Aula-1-introdução-à-química-ambiental_1s-2013.pdf
This document was uploaded by user and they confirmed that they have the permission to share it. If you are author or own the copyright of this book, please report to us by using this DMCA report form. Report DMCA
Overview
Download & View Aula-1-introdução-à-química-ambiental_1s-2013.pdf as PDF for free.
More details
- Words: 2,373
- Pages: 32
QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL 1º período de 2013
Aula 1: Introdução à Química Ambiental
Prof. Rafael Sousa Departamento de Química – UFJF www.ufjf.br/baccan
INTRODUÇÃO QUÍMICA AMBIENTAL é uma ciência multidisciplinar por envolver não só as áreas básicas da Química como também a Biologia, a Geologia, a Ecologia e a Engenharia Sanitária
Estuda processos químicos que ocorrem no meio ambiente
Esses processos podem causar mudanças: naturais ou antropológicas (causadas pelo homem)
Podem (em alguns casos) trazer sérios danos à população
Atualmente, há uma grande preocupação em entender a química do meio ambiente, com o objetivo de melhorar a qualidade de vida em nosso planeta
INTRODUÇÃO ... A QUÍMICA AMBIENTAL COMO CIÊNCIA MULTIDISCIPLINAR
Sugere as “práticas sustentáveis” Diminuição da poluição e/ou os impactos negativos das atividades humanas Engenharias Química Sanitária
Ciências exatas Química de materiais Química analítica
Monitorar – Controlar – Remediar a poluição Química Papel fundamental Oportunidades
INTRODUÇÃO ... A QUÍMICA AMBIENTAL E O CONTEXTO SÓCIO-ECONÔMICO
Poluição
Qualidade de vida
Industrialização
Desafio da química ambiental como ciência multidisciplinar INDUSTRIALIZAÇÃO
QUALIDADE DE VIDA
Conhecer os problemas Realizar ações: p. ex: Reavaliar fontes e usos de energia ...
INTRODUÇÃO ... A QUÍMICA AMBIENTAL E O CONTEXTO SÓCIOSÓCIO-ECONÔMICO
Ilustrando o cenário atual para Minas Gerais Dados do 25º Balanço energético da Cemig* MAIOR PARTE DA ENERGIA CONSUMIDA: cadeia do petróleo, petróleo gás e derivados (33,9% do consumo) SETORES QUE CONSOMEM ENERGIA: - indústria (58,8%) - setor de transportes (22,7%) - residências (11,3%) - setor comercial e público (2,4%) - outros (2,3%)
(*) Dados referentes ao ano de 2009 MAPA:: http://turismo.culturamix.com/servicos/mapa MAPA http://turismo.culturamix.com/servicos/mapa--googlegoogle-minasminas-gerais, gerais, acessado em 2121-03 03--2013.
HISTÓRICO DA QUÍMICA AMBIENTAL A “química do meio ambiente” é uma área do conhecimento na verdade antiga
1- Existem documentos que datam do século XVII - Preocupação com a devastação do meio ambiente em regiões do Reino Unido próximas de onde se fazia a extração de carvão
- Artigo (Nature (Nature 1872): análise minuciosa da qualidade do ar nas cidades inglesas de Londres e Manchester
Perigo das altas concentrações de SO2 observadas naquelas atmosferas urbanas
HISTÓRICO DA QUÍMICA AMBIENTAL ... 2- Discussões científicas que datam da década de 60 “A Terra passou a ser considerada como um organismo vivo e único” Danos ao ambiente (homem) puderam ser contabilizados: -
Uso indiscriminado de pesticidas colocando em risco a saúde devido à contaminação de alimentos e da água
- Descarte inadequado de lixo urbano e industrial
Os primeiros PCBs foram identificados pela 1ª vez em 1966 !
- O ar estava se tornando irrespirável nos grandes centros Modelo econômico tratava o nosso planeta finito e limitado como se fosse algo infinitamente rico e capaz de prover recursos ilimitados a uma população que crescia “assustadoramente”
HISTÓRICO DA QUÍMICA AMBIENTAL ... 3- Na década de 70 surgem alguns “resultados” Legislações ambientais Cada vez mais restritivas (preocupação com o destino dos compostos químicos no meio ambiente) Avaliação de riscos ambientais Preocupação com o risco de exposição a novas moléculas produzidas pelo homem, de cuja toxicidade pouco se sabia 4- A partir da década de 80 A questão ambiental passa a ser um tema de discussão em todos os segmentos da sociedade
HISTÓRICO DA QUÍMICA AMBIENTAL ... A questão ambiental passa a ser um tema de discussão em todos os segmentos da sociedade Exemplos importantes: importantes: - Eco Eco--92 (Rio de Janeiro) - Rio +10 (África do Sul) - Protocolo de Kyoto (Japão) - Rio +20 (Rio de Janeiro) Políticas sócio-econômicas Práticas “sustentáveis” - Reaproveitamento da água - Menor utilização de materiais (papel, madeira, ...) Coleta do lixo reciclável ...
