Ameaça à Camada de Ozônio - uenf.br · que uma classe de produto químico muito inerte,...
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Ameaça à Camada de Ozônio?Início dos anos 70 cientistas identificaram
problemas em potencial relacionados a: ? exaustão de aviões supersônicos voando na baixa
estratosfera e ?produtos químicos usados em refrigeradores e como
propelantes em lata de spray.
?1971, H.S.Johnston, Universidade da Califórnia (Berkeley), atentou para o perigo potencial de uma frota grande daqueles
aviões emitindo grandes quantidades de óxido nítrico na baixa estratosfera: possivelmente acelerando a destruição
natural do ozônio.
?três anos mais tarde, F.S. Rowland e M. Molina mostraram que uma classe de produto químico muito inerte, largamente usada, conhecida como Clorofluorcarbonos eram transporta-dos para a estratosfera por movimentos convectitivos de ar podendo absorver luz solar (fotons de alta energia) e produzir cloro livre poderia destruir o ozônio estratosférico através de uma série de reações catalíticas.
?Sabe-se hoje:
• Halons usados em extintores de incêndio também podem produzir bromo na estratosfera, aumentando ainda mais o efeito da destruição da camada de ozônio.
•Alguns CFC’s e Halons podem sobreviver na atmosfera mais de 100 anos. Movidos pelas correntes de ar os halocarbonosproduzidos em 60 anos passados ameaçam a camada de ozônio por décadas que ainda virão.
IMPORTIMPORTÂÂNCIA DO ONCIA DO O33 PARA A PARA A SOCIEDADE HUMANASOCIEDADE HUMANA
1. 1. FILTRA OS RAIOS ULTRAVIOLETAS MAIS FILTRA OS RAIOS ULTRAVIOLETAS MAIS
PERIGOSOS : UV PERIGOSOS : UV –– BB
2.2. FILTRA 70 A 90 % DOS RAIOS ULTRAVIOLETAS FILTRA 70 A 90 % DOS RAIOS ULTRAVIOLETAS
MENOS PERIGOSOS : UV MENOS PERIGOSOS : UV –– AA
3.3. PARTICIPA NO PROCESSO DE REGULAGEM DA PARTICIPA NO PROCESSO DE REGULAGEM DA TEMPERATURA DA TERRA :TEMPERATURA DA TERRA :
NA TROPOSFERA NA TROPOSFERA : : ÉÉ GGÁÁS ESTUFAS ESTUFA
NA ESTRATOSFERA :NA ESTRATOSFERA :
SUA DIMINUISUA DIMINUIÇÃÇÃO PERMITE MAIOR O PERMITE MAIOR
PENETRAPENETRAÇÃÇÃO DE ENERGIA SOLAR O DE ENERGIA SOLAR
NA TROPOSFERA AO TEMPO EM QUNA TROPOSFERA AO TEMPO EM QUE E
DIMINUI A TEMPERATURA DA DIMINUI A TEMPERATURA DA ESTRATOSFERA .ESTRATOSFERA .
