O ar e a nossa saúde

A poluição do ar e a nossa saúde

Devido aos fatores naturais, tais como as erupções vulcânicas, o relevo, a vegetação, os oceanos, os rios e aos fatores humanos como as indústrias, as cidades, a agricultura e o próprio homem, o ar sofre, até uma altura de 3 km, influências nas suas características básicas.Como já vimos, a camada de ar que fica em contato com a superfície da Terra recebe o nome de troposfera que tem uma espessura entre 8 e 16 km.

Todas as camadas que constituem nossa atmosfera possuem características próprias e importantes para a proteção da terra. Acima dos 25 km, por exemplo, existe uma concentração de ozônio (O3) que funciona como um filtro, impedindo a passagem de algumas radiações prejudiciais à vida. Os raios ultravioletas que em grandes quantidades poderiam eliminar a vida são, em boa parte, filtrados por esta camada de ozônio.

A parcela dos raios ultravioletas que chegam a terra é benéfica tanto para a eliminação de bactérias como na prevenção de doenças. Nosso ar atmosférico não foi sempre assim como é hoje, apresentou variações através dos tempos. Provavelmente o ar que envolvia a Terra, primitivamente, era formado de gás metano (CH4), amônia (NH3), vapor d’água e hidrogênio (H2). Com o aparecimento dos seres vivos, principalmente os vegetais, a atmosfera foi sendo modificada.

Atualmente, como já sabemos, o ar é formado de aproximadamente 78% de nitrogênio (N2), 21% de oxigênio, 0,03% de gás carbônico (CO2) e ainda gases nobres e vapor de água. Esta composição apresenta variações de acordo com a altitude.

Fatores que provocam alterações no ar

A alteração na constituição química do ar através dos tempos indica que o ar continua se modificando na medida em que o homem promove alterações no meio ambiente. Até agora esta mistura gasosa e transparente tem permitido a filtragem dos raios solares e a retenção do calor, fundamentais à vida. Pode-se dizer, no entanto, que a vida na Terra depende da conservação e até da melhoria das características atuais do ar.

Os principais fatores que têm contribuído para provocar alterações no ar são:

• A poluição atmosférica pelas indústrias, que em algumas regiões já tem provocado a diminuição da transparência do ar;
• o aumento do número de aviões supersônicos que, por voarem em grandes altitudes, alteram a camada de ozônio;
• os desmatamentos, que diminuindo as áreas verdes causam uma diminuição na produção de oxigênio;
• as explosões atômicas experimentais, que liberam na atmosfera grande quantidade de gases, de resíduos sólidos e de energia;
• os automóveis e indústrias, que consomem oxigênio e liberam grandes quantidades de monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2).

Todos estes fatores, quando associados, colocam em risco o equilíbrio total do planeta, podendo provocar entre outros fenômenos, o chamado efeito estufa, que pode provocar um sério aumento da temperatura da terra, o que levará a graves consequências.

O Efeito Estufa

O nome estufa tem origem nas estufas de vidro, em que se cultivam certas plantas, e a luz do Sol atravessa o vidro aquecendo o interior do ambiente. Apenas parte do calor consegue atravessar o vidro, saindo da estufa. De modo semelhante ao vidro da estufa, a atmosfera deixa passar raios de Sol que aquecem a Terra. Uma parte desse calor volta e escapa para o espaço, atravessando a atmosfera, enquanto outra parte é absorvida por gases atmosféricos (como o gás carbônico) e volta para a Terra, mantendo-a aquecida.Graças ao efeito estufa, a temperatura da Terra se mantém, em média, em torno de 15ºC, o que é favorável à vida no planeta. Sem esse aquecimento nosso planeta seria muito frio.

No entanto desde o surgimento das primeiras indústrias, no século XVIII, tem aumentado a quantidade de gás carbônico liberado para a atmosfera.

A atmosfera fica saturada com esse tipo de gás, que provoca o agravamento do efeito estufa. Cientistas e ambientalistas têm alertado para esse fenômeno que parece ser a principal causa do aquecimento global.

Observe abaixo um esquema do efeito estufa.

• O gás carbônico e outros gases permitem a passagem da luz do Sol, mas retêm o calor por ele gerado.
• A queima de combustíveis fosseis e outros processos provocam acúmulo de gás carbônico no ar, aumentando o efeito estufa.
• Por meio da fotossíntese de plantas e algas, ocorre a remoção de parte do gás carbônico do ar.

A Poluição do Ar

Prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população;A poluição do ar é definida como sendo a degradação da qualidade do ar como resultado de atividades diretas ou indiretas que:

• criem condições adversas às atividades sociais e econômicas;
• afetem desfavoravelmente a biota (organismos vivos);
• afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;
• lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos em leis federais [Lei Federal no 6938, de 31 de agosto de 1981, regulamentada pelo decreto no 88 351/83].

Chuva Ácida

Ao queimar combustíveis fósseis para acionar as usinas, fábricas e veículos, é lançado enxofre no ar.

Esse enxofre sobe para a atmosfera na forma de gás chamado “dióxido de enxofre”, um grande poluente do ar. Quando o dióxido de enxofre se junta à umidade da atmosfera, forma o ácido sulfúrico, um dos principais componentes das chuvas ácidas.

