Poluição atmosférica

A poluição atmosférica, um dos grandes problemas ecológicos atuais.
A poluição do ar por veículos, África do Sul
Poluição
Poluição atmosférica
Poluição da água
Contaminação do solo
Contaminação radioactiva
Outros tipos de Poluição

A poluição atmosférica refere-se a mudanças da atmosfera terrestre susceptíveis de causar impacto a nível ambiental ou de saúde humana, através da contaminação por gases, partículas sólidas, líquidos em suspensão, material biológico ou energia.[1] A adição dos contaminantes pode provocar danos diretamente na saúde humana ou no ecossistema, podendo estes danos serem causados diretamente pelos contaminantes, ou por elementos resultantes dos contaminantes.[2][3] Para além de prejudicar a saúde, pode igualmente reduzir a visibilidade, diminuir a intensidade da luz ou provocar odores desagradáveis.[4] Esta poluição causa ainda mais impactos no campo ambiental, tendo ação direta no aquecimento global, sendo responsável pela degradação de ecossistemas e potenciadora de chuvas ácidas.

A concentração dos contaminantes reduz-se à medida que estes são dispersos na atmosfera, o que depende de fatores climatológicos, como a temperatura, a velocidade do vento, o movimento de sistemas de alta e baixa pressão e a interação destes com a topografia local, montanhas e vales, por exemplo. A temperatura normalmente diminui com a altitude, mas quando uma camada de ar frio fica sob uma camada de ar quente produzindo uma inversão térmica, a dispersão ocorre muito lentamente e os contaminantes acumulam-se perto do solo. Para analisar a dispersão, recorre-se a modelos de dispersão atmosférica, que são modelos computorizados onde através de formas matemáticas complexas são simulados os comportamentos físico e químicos dos contaminantes, podendo caracterizar ou prever a ação dos mesmos no meio envolvente.[5][6]

Ao longo dos tempos, a comunidade política e civil foi sendo alertada para os efeitos adversos, tendo sido assinados vários protocolos internacionais no sentido de mitigar ou resolver alguns dos problemas existentes, como o caso do protocolo de Montreal, que aboliu o uso dos CFCs, sendo considerado um dos protocolos de maior sucesso, ou ainda mais recente, o protocolo de Quioto.

Definição

Poluição
Poluição atmosférica
Poluição da água
Contaminação do solo
Contaminação radioactiva
Outros tipos de Poluição

Poluição atmosférica significa uma introdução antropogénica, direta ou indiretamente, de substâncias ou energia para o ar, resultando em efeitos prejudiciais de modo a pôr em perigo a saúde humana, danos nos recursos vivos e nos ecossistemas assim como nos bens materiais, pôr em risco ou prejudicar os valores estéticos e as outras legítimas utilizações do ambiente.[7]

A influência dos contaminantes, ou substâncias poluentes, no grau de poluição depende da sua composição química, concentração na massa de ar ou mesmo dependendo das condições climatéricas, que podem influenciar a sua dissipação, ou os mecanismos relacionados com reações que podem dar origem a novos poluentes.[8]

História

Na Roma Antiga, a poluição era geralmente encontrada em cidades pré-industriais, onde as pessoas queimavam madeira e trabalhavam em artesanato e indústria.[9] Já no século V a.C., Hipócrates observa o efeito dos alimentos, da ocupação e, sobretudo, do clima nas doenças, escrevendo o livro Ar, água e lugares, onde fala da importância do clima, as diferente propriedades do ar em função de diferentes ventos e da qualidade do ar e da água.[9][10][11]

Posteriormente, outra referência surge em 61 a.C., através de Séneca, que afirma: "mal deixei o ar pesado de Roma para trás e o mau cheiro do fumo das chaminés … que derramam vapor pestilento e fuligem… senti uma alteração do meu humor".[9] Em 1257, a rainha Leonor da Provença é forçada a deixar o Castelo de Nottingham devido a faltas de ar causadas pelos intensos fumos de carvão.[12]

Mais tarde, em 1558, a rainha Isabel I de Inglaterra proibiu a queima de carvão durante as sessões do Parlamento por ser alérgica aos fumos libertados.[13][14]

No século seguinte, em 1661, John Evelyn escreve "Fumifugium, or the Inconvenience of the Air and the Smoke of London Dissipated", onde retrata o nível de poluição que afetava a capital inglesa, e propunha medidas mitigadoras, como limitar o uso de carvão, relocalizar as indústrias, desenvolver novos combustíveis ou mesmo plantar corredores verdes ao longo da cidade.[15][16][17]

Pittsburgh retratado em plena revolução industrial.