?? OzOzôônio nio EstratosfEstratosféérico:rico: concentraconcentraçãção mo mááxima xima
((<< 10 10 ppmppmvv) a 25 ) a 25 ––35 km35 km
EFEITOS DA RADIAÇÃO UV
TIPO DE COMPRIMENTO EFEITOSRADIAÇÃO DE ONDA [nm]UV
C 200 - 280 RADIAÇÃO LETAL AOS SERES VIVOS
B 280 - 320 BAIXOS NÍVEIS CAUSAM: PREJUÍZOS À VISTA,CAN-
CER DE PELE, BAIXA PRO-DUTIVIDADE DE PLANTAS,
ALGAS MARINHAS E PEIXES
A >320 RADIAÇÃO RELATIVAMENTE INOFENSIVA
COMPORTAMENTO DO OZÔNIO NA ATMOSFERACOMPORTAMENTO DO OZÔNIO NA ATMOSFERACOMPORTAMENTO DO OZÔNIO NA ATMOSFERA
RADIAÇÃO UVRADIAÇÃO UVPRODUÇÃO PRODUÇÃO NATURALNATURAL
DESTRUIÇÃODESTRUIÇÃOANTRÓPICAANTRÓPICA
DESTRUIÇÃO DESTRUIÇÃO NATURALNATURAL
PRODUÇÃO PRODUÇÃO ANTRÓPICAANTRÓPICA
DESTRUIÇÃO DESTRUIÇÃO ANTRÓPICAANTRÓPICA
DESTRUIÇÃO NATURAL DESTRUIÇÃO NATURAL POR CONTACTO COM POR CONTACTO COM
MATERIAIS NAS MATERIAIS NAS PROXIMIDADES DO SOLOPROXIMIDADES DO SOLO
CAMADA LIMITECAMADA LIMITECAMADA LIMITECAMADA LIMITE
INVERSÃOINVERSÃODESTRUIÇÃO DESTRUIÇÃO ANTRÓPICAANTRÓPICA
11Um átomo de Cl é capaz de destruir até 100.000 moléculas de ozônio durante o seu tempo de residência na estratosfera (Leir, 1988)
DESTRUIÇÃO CATALÍTICA POR DESTRUIÇÃO CATALÍTICA POR CLOROCLORO E E ÓXIDOS DE ÓXIDOS DE
NITROGÊNIONITROGÊNIO
ClCl•• + O+ O33 ClOClO•• + O+ O22 11
O +O + ClOClO•• ClCl• • + O+ O2222
O + OO + O33 2 O2 O22
NO + ONO + O33 NONO2 2 + O+ O22
NONO2 2 + O+ O NO + ONO + O22
O + OO + O33 2 O2 O22
22 Reação análoga à ClO + NO Cl + NO2,
que acopla os ciclos de ClO e NO e é também importante na química do cloro estratosférico
OO22UVUV
O + OO + O180180--240nm240nm
OO22 + O+ O OO33
FORMAÇÃOFORMAÇÃO
OO33UVUV
OO22 + O+ O200200--320nm320nm
DESTRUIÇÃODESTRUIÇÃO
OZÔNIO ESTRATOSFÉRICOOZÔNIO ESTRATOSFÉRICO
PAPEL DOS PAPEL DOS CFCsCFCs EM RELAÇÃO AO OEM RELAÇÃO AO O33 ESTRATOSFÉRICOESTRATOSFÉRICO
ClCl22CFCF22
(CFC(CFC--12)12) 175175--220nm220nm ClCl• • + ClCF+ ClCF2 2 ••h h ??
HCFC – 22 CH Cl F2
CFC – 114 C Cl F2C Cl F3
PRINCIPAIS APLICAÇÕES DE HALOCARBONOSPRINCIPAIS APLICAÇÕES DE HALOCARBONOS
HalocarbonoHalocarbono**Nome genérico Fórmula Uso
CFC – 12 C Cl2F2 Refrigeração, ar condicionado
CFC – 11 CH Cl3 FCFC – 115 C Cl F2CF3
CFC – 11 Fabricação de espumasCFC – 12HCFC – 22CFC – 113 C Cl2 FC Cl F2CFC – 114CFC – 113 Agentes de limpeza1,1,1–Tricloroetano C Cl3 CH3
Halon - 1211 C Br Cl F2 HalonsHalon - 1301 C Br F3
CFC- 12
CFC – 11
HCFC – 22
CFC – 113
CFC - 114
Usos variados:
Gás esterilizante
Produtos aerossóis
* Inventados nos anos 30 para substituir NH3 e SO2 como refrigerantes
0 0 kmkm
?
