Poluentes do Ar: Tipos, Fontes, Efeitos e Controle de Poluentes do Ar
Leia este artigo para aprender sobre os tipos, fontes, efeitos e controle da poluição do ar!
A poluição do ar é uma alteração nas características físicas, químicas e biológicas do ar que causa efeitos adversos em seres humanos e outros organismos. O resultado final é uma mudança no ambiente natural e / ou ecossistema.
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As substâncias responsáveis pela poluição do ar são chamadas de poluição do ar. Estes poluentes atmosféricos podem ser naturais (por exemplo, incêndios florestais) ou sintéticos (produzidos pelo homem); eles podem estar na forma de gás, líquido ou sólido.
1. Tipos de Poluentes Atmosféricos:
Um poluente do ar é conhecido como uma substância no ar que pode causar danos aos seres humanos e ao meio ambiente. Os poluentes podem estar na forma de partículas sólidas, gotículas líquidas ou gases. Além disso, eles podem ser naturais ou artificiais. Os poluentes podem ser classificados como primários ou secundários. Normalmente, os poluentes primários são substâncias diretamente emitidas por um processo, como as cinzas de uma erupção vulcânica, o gás monóxido de carbono de um escapamento de um veículo motorizado ou o dióxido de enxofre liberado das fábricas.
Poluentes secundários não são emitidos diretamente. Em vez disso, eles se formam no ar quando os poluentes primários reagem ou interagem. Um exemplo importante de um poluente secundário é o ozono ao nível do solo - um dos muitos poluentes secundários que compõem a poluição atmosférica fotoquímica.
Os principais poluentes primários produzidos pela atividade humana incluem:
Eu. Óxidos de enxofre (SO x ):
O SO 2 é produzido por vulcões e em vários processos industriais. Como o carvão e o petróleo geralmente contêm compostos de enxofre, sua combustão gera dióxido de enxofre. Oxidação adicional de SO2, usualmente na presença de um catalisador tal como NO2, forma H2SO4, e assim chuva ácida. Esse é um dos motivos de preocupação com o impacto ambiental do uso desses combustíveis como fontes de energia.
ii. Óxidos de nitrogênio (NO x ):
Especialmente o dióxido de nitrogênio é emitido pela combustão a alta temperatura. O dióxido de nitrogênio é o composto químico com a fórmula N0 2 . É responsável pelo smog fotoquímico, chuva ácida etc.
iii. Monóxido de carbono:
É um gás incolor, inodoro, não irritante, mas muito venenoso. É um produto pela combustão incompleta de combustível, como gás natural, carvão ou madeira. O escape veicular é uma importante fonte de monóxido de carbono.
iv. Dióxido de carbono (CO 2 ):
Um gás de efeito estufa emitido pela combustão, mas também é um gás vital para os organismos vivos. É um gás natural na atmosfera.
v. Compostos orgânicos voláteis:
Os COVs são um importante poluente do ar externo. Neste campo, eles são freqüentemente divididos em categorias separadas de metano (CH 4 ) e não-metano (NMVOCs). O metano é um gás de efeito estufa extremamente eficiente, que contribui para o aumento do aquecimento global.
Outros COVs de hidrocarbonetos também são gases de efeito estufa significativos por seu papel na criação de ozônio e em prolongar a vida útil do metano na atmosfera, embora o efeito varie dependendo da qualidade do ar local. Dentro dos NMVOCs, os compostos aromáticos benzeno, tolueno e xileno são suspeitos de carcinógenos e podem levar a leucemia através de exposição prolongada. 1, 3-butadieno é outro composto perigoso que é frequentemente associado a usos industriais.
vi. Assunto particular:
Partículas, alternativamente referidas como material particulado (PM) ou partículas finas, são minúsculas partículas de sólido ou líquido suspensas em um gás. Em contraste, o aerossol refere-se a partículas e ao gás em conjunto. Fontes de material particulado podem ser artificiais ou naturais.
Algumas partículas ocorrem naturalmente, originárias de vulcões, tempestades de poeira, incêndios florestais e pastagens, vegetação viva e maresia. Atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis em veículos, usinas de energia e vários processos industriais, também geram quantidades significativas de aerossóis.
