Química Ambiental

Introdução

A Química Ambiental teve sua origem na Química Clássica e se tornou uma ciência interdisciplinar por envolver outras matérias como: Biologia, Ecologia, Geologia. Ela estuda os processos químicos que acontecem na natureza, sejam eles naturais ou causados pelo homem, e que comprometem não só a saúde humana, mas a de todo planeta, provocando desequilíbrios que colocam em risco muitas formas de vida.

Neste Blog, postaremos sobre os principais efeitos e fatores químicos que afetam a biosfera, isto é, as águas, o solo e a atmosfera.

Como a poluição pode ser entendida na Química Ambiental?

Pode ser entendida como qualquer alteração das características do ambiente que afete as diversas formas de vida da biosfera. Ela pode ser de natureza física, química e biológica e é consequência da introdução ou do aumento de algum elemento ou material que leve a tais modificações.

Podemos dividir a poluição em dois tipos:

POLUIÇÃO NATURAL - causada por fenômenos naturais, como a erupção de um vulcão.

POLUIÇÃO ANTROPOGÊNICA - causada pela interferência do homem, desequilibrando um ecossistema, como a emissão de gases na atmosfera.

Entretanto quando o homem introduz em ambientes aquáticos naturais uma quantidade de matéria orgânica que não pode ser assimilada e reciclada, provocando assim o seu acúmulo, dizemos que houve uma eutrofização, que poderá até comprometer definitivamente o ecossistema.

A Água

            Desde cedo aprendemos que a água é um liquido incolor, inodoro e insípido. É também o líquido com o qual mais convivemos, sendo essencial à vida.

A água pode ser poluída de variadas formas: desde o esgoto das grandes concentrações urbanas, que terminará atingindo mares, lagos e lagoas até a aplicação excessiva e, muitas vezes desnecessária, de agrotóxicos ou fertilizantes inorgânicos, que podem comprometer as reservas subterrâneas de água, como os lençóis freáticos.

Isto, sem esquecer os frequentes derramamentos de petróleo, um dos principais poluentes dos oceanos e mares e de outros produtos lançados pelas indústrias, principalmente os indesejáveis metais pesados. Além disso, as indústrias contribuem para a poluição térmica, causada pelo aquecimento e resfriamento das águas residuais. As águas aquecidas provocam a queda de oxigênio, elevando o crescimento de algas. Um aumento de temperatura de 5º C para 20º C reduz a quantidade de oxigênio dissolvida de 9 para 6 ml por litro de água. Simultaneamente, o consumo de O2 dos microorganismos, devido ao aumento do metabolismo, será quatro vezes maior.

Tratamento de Água

É interessante saber sobre o processo de potabilização, que se define como um conjunto de tratamentos físicos e químicos que a água destinada ao consumo humano deve passar.        

1- Filtração: a água poluída é filtrada para a retirada de partículas grandes de sujeira e facilitar no tratamento posterior.            

2- Floculação: a água então recebe duas substâncias: cal hidratada, que é responsável pela correção do pH, e sulfato de alumínio, que faz com que as partículas de sujeira se juntem, formando pequenos coágulos.       

3- Decantação: após a floculação a água vai para a decantação, onde ficará parada para que os flocos mais pesados que a água se depositem no fundo.      
4- Filtros de Carbono: nesta etapa, a água decantada, ou seja, já sem os flocos, passa por filtros formados por camadas de areia, de carbono e de turfa (material de origem orgânica, que se forma no estágio inicial do processo de transformação natural de restos de vegetais em carvão mineral).         

5- Desinfecção: a água chegará neste processo praticamente limpa, mas não livre de microorganismos. Sendo assim, ela receberá o cloro que elimina os germes nocivos à saúde.

A água é essencial na vida do homem, mas ela precisa ser convenientemente tratada, porque a água sem tratamento quando ingerida pode ser responsável pela transmissão de muitas doenças como:   

          
• amebíase;  
• giardíase;   
• gastroenterite;      
• febres tifoide e paratifoide;          
• hepatite infecciosa;         
• cólera.        