Contudo, os problemas persistiram, e com a Revolução Industrial um novo fôlego ocorreu no campo da poluição atmosférica. De facto, a combustão de carvão aumentou mais de 100 vezes no século XIX na Grã-Bretanha, tendo sido tentado por inúmeras vezes estabelecer critérios de emissões poluentes.[18]

Já no século XVIII, nos Estados Unidos surgem as primeiras leis municipais que visam reduzir a poluição atmosférica de fábricas, ferrovias e navios.[19]

Em 1896, o químico sueco Svante August Arrhenius desenvolve um estudo sobre os efeitos do dióxido de carbono na atmosfera, prevendo um aumento da temperatura global na ordem dos 12 °C caso se duplique a concentração de CO2 no trabalho "On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground.".[20]

Nos Estados Unidos, em 1954, a visibilidade é reduzida drasticamente pela densa camada de smog em Los Angeles, estando na origem de cerca de 2 000 acidentes rodoviários num único dia.[21]

Um dos maiores desastres (senão o maior) de todos os tempos causados pela poluição atmosférica ocorreu em Bhopal, na Índia, em 1984, quando uma nuvem tóxica originária de uma fábrica de pesticidas atingiu a cidade, causando a morte de 20 000 pessoas e deixando feridas ou com problemas de saúde outras 120 000 pessoas.

Camadas da atmosfera terrestre

A atmosfera da Terra é uma camada de gases em redor do planeta Terra, mantida pela gravidade da Terra. É um sistema natural dinâmico e complexo, que protege a vida na Terra, absorvendo radiação solar ultravioleta, aquecendo a superfície através da retenção de calor, o conhecido efeito de estufa, e reduz os extremos de temperatura entre dia e noite. A análise das suas camadas é fundamental para a compreensão da dispersão dos poluentes atmosféricos, assim como das suas reações.[5][22] As camadas mais importantes no âmbito da poluição atmosférica são a troposfera e a estratosfera.[23]

Troposfera

A camada mais próxima à superfície da Terra é conhecida como a troposfera, que se estende do nível do mar a uma altura de cerca de 18 km e contém cerca de 80 por cento da massa da atmosfera global.[24] Esta camada é dividida em subcamadas, de acordo com as suas especificidades. A parte mais baixa da troposfera é chamada Camada Limite Atmosférica (CLA) ou na camada limite planetária (CLP) e estende-se desde a superfície da Terra até cerca de 1,5 a 2,0 km de altura. Nesta camada, a temperatura média varia entre 20 °C na parte inferior a -60 °C na parte superior, ou seja, diminui com o aumento da altitude até atingir o que se chama a camada de inversão, onde a temperatura passa a aumentar com o aumento da altitude, e que cobre a camada limite atmosférica. A parte superior da troposfera, ou seja, acima da camada de inversão, é chamada de troposfera livre e estende-se até cerca de 18 km do início da troposfera. É na troposfera que se verificam os fenómenos atmosféricos, e grande parte dos fenómenos associados à poluição atmosférica.[25][26][27]

Estratosfera

A estratosfera é a segunda maior camada da atmosfera da Terra, logo acima da troposfera, e abaixo da mesosfera. Apresenta estratificação na temperatura, com as camadas superiores mais quentes e as camadas inferiores mais frias. Isto está em contraste com a troposfera, próximo à superfície da Terra, que é mais frio nas zonas altas e mais quente à superfície terrestre. A fronteira da troposfera com a estratosfera é a tropopausa, onde se verifica essa inversão térmica. A estratosfera situa-se entre cerca de 10 km e 50 km de altitude acima da superfície nas latitudes moderada, enquanto nos pólos começa em cerca de 7 km de altitude.[24][28] É nesta camada que se encontra a camada de ozônio, entre os 15 e os 35 km.[29]

Camadas da atmosfera (sem respeitar a escala gráfica)

Poluentes

Os contaminantes do ar provêm de diversas fontes, como fábricas, centrais termoeléctricas, veículos motorizados, no caso de emissões provocadas pela atividade humana, podendo igualmente provir de meios naturais, como no caso de incêndios florestais, ou das poeiras dos desertos.[30] Os poluentes são normalmente classificados como primários ou secundários.[31] Poluentes primários são os contaminantes diretamente emitidos no ambiente,[32] como no caso dos gases dos automóveis, e os secundários resultam de reações dos poluentes primários na atmosfera.[33] Neste caso, o ozono troposférico (O3), resultante de reações fotoquímicas entre os óxidos de azoto, monóxido de carbono ou compostos orgânicos voláteis (COV).

Principais poluentes primários

Óxidos de enxofre (SOx)

Os óxidos de enxofre, em especial o dióxido de enxofre (SO2), são maioritariamente emitidos por vulcões, e produzidos em grande escala por processos industriais e pelo tráfego de veículos a motor. O enxofre é um composto abundante no carvão e petróleo, sendo que a combustão destes emite quantidades consideráveis de SO2. A contribuição dos veículos motorizados é variável, sendo responsáveis por valores na ordem dos 80% da emissão de NOx em Auckland, na Nova Zelândia,[34] e cerca de 50% no Canadá e na União Europeia.[35][36][37]

Na atmosfera, o SO2 dissolve-se no vapor de água, formando um ácido que interage com outros gases e partículas aí presentes, originando sulfatos e outros poluentes secundários nocivos. Uma maior oxidação de SO2, normalmente na presença de um catalisador, como NO2, forma H2SO4 e, assim, a chuva ácida. Esta é uma das causas de preocupação sobre o impacto ambiental da utilização destes combustíveis como fontes de energia.[38]

