20.2: Poluição do ar

A poluição do ar ocorre de várias formas, mas geralmente pode ser considerada como contaminantes gasosos e particulados que estão presentes na atmosfera terrestre. Os produtos químicos lançados no ar que têm um impacto direto no meio ambiente são chamados de poluentes primários. Esses poluentes primários às vezes reagem com outros produtos químicos no ar para produzir poluentes secundários.

A poluição do ar é normalmente separada em duas categorias: poluição do ar externo e poluição do ar interno. A poluição do ar externo envolve exposições que ocorrem fora do ambiente construído. Os exemplos incluem partículas finas produzidas pela queima de carvão, gases nocivos, como dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio e monóxido de carbono; ozônio no nível do solo e fumaça do tabaco. A poluição do ar interno envolve exposições a partículas, óxidos de carbono e outros poluentes transportados pelo ar interno ou pela poeira. Os exemplos incluem produtos domésticos e produtos químicos, liberação de gases de materiais de construção, alérgenos (queda de baratas e camundongos, mofo, pólen) e fumaça de tabaco.

Este vídeo resume as causas, consequências e soluções para a poluição do ar.

Fontes de poluição do ar

Uma fonte estacionária de poluição do ar se refere a uma fonte de emissão que não se move, também conhecida como fonte pontual. As fontes estacionárias incluem fábricas, usinas de energia e lavanderias. O termo fonte de área é usado para descrever muitas pequenas fontes de poluição do ar localizadas juntas, cujas emissões individuais podem estar abaixo dos limites de preocupação, mas cujas emissões coletivas podem ser significativas. Os queimadores de madeira residenciais são um bom exemplo de fonte pequena, mas quando combinados com muitas outras fontes pequenas, podem contribuir para os níveis de poluição do ar local e regional. As fontes de área também podem ser consideradas fontes não pontuais, como a construção de conjuntos habitacionais, leitos de lagos secos e aterros sanitários.

Uma fonte móvel de poluição do ar se refere a uma fonte que é capaz de se mover sob sua própria energia. Em geral, as fontes móveis implicam transporte “rodoviário”, que inclui veículos como carros, veículos utilitários esportivos e ônibus. Além disso, há também uma categoria “não rodoviária” ou “off-road” que inclui ferramentas e cortadores de grama movidos a gás, equipamentos agrícolas e de construção, veículos recreativos, barcos, aviões e trens.

As fontes agrícolas surgem de operações que criam animais e cultivam safras, o que pode gerar emissões de gases e material particulado. Por exemplo, animais confinados a um celeiro ou área restrita produzem grandes quantidades de esterco. O estrume emite vários gases, principalmente amônia, no ar. Essa amônia pode ser emitida dos alojamentos dos animais, áreas de armazenamento de esterco ou da terra após a aplicação do esterco. Na produção agrícola, a aplicação incorreta de fertilizantes, herbicidas e pesticidas pode potencialmente resultar na deriva aérea desses materiais e danos podem ser causados.

Ao contrário das fontes de poluição do ar mencionadas acima, a poluição do ar causada por fontes naturais não é causada por pessoas ou suas atividades. Um vulcão em erupção emite partículas e gases, incêndios florestais e pradarias podem emitir grandes quantidades de poluentes (figura\(\PageIndex{a}\)), tempestades de poeira podem criar grandes quantidades de material particulado e plantas e árvores naturalmente emitem compostos orgânicos voláteis que podem formar aerossóis que podem causar uma névoa azul. Animais selvagens em seu habitat natural também são considerados fontes naturais de “poluição”.

Figura\(\PageIndex{a}\): A fumaça da fogueira em novembro de 2018 cobre grande parte do norte da Califórnia e se estende pelo Oceano Pacífico. Imagem do NASA Earth Observatory/Lauren Dauphin (domínio público).