HISTÓRICO DA QUÍMICA AMBIENTAL ... Tem havido uma disseminação de um sentimento que associa a química com o impactante, o nocivo, (preconceito com o “sintético”) Mas a expectativa de vida do brasileiro está aumentando Avanços da química na área de saneamento ambiental ambiental,, processos de desinfecção de água, aumento e diversificação da produtividade agrícola (insumos químicos) bioquímica, que servem como base da medicina Avanços na bioquímica, preventiva, desenvolvendo vacinas e novas drogas que aumentam a preventiva, nossa longevidade
Dentro de um assunto tão complexo, inúmeras perguntas ainda estão sem respostas Ainda não conhecemos com exatidão a magnitude do efeito estufa e todas as suas consequências OPORTUNIDADES...
Toxicidade ou poder mutagênico de todas as novas moléculas que são produzidas
CONCEITOS DE QUÍMICA AMBIENTAL
Meio-ambiente Biosfera Poluição Poluente
CONCEITOS DE QUÍMICA AMBIENTAL... MEIO AMBIENTE Conjunto de condições que afetam a existência, desenvolvimento e bemestar dos seres vivos Não se trata apenas de um lugar no espaço espaço, mas de todas as condições físicas, químicas e biológicas que favorecem ou desfavorecem o desenvolvimento
BIOSFERA Conjunto de todas as partes da Terra onde é possível, pelo menos a algumas espécies de organismos, viver permanentemente, alimentar-se e reproduzir-se
CONCEITOS DE QUÍMICA AMBIENTAL ... A BIOSFERA é o conjunto de todos os ecossistemas do planeta integra os diferentes ambientes aonde os seres vivos habitam
Hidrosfera
Atmosfera
BIOSFERA Ambiente líquido (oceanos, lagos, rios) Litosfera Camada superficial, sólida, da Terra, composta de rochas e solo
Camada de ar que envolve a Terra
CONCEITOS DE QUÍMICA AMBIENTAL ... POLUIÇÃO: Qualquer substância que possa tornar o ambiente impróprio, impróprio nocivo ou ofensivo à saúde, inconveniente ao bem estar público, danoso aos materiais, à fauna, à flora ou prejudicial à segurança, ao uso e às atividades normais da comunidade
Não se restringe somente à ocorrência de doenças no homem Qualquer alteração de um ambiente (ar, água, solo) que resulte em prejuízos aos organismos vivos ou prejudique um uso previamente definido para ele
POLUENTE Qualquer substância causadora de poluição
CONCEITOS DE QUÍMICA AMBIENTAL ... A POLUIÇÃO interfere nos CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Processos físico-químicos responsáveis pelo equilíbrio entre os diferentes ambientes que compõem a biosfera
Ciclo do carbono Ciclo do nitrogênio
Ciclos biogeoquímicos Ciclo do oxigênio
Ciclo do enxofre
CONCEITOS DE QUÍMICA AMBIENTAL ... OS EFEITOS NOCIVOS DA POLUIÇÃO podem ser diretos ou indiretos
Podem ocorrer até mesmo de médio a longo prazo “Embora a maior parte de nossa exposição a essas substâncias seja decorrente de sua presença na água – ou do consumo do peixe que vive nessa água – veremos que seu transporte aéreo e sua deposição final no solo são considerações vitais para o entendimento de seu papel na poluição. ” CONSIDERAR: - Cadeias alimentares - Interação entre diferentes ecossistemas
CONCEITOS DE QUÍMICA AMBIENTAL ... OS POLUENTES MAIS COMUNS Classes:: Classes Compostos orgânicos voláteis (VOC) (VOC):: São hidrocarbonetos e derivados de “fácil” volatilização, como: - benzeno, tolueno, etil-benzenos e xilenos (BTEX) - sulfetos orgânicos (mal cheirosos) - compostos halogenados Compostos halogenados: halogenados: - dibenzo-p-dioxinas policloradas - dibenzofuranos
Fontes primárias: Processos de combustão (incineração de lixo e de resíduos industriais). Ex: 2,3,7,8-tetraclorodibenzodioxina (mais tóxico)
- bifenilas policloradas e terpenilas (PCB PCB)
Fontes: componentes de isolantes elétricos e retardantes de chama
OS POLUENTES MAIS COMUNS Classes:: Classes Compostos orgânicos voláteis (VOC) Compostos halogenados: halogenados: - dibenzo-p-dioxinas policloradas - dibenzofuranos - bifenilas policloradas e terpenilas - naftalenos, bifenilaspolibromadas - organoclorados como: - trialometanos (THM) Presentes em água de abastecimento (resultado da desinfecção com cloro). - pesticidas (piretrinas e piretróides - permetrina e cipermetrina) Compostos muito tóxicos para peixes