Óxidos de azoto (NOx)

Os óxidos de azoto, em especial o dióxido de azoto (NO2) são emitidos a partir de combustão a altas temperaturas, e do sector rodoviário.[39] A maior parte do dióxido de azoto na atmosfera é formada a partir da oxidação do óxido nítrico (NO). É um forte oxidante que reage no ar para formar o corrosivo ácido nítrico, bem como nitratos orgânicos tóxicos. Também desempenha um papel importante na atmosfera com reações que produzem ozono ao nível do solo ou smog. Uma vez que o dióxido de azoto é um poluente relacionado com o tráfego, as emissões são geralmente mais elevadas nas zonas urbanas. A média anual das concentrações de dióxido de azoto em áreas urbanas está geralmente no intervalo 10-45 ppb, e menor nas zonas rurais. Os níveis variam consideravelmente ao longo do dia, com picos ocorrendo geralmente duas vezes por dia como uma consequência da hora de ponta do Tráfego. As concentrações podem ser tão elevados como 200 ppb.[40]

Monóxido de carbono (CO)

O monóxido de carbono é um produto por combustão incompleta de combustíveis como o gás natural, carvão ou madeira. Na presença de um suprimento adequado de O2 mais monóxido de carbono produzido durante a combustão é imediatamente oxidado a dióxido de carbono (CO2). Os maiores níveis de CO geralmente ocorrem em áreas com tráfego intenso congestionado. Nas cidades, 85 a 95 por cento de todas as emissões de CO geralmente são provenientes do escape dos veículos a motor. Outras fontes de emissões de CO incluem processos industriais, queima residencial de madeira para aquecimento, ou fontes naturais, como incêndios florestais. Os fogões a gás e os fumos de cigarro são as principais fontes de emissões de CO em espaços interiores.[41][42]

Compostos orgânicos voláteis (COV)

Os compostos orgânicos voláteis (COV) são produtos químicos orgânicos que facilmente evaporam à temperatura ambiente, como o metano, benzeno, xileno, propano e butano.[43] São chamados orgânicos porque contêm o elemento carbono nas suas estruturas moleculares, e são de especial preocupação, pois na presença do sol, sofrem reações fotoquímicas que podem originar ozono ou smog.[44]

Partículas finas ou inaláveis

Pessoas usando máscaras de proteção durante um banquete.
Uma unidade industrial Chinesa.

As partículas finas, ou inaláveis, são uma mistura complexa de substâncias orgânicas e inorgânicas, presentes na atmosfera, líquidos ou sólidos, como poeira, fumaça, fuligem, pólen e partículas do solo.[45] O tamanho das partículas está diretamente ligado ao seu potencial para causar problemas de saúde, sendo classificadas de acordo com o seu tamanho: PM10 - partículas com diâmetro equivalente inferior a 10μm, e PM2,5, para partículas com diâmetro equivalente inferior a 2,5μm. As fontes primárias mais importantes destas substâncias são o transporte rodoviário (25%), processos de não-combustão (24%), instalações de combustão industriais e processos (17%), combustão comercial e residencial (16%) e o poder público de geração (15%). As partículas com menos de 10 micrómetros (μm) de diâmetro podem penetrar profundamente no pulmão e causar sérios danos à saúde.[46]

Poluentes tóxicos

Os poluentes atmosféricos tóxicos, são os poluentes que são conhecidos ou suspeitos de serem uma séria ameaça para a saúde humana e o ambiente.[47] Na lista de poluentes tóxicos, constam dioxinas, amianto, tolueno e metais como cádmio, mercúrio, cromo e compostos de chumbo. A exposição a poluentes tóxicos podem produzir vários efeitos a curto prazo e, ou efeitos crónicos, a longo prazo. Os efeitos agudos incluem irritação dos olhos, náuseas, ou dificuldade em respirar, enquanto os efeitos crónicos incluem danos aos sistemas respiratório e nervoso, defeitos de nascimento, efeitos reprodutivos e cancro. O tipo e a gravidade do efeito é determinado pela toxicidade do poluente, a quantidade de poluentes, a duração e a frequência de exposição, e da saúde geral e nível de resistência ou susceptibilidade da pessoa exposta.[48][49][50]

Principais poluentes secundários

Os poluentes secundários são resultantes de transformações físicas e químicas na atmosfera, por parte de poluentes primários.[51][52]

  • Partículas finas formadas a partir de gases poluentes primários e compostos do nevoeiro fotoquímico.[46] Uma parte é formada por reações químicas entre compostos da atmosfera, formando aerossóis, ou então resultam do choque entre vários compostos atmosféricos, formando partículas de maiores dimensões.[53][54]

Fontes de poluição

As fontes de poluição atmosférica são variadas e classificadas como antropogénicas ou naturais,[58] dependendo das causas das suas emissões, ou de acordo com a sua especificidade e dispersão territorial e temporal.[59][60]

