Quimica Ambiental16/05/17

Química Ambiental.
1- INTRODUÇÃO
VIVEMOS NUM ENORME AQUÁRIO
“O nosso planeta é indivisível. Na América do Norte, respiramos oxigênio gerado na
floresta tropical brasileira. A chuva ácida das indústrias poluentes no meio-oeste norte
americano destrói florestas canadenses. A radioatividade de um acidente nuclear na
Ucrânia compromete a economia e a cultura na Lapônia. A queima de carvão na China aquece
a Argentina. Os clorofluorocarbonetos liberados por um ar-condicionado na Terra- Nova
ajudam a causar câncer de pele na Nova Zelândia. Doenças se espalham rapidamente até os
pontos mais remotos do planeta e requerem um trabalho médico global para serem
erradicadas. E, sem dúvida, a guerra nuclear e um impacto de um asteroide representam um
perigo para todo o mundo”.
Para sobreviver a doenças e intempéries, o homem teve que desenvolver
métodos e técnicas, amoldando o meio ambiente a novas condições e necessidades
humanas. Aparecem substâncias contra as pragas da lavoura, que passaram a
pertencer ao ambiente. Assim como surgiram métodos e substâncias para a
preservação dos alimentos por tempo ilimitado e que se incorporaram ao nosso
ecossistema.
Todos esses recursos artificiais utilizados pelo homem foram se tornando
indispensáveis e constituem o que chamamos de tecnologia. O ambiente inteiramente
artificial resultante da tecnologia recebe a denominação de tecnosfera.
1.1 - Água- Estação de tratamento da água- ETA.
A finalidade do tratamento de água é remover impurezas existentes na água, bem
como eliminar microorganismos que causam mal à saúde, tornando-a própria ao consumo
humano. O sistema de tratamento denominado clássico é constituído das seguintes fases:



Filtração grosseira ou peneiração Eliminação de objetos maiores, galhos, pedras,
animais, evitando que os mesmos entrem na estação de tratamento de água.
Pré-cloração Adição de cloro- agente bactericida- de modo a reduzir a quantidade
de microorganismos patogênicos na água.
Coagulação e Floculação Adição de substâncias como hidróxido de cálcio e sulfato
de alumínio, levando à formação de um sólido gelatinoso- hidróxido de magnésio- que
ao decantar arrasta para o fundo do tanque de decantação as impurezas.
Química Ambiental.




Decantação Sob a ação da gravidade os sólidos em suspensão tendem a decantar,
acumulando-se no interior dos tanques.
Filtração rigorosa Utiliza camadas de areia com o objetivo de reter partículas
menores que foram decantadas.
Pós-cloração Ajuste na concentração do cloro ou do ozônio, de modo a eliminar a
máxima quantidade de microorganismos, tornando a água propicia ao consumo.
Controle de acidez e Fluoretação São etapas adicionais, destacando-se a
fluoretação, que tende a prevenir a formação de cáries dentárias em crianças.
1.2- Estações de tratamento de esgoto- ETE.
Em águas de despejo há o metabolismo dos microrganismos heterotróficos, em
que os compostos orgânicos biodegradáveis são transformados em produtos finais
estáveis ou mineralizados, tais como água, gás carbônico, sulfatos, fosfatos, amônia,
nitratos, etc.. Nesse processo há consumo de oxigênio da água e liberação da energia
contida nas ligações químicas das moléculas decompostas. Os microrganismos
desempenham este importante papel no tratamento de esgotos pois necessitam desta
energia liberada, além de outros nutrientes que porventura não estejam presentes em
quantidades suficientes nos despejos, para exercer suas funções celulares tais como
reprodução e locomoção, o que genericamente se denomina síntese celular. Quando
passa a ocorrer insuficiência de nutrientes no meio, os microrganismos sobreviventes
passam a se alimentar do material das células que têm a membrana celular rompida.
Este processo se denomina respiração endógena. Finalmente, há neste circuito,
compostos para os quais os microrganismos são incapazes de produzir enzimas que
possam romper suas ligações químicas, permanecendo inalterados. Ao conjunto
destes compostos dá-se o nome de resíduo não biodegradável ou recalcitrante.