Critérios: poluentes atmosféricos

A Agência de Proteção Ambiental identificou seis poluentes atmosféricos comuns chamados critérios de poluentes atmosféricos. Eles são material particulado, ozônio no nível do solo, monóxido de carbono, óxidos de enxofre, óxidos de nitrogênio e chumbo. Esses poluentes podem prejudicar a saúde e o meio ambiente e causar danos à propriedade. Dos seis poluentes, a poluição por partículas e o ozônio no nível do solo são as ameaças à saúde mais generalizadas. A Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) os regula desenvolvendo critérios com base em considerações de saúde humana e ambiental.

1. O ozônio no nível do solo não é emitido diretamente no ar, mas é criado por reações químicas entre óxidos de nitrogênio (NO _X) e o oxigênio gasoso (O ₂) na atmosfera que reagem na presença de luz solar. Também se forma quando óxidos de nitrogênio e compostos orgânicos voláteis (VOCs) reagem. Emissões de instalações industriais e concessionárias de energia elétrica, escapamento de veículos motorizados, vapores de gasolina e solventes químicos são algumas das principais fontes de NO _X e VOCs. Respirar ozônio pode desencadear uma variedade de problemas de saúde, especialmente para crianças, idosos e pessoas de todas as idades com doenças pulmonares, como asma. O ozônio no nível do solo também pode ter efeitos nocivos em vegetações e ecossistemas sensíveis. (O ozônio no nível do solo não deve ser confundido com a camada de ozônio, que é alta na atmosfera e protege a Terra da luz ultravioleta; o ozônio no nível do solo não fornece essa proteção).
2. O material particulado, também conhecido como poluição por partículas, é uma mistura complexa de partículas extremamente pequenas e gotículas de líquido. A poluição por partículas é composta por vários componentes, incluindo ácidos (como nitratos e sulfatos), produtos químicos orgânicos, metais e partículas de solo ou poeira. Exemplos de material particulado gerado pelo homem são da combustão (como queima de madeira ou carvão) e da mineração (que libera poeira). Incêndios florestais ou erosão eólica são fontes naturais de material particulado. O tamanho das partículas está diretamente ligado ao seu potencial de causar problemas de saúde. A EPA se preocupa com partículas de 10 micrômetros de diâmetro ou menores porque essas são as partículas que geralmente passam pela garganta e pelo nariz e entram nos pulmões. Além disso, partículas com 2,5 micrômetros de diâmetro ou menores podem passar dos pulmões para a corrente sanguínea, por meio da qual são transportadas para vários órgãos e causar sérios efeitos à saúde.
3. O monóxido de carbono (CO) é um gás incolor e inodoro emitido pelos processos de combustão. Nacionalmente e, particularmente em áreas urbanas, a maioria das emissões de CO para o ar ambiente vem de veículos. No entanto, erupções vulcânicas e incêndios florestais também liberam monóxido de carbono. O monóxido de carbono pode causar efeitos nocivos à saúde ao reduzir o fornecimento de oxigênio aos órgãos do corpo (como coração e cérebro) e tecidos. Em níveis extremamente altos, o CO pode causar a morte.
4. Os óxidos de nitrogênio (NO _X) são um grupo de gases altamente reativos, que inclui monóxido de nitrogênio (NO) e dióxido de nitrogênio (NO ₂). O Padrão Nacional de Qualidade do Ar Ambiente da EPA usa NO ₂ como indicador para o grupo maior de óxidos de nitrogênio. Os óxidos de nitrogênio se formam rapidamente a partir das emissões de carros, caminhões e ônibus, usinas de energia e equipamentos off-road. Além disso, os óxidos de nitrogênio são liberados naturalmente por certas bactérias. Além de contribuir para a formação de ozônio no nível do solo e poluição por partículas finas, os óxidos de nitrogênio reagem na atmosfera para formar ácido nítrico (HNO ₃) e ácido nitroso (HNO ₂), que são componentes da deposição ácida. Os óxidos de nitrogênio estão associados a vários efeitos adversos no sistema respiratório.
5. O dióxido de enxofre (SO ₂) é liberado principalmente da combustão de combustíveis fósseis em usinas de energia (73%) e outras instalações industriais (20%). Fontes menores de emissões de SO ₂ incluem processos industriais, como a extração de metal do minério e a queima de combustíveis com alto teor de enxofre por locomotivas, grandes navios e equipamentos não rodoviários. Os vulcões são uma fonte natural de SO ₂. O dióxido de enxofre está associado a vários efeitos adversos no sistema respiratório. Ele reage na atmosfera para formar ácido sulfúrico (H ₂ SO ₄), um componente da deposição ácida.
6. O chumbo é um metal encontrado naturalmente no meio ambiente, bem como em produtos manufaturados. As principais fontes de emissões de chumbo têm sido historicamente de combustíveis em veículos motorizados rodoviários (como carros e caminhões) e fontes industriais. Como resultado dos esforços regulatórios nos EUA para remover o chumbo da gasolina de veículos motorizados rodoviários, as emissões de chumbo do setor de transporte diminuíram drasticamente em 95 por cento entre 1980 e 1999, e os níveis de chumbo no ar diminuíram 94 por cento entre 1980 e 1999. Hoje, os níveis mais altos de chumbo no ar geralmente são encontrados perto de fundições de chumbo. As principais fontes de emissões de chumbo para o ar atualmente são o processamento de minérios e metais e aeronaves com motor a pistão operando com gasolina de aviação com chumbo. Vulcões e erosão são fontes naturais de chumbo.