ClCl•• ClCl••
O + O + ClCl• • O O ?? ClCl•• OO22
OO3 3 + + ClCl• • ?? OO2 2 + + ClCl OO
O + OO + O3 3 ?? OO2 2 + O+ O2 2
Libertação de Libertação de CFCsCFCs
CirculaçãoCirculaçãorápidarápida
TROPOSFERATROPOSFERA
Maior parte Maior parte do CFC é do CFC é
estocado aquiestocado aquiRemoção de Remoção de
HClHCl pela pela chuvachuva
TROPOPAUSATROPOPAUSA
Transporte Transporte vagarosovagaroso
ClCl OO
CFCCFC
UVUV
O (‘ D)O (‘ D)
1010--15 km15 km
HClHClOHOH••
CH CH 44H H ClClTransporte Transporte vagarosovagaroso
ESTRATOSFERAESTRATOSFERA
ESTRATROPAUSAESTRATROPAUSA
ESQUEMA SIMPLIFICADO DO DESTINO ESQUEMA SIMPLIFICADO DO DESTINO ESTRATOSFÉRICO DOS ESTRATOSFÉRICO DOS CFCsCFCs
UV < 180 UV < 180 nmnm
50 km50 km
Contribuição dos gases de efeito estufa, somando uma forçante total de (2.7 W/m²).
-0.10.3 ppmvn/aOzônio estratosférico
0.2 - 0.6variáveln/aOzônio troposférico
0.05n/a0HCFCs/HFCs
484 pptv0CFC-12
0.3 (todos os CFCs)280 pptv0CFC-11
0.1310 ppbv275 ppbvÓxido Nitroso
0.51.72 ppmv0.8 ppmvMetano
1.56355 ppmv280 ppmvDióxido de Carbono
Forçante* radioativa
(W/m²)
concentração em 1992
concentração em 1750
Gases de efeito estufa
*Conteudo de calor gerado relativo ao atual nível da espécie na atmosfera
Importantes substâncias destruidoras
de ozônio controladas
pelo Protocolo de
Montreal, seus usos e tempos de
vida.
USO DE USO DE CFCsCFCs EMEMPERCENTAGEM DO PERCENTAGEM DO TOTAL LIBERADO TOTAL LIBERADO
EM 1986EM 1986 ..
Concentração atmosf. continuando a aumen-
tar devido ao longo tempo de residência dos
CFCs
1980: 1980: Protocolo de MontrealProtocolo de Montreal
NA TROPOSFERA são
INERTES, NÃO TÓXICOS,
NÃO INFLAMÁVEIS,
INODOROS e INCOLORES.
ALCANÇANDO A
ESTRATOSFERA,
especialmente entre 19 e 23km
(máx. conc. de O3 ), fotons UV de
alta energia liberam átomos de
cloro e bromo das suas molécu-
las, os quais cataliticamente
RETIRAM UM ÁTOMO DE
OXIGÊNIO DA MOLÉCULA
DE O3 , convertendo-o em
oxigênio molecular .
HALOCARBONOSHALOCARBONOS
AMEAÇA PARA A CAMADA DE OZÔNIOAMEAÇA PARA A CAMADA DE OZÔNIO
DESCRIÇÃO DESCRIÇÃO
ESQUEMÁTICA ESQUEMÁTICA
DA DA
DESTRUIÇÃO DESTRUIÇÃO
DE OZÔNIO DE OZÔNIO
SOBRE A SOBRE A
ANTÁRTICAANTÁRTICA
??
PROCESSOSPROCESSOS QUÍMICOS BÁSICOS NO BURACO DE OZÔNIO NA QUÍMICOS BÁSICOS NO BURACO DE OZÔNIO NA
ANTÁRTICAANTÁRTICA
LIBERAÇÃO DE CLOROLIBERAÇÃO DE CLORO
fraca
Cl OOClforte
Cl ONO2+HCl gelo
Cl2(gas)+HNO3 (gelo)
Cl2(gas) luz solar Cl + Cl
2(Cl+O3) 2Cl O+ 2O2
CICLO CATALÍTICOCICLO CATALÍTICO
2Cl OCl OOCl luz solar 2Cl +
2 (Cl+O3) 2(Cl O+O2)
2O3 3O2
SS
de Prinn and Hartley, 1992
Ar isolado frioAr isolado frio10 – 50km
Nuvens stratosféricaspolares (gelo)
(T? 190ºk)
45 – 75º S
?? ?? 5050--70m seg70m seg--11
REDEMOINHO CIRCUMPOLAR (JATO)REDEMOINHO CIRCUMPOLAR (JATO)
Substitutos (sem átomo de cloro) sendo testados Substitutos (sem átomo de cloro) sendo testados toxicologicamentetoxicologicamente pelo pelo PAFF*PAFF* para refrigeraçãopara refrigeração
SubstitutoSubstituto
Nome genéricoNome genérico FórmulaFórmula
HFC – 134 a** CF3CFH2
HFC – 125 CH2FCF3
HFC – 32 CH2F2
* Program for Alternative Fluorcarbon Toxicity Testing
(Consórcio Internacional de Produtores de Fluorcarbonos)
Desvantagem dos Halocarbonos Alternativos:
Absorvem radiação IR ? Contribuição para o efeito estufa
A producão de CFCs 11, 12 e 113 foi reduzida em 40% no período de 1988-92. Entretanto a concentração de CFCs na atmosfera continuará significante durante o próximo século vida longa associada a esses componentes.