A DBO- demanda bioquímica de oxigênio- é o parâmetro fundamental para o
controle da poluição das águas por matéria orgânica. Nas águas naturais a DBO
representa a demanda potencial de oxigênio dissolvido que poderá ocorrer devido à
estabilização dos compostos orgânicos biodegradáveis, o que poderá trazer os níveis
de oxigênio nas águas abaixo dos exigidos pelos peixes, levando-os à morte. É,
portanto, importante padrão de classificação das águas naturais.
No campo do tratamento de esgotos, a DBO é um parâmetro importante no
controle da eficiência das estações, tanto de tratamentos biológicos aeróbios e
anaeróbios, bem como físico-químicos (embora de fato ocorra demanda de oxigênio
apenas nos processos aeróbios, a demanda “potencial” pode ser medida à entrada e à
saída de qualquer tipo de tratamento).
Diferencie você DBO e DQO -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------.
Em uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE), todos os componentes poluidores
são separados da água antes de retornarem ao meio ambiente.
Química Ambiental.
O Esgoto Bruto que chega às Estações passa por diversas etapas de tratamento, são
elas:
 Gradeamento
Ocorre a remoção de sólidos grosseiros, onde o material de dimensões maiores do
que o espaçamento entre as barras é retido.
 Desarenação
O mecanismo de remoção da areia é o de sedimentação: os grãos de areia, devido às
suas maiores dimensões e densidade, vão para o fundo do tanque, enquanto a
matéria orgânica, de sedimentação bem mais lenta, permanece em suspensão,
seguindo para as unidades seguintes.
 Decantador Primário
Os tanques de decantação podem ser circulares ou retangulares. Os esgotos fluem
vagarosamente através dos decantadores, permitindo que os sólidos em suspensão,
que apresentam densidade maior do que a do líquido circundante, sedimentem
gradualmente no fundo. Essa massa de sólidos, denominada lodo primário bruto, pode
ser adensada no poço de lodo do decantador e ser enviada diretamente para a
digestão ou ser enviada para os adensadores. Uma parte significativa destes sólidos
em suspensão é compreendida pela matéria orgânica em suspensão.
 Tanque de Aeração
A remoção da matéria orgânica é efetuada por reações bioquímicas, realizadas por
microrganismos aeróbios (bactérias, protozoários, fungos etc) no tanque de aeração.
A base de todo o processo biológico é o contato efetivo entre esses organismos e o
material orgânico contido nos esgotos, de tal forma que esse possa ser utilizado como
alimento pelos microrganismos. Os microrganismos convertem a matéria orgânica em
gás carbônico, água e material celular (crescimento e reprodução dos
microrganismos).

Condicionamento Químico do Lodo
Química Ambiental.
O condicionamento químico resulta na coagulação de sólidos e liberação da água
adsorvida. O condicionamento é usado antes dos sistemas de desidratação mecânica,
tais como filtração, centrifugação, etc. Os produtos químicos usados incluem cloreto
férrico, cal, sulfato de alumínio e polímeros orgânicos.
2- Chuva Ácida.
Chuva ácida refere-se à deposição úmida de constituintes ácidos presentes na
atmosfera, os quais dissolvem-se nas nuvens e nas gotas de chuva para formar uma
solução com pH baixo.
A água de chuva já é naturalmente ácida, pois o gás carbônico (CO 2)
atmosférico dissolve-se nas nuvens e na chuva para formar um ácido fraco: o ácido
carbônico (H2CO3).
Este ácido confere à chuva um pH igual a 5,6. Este valor de pH, resultante da
contribuição de um gás naturalmente presente na atmosfera, indica que a água de
chuva já é levemente ácida. Entretanto, valores de pH inferiores a 5,6 indicam
frequentemente que a chuva encontra-se poluída com ácidos fortes como o ácido
sulfúrico (H2SO4) e o ácido nítrico (HNO3) e, eventualmente, com outros tipos de
ácidos como o clorídrico (HCl) e os ácidos orgânicos (ácido fórmico e ácido acético).