Em média, os aerossóis antropogênicos - aqueles feitos por atividades humanas - atualmente representam cerca de 10% da quantidade total de aerossóis em nossa atmosfera. Níveis aumentados de partículas finas no ar estão ligados a riscos à saúde, como doenças cardíacas, função pulmonar alterada e câncer de pulmão.
vii. Os radicais livres persistentes - ligados a partículas finas no ar podem causar doenças cardiopulmonares.
viii. Metais tóxicos - como chumbo, cádmio e cobre.
ix. Clorofluorcarbonetos (CFCs) - nocivos à camada de ozônio emitidos por produtos atualmente proibidos de uso.
x. Amoníaco (NH 3 ) - emitido a partir de processos agrícolas. A amônia é um composto com a fórmula NH 3 . É normalmente encontrado como um gás com um odor característico pungente. A amônia contribui significativamente para as necessidades nutricionais dos organismos terrestres, servindo como precursora de alimentos e fertilizantes. A amônia, direta ou indiretamente, também é um alicerce para a síntese de muitos produtos farmacêuticos. Embora em uso amplo, a amônia é cáustica e perigosa.
XI. Odores - como lixo, esgoto e processos industriais
xii. Poluentes radioativos - produzidos por explosões nucleares, explosivos de guerra e processos naturais, como o decaimento radioativo do radônio.
Poluentes secundários incluem:
Eu. Material particulado formado a partir de poluentes primários e compostos gasosos na poluição atmosférica fotoquímica. Smog é um tipo de poluição do ar; a palavra "smog" é uma junção de fumaça e neblina. O smog clássico resulta de grandes quantidades de carvão queimando em uma área causada por uma mistura de fumaça e dióxido de enxofre. O smog moderno geralmente não vem do carvão, mas de emissões veiculares e industriais que são ativadas na atmosfera pela luz do sol para formar poluentes secundários que também se combinam com as emissões primárias para formar o smog fotoquímico.
ii. Ozônio ao nível do solo (O 3 ) formado a partir de NO x e VOCs. O ozônio (O 3 ) é um componente-chave da troposfera (também é um constituinte importante de certas regiões da estratosfera, comumente conhecida como camada de ozônio). Reações fotoquímicas e químicas que o envolvem conduzem muitos dos processos químicos que ocorrem na atmosfera de dia e de noite. Em concentrações anormalmente altas provocadas por atividades humanas (principalmente a combustão de combustível fóssil), é um poluente e um constituinte do smog.
iii. Nitrato de peroxiacetil (PAN) - formado de forma semelhante a NO x e VOCs.
2. Fontes de Poluição Atmosférica:
Fontes de poluição do ar referem-se a vários locais, atividades ou fatores responsáveis pela liberação de poluentes na atmosfera. Essas fontes podem ser classificadas em duas categorias principais:
Fontes antropogênicas (atividade humana) relacionadas principalmente à queima de diferentes tipos de combustível:
Eu. “Fontes Estacionárias” incluem chaminés de usinas de energia, fábricas (fábricas) e incineradores de resíduos, bem como fornos e outros tipos de dispositivos de aquecimento que queimam combustível.
ii. “Fontes móveis” incluem veículos motorizados, embarcações marítimas, aeronaves e o efeito do som, etc.
iii. Substâncias químicas, poeira e práticas de queima controlada na agricultura e manejo florestal. A queima controlada ou prescrita é uma técnica por vezes utilizada no manejo florestal, agricultura, restauração de pradarias ou redução de gases de efeito estufa. O fogo é uma parte natural da ecologia da floresta e das pastagens e o fogo controlado pode ser uma ferramenta para os silvicultores. A queima controlada estimula a germinação de algumas árvores florestais desejáveis, renovando assim a floresta.
iv. Vapores de tinta, spray de cabelo, verniz, sprays de aerossol e outros solventes.
v. Deposição de resíduos em aterros, que geram metano. O metano não é tóxico; no entanto, é altamente inflamável e pode formar misturas explosivas com o ar. O metano também é um asfixiante e pode deslocar o oxigênio em um espaço fechado. Asfixia ou sufocação podem ocorrer se a concentração de oxigênio for reduzida para abaixo de 19, 5% por deslocamento.
v. Militares, como armas nucleares, gases tóxicos, germes e foguetes.
Fontes naturais:
Eu. Poeira de fontes naturais, geralmente grandes áreas de terra com pouca ou nenhuma vegetação.
ii. Metano, emitido pela digestão de alimentos por animais, por exemplo gado.
iii. O gás do rádon da deterioração radioativa dentro da crosta da Terra. O radônio é um gás nobre radioativo incolor, inodoro e de ocorrência natural que é formado pela decomposição do rádio. Considera-se que é um perigo para a saúde. O gás de rádon de fontes naturais pode se acumular nos edifícios, especialmente em áreas confinadas, como o porão, e é a segunda causa mais freqüente de câncer de pulmão, após o consumo de cigarros.
iv. Fumo e monóxido de carbono de incêndios florestais.
v. Atividade vulcânica, que produz particulados de enxofre, cloro e cinzas.