Tipo de fonte Exemplos
Antropogénicas Poluição gerada por carros, fábricas, aerossóis, produção de energia, evaporação de químicos voláteis, emissão de poeiras como se verifica nas indústrias madeireiras e de extracção mineira
Naturais Emissões provenientes de vulcões, forneiras, metanos emitidos naturalmente por animais, fumos e fuligem de incêndios florestais, libertação de compostos radioactivos por rochas, como no caso do rádon.
Tipo de fonte Descrição
Fontes estacionárias Emissões provenientes de fontes fixas, como centrais termoeléctricas, instalações de produção, incineradores, fornos industriais e domésticos, aparelhos de queima e fontes naturais como vulcões, incêndios florestais ou pântanos.
Fontes móveis Emissões provenientes de fontes em movimento, como o tráfego rodoviário, aéreo, marítimo e fluvial, incluindo as emissões sonoras e térmicas.
Fontes em área Fontes localizadas numa área específica, sendo que no caso de emissões difusas, com uma distribuição homogénea. São exemplo os grandes complexos industriais, que ocupam uma determinada área.
Fontes em linha Associada a fontes móveis.Os veículos automóveis, por exemplo, são uma fonte móvel; contudo, ao longo de vias rodoviárias constituem uma fonte em linha.
Fontes pontuais Casos especiais de fontes emissoras, cuja análise e tratamento apresenta particularidades especificas, como no caso da chaminé de uma central térmica, os incêndios florestais ou as erupções vulcânicas podem ser consideradas como fonte pontual, pois são limitadas no tempo.

Impactos da poluição atmosférica

Saúde humana

Profundidade óptica dos aerossóis.

A poluição atmosférica causa impactos negativos na saúde humana, cujo grau de incidência e de perigosidade depende do nível de poluição, assim como dos poluentes envolvidos.[3] Os problemas com maior expressão são ao nível do sistema respiratório e cardiovascular. Estudos recentes mostram que crianças sujeitas a níveis elevados de poluição atmosférica têm maior prevalência de sintomas respiratórios, sofrem uma diminuição da capacidade pulmonar com um aumento de episódios de doença respiratória.[61][62]

Estudos efetuados em três países, Áustria, França e Suíça, demonstram que a poluição atmosférica é responsável por 6% das mortes ocorridas anualmente no conjunto desses países, sendo que metade dessas mortes deve-se a poluição rodoviária. Alerta ainda para o facto de 4 000 pessoas morrerem por ano devido aos efeitos da poluição atmosférica, e que cerca de 25 000 dos casos de ataque de asma anuais têm como origem precisamente na exposição aos poluentes atmosféricos. Tudo isto causa impactos nas finanças, sendo que os esforços do sistema de saúde rondam 1,7% do seu PIB.[63] Já nas grandes cidades da Ásia e América do Sul, provoca vitimas de problemas respiratórios e cardíacos, infecções pulmonares e cancro, sendo o valor de vítimas mortais a rondar os 2 milhões. Estas cidades albergam cerca de metade da população mundial, esperando-se que atinja os dois terços em meados de 2030.[64]

Poluentes Efeitos na saúde humana
Dióxidos de enxofre (SO2) altas concentrações de SO2 podem provocar problemas no tracto respiratório, com especial incidência em grupos sensíveis como asmáticos.[65]
Dióxidos de azoto (NO2) Exposições criticas ou por tempo prolongado, originam dores de garganta, tosse, falta de ar, enfisema e alergias.[66]
Monóxido de carbono (CO) A perigosidade do CO prende-se com a inibição do sangue poder trocar oxigénio com os tecidos vitais, sendo mortal em doses elevadas. Os principais problemas de saúde são sentidos no sistema cardiovascular e nervoso especialmente em indivíduos com problemas coronários. Em concentrações mais elevadas pode causar tonturas, dores de cabeça e fadiga.[67]
Compostos orgânicos voláteis (COV's) Estes compostos podem causar irritação da membrana mucosa, conjuntivite, danos na pele e nos canais respiratórios superiores independentemente de estarem no estado gasoso, assim como spray ou aerossol. Em contacto com a pele podem causar pele sensível e enrugada, e quando ingeridos ou inalados em quantidades elevadas causam lesões no esófago, traqueia, trato gastro-intestinal, vómitos, perda de consciência e desmaios.[68]
Partículas finas São um dos principais poluentes com efeitos directos na saúde humana, especialmente no caso de partículas finas. Inaladas, penetram no sistema respiratório causando sérios danos. Estudos recentes comprovam que são responsáveis pelo aumento de doenças respiratórias como a bronquite asmática.[69]
Chumbo (Pb) Causa danos no sistema nervoso, originando convulsões, e no caso de crianças, potencia uma redução das capacidades de aprendizagem. Afecta ainda o sistema renal, circulatório e reprodutor.[70]
Ozono troposférico (O3) Provoca irritação das vias respiratórias, tosse e dor quando se procede a uma inspiração profunda, diminui a capacidade respiratória ao realizar actividades fisicas ao ar livre, agravamento de asma assim como um aumento da susceptibilidade a doenças respiratórias como pneumonias, bronquites e lesões pulmonares que se podem tornar permanentes em casos de exposições prolongadas ou repetidas. Ao nível da pele, provoca inflamações, similares a queimaduras solares.[71]

Impactos no ambiente

Os impactos ao nível do ambiente podem ser a uma escala local, regional ou global, dependendo do tipo de poluição e das características ambientais.[72]

Acidificação da atmosfera e chuvas ácidas

Ver artigo principal: chuvas ácidas
Monumento danificado pela acção de chuvas ácidas.