As reações químicas abaixo representam a acidez natural da chuva, ou seja, a
formação do ácido carbônico (H2CO3) a partir do CO2 (gasoso) quando em contato
com a água da chuva:
Alguns poluentes primários do ar- SO2, NO2- são gerados pela queima de
combustíveis fósseis, como petróleo e carvão mineral, em veículos e indústrias,
notadamente nas usinas termelétricas, refinarias de petróleo e indústrias siderúrgicas
Química Ambiental.
e, ainda, no processo de fabricação de ácido sulfúrico, ácido nítrico, celulose,
fertilizantes e na metalurgia dos minerais não metálicos, entre outros.
Uma vez liberados na atmosfera, estes gases podem ser convertidos quimicamente
em poluentes secundários, como os ácidos sulfúrico e nítrico.
A chuva ácida pode ter causas naturais, pois em algumas regiões localizadas,
a chuva pode ser acidificada por emissões naturais provenientes da atividade
geotérmica (vulcões e fontes termais), da queima de biomassa e através de processos
metabólicos em algas, fitoplâncton e em algumas plantas presentes em ambientes
marinhos, costeiros e continentais. Os oceanos e os litorais formados de pântanos
salgados e manguezais são fontes expressivas de liberação de compostos ácidos para
a atmosfera.
Os ecossistemas terrestres e aquáticos possuem diferentes graus de
sensitividade à deposição ácida. Esta vulnerabilidade depende da geologia do leito de
rochas, do tipo de solo, do uso do solo e da precipitação que ocorre naquela área.
Rochas como o calcário, fornecem altos níveis de alcalinidade e, portanto, uma grande
capacidade para neutralizar níveis acentuados de acidez. Por outro lado, áreas
sustentadas por rochas altamente silicosas como o granito, alguns gnaisses, quartzito
e arenito possuem menor alcalinidade, sendo, portanto muito mais sensíveis ou
vulneráveis às cargas ácidas. Quando o ambiente não consegue mais neutralizar a
acidez que vem com a chuva, inicia-se um processo de degradação ambiental que vai
desde a acidificação das águas e do solo, com sérios problemas de redução da
biodiversidade e de alterações físico-químicas nestes ambientes, até a ocorrência de
declínio de florestas e prejuízos à agricultura e à pesca. Além disso, a chuva ácida
acelera a corrosão e desgaste de materiais e, no homem, o organismo pode ter suas
funções comprometidas pelo acúmulo de metais pesados dissolvidos, trazidos pelas
águas de chuva acidificadas. A chuva ácida acelera a corrosão da maior parte dos
materiais empregados na construção de edifícios, pontes, represas, equipamentos
industriais, redes de canalização de água, depósitos de armazenamento subterrâneos,
turbinas hidrelétricas e cabos elétricos e de telecomunicações. Pode também
desgastar e descolorir monumentos antigos, prédios históricos, esculturas,
ornamentos e outros objetos culturais importantes. A pintura dos automóveis, o
concreto e o vidro das edificações também se deterioram rapidamente com a acidez
da chuva.
Algumas mudanças em nosso comportamento podem contribuir para minimizar
a produção de chuva ácida, são eles:
• Incentivar o transporte coletivo, utilizando metrôs em substituição à frota de ônibus a
diesel.
• Incentivar a descentralização industrial.
• Mudanças nas técnicas agrícolas e de silvicultura.
• Retirar o enxofre dos combustíveis com alto teor desta substância antes da sua
distribuição e consumo.
• Retirar o enxofre dos gases de combustão nas indústrias antes do seu lançamento
na atmosfera- uso de chaminés contendo telas com catalisadores-.
• Subsidiar a utilização de combustíveis limpos (gás natural, energia elétrica de origem
hidráulica, energia solar e energia eólica) em fontes de poluição tipicamente urbanas
como hospitais, lavanderias e restaurantes.
•Utilizar purificadores nos escapamentos de veículos.
3- Efeito Estufa.