O Solo

O solo é a camada mais superficial da crosta, é composto por sais minerais dissolvidos na água intersticial, seres vivos e rochas em decomposição.

Uma das formas de sua contaminação é a grande quantidade de resíduos sólidos descartados. Porém, os agrotóxicos vem trazendo um crescimento preocupante de prejuízos ao solo, às águas e à saúde humana.

A utilização de adubos é um método muito utilizado no enriquecimento do solo, podendo ser orgânico ou inorgânico.

Tratamento de resíduos

   Aterros sanitários: Forma de disposição de resíduos sólidos de forma mais econômica e segura, embora não seja propriamente um método para tratamento de resíduos, uma vez que muitos materiais não podem ser recuperados ou tratados de outra forma. Entretanto, o biogás gerado pelos aterros contém metano, que pode ser utilizado como fonte de energia e, assim, reduzindo a quantidade de combustíveis fósseis queimados.

Usina de compostagem: O lixo é submetido à separação de materiais inertes por catação e imantação. Em seguida, a matéria orgânica é processada com aeração, em uma instalação industrial e transformada em composto orgânico para o uso agrícola.

  Digestão anaeróbia: O material digerido pode ser transformado em adubo e biogás, que pode ser utilizado como combustível para gerar calor e/ou eletricidade.

   Usina de incineração: Fornalha especialmente projetada para a queima controlada do lixo para transformá-lo em matéria instável e inofensiva à saúde pública e reduzir seu peso e volume. O calor pode ser recuperado e utilizado diretamente ou transformado em outras energias.

Reciclagem: É vista pelos que defendem a causa ambiental como a solução ideal para o lixo inorgânico (plásticos, vidros, metais, papéis,etc.), possibilitando as reduções do consumo de matérias-primas, de energia, do volume de lixo e da poluição. Consiste na forma mais racional de eliminação de resíduos, pois o material usado volta para o ciclo de produção (nas indústrias ou na terra), solucionando o problema de superlotação nos aterros sanitários. Mesmo assim, devemos ter consciência que a reciclagem gera resíduos e alguns são poluentes.

A Atmosfera

A nossa atmosfera envolve vários elementos químicos, sendo uma camada de ar de aproximadamente 700 quilômetros de espessura que envolve o globo terrestre. Como o próprio nome já indica, a atmosfera é composta de ar, que é uma solução gasosa que contém partículas sólidas e líquidas em suspensão.

A atmosfera é denominada de solução gasosa porque é uma mistura de vários gases e dentre eles os que se encontram em maiores proporções são: Nitrogênio, Oxigênio, Argônio, Neônio, e outros gases nobres.

É possível encontrar outros componentes gasosos como: dióxido de carbono, vapor de água e outros de origem industrial (poluentes). Existem vários outros componentes químicos poluidores do ar que são o dióxido de enxofre, metano, chumbo e alguns ácidos como o sulfúrico.

Poluição Atmosférica

Quando a capacidade natural de depuração da atmosfera é ultrapassada, teremos o acúmulo de substâncias prejudiciais à vida, caracterizando o que chamamos de poluição atmosférica. Torna-se necessária então uma ação de prevenção ou de saneamento artificial para tentar assegurar a manutenção da qualidade do ar.

A atividade industrial e a circulação rodoviária são, sem dúvida, os principais responsáveis pela poluição atmosférica, embora em graus diferentes, conforme o tipo de indústria. A indústria consome 37% da energia mundial e emite 50% do dióxido de carbono, 90% dos óxidos de enxofre e todos os produtos químicos que atualmente ameaçam a destruição da camada de ozônio.

A poluição atmosférica pode provocar ou agravar problemas de saúde na população humana, principalmente doenças do aparelho respiratório, entre elas a bronquite, o enfisema, a asma e o cancro pulmonar. Plantas e animais são também seriamente afetados pela poluição do ar.

Os gases tóxicos perturbam o desenvolvimento natural da vegetação, atacando as folhas, diminuindo a fotossíntese, a respiração e a transpiração , resultando um crescimento mais lento das plantas, que se tornam menos resistentes às intempéries, às doenças e aos parasitas.