OS POLUENTES MAIS COMUNS Classes:: Classes Compostos orgânicos voláteis (VOC) Compostos halogenados Pesticidas Pesticidas:: Substâncias capazes de “matar” organismos (insetos, plantas e fungos) ou que interferem no seu processo reprodutivo “ ... Desde a sua introdução, os pesticidas sintéticos constituem um problema, devido ao seu impacto potencial sobre a saúde humana em virtude da ingestão de alimentos contaminados com esses produtos... ” Diferentes tipos: - Organoclorados (toxofeno proibido), ciclodienos - Organofosforados (paration, malation, etc) - Carbamatos (carbofurano, carbaril, etc) - “Inorgânicos” (contêm elementos como As, As Ba Ba, Cd Cd, Cu Cu, Fe Fe, Hg Hg, Pb, Se, Se Tl e Zn Zn) maioria tóxica (metais “pesados”: (As), Cd, Hg, Pb)
OS POLUENTES MAIS COMUNS Classes:: Classes Compostos orgânicos voláteis (VOC) Compostos halogenados Pesticidas Metais “pesados”: “pesados” (As), Cd, Hg, Pb Devem ser monitorados em alimentos devido a sua elevada toxicidade: - Resolução Mercosul, GMC N0 102, de 1994 - Regulamento da Comunidade Européia (CE), N0 333, de 28 de março de 2007
O termo é tecnicamente NÃO RECOMENDADO, sendo usado como sinônimo para os elementos metálicos que são tóxicos: - Não essenciais As, Ba, Cd, Hg e Pb - Micronutrientes (essenciais ao nível de traços) Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Se e Zn
FONTES: agroindústria, mineração, siderúrgicas, indústrias de baterias, de galvanoplastia ... Foto: “Afloramento” de Hg no solo do município de Descoberto (Zona da Mata)
OS POLUENTES MAIS COMUNS Classes:: Classes Compostos orgânicos voláteis (VOC) Compostos halogenados Pesticidas Metais “pesados” Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAH) (PAH):: Hidrocarbonetos que contêm dois ou mais anéis aromáticos conectados por um par de átomos de carbono Exceto o naftaleno, são obtidos indiretamente na queima de materiais orgânicos e sintéticos (produtos industrializados) Origem natural ou antropogênica Dezesseis destes compostos fazem parte de uma lista da EPA (“Poluentes prioritários”) que enumera os poluentes mais relevantes
OS POLUENTES MAIS COMUNS CLASSES (espécies orgânicas, inorgânicas e organometálicos) ESPÉCIES INORGÂNICAS Íons que ocorrem naturalmente no ambiente (águas) podem ter sua concentração aumentada pelas atividades antrópicas: CN-, Cl-, Ca2+, Mg2+, PO43-, NH4+, NO3-, NO2-, H+, S2-, demais íons metálicos
SABER como determinádeterminá-los ! Várias possibilidades Técnicas instrumentais devem ser preferidas ...
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL Fornecer informações químicas sobre estudos ambientais ou relacionadas ao monitoramento de espécies de interesse em um determinado meio Infinidade de termos técnicos e abreviaturas ! Alguns exemplos: exemplos: Campanha de amostragem DBP-- produtos de desinfecção DBP Georeferenciamento MHT – tempo máximo de estocagem para uma amostra OCP – pesticidas organoclorados OPN – pesticidas organonitrogenados OPP – pesticidas organofosdorados PHA PBB – bifenilas polibromadas
PBDE – difenileterespolibromados PCA – alcanos policlorados PCB PCDD – dibenzo-p-dioxinas policloradas PCDF – dibenzofuranos policlorados PCN – naftalenos policlorados POP – poluentes orgânicos persistentes PCT – polychlorinated terphenyls VOC
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ... ESTÁ NO MONITORAMENTO OU EM ESTUDOS AMBIENTAIS
O ideal é utilizar métodos que permitam fazer a determinação química diretamente no ambiente (in situ) e em tempo real
A medida é feita e o resultado prontamente conhecido
Poucas são as medidas que podem ser feitas dessa forma: (como é a media de pH da água de um rio, por exemplo)
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ... Portabilidade de equipamentos – característica importante e desejável Figura 1 – Sonda multiparâmetro para leitura simultânea de parâmetros (por exemplo, pH pH, oxigênio dissolvido, dissolvido condutividade elétrica, elétrica temperatura, temperatura turbidez) que medem a qualidade de turbidez águas superficiais em rios, lagoas, represas e de águas subterrâneas.
Métodos eletroquímicos mostram-se adequados Preparo de amostra (geralmente) requerido é uma desvantagem
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ... Portabilidade de equipamentos – característica importante e desejável
Figura 2 – Equipamento de fluorescência de raios-x (FRX) portátil** para determinação simultânea de elementos químicos (principalmente metais) em amostras sólidas.