A principal causa da acidificação é a presença na atmosfera terrestre de gases e partículas ricos em enxofre e azoto reactivo cuja hidrólise no meio atmosférico produz ácidos fortes. Assumem particular importância os compostos azotados (NOx) gerados pelas altas temperaturas de queima dos combustíveis fósseis e os compostos de enxofre (SOx) produzidos pela oxidação das impurezas sulfurosas existentes na maior parte dos carvões e petróleos.[73] Os efeitos ambientais da precipitação ácida levaram à adopção, pela generalidade dos países, de medidas legais restritivas da queima de combustíveis ricos em enxofre e obrigando à adopção de tecnologias de redução das emissões de azoto reactivo para a atmosfera.

China. Escurecimento resultante da libertação de fumos provenientes de incêndios florestais.

Escurecimento global

Ver artigo principal: Escurecimento global

O escurecimento global é um fenômeno atmosférico caracterizado pela redução da visibilidade e luminosidade. Pensa-se que tenha sido causado por um aumento da quantidade de aerossóis atmosféricos, como o carbono negro, devido a emissões antropogénicas. Este efeito variava com a localização, mas estudos apontam para que a nível mundial a redução ocorrida foi da ordem dos 4% entre 1960 e 1990.[74][75] Esta tendência inverteu-se na década de 1990. O escurecimento global interfere com o ciclo hidrológico por via da redução da evaporação e pode ter estado na origem de secas ocorridas em várias regiões. Por outro lado, o escurecimento global cria um efeito de arrefecimento que poderá ter mascarado parcialmente os efeitos dos gases do efeito estufa no processo de aquecimento global.[76]

Destilação global

A Destilação global é um processo geoquímico pelo qual certos produtos químicos, principalmente os poluentes orgânicos persistentes (POPs), são transportados das zonas mais quentes para as regiões mais frias da Terra. O conceito permite explicar as elevadas concentrações de POP encontrados no Árctico, sem serem produtos usados localmente.[77]

Produtos químicos como os POPs, quando lançados no ambiente, podem sofrer evaporação, dependendo da temperatura ser mais ou menos favorável. Estes compostos podem então ser transportados pelo vento, ou dissolverem-se nas gotículas de água que formam as nuvens e serem transportados a longas distâncias, especialmente nos casos onde o transporte atmosférico se dá em altitude. Quando a temperatura desce, ou ocorre a precipitação dessas massas de ar, ocorre a condensação desses compostos, que assim são removidos da atmosfera, podendo contaminar os solos e linhas de água.[78]

Efeito estufa

Buraco da camada de ozono na Antártida nos meses de setembro entre 1957 e 2001.
Ver artigo principal: efeito de estufa

O efeito de estufa é um processo que ocorre quando uma parte da radiação solar reflectida pela superfície terrestre é absorvida por determinados gases presentes na atmosfera, retendo o calor em vez de ser libertado da atmosfera, causando o aumento da temperatura da mesma. O efeito de estufa dentro de uma determinada faixa é de vital importância pois, sem ele, a vida como a conhecemos não poderia existir, contudo variações bruscas causam alterações drásticas, reduzindo a capacidade de adaptação do sistema ecológico.[79] Os gases de estufa (dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), Óxido nitroso (N2O), CFC´s (CFxClx)) absorvem alguma radiação infravermelha emitida pela superfície da Terra e radiam por sua vez alguma da energia absorvida de volta para a superfície. Como resultado, a superfície recebe quase o dobro de energia da atmosfera do que a que recebe do Sol e a superfície fica cerca de 30 °C mais quente do que estaria sem a presença dos gases de estufa.

