A poluição atmosférica refere-se às alterações da atmosfera susceptíveis de causar impacto a nível ambiental ou de saúde humana, através da contaminação por gases, partículas sólidas, liquidas em suspensão, material biológico ou energia[1]. A adição dos contaminantes pode provocar danos directamente na saúde humana ou no ecossistema, podendo estes danos ser causados por elementos resultantes dos contaminantes.[2] Para além de prejudicar a saúde, pode igualmente reduzir a visibilidade, diminuir a intensidade da luz ou provocar odores desagradáveis.[3]
Índice de qualidade do ar
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.[98]
É actualmente uma ferramenta muito utilizada em todo o mundo, utilizada como método de controlo da qualidade do ar, assim como meio de divulgação de informação cientifica para a comunidade, de forma facilmente compreensível.[99][100][101]
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 fisico dos poluentes e da massa atmosférica, recorrendo a modelos cientificamente validados como o CHIMERE.[102] 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.[103] São estes dados validados que entram em conta para a avaliação global do estado geral do nivel de qualidade do ar, importante para a verificação do cumprimento ou incumprimento das normas e legislação aplicáveis.[104][105][106]
Qualidade do ar interior
Uma má qualidade do ar interior causa efeitos na saúde humana como 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,[108][109][110] 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.[111]
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.[112] Os mais vulneráveis acabam por isso por desenvolver doenças respiratórias como asma, alergias ou cancro, devido á poluição. Por essas razões as autoridades de saúde e médicos do mundo estão cada vez mais atentos à problemática, que é cada vez mais objecto de estudos da saúde e da ciência.[113][114][115]
Conferencias e Protocolos
Protocolo de Quioto
- 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 constitui um passo importante na luta contra o aquecimento global, pois apresenta objectivos vinculativos e quantificados de limitação e redução dos gases com efeito de estufa.[118][119]
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),[120] 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".[121]
Nos termos do Tratado, os países devem cumprir os seus objectivos 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:[122] 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.[122]
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[123].[124][125]
As negociações para a criação de um sucessor do Protocolo de Quioto dominou 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 acções calendarizadas e os "passos concretos para a negociação" com vista a alcançar um novo acordo até 2009.[126][127]
Após as conversações preparatórias realizadas em Bona, Banguecoque e Barcelona, em Dezembro de 2009 realizar-se-a na cidade Dinamarquesa de Copenhaga uma nova ronda de negociações, onde se espera que o sucessor do Protocolo de Quioto seja criado.[128]
Protocolo de Montreal
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 actualizar metas e conhecimentos.[130]
Vinte e sete países assinaram o tratado em 1987, sendo que actualmente conta já com 195 estados que rectificaram o acordo,[131] e acredita-se que se o acordo internacional for cumprido, a camada de ozono deve recuperar em 2050.
Devido à sua adopção 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".[132]
Conferencia 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 objectivos 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.[133] Outras reuniões foram realizadas em 31 de Março - 4 de Abril de 2008, em Banguecoque (Tailândia)[134] e de 2 a 13 de Junho de 2008, em Bona (Alemanha).[135] A terceira conferência do clima realizada em Acra (Gana).[136] A reunião, onde mais de 1.600 participantes de 160 países estiveram presentes, teve lugar de 21 a 27 de Agosto de 2008.[137] 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),[138][139][140] tendo suscitado altas expectativas que foram goradas, originando somente um pequeno texto, muito aquém dos resutlados esperados, e tendo por isso sido declarada como um fracasso e desilusão.[141][142][143]
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.[145]
Grande parte da poluição atmosférica em ambiente urbano é proveniente directa ou indirectamente do sector dos transportes,[146] embora enquanto nos países desenvolvidos a legislação tenha tendência a limitar a capacidade poluente dos mesmos, e a afastar as industrias potenciadoreas de poluição, nos países subdesenvolvidos ou em vias 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.[147]
Definição
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 reaccionais que podem dar origem a novos poluentes.[5]
História
A poluição é geralmente encontrado em cidades pré-industriais, onde as pessoas queimam madeira e trabalham em artesanato e indústria.[6] 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.[6][7][8]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".[6] Em 1257, a Rainha Leonor de Provença é forçada a deixar o Castelo de Nottingham devido a faltas de ar causadas pelos intensos fumos de carvão.[9]
Mais tarde, em 1558 A Rainha Isabel I de Inglaterra e Escócia proibiu a queima de carvão durante as Sessões do Parlamento por ser alérgica aos fumos libertados.[10][11]
No século seguinte, em 1661, John Evelyn escreve "Fumifugium, or the Inconvieniencie of the Aer and the Smoake of London Dissipated", onde retrata o nível de poluição que afectava 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.[12][13][14]
Já no século XVIII, nos Estados Unidos surgem as primeiras leis municipais que visam reduzir a poluição atmosférica de fábricas, ferrovias e navios.[16]
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."[17]
Nos Estados Unidos, em 1954, a visibilidade é reduzida drasticamente pela densa camada de smog em Los Angeles, estando na origem de cerca de 2000 acidentes rodoviários num único dia.[18]
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[19].