Determinações inorgânicas (resíduos sólidos) Detectabilidade da FRX: mg kg-1 – mg g-1 (dependo do elemento e condições instrumentais)
(*) FONTE: FONTE: http://www.anacomci.com.br/produtos.php?pagina=produtos&produto=66 http://www.anacomci.com.br/produtos.php?pagina=produtos&produto=66,, acessada 0505-05 05--13.
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ...
Portabilidade de equipamentos – princípio da técnica de FRX Elétron ejetado
Raios-X
Emissão de raios-x
Vacância
A
B
(A) Efeito Fotoelétrico; (B) Emissão de Raios-X característicos provenientes de transições eletrônicas subseqüentes ** Este slide foi retirado do material didático da disciplina QP812, preparado pela Prfa.. Dra. Maria Izabel M. Silveira (IQPrfa (IQ- UNICAMP)
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ...
Portabilidade de equipamentos – característica importante e desejável Figura 3 – Equipamento de LIBS** – laser induced breakdown spectroscopy (espectroscopia de emissão óptica induzida por laser) portátil** para determinação simultânea de elementos químicos (principalmente metais) em amostras sólidas.
Determinações inorgânicas em amostras sólidas (materiais “líquidos” (úmidos)) Detectabilidade comparável à FRX Facilidade para trabalhos de prospecção ambiental Protótipo do “Los Alamos National Laboratory”. Laboratory”. (*) FONTE FONTE:: http://www.anacomci.com.br/produtos.php?pagina=produtos&produto=10 , acessado em 0505-05 05--13.
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ... Portabilidade de equipamentos – característica importante e desejável
Figura 4 – Cromatógrafo portátil** sendo utilizado para medidas de VOCs pela CETESB.
“CROMATOGRAFIA GASOSA” TÉCNICA MUITO IMPORTANTE EM QAA Alguns fabricante s de cromatógrafos portáteis: Agilent Tecnologies, Tecnologies, Eletronic Sensor Tecnology, Tecnology, O. I. Analytical Analytical,, Torion Tecnologies, Tecnologies, Photovac Inc. ... (*) FONTE: http://www.cetesb.sp.gov.br/gerenciamento--de http://www.cetesb.sp.gov.br/gerenciamento de--riscos/emergenciasriscos/emergencias-quimicas/84quimicas/84-cromatografocromatografo-a-gasgas-portatil, acessado 0505-05 05--13.
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ... Portabilidade de equipamentos – característica importante e desejável “CROMATOGRAFIA GASOSA” TÉCNICA MUITO IMPORTANTE EM QAA Alguns fabricante s de cromatógrafos portáteis: Agilent Tecnologies Tecnologies,, Bruker, Bruker, Eletronic Sensor Tecnology Tecnology,, Inficon Inficon,, O. I. Analytical Analytical,, Torion Tecnologies, Tecnologies, Photovac Inc. ... Cromatógrafos portáteis apresentam algumas desvantagens: Precisão inferior, limitações técnicas (capacidade do reservatório de gases e o dispositivo de bateria)
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ... Portabilidade de equipamentos Característica importante e desejável A maioria das análises não pode ser feita em campo ... Muitos analitos precisam sofrer transformações químicas e passar por métodos de purificação para tornar possível a sua determinação
SE a técnica analítica não consegue medir o analito por estar ele em concentração muito baixa na matriz Pré-concentração do analito Uso de técnicas mais sensíveis (geralmente não portáteis)
AMOSTRAGEM ADEQUADA A condição fundamental de uma amostra é que ela deve retratar o mais próximo possível o meio do qual ela foi retirada
Bibliografia Consultada 1- BAIRD, C. Química Ambiental, São Paulo, Bookman, Bookman, 2ª ed., 2005. 2- BJÖRKLUND, E.; NILSSON, T. Pressurized liquid extraction of persistent organic pollutants in environmental analysis, analysis, Trends Anal. Chem 19 (2000) 434. 3- ROCHA, J. C., ROSA, A. H., CARDOSO, A. A. Introdução à Química Ambiental, Porto Alegre, Bookman,, 2004. Bookman 4 - http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/introd.pdf. Acessado em 13/11/2012. 13/11/2012. 5- ZHANG, C. Fundamentals of Environmental Sampling and Analysis Analysis,, New Jersey, Wiley & Sons, 2007. 6 - DC Análise – Infraestrutura, Belo Horizonte, junho 2012. 7- Santos, F. J., Galceran Galceran,, M. T. The Application of Gas Chromatography to Environmental Analysis,, Trend Anal. Chem Analysis Chem.. 21 (2002) 672. 8- NASCENTES, C. C.; COSTA, L. M., Química Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais, 2011, p. 1 – 43. 9- http://www.blog.villechamonix.com/2010/10/evite http://www.blog.villechamonix.com/2010/10/evite--incidentesincidentes-nana-utilizacao utilizacao--da.html da.html,, acessado em 03--0503 05-2013. 10-- HARRIS, C. M. GC to Go, Today 10 Today´´s Chemist at Work Work,, march 2003, 33.