Poluição do ar interno (principais preocupações nos países desenvolvidos)

A maioria das pessoas passa aproximadamente 90% do tempo em ambientes fechados. No entanto, o ar interno que respiramos em residências e outros edifícios pode ser mais poluído do que o ar externo e pode aumentar o risco de doenças. Existem muitas fontes de poluição do ar interno nas residências. Eles incluem contaminantes biológicos, como bactérias, fungos e pólen, queima de combustíveis e fumaça ambiental do tabaco, materiais de construção e móveis, produtos domésticos, sistemas centrais de aquecimento e resfriamento e fontes externas. A poluição do ar externo pode entrar nos edifícios e se tornar uma fonte de poluição do ar interno.

Síndrome do prédio doente é um termo usado para descrever situações em que os ocupantes do prédio apresentam sintomas de saúde associados apenas a passar o tempo naquele prédio. Acredita-se que as causas da síndrome do prédio doente incluam ventilação inadequada, poluição do ar interno e contaminantes biológicos. Normalmente, problemas de qualidade do ar interno só causam desconforto. A maioria das pessoas se sente melhor assim que remove a fonte da poluição. Garantir que seu prédio esteja bem ventilado e se livrar dos poluentes pode melhorar a qualidade do ar interno.

Fumaça passiva (fumaça ambiental de tabaco)

O fumo passivo é a combinação de fumaça proveniente de um cigarro e fumaça exalada por um fumante. Quando um não fumante está perto de alguém fumando, ele respira fumaça passiva.

O fumo passivo é perigoso para quem o respira. Não há quantidade segura de fumaça passiva. Ele contém mais de 7.000 substâncias químicas nocivas, das quais pelo menos 250 são conhecidas por prejudicar a saúde humana. Também pode permanecer no ar por várias horas depois que alguém fuma. Até mesmo respirar fumaça passiva por um curto período de tempo pode prejudicar seu corpo.

Com o tempo, o fumo passivo pode causar sérios problemas de saúde em não fumantes. A única maneira de proteger totalmente os não fumantes dos perigos do fumo passivo é não permitir fumar em ambientes fechados. Separar fumantes de não fumantes (como seções para “não fumar” em restaurantes), limpar o ar e arejar prédios não elimina completamente o fumo passivo.

Fonte: Smokefree.gov

Tratamento da poluição do ar

Uma combinação de estratégias regulatórias, econômicas e tecnológicas pode reduzir a poluição do ar. A Lei do Ar Limpo de 1970 é uma regulamentação federal importante que reduziu com sucesso as emissões de poluentes atmosféricos, como chumbo e dióxido de enxofre. A Agência de Proteção Ambiental define um padrão de qualidade do ar para grandes emissores de poluentes atmosféricos de critérios, que é a quantidade máxima permitida do poluente que pode ser liberado. Cada estado então desenvolve um plano para cumprir esses padrões. Observe que centenas de poluentes atmosféricos além dos seis critérios de poluentes atmosféricos são regulamentados pela Lei do Ar Limpo.

