, inundações, estiagens;
Aumento do nível do mar;
Queda no rendimento na agricultura,
principalmente, na maior parte das regiões
tropicais e subtropicais.
37
Protocolo de Kioto (Instrumentos – Mercado de Carbono

(Certificados de Emissões Reduzidas) e MDL – Mecanismos
de Desenvolvimento Limpo)
Países em
Países desenvolvidos
desenvolvimento
Elevado nível de Crescente nível de

emissão emissão
Compensação
Sequestro de carbono
financeira
38
CARBONO EQUIVALENTE
Poder destrutivo das moléculas de cada GEE
(potencial de dano global – GWP) é baseado:

Na eficiência radiativa (capacidade de absorver calor);
Na meia-vida de uma mesma quantidade de cada gás,
acumulado em um certo período de tempo
(normalmente 100 anos);
Este valor nunca é absoluto, mas sim relativo ao CO2.
Por definição, 1Kg de CO2 vale 0,2727 Kg de carbono

equivalente, já que considera apenas a massa das
moléculas de carbono em um quilo de dióxido de carbono.
Para os outros gases: Carbono equivalente = GWP
relativo x 0,2727. 39
POTENCIAL DE DANO GLOBAL
(GWP)
GWP relativo/CO2
Gás
(100 anos)

Dióxido de Carbono (CO2) 1
Metano (NH4) 23
Óxido Nitroso (N2O) 298
Perfluorcarbonetos (PFCs) 6.500 – 8.700
Hidrofluorcarbonetos (HFCs) 140 – 11.700
Hexafluoreto de enxofre (SH6) 23.900
O GWP de cada gás significa quanto mais (ou quanto menos) um
gás aumenta o efeito estufa em 100 anos quando comparado com a 40
mesma quantidade de CO2 emitida ao mesmo tempo.
CARBONO EQUIVALENTE
Gás Carbono equivalente
Dióxido de Carbono 1 x 0,2727 = 0,2727

Metano 23 x 0,2727 = 6,27
Óxido Nitroso 298 x 0,2727 = 81,27
Perfluorcarbonetos 6.500 x 0,2727 = 1.772 (– 2.372)
Hidrofluorcarbonetos 140 x 0,2727 = 38,2 (– 3.190)
Hexafluoreto de enxofre 23.900 x 0,2727 = 6.518
• Suponha que no mercado de carbono 1 t de carbono

equivalente = US$ 1000. A mitigação de:
•1 t CO2 => US$ 272,7;
41
•1 t CH4 => US$ 6.270; etc.
EXERCÍCIO DE FIXAÇÃO 1
1. Identifique e fatores climáticos e topográficos em sua
comunidade local que:
a) Intensificam a poluição do ar;

b) Ajudam a reduzir a poluição do ar.
2. Que padrões de consumo e outras características do seu
estilo de vida liberam GEEs na atmosfera? Qual dessas
ações você estaria disposto a abandonar para
desacelerar o aquecimento global?
3. Uma maneira de ajudar a diminuir a taxa de emissões
de CO2 é reduzir o desmatamento, principalmente, nos
países em desenvolvimento. O países desenvolvidos
deveriam pagar aos países mais pobres para que eles
parassem com o desmatamento das florestas? Explique. 42
Danos globais: Destruição da Camada de O3
Faixa de 30 km de espessura e a uma altitude de 15

km da superfície terrestre;
Protege a Terra das radiações ultravioletas;
Altamente rarefeito;
Capacidade de interagir com grande número de
substâncias químicas → CFC (Freon) e Brometo
de Metila (ver Protocolo de Montreal).
43

44
Consequências

Aumento no número de casos de câncer de pele;

Queimaduras da córnea, catarata...
Danos a flora, a fauna, microrganismos, solo, etc.
45
MEDIDAS DE CONTROLE
Levantamento geral: fontes e poluentes
O Que?