Aula 1: Introdução à Química Ambiental
Prof. Rafael Sousa Departamento de Química – UFJF www.ufjf.br/baccan
INTRODUÇÃO QUÍMICA AMBIENTAL é uma ciência multidisciplinar por envolver não só as áreas básicas da Química como também a Biologia, a Geologia, a Ecologia e a Engenharia Sanitária
Estuda processos químicos que ocorrem no meio ambiente
Esses processos podem causar mudanças: naturais ou antropológicas (causadas pelo homem)
Podem (em alguns casos) trazer sérios danos à população
Atualmente, há uma grande preocupação em entender a química do meio ambiente, com o objetivo de melhorar a qualidade de vida em nosso planeta
INTRODUÇÃO ... A QUÍMICA AMBIENTAL COMO CIÊNCIA MULTIDISCIPLINAR
Sugere as “práticas sustentáveis” Diminuição da poluição e/ou os impactos negativos das atividades humanas Engenharias Química Sanitária
Ciências exatas Química de materiais Química analítica
Monitorar – Controlar – Remediar a poluição Química Papel fundamental Oportunidades
INTRODUÇÃO ... A QUÍMICA AMBIENTAL E O CONTEXTO SÓCIO-ECONÔMICO
Poluição
Qualidade de vida
Industrialização
Desafio da química ambiental como ciência multidisciplinar INDUSTRIALIZAÇÃO
QUALIDADE DE VIDA
Conhecer os problemas Realizar ações: p. ex: Reavaliar fontes e usos de energia ...
INTRODUÇÃO ... A QUÍMICA AMBIENTAL E O CONTEXTO SÓCIOSÓCIO-ECONÔMICO
Ilustrando o cenário atual para Minas Gerais Dados do 25º Balanço energético da Cemig* MAIOR PARTE DA ENERGIA CONSUMIDA: cadeia do petróleo, petróleo gás e derivados (33,9% do consumo) SETORES QUE CONSOMEM ENERGIA: - indústria (58,8%) - setor de transportes (22,7%) - residências (11,3%) - setor comercial e público (2,4%) - outros (2,3%)
(*) Dados referentes ao ano de 2009 MAPA:: http://turismo.culturamix.com/servicos/mapa MAPA http://turismo.culturamix.com/servicos/mapa--googlegoogle-minasminas-gerais, gerais, acessado em 2121-03 03--2013.
HISTÓRICO DA QUÍMICA AMBIENTAL A “química do meio ambiente” é uma área do conhecimento na verdade antiga
1- Existem documentos que datam do século XVII - Preocupação com a devastação do meio ambiente em regiões do Reino Unido próximas de onde se fazia a extração de carvão
- Artigo (Nature (Nature 1872): análise minuciosa da qualidade do ar nas cidades inglesas de Londres e Manchester
Perigo das altas concentrações de SO2 observadas naquelas atmosferas urbanas
HISTÓRICO DA QUÍMICA AMBIENTAL ... 2- Discussões científicas que datam da década de 60 “A Terra passou a ser considerada como um organismo vivo e único” Danos ao ambiente (homem) puderam ser contabilizados: -
Uso indiscriminado de pesticidas colocando em risco a saúde devido à contaminação de alimentos e da água
- Descarte inadequado de lixo urbano e industrial
Os primeiros PCBs foram identificados pela 1ª vez em 1966 !
- O ar estava se tornando irrespirável nos grandes centros Modelo econômico tratava o nosso planeta finito e limitado como se fosse algo infinitamente rico e capaz de prover recursos ilimitados a uma população que crescia “assustadoramente”
HISTÓRICO DA QUÍMICA AMBIENTAL ... 3- Na década de 70 surgem alguns “resultados” Legislações ambientais Cada vez mais restritivas (preocupação com o destino dos compostos químicos no meio ambiente) Avaliação de riscos ambientais Preocupação com o risco de exposição a novas moléculas produzidas pelo homem, de cuja toxicidade pouco se sabia 4- A partir da década de 80 A questão ambiental passa a ser um tema de discussão em todos os segmentos da sociedade
HISTÓRICO DA QUÍMICA AMBIENTAL ... A questão ambiental passa a ser um tema de discussão em todos os segmentos da sociedade Exemplos importantes: importantes: - Eco Eco--92 (Rio de Janeiro) - Rio +10 (África do Sul) - Protocolo de Kyoto (Japão) - Rio +20 (Rio de Janeiro) Políticas sócio-econômicas Práticas “sustentáveis” - Reaproveitamento da água - Menor utilização de materiais (papel, madeira, ...) Coleta do lixo reciclável ...