Os incentivos econômicos tornam financeiramente benéfico que indivíduos, instituições ou empresas usem tecnologias ou tomem medidas que limitem a poluição do ar. Por exemplo, os impostos verdes aumentam o custo de uma ação prejudicial ao meio ambiente. Por exemplo, o Canadá cobra um imposto verde sobre veículos com baixo consumo de combustível. Os subsídios, por outro lado, reduzem o custo de escolhas ambientalmente benéficas. Por exemplo, o crédito fiscal federal sobre energia solar nos Estados Unidos permite que os proprietários reivindiquem uma porcentagem do custo de instalação de painéis solares ao declarar impostos. Esse valor reduziria, portanto, os impostos devidos ou emitidos como restituição de imposto. (O aumento do uso de eletricidade solar acaba reduzindo a necessidade de usinas de carvão e gás natural, que geram poluição do ar.)

As licenças negociáveis (limite e comércio) são outro incentivo econômico. Primeiro, a quantidade total permitida de emissões para uma entidade (como um estado ou país) é definida. Em seguida, os créditos de emissão são distribuídos para potenciais poluidores. Indústrias que reduzem as emissões podem vender seus créditos, enquanto aquelas com altas emissões podem ser necessárias. Por exemplo, grandes emissores de gases de efeito estufa na Califórnia devem obter licenças de poluição por carbono. A compra dessas licenças financia o Crédito Climático da Califórnia, que os californianos recebem como redução nas contas de luz de abril e outubro.

Finalmente, uma variedade de tecnologias reduz a poluição do ar. Por exemplo, filtros de ar e ventilação adequada são essenciais para limitar a poluição do ar interno. Os avanços no transporte público (e nas políticas que os promovem) e nos veículos com eficiência energética reduzem ainda mais a poluição do ar. Os veículos elétricos também reduzem a poluição do ar (figura\(\PageIndex{b}\)), especialmente se a eletricidade que os fornece vier de uma fonte limpa e renovável, como painéis solares. Os conversores catalíticos C tornam as emissões de veículos padrão menos prejudiciais ao facilitar as reações químicas. Por exemplo, eles catalisam reações que convertem óxidos de nitrogênio (NO _X) em gás nitrogênio (N ₂) e monóxido de carbono (CO) em dióxido de carbono (CO ₂). (Embora o dióxido de carbono seja um gás de efeito estufa, ele não é diretamente venenoso quanto o monóxido de carbono.)

Outras tecnologias limitam as emissões da indústria. Por exemplo, os depuradores de chaminés removem alguns poluentes das emissões da usina antes de serem liberados e reduzem as emissões de dióxido de enxofre da queima de carvão. Os precipitadores eletrostáticos carregam negativamente os poluentes e removem os poluentes carregados com um eletrodo positivo (figura\(\PageIndex{c}\)). Embora os precipitadores eletrostáticos tenham sido originalmente desenvolvidos para a indústria, versões menores podem ser usadas como purificadores de ar em residências ou empresas.

Figura\(\PageIndex{b}\): O transporte em massa, especialmente aqueles que usam energia limpa, reduz a poluição do ar. Imagem de Mtattrain (CC-BY-SA).

Figura\(\PageIndex{c}\): Um precipitador eletrostático. As setas azuis representam o fluxo de ar pelas barras de metal, que carregam negativamente os poluentes. Eles são então atraídos para eletrodos positivos (placas de metal vermelhas e planas), removendo os poluentes do ar. Imagem de Evan Mason (CC-BY-SA).

Atribuição

Modificado por Melissa Ha a partir das seguintes fontes:

• Poluição atmosférica de Biologia Ambiental por Matthew R. Fisher (licenciado sob CC-BY)
• Informações básicas sobre NO ₂. Agência de Proteção Ambiental. Acessado em 11-04-2021 (domínio público).