Onde?
Quando?
Identificação dos padrões de qualidade: Resoluções

CONAMA:
PRONAR (Res. nº 005/90, complementada pelas Res. nº 03/90,
nº 08/90 e nº 436/2011);
PROCONVE (Res. nº 018/86, alterada pelas Res. nº 15/95, nº
315/2002 e nº 414/2009, e complementada pelas Res. nº 08/93 e
46
nº 382/2006).
MEDIDAS DE CONTROLE
Planejamento territorial e zoneamento;

Redução ou eliminação das emissões;
Controle das emissões.
47
PLANEJAMENTO TERRITORIAL E
ZONEAMENTO
Localização adequada da fontes polidoras;
Utilização de barreiras a propagação dos

poluentes;
Distribuição adequada das edificações;
Melhoria da circulação dos veículos;
Melhoria e incentivo ao uso de transporte
coletivo;
Zoneamento do município (ZR, ZEI, ZM).
48
PLANEJAMENTO TERRITORIAL E
ZONEAMENTO
Utilização de vegetação protetora:

49
REDUÇÃO OU ELIMINAÇÃO DAS
EMISSÕES
Uso de matéria prima e combustíveis menos

poluidores;
Uso de energia elétrica no transporte;
Modificação dos processos industriais;
Operação e manutenção adequada dos
equipamentos e processos;
Controle meteorológico.
50
CONTROLE DAS EMISSÕES
Diluição de poluentes mediante o uso de
chaminés altas;

Instalação de equipamentos de retenção de gases
e partículas:
filtros de manga;
coletores inerciais, coletores gravitacionais;
ciclones, precipitadores eletrostáticos;
torres de borrifo/enchimento ;
pós-queimadores catalíticos (catalisadores);
condensadores de vapores. 51
CONTROLE DAS EMISSÕES
Instalação de equipamentos de retenção de gases
e partículas cuja escolha depende:

do tipo dos poluentes (gases ou partículas);
da natureza dos poluentes;
da eficiência de controle desejada;
das condições locais; e
do custo.
Eficiência –
η = [ (Xi – Xf)
Xf) / Xi ] x 100
52
FILTRO DE MANGA
(ATÉ 99,9% MP)

53
Calcule a eficiência de controle de um sistema de exaustão
tipo filtro manga que trabalha a seco, removendo partículas

em uma pedreira com as características abaixo. Informe
qual a quantidade de poluentes removidos por m3.
FILTRO
90 mg/m3 20 mg/m3
54
% Remoção
PRECIPITADOR ELETROSTÁTICO
(99,5% MP)

55
56
CICLONES
LAVADOR DE GÁS
(95% SO2; 99,9% MP)

57
58
CATALIZADOR
1. Conceitue poluição do ar.
2. Cite as principais fontes de poluição do ar.
Comente sobre os principais poluentes atmosféricos.

3.
4. De que forma as condições meteorológicas afetam a poluição do ar ?
5. De que forma as condições topográficas influenciam a poluição do ar?
6. Explique o processo de autodepuração da atmosfera.
7. Comente sobre chuva ácida e efeito estufa.
8. Esboce a pesquisa inicial que você faria antes de formular um
programa de controle da poluição do ar na sua cidade.
9. Cite algumas medidas de controle da poluição do ar.
10. Enumere alguns equipamentos que podem ser utilizados no controle
das emissões.
11. Se lhe fossem dados poderes supremos para reduzir a poluição
59
atmosférica em nossa sociedade, que medidas você adotaria ?

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Componente Ar normal Ar poluído

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Fontes Brasil EUA Alemanha

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Processos industriais 25,0% 17,2% 30,0%

Outras fontes 5,0% 11,0% -

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danoso aos materiais, à fauna e flora;

prejudicial à segurança. ao uso e gozo da propriedade e às

atividades normais da comunidade.

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Fig. 15-3, p. 348

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Óxidos de Carbono (COx);

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Materiais Particulados (MP);

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Fonte: FELLENBERG, F.,1980

Durante o transporte e dispersão os poluentes estão sujeitos a:

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Deposição úmida (chuva, neve);

Deposição seca (gravitacional);

Decomposição pela radiação solar;

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Danos globais (envolvem todos os recursos

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Fig. 15-15, p. 360

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0,2 Limite de percepção do odor

1,8 a 3,6 Dificuldades de respiração

7,2 a 9 Diminuição da pressão arterial

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Danos locais: smog londrino (industrial

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Danoslocais: smog fotoquímico

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NOx + HC + rad. UV SMOG (O3)

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Morte da vegetação. Corrosão dos monumentos.

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