O aquecimento da atmosfera terrestre é um fenômeno natural , resultante da
interação dos processos naturais de entrada de radiação eletromagnética entre o sol
(fonte geradora de radiação infravermelha e luz visível, radiação ultravioleta) e a
emissão de radiação térmica do planeta terra (corpo receptor, dissipador e refletor da
Química Ambiental.
energia recebida da fonte geradora). A intensificação das atividades antropogênicas, a
partir da revolução industrial, proporcionou o aumento da emissão de determinados
gases para a atmosfera, que interagem a nível molecular com a radiação térmica
emitida para a Terra. A este fenômeno foi dado o nome de Aquecimento Global. Mais
tarde, devido a similaridade do processo que acontece com a atmosfera do planeta
Terra e das estufas construídas pelo homem no cultivo de plantas e alimentos, este
fenômeno foi chamado de Efeito Estufa, embora os processos físicos não sejam
exatamente iguais nos dois casos.
Em termos esquemáticos, no aquecimento global da Terra a armadilha para a
retenção do calor é proporcionada pela presença de certos gases na atmosfera
terrestre (chamados de gases de efeito estufa), que desempenham uma função similar
ao vidro ou plástico transparente na estufa artificial , ou seja, permitem a passagem da
radiação luminosa (e as outras formas de radiação do espectro eletromagnético) como
a radiação ultravioleta e interagem a nível molecular de cada gás com a energia
térmica, através da radiação eletromagnética que é reemitida pela Terra e por outros
corpos negros para a atmosfera.
Dados sobre uma série de indicadores ambientais têm demonstrado que, em
linhas gerais, há uma forte correlação entre o aumento das concentrações de gases
de efeito estufa e a temperatura média junto à superfície da Terra, com impactos em
escala global já detectados pelos cientistas. Os principais gases antropogênicos
causadores do fenômeno do aquecimento global são os seguintes:
• Dióxido de Carbono (CO2),
• Metano (CH4),
• Clorofluorcarbonos (CFCs),
• Óxido Nitroso (N2O),
OBS O vapor de água é o principal gás natural causador do efeito estufa.
As principais fontes antropogênicas dos gases estufa são as atividades
industriais, a produção e a utilização de energia e o desflorestamento associado à
queimadas (como as atividades agropecuárias em geral).
• Dióxido de Carbono (CO2) - extração, transformação, transporte e uso final de
combustíveis fósseis. Desmatamentos associados à queimadas de áreas florestadas .
• Metano (CH4) - produzido através de processos de decomposição anaeróbica ou por
combustão incompleta nas mudanças no uso do solo ( cultivo de arroz em áreas
Química Ambiental.
alagadas, queima de biomassa - florestal e resíduos agrícolas - , inundação de áreas
florestadas em reservatórios) e áreas naturais pantanosas ; criação de animais
ruminantes ( dejetos e criação), utilização energética (produção , armazenagem ,
queima de carvão mineral produção e transporte de gás natural).
• Óxido Nitroso (N2O) – desnitrificação dos solos em condições anaeróbicas,
combustão, queima da biomassa, utilização de fertilizantes.
• Clorofluorcarbonos (CFCs) - Atividade industrial , gases refrigerantes ( ar
condicionado, refrigeradores), aerossóis.
• Ozônio (O3) - Consequência de reações complexas na alta atmosfera [reação
fotoquímica com o Monóxido de Carbono – (CO) , metano – (CH4)-, e radicais
oxidados de nitrogênio – (NOx)].
4- Lixo e o impacto ambiental urbano.
Sem planejamento, a sociedade urbana atual sofre as consequências de
excessos da utilização de recursos naturais e falta de respeito com a natureza. O lixo,
sem uma gestão correta, acaba de qualquer jeito em qualquer lugar. Sem saneamento
básico, muitas famílias de baixa renda sofrem doenças graves, além de viverem em
lugares inapropriados e de risco.