Este efeito foi descoberto por Joseph Fourier em 1824, com a primeira demonstração fiável feita por John Tyndall em 1858, e relatada quantitativamente pela primeira vez por Svante Arrhenius em 1896.[80][81]

Redução da camada de ozônio

Ver artigo principal: camada de ozônio

O ozono (O3) atmosférico localiza-se essencialmente a altitudes entre 10 a 50 km acima da superfície terrestre, observando-se as maiores concentrações a altitudes aproximadamente entre 15 e 35 km, formando a conhecida camada de ozono. Actuando como barreira para radiações nocivas a vida ao absorver parte da radiação ultravioleta, a diminuição da camada de ozono pode permitir que estas radiações causem danos nocivos ou letais nos seres vivos, saúde humana e no ambiente em geral.[82]

Ao longo dos últimos 25 anos, tem-se verificado uma diminuição da camada de ozono que protege o planeta das radiações ultravioleta indesejadas. Em 1977, cientistas britânicos detectaram pela primeira vez a existência de um buraco na camada de ozono sobre a Antártida. Desde essa descoberta, estudos indicam que a camada de ozono está a diminuir de espessura, especialmente nas regiões polares, tendo-se posteriormente descoberto que esta diminuição se devia a foto-dissociação dos clorofluorocarbonetos (CFC's), levando a comunidade internacional a adoptar o Protocolo de Montreal, que entrou em vigor no dia 1 de janeiro de 1989 e ainda hoje é considerado como um exemplo de tratado internacional bem sucedido.

Tecnologias de controle

Existem várias tecnologias de controle da poluição atmosférica e estratégias disponíveis para reduzir a poluição do ar, sendo os mais utilizados na indústria e sector automóvel, para redução da emissão de poluentes as seguintes tecnologias:[83][84]

Separador Ciclônico.
  • ciclones de poeiras. São separadores mecânicos de partículas, onde o gás com partículas é forçado a girar de forma ciclónica, fazendo com que através da diferença de massa entre as partículas e o gás, estas movam-se em direcção a parte externa do vórtice, podendo então ser recolhidas.[85][86]
  • Carvão ativado - Os filtros de carvão activado são normalmente utilizados na purificação de gases, para remover vapores de óleos, cheiros, e outros hidrocarbonetos do ar. O carvão activado é uma forma de carbono que foi transformado para torná-lo extremamente porosa e, portanto, a ter uma grande área disponível para adsorção ou reações químicas.[89][90]

Fatores de emissão

Ver artigo principal: Fator de emissão
Fatores de emissão dos combustíveis mais usados
Combustível Energia térmica Energia eléctrica
kg(CO2)/GJ kg(CO2)/kWh
Carvão 88 0,955[97]
Óleo 73[98] 0,893[97]
Gás natural 51[98] 0,599[97]

O fator de emissão é a relação entre a quantidade de poluição gerada e a quantidade de matéria prima transformada ou queimada, de acordo com a sua especificidade.[99][100][101] Estes fatores servem para calcular uma estimativa das emissões provenientes de várias fontes de poluição do ar. Na grande maioria dos casos, estes fatores são médias de todos os dados disponíveis de qualidade aceitável, e é geralmente científica e politicamente aceite que é representante da média de longo prazo para todas as instalações na fonte da categoria.[102] Estes valores são geralmente expressos como o peso de poluente dividido por uma unidade de peso, volume, distância ou duração da atividade de emissão do poluente.[103][104]

Modelização de dispersão atmosférica

Ver artigo principal: Modelização de dispersão atmosférica
Simulação do atravessamento do Oceano atlântico de uma nuvem de aerossol proveniente do Deserto do Sahara.

A modelização de dispersão atmosférica consiste numa simulação de como os poluentes atmosféricos se propagam e dispersam, recorrendo-se a sistemas computorizados que através da resolução de equações matemáticas, numéricas e algoritmos que simulam o comportamento dos mesmos, de acordo com os conhecimentos actuais. Os modelos de Dispersão permitem estimar ou prever o comportamento de poluentes atmosféricos emitidos por uma determinada fonte, como uma unidade industrial, ou a poluição gerada pelo Tráfego automóvel. Os sistemas de modelização permitem não só prever a direcção, sentido ou velocidade, como as reações químicas que podem surgir. Tornam-se úteis não só na identificação dos emissores de focos de poluição, como na gestão de efluentes gasosos e de qualidade do ar.[105]

Qualidade do ar

Índice de qualidade do ar

Ver artigo principal: Índice de qualidade do ar
Representação gráfica do índice de qualidade do ar na costa leste dos Estados Unidos.

O Índice de qualidade do ar (IQA) é um indicador padronizado do nível de poluição do ar numa determinada zona, e resulta de uma média aritmética calculada para cada indicador, de acordo com os resultados de várias estações da rede de medição da zona.[106] Mede sobretudo a Concentração de ozono e partículas ao nível do solo, podendo contudo incluir medições de SO2,e NO2.[107] Os parâmetros dos índices variam de acordo com a agência ou entidade que os define, podendo haver várias diferenças.