Poluentes
Principais poluentes primários
Óxidos de enxofre (SOx)
Os óxidos de enxofre, em especial o dióxido de enxofre, SO2 são maioritariamente emitido por vulcões, produzido 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 dos mesmos emite quantidades consideráveis de SO2. A contribuição dos veículos motorizados é variável, sendo responsáveis por valores na ordem dos 80% da emissão de NONa atmosfera, o SO2 dissolve-se no vapor de água, formando um ácido que interage com outros gases e partículas ai 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.[28]
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.[29] 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 corrosivo ácido nítrico, bem como a nitratos orgânicos tóxicos. Também desempenha um papel importante na atmosfera com reacções que produzem ozono ao nível do solo ou smog. Uma vez que o dióxido de azoto é um poluente relacionados 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.[30]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.[31][32]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.[33] São chamados orgânicos porque contêm o elemento carbono nas suas estruturas moleculares, e são de especial preocupação, pois na presença do sol, sofrem reacções fotoquímicas que podem originar ozono ou smog.[34]Partículas finas ou inaláveis
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.[35] O tamanho das partículas está directamente 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 PM 2,5, 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 pode penetrar profundamente no pulmão e causar sérios danos na saúde.[36]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.[37] 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.[38][39][40]Principais poluentes secundários
Os poluentes secundários são resultantes de transformações físicas e químicas na atmosfera, por parte de poluentes primários.[41][42]- Partículas finas formadas a partir de gases poluentes primários e compostos do nevoeiro fotoquímico.[36]Uma parte é formada por reacções químicas entre compostos da atmosférica, formando aerossóis, ou então resultam do choque entre vários compostos atmosféricos, formando partículas de maiores dimensões.[43][44]
- Ozono troposférico (O3) formado por reacções químicas entre o NOx e COV's.[45] O ozono provoca vários problemas de saúde, nomeadamente dores torácicas, tosse e irritação da garganta, causando ainda vários danos nas plantas e restantes seres vivos.[46] As reacções químicas envolvidas na formação de ozono troposférico são uma série de ciclos complexos em que o monóxido de carbono e compostos orgânicos voláteis são oxidados ao vapor de água e dióxido de carbono, através de reacções químicas e fotoquímicas.[47]
Fontes de Poluição
As fontes de poluição atmosférica são variadas e classificadas como antropogénicas ou naturais,[48] dependendo das causas das suas emissões, ou de acordo com a sua especificidade e dispersão territorial e temporal.[49][50]Impactes na saúde humana
Estudos efectuados em três países, Áustria, França e Suíça, demonstra que a poluição atmosférica é responsável por 6% das mortes ocorridas anualmente no conjunto desses países, sendo que metade das mortes se deve á 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 ronda 1,7 % do seu PIB.[53] 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 vitimas 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.[54]
Impactes no ambiente
Os impactes ao nível do ambiente podem ser a uma escala local, regional ou global, dependendo do tipo de poluição e das características ambientais.[62]Acidificação da atmosfera e chuvas ácidas
Escurecimento global
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.[67]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 distancias, 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.[68]
Efeito 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.[70][71]
Redução da camada de ozono
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 controlo
Existem várias tecnologias de controle da poluição atmosférica e estratégias disponíveis para reduzir a poluição do ar, sendo os mais utilizados na industria e sector automóvel, para redução da emissão de poluentes as seguintes tecnologias:[73][74]
- 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.[75][76]
- Precipitador electrostático - equipamentos industriais, utilizados na recolha de material particulado de gases de exaustão. Operam carregando electrostaticamente as partículas e depois captando-as por atracção electromagnética. São máquinas de elevado custo e consumo energético, porém, de alta eficácia.[77][78]
- Carvão activado - 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 reacções químicas.[79][80]
- Conversor catalítico - dispositivo usado para reduzir a toxicidade das emissões dos gases de escape de um motor de combustão interna. Introduzido nos Estados Unidos da América a partir de 1975 de forma a que fosse comprida a Legislação exigida pela EPA sobre emissões de gases nocivos.[81]
- Biofiltros - consistem na aplicação de microorganismos incluindo bactérias e fungos que são imobilizados no biofilme para degradar os compostos poluentes.[82][83][84] Estes microorganismos vão oxidar a matéria a CO2 e H2O,[85] eliminando assim os compostos indesejados. É particularmente utilizado no controlo de COV´s, H2S, odores e amoníacos.[85][86]
Factores de emissão
| Factores de emissão dos combustíveis mais usados | |||
|---|---|---|---|
| Combustível | Energia térmica | Energia eléctrica | |
| kg(CO2)/GJ | kg(CO2)/kWh | ||
| Carvão | 88 | 0.955[87] | |
| Óleo | 73[88] | 0.893[87] | |
| Gás natural | 51[88] | 0.599[87] | |
Modelização de dispersão atmosférica
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