3. Efeitos dos poluentes atmosféricos:
Existem vários efeitos nocivos dos poluentes do ar:
Eu. Monóxido de carbono (fonte - escape de automóveis, reações fotoquímicas na atmosfera, oxidação biológica por organismos marinhos, etc) - Afeta a atividade respiratória, pois a hemoglobina tem mais afinidade pelo CO do que pelo oxigênio. Assim, o CO combina-se com HB e, assim, reduz a capacidade de transporte de oxigênio do sangue. Isso resulta em visão turva, dor de cabeça, inconsciência e morte devido a asfixia (falta de oxigênio).
ii. Dióxido de carbono (fonte - A queima de combustíveis fósseis por carbono, o esgotamento das florestas (que removem o excesso de dióxido de carbono e ajudam a manter a relação oxigênio-dióxido de carbono) - causam o aquecimento global.
iii. Dióxido de enxofre (fonte - Indústrias, queima de combustíveis fósseis, incêndios florestais, usinas de geração elétrica, instalações de fundição, caldeiras industriais, refinarias de petróleo e erupções vulcânicas) - Problemas respiratórios, dor de cabeça severa, produtividade reduzida de plantas, amarelamento e tempo de armazenamento reduzido para papel, amarelamento e danos ao calcário e mármore, danos ao couro, aumento da taxa de corrosão de ferro, aço, zinco e alumínio.
iv. Compostos aromáticos polinucleares de hidrocarbonetos (PAC) e hidrocarbonetos aromáticos polinucleares (PAH) (fonte - escape de automóveis e indústrias, vazamento de tanques de combustível, lixiviação de locais de despejo de resíduos tóxicos e alcatrão de carvão de alguns tubos de abastecimento de água) - Carcinogênico causar leucemia).
v. Clorofluorocarbonos (CFCs) (fonte - refrigeradores, condicionadores de ar, creme de barbear, latas de spray e solventes de limpeza) - Destrua a camada de ozônio, que permite que os raios UV prejudiciais entrem na atmosfera. A camada de ozônio protege a terra dos raios ultravioletas enviados pelo sol. Se a camada de ozônio é esgotada pela ação humana, os efeitos no planeta podem ser catastróficos.
vi. Óxidos de Nitrogênio (fonte - escapamentos de automóveis, queima de combustíveis fósseis, incêndios florestais, usinas de geração elétrica, instalações de fundição, caldeiras industriais, refinarias de petróleo e erupções vulcânicas) - Formas de smog fotoquímico, em altas concentrações causam danos às folhas ou afetam as atividades fotossintéticas das plantas e causa problemas respiratórios em mamíferos.
vii. Substâncias particuladas Halogenetos de chumbo (poluição pelo chumbo) (fonte - Combustão de produtos com gasolina com chumbo) - Efeito tóxico no homem.
viii. Partículas de amianto (fonte de atividades de mineração) - Asbestose - uma doença cancerígena dos pulmões.
ix. Dióxido de silício (fonte - corte de pedras, cerâmica, fabricação de vidro e indústrias de cimento) - Silicose, uma doença cancerígena.
x. Mercúrio (fonte de combustão de combustíveis fósseis e plantas) - danos nos rins e no cérebro.
Os poluentes do ar afetam as plantas entrando através dos estômatos (poros foliares através dos quais os gases se difundem), destroem a clorofila e afetam a fotossíntese. Durante o dia os estômatos estão abertos para facilitar a fotossíntese. Os poluentes do ar durante o dia afetam as plantas, entrando na folha através desses estômatos mais do que a noite.
Poluentes também corroem o revestimento de cera das folhas chamado cutícula. A cutícula evita a perda excessiva de água e danos causados por doenças, pragas, secas e geadas. Danos à estrutura foliar causam necrose (áreas mortas das folhas), clorose (perda ou redução de clorofila que causa amarelecimento das folhas) ou epinastia (ondulação descendente das folhas) e abscisão (queda das folhas).
Partículas depositadas nas folhas podem formar incrustações e entupir os estômatos e também reduzir a disponibilidade de luz solar. O dano pode resultar em morte da planta. O02 causa branqueamento das folhas, clorose, lesão e necrose das folhas. N02 resulta em abscesso aumentado e crescimento suprimido. O3 provoca manchas na superfície da folha, envelhecimento prematuro, necrose e branqueamento.