A conversão de dados analíticos e científicos num índice de fácil compreensão permite que a população em geral tenha um acesso mais fácil e compreensível da informação. Usualmente é disponibilizada em tempo real a evolução do IQA, especialmente no caso de grandes aglomerados urbanos ou industriais.[108]

É atualmente uma ferramenta muito utilizada em todo o mundo, utilizada como método de controlo da qualidade do ar, assim como meio de divulgação de informação científica para a comunidade, de forma facilmente compreensível.[109][110][111]

Os dados recolhidos pelas estações meteorológicas são tratados e inseridos em programas computorizadas de modelização de dispersão atmosférica, onde são aplicados modelos químicos e físicos de dispersão para prever o comportamento químico e físico dos poluentes e da massa atmosférica, recorrendo a modelos cientificamente validados como o CHIMERE.[112] Posteriormente, os dados resultantes das modelizações são cruzados pelos recolhidos pelas estações de medição, sendo então validados ou não, de acordo com o grau de concordância.[113] São estes dados validados que entram em conta para a avaliação global do estado geral do nível de qualidade do ar, importante para a verificação do cumprimento ou incumprimento das normas e legislação aplicáveis.[114][115][116]

Qualidade do ar interior

Residência doméstica com enorme quantidade de fungos.
Ver artigo principal: Qualidade do ar interior

A qualidade do ar interior (IAQ) refere-se à qualidade do ar no interior de edifícios e estruturas, especialmente no que tange à saúde e conforto dos ocupantes do edifício. Abrange não só a componente química da composição do ar, como também a sua composição bacteriológica.[117]

A má qualidade do ar interior afeta principalmente países em desenvolvimento com elevados índices de pobreza e populações que recorrem ao uso de madeira, carvão ou esterco como meios de cozedura e aquecimento.[118] Devido à frequente falta de circulação de ar em espaços fechados, este tipo de poluição tem mais efeitos nefastos na saúde humana que a poluição do ar externa. Segundo a OMS, a nível mundial morreram prematuramente em 2013 cerca de 7 milhões de pessoas devido à poluição do ar interior.[118] Entre os sintomas mais comuns são de destacar as dores de cabeça, náuseas, irritação nos olhos, bronquite, gripe, pneumonia, conjuntivites ou, a longo prazo, problemas imunológicos e do sistema nervoso, defeitos congénitos, dificuldades reprodutivas ou cancro,[119][120][121] pois estudos apontam para que mais de 90 por cento de um dia normal seja passado em espaços interiores. Como cada pessoa necessita diariamente de cerca de 25 kg de ar, pelo menos 22 kg serão inspirados no seio de espaços fechados.[122]

Nos países desenvolvidos, as pessoas gastam uma média de 80% a 90% do seu tempo em edifícios e interiores de veículos, respirando uma média diária de 15 000 litros de ar.[123] Os mais vulneráveis acabam, subsequentemente, por desenvolver doenças que afetam o trato respiratório, como asma, alergias ou cancro pulmonar. Por tais razões, as autoridades de saúde estão cada vez mais empenhadas em atender à problemática, com vista a incrementar estudos científicos e encontrar soluções para a mesma.[124][125][126]

Em 1989, a NASA publicou um estudo que demonstrava a eficácia de certas plantas, como a espada-de-são-jorge, o lírio-da-paz, a hera-do-diabo, entre outras, em remover do ar certos poluentes químicos altamente tóxicos para humanos, tais como o metanal, o benzeno e o tricloroetileno. Todavia, um elevado número de plantas e circulação de ar ainda se fazem necessários para que a absorção de tais químicos através das folhas e raízes seja profícua.[127] Outros estudos demonstram que a remoção de poluentes por parte de plantas é exígua, sendo apenas eficiente em circunstâncias muito específicas.[128]

Conferências e protocolos

Protocolo de Quioto

Mapa do Protocolo de Quioto em 2009.
Legenda :
* Verde : Países que ratificaram o protocolo. * Amarelo  : Países que ratificaram, mas ainda não cumpriram o protocolo. * Vermelho  : Países que não ratificaram o protocolo. * Cinzento  : Países que não assumiram nenhuma posição no protocolo.

O Protocolo de Quioto é consequência de uma série de eventos iniciada com a Toronto Conference on the Changing Atmosphere, no Canadá (outubro de 1988), seguida pelo IPCC's First Assessment Report em Sundsvália, Suécia (agosto de 1990) e que culminou com a Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre a Mudança Climática (CQNUMC, ou UNFCCC em inglês) na ECO-92 no Rio de Janeiro, Brasil (junho de 1992).[129][130]

O protocolo constitui um passo importante na luta contra o aquecimento global, pois apresenta objetivos vinculativos e quantificados de limitação e redução dos gases com efeito de estufa.[131][132]

Os gases com efeito de estufa cujos tectos de emissão foram balizados são o dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), o óxido nitroso (N2O), hidrofluorcarbonetos (HFC), os perfluorocarbonetos (PFCs) e o Hexafluoreto de enxofre (SF6),[133] sendo que o nível de redução que cada pais deve atingir é diferenciado, em função do seu estado de desenvolvimento e do princípio de "responsabilidades comuns mas diferenciadas".[134]

Nos termos do Tratado, os países devem cumprir os seus objetivos principalmente através de medidas nacionais. No entanto, o Protocolo de Quioto oferece-lhes um meio suplementar de satisfazer os seus objectivos através de três mecanismos baseados no mercado:[135] o comércio de licenças de emissão de gases com efeito de estufa (mercado do carbono), os Mecanismo de Desenvolvimento Limpo, e os Mecanismos de flexibilização.[135]