Nos dicionários de Língua Portuguesa, lixo é denominado como coisas inúteis,
velhas, sem valor, entulho, qualquer material produzido pelo homem que perde a
utilidade e é descartado. No entanto, muitas coisas que jogamos fora, e consideramos
lixo, podem ser aproveitadas por outra pessoa. Para outras pessoas pode ser fonte de
renda ou mesmo um meio de sobrevivência. Os materiais que ainda podem ser
usados para outros fins mesmo depois de serem descartados são chamados materiais
reaproveitáveis, e aqueles que precisam ser descartados, mas após sofrerem
transformações podem novamente ser usados pelo homem são chamados materiais
recicláveis. Por exemplo: aquela famosa poltrona feita de garrafas do tipo PET é um
reaproveitamento. Por outro lado a transformação química e física da garrafa PET em
fibras de poliéster para a fabricação de tecido para roupas é um processo de
reciclagem.
Quem nunca ouviu falar dos famosos “três erres”, ao nos referirmos ao meio
ambiente? O reduzir, reaproveitar e reciclar são propostas de atitudes referentes ao
nosso modo de consumo, muitas vezes insustentável – ou você acha que precisamos
de todas as sacolinhas que embalam nossas compras (se é que precisamos, de fato,
de tudo o que compramos) e de usar toda a quantidade de copos descartáveis
utilizados em festas e até mesmo em nosso trabalho?
Existem diversos tipos de lixo, dentre os quais se destacam:
 Lixo doméstico: Conhecido também por lixo domiciliar ou residencial, este é
produzido pelas pessoas em suas residências.
Exemplos:
Química Ambiental.
Restos de alimentos, papéis, plásticos, etc.
 Lixo Comercial: Gerado pelo setor terceiro (comércio em geral).
Exemplos: Especialmente papéis, papelões e plásticos.
 Lixo Industrial: Vem das atividades do setor secundário (indústrias).
Exemplos: Podem ser restos de alimentos, madeiras, tecidos, couros, metais, produtos
químicos e etc.
 Lixo Hospitalar: São lixos das áreas de saúde. Eles são gerados de hospitais,
farmácias, postos de saúde e casas veterinárias. Esse tipo de lixo merece um
tratamento diferencial.
Exemplo: Seringas, embalagens de remédios, algodão, gaze e até órgãos humanos.
 Lixo público: São os lixos presentes nos locais públicos.
Exemplos: Folhas, galhos de arvores, papéis, plásticos, entulhos de construção,
terras, animais mortos, madeiras, entre muitos outros.
 Lixo Nuclear: Decorrentes de atividades que envolvem produtos radioativos,
entre outros...
O lixo também pode ser classificado quanto a sua composição química:
O Orgânico  restos de alimentos, cascas de frutas, cabelos, fezes de animas e etc.
O Inorgânicos  esses podem ser divididos em :
a) Não reciclável
Materiais que não possuem técnicas de aproveitamento
Exemplos: latas de combustão, esponjas de aço, pilhas, papel higiênico...
b) Reciclável
Materiais que após sofrerem transformação física ou química podem ser reutilizados.
Separando o lixo:
O lixo deteriorável (biodegradável), composto pelos restos de carne, vegetais,
frutas, etc, é separado do lixo restante, podendo ter como destino os aterros sanitários
ou entrarem num sistema de valorização de resíduos. A reciclagem tornou-se uma
ação importante na vida moderna, pois houve um aumento do consumismo e uma
diminuição do tempo médio de vida da maior parte dos acessórios que se tornaram
indispensáveis no dia a dia trouxeram um grave problema: qual o destino a dar quando
perdem utilidade? No inicio os resíduos resultantes da atividade humana tinham como
destino as lixeiras ou então aterros sanitários, contudo com o aumento exponencial da
quantidade de resíduos e da evolução tecnológica, aliados ao interesse econômico de
busca de mais matérias primas de baixo custo, o vulgarmente designado lixo começa
a perder o caráter pejorativo do nome e começa a ser considerado como um resíduo,
passível de ser reaproveitado.
Os aterros sanitários são grandes terrenos onde o lixo é depositado,
comprimido e depois espalhado por tratores em camadas separadas por terra. As
extensas áreas que ocupam, bem como os problemas ambientais que podem ser
causados pelo seu manejo inadequado, tornam problemática a localização dos aterros
sanitários nos centros urbanos maiores, apesar de serem a alternativa mais
econômica a curto prazo.