Os animais, por sua vez, têm a sua saúde bastante afetada, não só pelo contato direto com o ar poluído, como pela ingestão de vegetais mais ou menos envenenados.

Efeito Estufa

 

O gás carbônico é fundamental para a vida na Terra, mesmo que em porcentagem muito pequena na atmosfera (0,3%). A sua importância vai além da síntese de carboidratos, combustível para os seres vivos. Ele desempenha papel importante no controle da temperatura média da Terra: mantê-la ao redor de 15º C.

O efeito estufa é justamente a retenção de calor por meio de uma barreira física, que não permite a saída total do calor que entra na Terra. No entanto, a comunidade científica mundial vem alertando quanto ao nível de emissão de gás carbônico e contínuo aumento de sua concentração na atmosfera, que pode desencadear uma série de eventos calamitosos, como: o derretimento de calotas de gelo polar; a desertificação; e a inundação causada por chuvas torrenciais.

Camada de Ozônio

 

É um revestimento de ozônio que envolve a Terra e protege de vários tipos de radiação. O aumento do uso do CFC, que é o gás mais prejudicial à camada, causa sua destruição, já que quebra as moléculas de ozônio. Há alguns anos foi descoberto um buraco sobre a Antártida que tem 31 milhões de quilômetros quadrados. 

As moléculas de CFC chegam à estratosfera e são expostas a uma grande quantidade de raios ultravioleta. O átomo de Cloro se desprende e rompe o O3 formando ClO e O2. Depois o cloro se desprende do oxigênio e passa a destruir o ozônio.

As consequências são o aumento da incidência do câncer de pele, devido à ação dos raios ultravioletas e o aumento do efeito estufa, o que causaria o crescimento de temperatura. Assim, descongelaria as geleiras polares, aumentando o nível das águas nos oceanos.

Chuva Ácida

A chuva ácida é produzida por óxidos: Dióxido de enxofre (SO₂) e de nitrogênio (NO₂), ambos derivados da queima de carvão, combustíveis fósseis e poluentes industriais.

SO₂ e NO₂ passam a ser então componentes de nossa atmosfera. E assim surge o problema: esses gases, combinados com o hidrogênio presente na atmosfera (vapor de água), dão origem às chuvas carregadas de ácido sulfúrico e ácido nítrico. Como se vê, a presença destes ácidos é que torna a chuva acidificada.

As chuvas ácidas ao caírem na superfície causam grande impacto ambiental, alteram a composição química do solo e das águas, atingem as cadeias alimentares, destroem florestas e lavouras. E mais, causam prejuízos não só no campo, mas também nas cidades: corroem estruturas metálicas, monumentos históricos (estátuas) e edificações. 

Conclusão

O aprendizado da Química Ambiental é de suma importância para a maior manutenção do planeta Terra. Ela desenvolve uma série de estudos sobre problemas ambientais e soluções diversas.

Isto é importante para entender os aspectos químicos dos problemas que nós seres humanos criamos no meio onde vivemos. Esse mesmo ambiente há alguns anos antes de começar os processos de poluição, era um ambiente natural, ou seja, sem poluentes. 

Portanto, a Química Ambiental é uma área muito abrangente de assuntos que ainda podem ser descobertos.

Autoavaliação

Todos os integrantes do grupo se reuniram e realizaram o conteúdo do blog de maneira conjunta e harmoniosa. Ao mesmo tempo em que todos contribuiram com a pesquisa, também houve uma idealização do blog em mútua parceria e coleguismo. Portanto, a nota deveria ser atribuída de forma igualitária.

Referências Bibliográficas

< http://www.brasilescola.com/quimica/quimica-ambiental.htm > Acessado  em 01/05/2013.

MEDEIROS, Sófocles Borba de. Química Ambiental. 3ed. Recife: Revista e ampliada, 2005.

NÓBREGA, Olímpio Salgado; SILVA, Eduardo Roberto da; SILVA, Ruth Hashimoto da. Química Volume Único. São Paulo: Ática, 2005.