Se o Protocolo de Quioto for implementado com sucesso, estima-se que a temperatura global reduza entre 1,4 °C e 5,8 °C até 2100, entretanto, isto dependerá muito das negociações pós período 2008/2012, pois há comunidades científicas que afirmam categoricamente que a meta de redução de 5% em relação aos níveis de 1990 é insuficiente para a mitigação do aquecimento global.[136][137][138]

As negociações para a criação de um sucessor do Protocolo de Quioto dominaram a Conferência das Nações Unidas sobre a Mudança Climática da ONU, de 2007. Da reunião dos ministros do Ambiente e de peritos, realizada em Junho, nasceu um roteiro, com ações calendarizadas e os "passos concretos para a negociação" com vista a alcançar um novo acordo até 2009.[139][140]

Após as conversações preparatórias realizadas em Bona, Banguecoque e Barcelona, em Dezembro de 2009, realizou-se na na cidade Dinamarquesa de Copenhaga uma nova ronda de negociações, onde se espera que o sucessor do Protocolo de Quioto seja criado.[141]

Protocolo de Montreal

Simulação da evolução da depleção do ozono sem os efeitos do Protocolo de Montreal.

O Protocolo de Montreal sobre substâncias que empobrecem a camada de ozono é um tratado internacional destinado a eliminar progressivamente a produção de uma série de substâncias que acredita serem responsáveis pela destruição do ozono, protegendo assim a camada de ozono e os problemas associados.[142]

O tratado foi aberto para assinaturas em 16 de Setembro de 1987 e entrou em vigor em 1 de Janeiro de 1989 seguido de uma primeira reunião, em Maio de 1989 na cidade de Helsínquia.

Desde essa data sofreu sete revisões: em 1990 (Londres), 1991 (Nairobi), 1992 (Copenhaga), 1993 (Bangcoque), 1995 (Viena), 1997 (Montreal) e 1999 (Pequim), no sentido de atualizar metas e conhecimentos.[143]

Vinte e sete países assinaram o tratado em 1987, sendo que atualmente conta já com 195 estados que retificaram o acordo,[144] e acredita-se que se o acordo internacional for cumprido, a camada de ozono deve recuperar em 2050.

Devido à sua adoção e implementação tem sido saudado como um exemplo de cooperação internacional excepcional, ao ponto de Kofi Annan teria afirmado que é "talvez o único acordo internacional de grande sucesso até à data".[145]

Conferência de Copenhaga

A XV Conferência Internacional sobre Mudança Climática, teve lugar em Copenhaga entre 7 e 18 Dezembro de 2009. Esta conferência foi organizada pela Convenção-Quadro das Nações Unidas sobre as Alterações Climáticas (UNFCCC), que organiza conferências anuais desde 1995. O seu intuito seria preparar os objetivos futuros para substituir o Protocolo de Kyoto, que expira em 2012.

A rodada de negociações para preparar a Cimeira de Copenhaga começou com a Conferência das Nações Unidas sobre Mudança do Clima em Bali de 3 a 15 de Dezembro de 2007.[146] Outras reuniões foram realizadas em 31 de Março - 4 de Abril de 2008, em Banguecoque (Tailândia)[147] e de 2 a 13 de Junho de 2008, em Bona (Alemanha).[148] A terceira conferência do clima realizada em Acra (Gana).[149] A reunião, onde mais de 1 600 participantes de 160 países estiveram presentes, teve lugar de 21 a 27 de Agosto de 2008.[150] O objectivo desta ronda de negociações, organizado pela ONU, prendia-se com a preparação de futuras metas de redução das emissões de gases com efeito de estufa (GEE),[151][152][153] tendo suscitado altas expectativas que foram goradas, originando somente um pequeno texto, muito aquém dos resultados esperados, e tendo por isso sido declarada como um fracasso e desilusão.[154][155][156]

Estatísticas de emissão de poluentes atmosféricos

Emissões de CO2 per capita
Toneladas de CO2 anuais per capita:[157] Pais
10 Austrália
8,2 Estados Unidos
3,2 Reino Unido
1,8 China
0,5 Índia

A poluição atmosférica é geralmente concentrada em áreas metropolitanas densamente povoadas, especialmente nos países em desenvolvimento onde as normas ambientais são menos restritivas ou inexistente. No entanto, mesmo os países desenvolvidos e com normas e legislação ambientais avançadas se pode verificar níveis elevados de poluentes atmosféricos.

Grande parte da poluição atmosférica em ambiente urbano é proveniente direta ou indiretamente do sector dos transportes, embora enquanto nos países desenvolvidos a legislação tenha tendência a limitar a capacidade poluente dos mesmos, e a afastar as indústrias potenciadoras de poluição, nos países subdesenvolvidos ou em via de desenvolvimento, tal situação não se verifica, sendo por isso mesmo que as metrópoles mais poluídas situam-se tendencialmente em zonas fora do chamado mundo desenvolvido.

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Ver também

Bibliografia

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Ligações externas

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