**Conhecido como gás refrigerante r-134, usado na “geladeira verde” americana
Plano de Eliminação do Consumo das Substâncias Destruidoras de Ozônio (SDO)
Protocolo de Montreal x Resolução 267/00
Substância (SDO) Cronograma de Cronograma de Eliminação Eliminação(Res. 267/00) do Protocolo
CFC-11 Até conclusão dos 50% - 2005projetos de substituição 100% - 2010
nos usos essenciaisCFC-12 15% - 2001; 50% - 2005
30% - 2002; 100% - 201055% - 2003;75% - 2004;85% - 2005;95% - 2006;
100% -2007CFC-113, 100% - 2001 20% - 2003114 e 115
Halon 1301 100% - 2001, exceto 50% - 2005usos essenciais
Tetracloreto de 100% - 2001 85% - 2005Carbono
Metil Clorofórmio 100% - 2001 30% - 2003Brometo Ver próxima tabela Cong. – 2002;de Metila 20% - 2005;
100% - 2015
Fonte: PROZON – MMA
Prazos de eliminação do Brometo de Metila
CULTIVOS / USOS PRAZO
Fumo 31/12/04
Sementeiras de hortaliças, 31/12/06flores e formicida
Tratamento quarentenário 31/12/15e fitossanitário para fins deimportação e exportação das culturas autorizadas,
e das embalagens de madeira
Fonte: Instrução Normativa Conjunta Nº 1 IBAMA, ANVISA e Ministério da Agricultura,Pecuária e Abastecimento de setembro/ 2002
COMO AJUDAR A RESOLVER O PROBLEMA ESTRATOSFÉRICO DA DIMINUIÇÃO DO OZÔNIO ?
? DAR MANUTENÇÃO REGULAR A APARELHOS DE AR CONDICIONADO PARA DETECTAR QUALQUER
VAZAMENTO DE CFC.
? SE VOCE ADQUIRIR UM CARRO NOVO COM AR CONDICIONADO CERTIFIQUE-SE DE QUE ELE
NÃO USA CFC .
? SE VOCE ADQUIRIR UM NOVO REFRIGERADOR CERTIFIQUE-SE DE QUE ELE USA HÉLIO E NÃO
CFC COMO REFRIGERANTE.? LIMITE SEU USO DE PRATOS, COPOS, ETC. DE
ISOPOR.
? ADQUIRA EXTINTORES DE INCÊNDIO CASEIROS DO TIPO “QUIMICAMENTE SECO” E NÃO COM
HALOCARBONOS.
? LEIA RÓTULOS DOS PRODUTOS DE LIMPEZA (COMPONENTES ELETRÔNICOS, LIMPEZA À
SECO, ETC.), PRODUTOS EM “SPRAYS” DE MODO GERAL, PARA EVITAR ADQUIRIR PRODUTOS
CONTENDO CFC , TETRACLORETO DE CARBONO, OU METIL CLOROFÓRMIO (tricloetano).
? SE PRECISAR DE ISOLANTES EVITE USAR ESPUMAS DE POLIESTIRENO (USE FIBRA DE
VIDRO OU CELULOSE).