O nitrato de peroxiacetil (PAN) causa prateação da superfície inferior das folhas, danos às folhas jovens e mais sensíveis e crescimento suprimido. Os fluoretos causam necrose da ponta da folha, enquanto o etileno resulta em epine- tina, abscisão foliar e queda de flores.
4. Controle da Poluição do Ar:
Os itens a seguir são comumente usados como dispositivos de controle de poluição pela indústria ou por dispositivos de transporte. Eles podem destruir os contaminantes ou removê-los de um fluxo de escape antes de serem emitidos para a atmosfera.
Eu. Controle Particulado:
Coletores mecânicos (ciclones de poeira, multiciclones) - A separação ciclônica é um método de remoção de partículas de uma corrente de ar, gás ou água, sem o uso de filtros, através da separação por vórtice. Efeitos de rotação e gravidade são usados para separar misturas de sólidos e fluidos.
Um fluxo rotativo (de ar) de alta velocidade é estabelecido dentro de um recipiente cilíndrico ou cônico chamado ciclone. O ar flui em um padrão espiral, começando no topo (extremidade larga) do ciclone e terminando na extremidade inferior (estreita) antes de sair do ciclone em um fluxo direto através do centro do ciclone e para fora do topo.
Partículas maiores (mais densas) no fluxo rotativo têm muita inércia para seguir a curva apertada do fluxo e atingir a parede externa, caindo então para o fundo do ciclone, onde podem ser removidas.
Em um sistema cônico, à medida que o fluxo rotativo se move em direção à extremidade estreita do ciclone, o raio de rotação da corrente é reduzido, separando partículas menores e menores. A geometria do ciclone, juntamente com a taxa de fluxo, define o ponto de corte do ciclone. Este é o tamanho da partícula que será removida do fluxo com 50% de eficiência. Partículas maiores que o ponto de corte serão removidas com maior eficiência e partículas menores com menor eficiência.
ii. Precipitadores Eletrostáticos:
Um precipitador eletrostático (ESP) ou purificador de ar eletrostático é um dispositivo de coleta de partículas que remove partículas de um gás que flui (como o ar) usando a força de uma carga eletrostática induzida. Os precipitadores eletrostáticos são dispositivos de filtração altamente eficientes que dificultam minimamente o fluxo de gases através do dispositivo e podem remover facilmente partículas finas como poeira e fumaça do fluxo de ar.
Em contraste com lavadores úmidos que aplicam energia diretamente ao fluido fluido, uma ESP aplica energia apenas ao material particulado que está sendo coletado e, portanto, é muito eficiente em seu consumo de energia (na forma de eletricidade).
iii. Purificadores de Partículas:
O termo depurador úmido descreve uma variedade de dispositivos que removem poluentes de um gás de combustão do forno ou de outros fluxos de gás. Em um lavador úmido, a corrente de gás poluído entra em contato com o líquido de lavagem, pulverizando-o com o líquido, forçando-o através de uma poça de líquido, ou por algum outro método de contato, para remover os poluentes.
O projeto de lavadores úmidos ou qualquer dispositivo de controle de poluição do ar depende das condições do processo industrial e da natureza dos poluentes atmosféricos envolvidos. As características do gás de entrada e as propriedades do pó (se houver partículas) são de importância primária.
Os purificadores podem ser projetados para coletar material particulado e / ou poluentes gasosos. Purificadores úmidos removem partículas de poeira, capturando-as em gotículas líquidas. Purificadores úmidos removem gases poluentes dissolvendo-os ou absorvendo-os no líquido.
Quaisquer gotículas que estejam no gás de entrada do depurador devem ser separadas da corrente de gás de saída por meio de outro dispositivo chamado eliminador de névoa ou separador de arraste (esses termos são intercambiáveis). Além disso, o líquido de lavagem resultante deve ser tratado antes de qualquer descarga final ou ser reutilizado na fábrica:
Eu. A poluição veicular pode ser verificada pela regularização dos motores; substituição de veículos antigos mais poluentes; instalar catalisadores; por modificação do motor para ter misturas eficientes (lentas) para reduzir as emissões de CO e hidrocarbonetos; e queima lenta e mais fria de combustíveis para reduzir a emissão de NOx.
ii. Usando carvão com baixo teor de enxofre nas indústrias.
iii. Minimizar / modificar atividades que causam poluição, por exemplo, transporte e produção de energia.