HISTÓRICO DA QUÍMICA AMBIENTAL ... Tem havido uma disseminação de um sentimento que associa a química com o impactante, o nocivo, (preconceito com o “sintético”) Mas a expectativa de vida do brasileiro está aumentando Avanços da química na área de saneamento ambiental ambiental,, processos de desinfecção de água, aumento e diversificação da produtividade agrícola (insumos químicos) bioquímica, que servem como base da medicina Avanços na bioquímica, preventiva, desenvolvendo vacinas e novas drogas que aumentam a preventiva, nossa longevidade
Dentro de um assunto tão complexo, inúmeras perguntas ainda estão sem respostas Ainda não conhecemos com exatidão a magnitude do efeito estufa e todas as suas consequências OPORTUNIDADES...
Toxicidade ou poder mutagênico de todas as novas moléculas que são produzidas
CONCEITOS DE QUÍMICA AMBIENTAL
Meio-ambiente Biosfera Poluição Poluente
CONCEITOS DE QUÍMICA AMBIENTAL... MEIO AMBIENTE Conjunto de condições que afetam a existência, desenvolvimento e bemestar dos seres vivos Não se trata apenas de um lugar no espaço espaço, mas de todas as condições físicas, químicas e biológicas que favorecem ou desfavorecem o desenvolvimento
BIOSFERA Conjunto de todas as partes da Terra onde é possível, pelo menos a algumas espécies de organismos, viver permanentemente, alimentar-se e reproduzir-se
CONCEITOS DE QUÍMICA AMBIENTAL ... A BIOSFERA é o conjunto de todos os ecossistemas do planeta integra os diferentes ambientes aonde os seres vivos habitam
Hidrosfera
Atmosfera
BIOSFERA Ambiente líquido (oceanos, lagos, rios) Litosfera Camada superficial, sólida, da Terra, composta de rochas e solo
Camada de ar que envolve a Terra
CONCEITOS DE QUÍMICA AMBIENTAL ... POLUIÇÃO: Qualquer substância que possa tornar o ambiente impróprio, impróprio nocivo ou ofensivo à saúde, inconveniente ao bem estar público, danoso aos materiais, à fauna, à flora ou prejudicial à segurança, ao uso e às atividades normais da comunidade
Não se restringe somente à ocorrência de doenças no homem Qualquer alteração de um ambiente (ar, água, solo) que resulte em prejuízos aos organismos vivos ou prejudique um uso previamente definido para ele
POLUENTE Qualquer substância causadora de poluição
CONCEITOS DE QUÍMICA AMBIENTAL ... A POLUIÇÃO interfere nos CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Processos físico-químicos responsáveis pelo equilíbrio entre os diferentes ambientes que compõem a biosfera
Ciclo do carbono Ciclo do nitrogênio
Ciclos biogeoquímicos Ciclo do oxigênio
Ciclo do enxofre
CONCEITOS DE QUÍMICA AMBIENTAL ... OS EFEITOS NOCIVOS DA POLUIÇÃO podem ser diretos ou indiretos
Podem ocorrer até mesmo de médio a longo prazo “Embora a maior parte de nossa exposição a essas substâncias seja decorrente de sua presença na água – ou do consumo do peixe que vive nessa água – veremos que seu transporte aéreo e sua deposição final no solo são considerações vitais para o entendimento de seu papel na poluição. ” CONSIDERAR: - Cadeias alimentares - Interação entre diferentes ecossistemas
CONCEITOS DE QUÍMICA AMBIENTAL ... OS POLUENTES MAIS COMUNS Classes:: Classes Compostos orgânicos voláteis (VOC) (VOC):: São hidrocarbonetos e derivados de “fácil” volatilização, como: - benzeno, tolueno, etil-benzenos e xilenos (BTEX) - sulfetos orgânicos (mal cheirosos) - compostos halogenados Compostos halogenados: halogenados: - dibenzo-p-dioxinas policloradas - dibenzofuranos
Fontes primárias: Processos de combustão (incineração de lixo e de resíduos industriais). Ex: 2,3,7,8-tetraclorodibenzodioxina (mais tóxico)
- bifenilas policloradas e terpenilas (PCB PCB)
Fontes: componentes de isolantes elétricos e retardantes de chama
OS POLUENTES MAIS COMUNS Classes:: Classes Compostos orgânicos voláteis (VOC) Compostos halogenados: halogenados: - dibenzo-p-dioxinas policloradas - dibenzofuranos - bifenilas policloradas e terpenilas - naftalenos, bifenilaspolibromadas - organoclorados como: - trialometanos (THM) Presentes em água de abastecimento (resultado da desinfecção com cloro). - pesticidas (piretrinas e piretróides - permetrina e cipermetrina) Compostos muito tóxicos para peixes