Os incineradores, indicados sobretudo para materiais de alto risco, podem ser
utilizados para a queima de outros resíduos, reduzindo seu volume. As cinzas ocupam
menos espaço nos aterros e reduz-se o risco de poluição do solo. Entretanto, podem
liberar gases nocivos à saúde, e seu alto custo os torna inacessíveis para a maioria
dos municípios.
As usinas de compostagem transformam os resíduos orgânicos presentes no lixo em
adubo, reduzindo o volume destinado aos aterros. É difícil cobrir o alto custo do
processo com a receita auferida pela venda do produto. Além disso, não se resolve o
problema de destinação dos resíduos inorgânicos, cuja possibilidade de depuração
natural é menor.
Química Ambiental.
Lixão é uma forma inadequada de disposição final de resíduos sólidos, que se
caracteriza pela simples descarga do lixo sobre o solo, sem medidas de proteção ao
meio ambiente ou à saúde pública. O mesmo que descarga de resíduos a céu aberto.
No Lixão (ou Vazadouro, como também pode ser denominado o lixão) não existe
nenhum controle quanto aos tipos de resíduos depositados e quanto ao local de
disposição dos mesmos. Nesses casos, resíduos domiciliares e comerciais de baixa
periculosidade são depositados juntamente com os industriais e hospitalares, de alto
poder poluidor.
Nos lixões pode haver outros problemas associados, como, por exemplo, a presença
de animais (inclusive a criação de porcos), a presença de catadores (que na maioria
dos casos residem no local), além de riscos de incêndios causados pelos gases
gerados pela decomposição dos resíduos e de escorregamentos, quando da formação
de pilhas muito íngremes, sem critérios técnicos.
Mais de 90% do lixo em todo o país é jogado ao ar livre. Essa lixarada toda traz
vários problemas. Primeiro, acumulam-se bichos que podem causar doenças e até
epidemias, como ratos, baratas, moscas e mosquitos. Depois, causa um cheiro
absolutamente nojento, que maltrata tanto a população quanto o turismo, se for uma
cidade que vive disso.
Muito grave também é o fato de que a decomposição do lixo gera o chorume, um
líquido que contamina o solo, o ar e os recursos naturais de água. Ou seja, as
populações mais ou menos perto dos lixões podem estar bebendo e usando água
contaminada, sem saber.
Há algumas opções, melhores que o lixão: bons projetos de reciclagem
diminuem a quantidade de lixo, porque garrafas PET, vidros etc. passam a serem
reutilizados, criando-se com eles novas garrafas, móveis e até casas de verdade.
O aterro controlado é uma opção ruim (nesse caso, o lixo recebe uma camada
de terra por cima), porque continua a haver contaminação do ambiente através do
chorume e dos gases. O aterro sanitário é uma solução melhor: é um processo mais
complicado, onde os resíduos sólidos (ou seja, o lixo!) são "arrumados" no solo de
acordo com um projeto de engenharia que envolve a drenagem dos líquidos e dos
gases. E é possível também incinerar, ou seja, queimar o lixo, para diminuir seu
volume. Essa incineração tem que ser feita de modo muito controlado, para não
provocar poluição do ar nem um incêndio na região.
A população de baixa renda não consegue pagar para morar, pois o que
recebe como salário não é suficiente nem para alugar um imóvel ou comprar uma
casa. Como ninguém vive sem um lugar para morar, ocupar áreas de risco ambiental
acaba sendo alternativa. Com a falta planejamento, não existe sistema de esgoto nem
água encanada, a única alternativa é esgoto a céu aberto e água sem o devido
tratamento. Consequência, população menos saudável. Áreas de risco ambiental são
aquelas que estão em situação de equilíbrio precário e podem causar danos aos
seres humanos que nelas vivem ou atuam. Em outras palavras, são áreas que
naturalmente tendem ao desequilíbrio, por ação humana ou evento natural.
Química Ambiental.
Bom estudo a todos!