OS POLUENTES MAIS COMUNS Classes:: Classes Compostos orgânicos voláteis (VOC) Compostos halogenados Pesticidas Pesticidas:: Substâncias capazes de “matar” organismos (insetos, plantas e fungos) ou que interferem no seu processo reprodutivo “ ... Desde a sua introdução, os pesticidas sintéticos constituem um problema, devido ao seu impacto potencial sobre a saúde humana em virtude da ingestão de alimentos contaminados com esses produtos... ” Diferentes tipos: - Organoclorados (toxofeno proibido), ciclodienos - Organofosforados (paration, malation, etc) - Carbamatos (carbofurano, carbaril, etc) - “Inorgânicos” (contêm elementos como As, As Ba Ba, Cd Cd, Cu Cu, Fe Fe, Hg Hg, Pb, Se, Se Tl e Zn Zn) maioria tóxica (metais “pesados”: (As), Cd, Hg, Pb)
OS POLUENTES MAIS COMUNS Classes:: Classes Compostos orgânicos voláteis (VOC) Compostos halogenados Pesticidas Metais “pesados”: “pesados” (As), Cd, Hg, Pb Devem ser monitorados em alimentos devido a sua elevada toxicidade: - Resolução Mercosul, GMC N0 102, de 1994 - Regulamento da Comunidade Européia (CE), N0 333, de 28 de março de 2007
O termo é tecnicamente NÃO RECOMENDADO, sendo usado como sinônimo para os elementos metálicos que são tóxicos: - Não essenciais As, Ba, Cd, Hg e Pb - Micronutrientes (essenciais ao nível de traços) Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Se e Zn
FONTES: agroindústria, mineração, siderúrgicas, indústrias de baterias, de galvanoplastia ... Foto: “Afloramento” de Hg no solo do município de Descoberto (Zona da Mata)
OS POLUENTES MAIS COMUNS Classes:: Classes Compostos orgânicos voláteis (VOC) Compostos halogenados Pesticidas Metais “pesados” Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAH) (PAH):: Hidrocarbonetos que contêm dois ou mais anéis aromáticos conectados por um par de átomos de carbono Exceto o naftaleno, são obtidos indiretamente na queima de materiais orgânicos e sintéticos (produtos industrializados) Origem natural ou antropogênica Dezesseis destes compostos fazem parte de uma lista da EPA (“Poluentes prioritários”) que enumera os poluentes mais relevantes
OS POLUENTES MAIS COMUNS CLASSES (espécies orgânicas, inorgânicas e organometálicos) ESPÉCIES INORGÂNICAS Íons que ocorrem naturalmente no ambiente (águas) podem ter sua concentração aumentada pelas atividades antrópicas: CN-, Cl-, Ca2+, Mg2+, PO43-, NH4+, NO3-, NO2-, H+, S2-, demais íons metálicos
SABER como determinádeterminá-los ! Várias possibilidades Técnicas instrumentais devem ser preferidas ...
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL Fornecer informações químicas sobre estudos ambientais ou relacionadas ao monitoramento de espécies de interesse em um determinado meio Infinidade de termos técnicos e abreviaturas ! Alguns exemplos: exemplos: Campanha de amostragem DBP-- produtos de desinfecção DBP Georeferenciamento MHT – tempo máximo de estocagem para uma amostra OCP – pesticidas organoclorados OPN – pesticidas organonitrogenados OPP – pesticidas organofosdorados PHA PBB – bifenilas polibromadas
PBDE – difenileterespolibromados PCA – alcanos policlorados PCB PCDD – dibenzo-p-dioxinas policloradas PCDF – dibenzofuranos policlorados PCN – naftalenos policlorados POP – poluentes orgânicos persistentes PCT – polychlorinated terphenyls VOC
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ... ESTÁ NO MONITORAMENTO OU EM ESTUDOS AMBIENTAIS
O ideal é utilizar métodos que permitam fazer a determinação química diretamente no ambiente (in situ) e em tempo real
A medida é feita e o resultado prontamente conhecido
Poucas são as medidas que podem ser feitas dessa forma: (como é a media de pH da água de um rio, por exemplo)
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ... Portabilidade de equipamentos – característica importante e desejável Figura 1 – Sonda multiparâmetro para leitura simultânea de parâmetros (por exemplo, pH pH, oxigênio dissolvido, dissolvido condutividade elétrica, elétrica temperatura, temperatura turbidez) que medem a qualidade de turbidez águas superficiais em rios, lagoas, represas e de águas subterrâneas.
Métodos eletroquímicos mostram-se adequados Preparo de amostra (geralmente) requerido é uma desvantagem
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ... Portabilidade de equipamentos – característica importante e desejável
Figura 2 – Equipamento de fluorescência de raios-x (FRX) portátil** para determinação simultânea de elementos químicos (principalmente metais) em amostras sólidas.
Determinações inorgânicas (resíduos sólidos) Detectabilidade da FRX: mg kg-1 – mg g-1 (dependo do elemento e condições instrumentais)
(*) FONTE: FONTE: http://www.anacomci.com.br/produtos.php?pagina=produtos&produto=66 http://www.anacomci.com.br/produtos.php?pagina=produtos&produto=66,, acessada 0505-05 05--13.
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ...
Portabilidade de equipamentos – princípio da técnica de FRX Elétron ejetado
Raios-X
Emissão de raios-x
Vacância
A
B
(A) Efeito Fotoelétrico; (B) Emissão de Raios-X característicos provenientes de transições eletrônicas subseqüentes ** Este slide foi retirado do material didático da disciplina QP812, preparado pela Prfa.. Dra. Maria Izabel M. Silveira (IQPrfa (IQ- UNICAMP)
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ...
Portabilidade de equipamentos – característica importante e desejável Figura 3 – Equipamento de LIBS** – laser induced breakdown spectroscopy (espectroscopia de emissão óptica induzida por laser) portátil** para determinação simultânea de elementos químicos (principalmente metais) em amostras sólidas.
Determinações inorgânicas em amostras sólidas (materiais “líquidos” (úmidos)) Detectabilidade comparável à FRX Facilidade para trabalhos de prospecção ambiental Protótipo do “Los Alamos National Laboratory”. Laboratory”. (*) FONTE FONTE:: http://www.anacomci.com.br/produtos.php?pagina=produtos&produto=10 , acessado em 0505-05 05--13.
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ... Portabilidade de equipamentos – característica importante e desejável
Figura 4 – Cromatógrafo portátil** sendo utilizado para medidas de VOCs pela CETESB.
“CROMATOGRAFIA GASOSA” TÉCNICA MUITO IMPORTANTE EM QAA Alguns fabricante s de cromatógrafos portáteis: Agilent Tecnologies, Tecnologies, Eletronic Sensor Tecnology, Tecnology, O. I. Analytical Analytical,, Torion Tecnologies, Tecnologies, Photovac Inc. ... (*) FONTE: http://www.cetesb.sp.gov.br/gerenciamento--de http://www.cetesb.sp.gov.br/gerenciamento de--riscos/emergenciasriscos/emergencias-quimicas/84quimicas/84-cromatografocromatografo-a-gasgas-portatil, acessado 0505-05 05--13.
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ... Portabilidade de equipamentos – característica importante e desejável “CROMATOGRAFIA GASOSA” TÉCNICA MUITO IMPORTANTE EM QAA Alguns fabricante s de cromatógrafos portáteis: Agilent Tecnologies Tecnologies,, Bruker, Bruker, Eletronic Sensor Tecnology Tecnology,, Inficon Inficon,, O. I. Analytical Analytical,, Torion Tecnologies, Tecnologies, Photovac Inc. ... Cromatógrafos portáteis apresentam algumas desvantagens: Precisão inferior, limitações técnicas (capacidade do reservatório de gases e o dispositivo de bateria)
A QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL ... Portabilidade de equipamentos Característica importante e desejável A maioria das análises não pode ser feita em campo ... Muitos analitos precisam sofrer transformações químicas e passar por métodos de purificação para tornar possível a sua determinação
SE a técnica analítica não consegue medir o analito por estar ele em concentração muito baixa na matriz Pré-concentração do analito Uso de técnicas mais sensíveis (geralmente não portáteis)
AMOSTRAGEM ADEQUADA A condição fundamental de uma amostra é que ela deve retratar o mais próximo possível o meio do qual ela foi retirada
Bibliografia Consultada 1- BAIRD, C. Química Ambiental, São Paulo, Bookman, Bookman, 2ª ed., 2005. 2- BJÖRKLUND, E.; NILSSON, T. Pressurized liquid extraction of persistent organic pollutants in environmental analysis, analysis, Trends Anal. Chem 19 (2000) 434. 3- ROCHA, J. C., ROSA, A. H., CARDOSO, A. A. Introdução à Química Ambiental, Porto Alegre, Bookman,, 2004. Bookman 4 - http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/introd.pdf. Acessado em 13/11/2012. 13/11/2012. 5- ZHANG, C. Fundamentals of Environmental Sampling and Analysis Analysis,, New Jersey, Wiley & Sons, 2007. 6 - DC Análise – Infraestrutura, Belo Horizonte, junho 2012. 7- Santos, F. J., Galceran Galceran,, M. T. The Application of Gas Chromatography to Environmental Analysis,, Trend Anal. Chem Analysis Chem.. 21 (2002) 672. 8- NASCENTES, C. C.; COSTA, L. M., Química Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais, 2011, p. 1 – 43. 9- http://www.blog.villechamonix.com/2010/10/evite http://www.blog.villechamonix.com/2010/10/evite--incidentesincidentes-nana-utilizacao utilizacao--da.html da.html,, acessado em 03--0503 05-2013. 10-- HARRIS, C. M. GC to Go, Today 10 Today´´s Chemist at Work Work,, march 2003, 33.
More Documents from "Patricia Ferreira da Silva"
Resumo_geral_hidraulica 2012.pdf
May 2020 8
Aula_3_bacia_hidrografica.pdf
May 2020 10
Trabalho
November 2019 22
193217-atividade_avaliativa_parecer_11-2000.docx
April 2020 8