O dióxido de enxofre é produzido também nos pântanos e vulcões, mas em quantidades que o meio ambiente consegue assimilar. Atualmente existem enormes quantidades de fontes poluidoras, tornando as chuvas mais carregadas de ácido, dificultando ao meio ambiente anular seus efeitos.

A chuva causa danos às folhas de espécies vegetais comprometendo a produção agrícola. Torna-se mais grave próxima às grandes concentrações industriais, atinge as florestas, os peixes e corroe edificações de pedra e concreto, inclusive metais expostos ao tempo que enferrujam mais rápido, como as pontes e edificações de aço.

Monóxido de Carbono

Sempre que ouvimos falar em monóxido de carbono, representado pela fórmula molecular CO, rapidamente associamos o gás a perigo, poluição ou intoxicação. Mas que tal entender melhor o que é monóxido de carbono? O monóxido de carbono é um gás incolor, sem cheiro ou sabor, inflamável e perigoso (já que é um asfixiante químico que pode provocar intoxicação). Conheça suas principais fontes emissoras e saiba como evitar o risco de intoxicação.

Fontes emissoras de monóxido de carbono

O monóxido de carbono é liberado no ambiente por fontes naturais ou antrópicas (causas humanas). As fontes emissoras naturais podem ser: atividade vulcânica, descargas elétricas e emissão de gás natural. No entanto, as fontes emissorasantrópicas equivalem a aproximadamente 60% do monóxido de carbono presente na troposfera. Tudo isso é produto da combustão incompleta, ou seja, a queima em condições de pouco oxigênio de combustíveis fósseis (lenha, carvão vegetal e mineral, gasolina, querosene, óleo diesel, gás), sistemas de aquecimento, usinas termelétricas a carvão, queima de biomassa e tabaco.

O monóxido de carbono também pode se originar pela oxidação fotoquímica de compostos orgânicos voláteis (VOCs) na atmosfera ou na superfície de corpos de água. Na atmosfera, o composto pode sofrer oxidação e formar dióxido de carbono; nas águas superficiais, que ficam saturadas dele, micro-organismos são capazes de utilizar o composto como fonte de energia.

As fontes emissoras de monóxido de carbono mais frequentes e que lançam maior concentração do gás na atmosfera (milhões de toneladas) são as queimadas, que ocorrem em florestas do mundo todo, e o gás emitido do escapamento dos veículos. Utilização

O monóxido de carbono é muito utilizado industrialmente como agente redutor, removendo o oxigênio de alguns compostos, como ocorre na produção do ferro e de outros metais, e na síntese de diversas substâncias orgânicas, como ácido acético, ácido fórmico, plásticos, metanol e outros. Na Segunda Guerra Mundial, foi usado nas câmaras de gás em campos de concentração.

Intoxicação por monóxido de carbono

Segundo estudos, a principal via de exposição ao monóxido de carbono é a respiratória e intoxicações agudas podem ser fatais devido a afinidade do gás com a hemoglobina contida nos glóbulos vermelhos do sangue, que transportam oxigênio (O2) para os tecidos de todos os órgãos do corpo. A afinidade da hemoglobina pelo monóxido de carbono chega a ser 240 vezes maior que pelo O2.

Uma vez inalado, o gás é rapidamente absorvido nos pulmões, atravessando as membranas alveolar, capilar e placentária e, em circulação, liga-se de maneira estável com a hemoglobina. A intoxicação no homem se dá quando o monóxido de carbono entra em competição com o oxigênio pela hemoglobina, reduzindo a liberação de oxigênio fixada sob a hemoglobina, e assim, impedindo o transporte e diminuindo a quantidade de oxigênio disponível nos tecidos, levando à morte por asfixia.

Efeitos

A existência de uma intoxicaçãocrônica de monóxido de carbonoresultante de uma exposição prolongada a baixas concentrações pode ocasionar efeitos tóxicos cumulativos, como insônia, cefaleia, fadiga, diminuição da capacidade física, de aprendizado e trabalho, tonturas, vertigens, náuseas, vômitos, distúrbios visuais, alterações auditivas, doenças respiratórias, anorexia, mal de Parkinson, isquemia cardíaca, cardiopatias e arterosclerose. Nos idosos, causa um aumento na mortalidade por infarto agudo.

Os sintomas de uma ligeira intoxicação por monóxido de carbono incluem desmaio, sensação de confusão, cefaleia, vertigens e outros similares aos da gripe.

Exposições longas podem conduzir a uma intoxicação grave no sistema nervoso central, no coração e até levar à morte. As sequelas de uma intoxicação aguda são quase sempre permanentes.

O Ar

Muitas são as situações do nosso dia adia em que percebemos a presença de ar. Quando sentimos a brisa suave no nosso rosto, quando o vento sopra forte balançando os galhos das árvores, quando respiramos e sentimos o ar entrando e saindo dos nosso pulmões, estamos percebendo a presença do ar.

Não podemos ver o ar nem tocá-lo. Ele é invisível, incolor (não tem cor) e inodoro (não tem cheiro). Mas existe, tem peso e ocupa espaço.

De que é feito o ar?

A matéria pode se apresentar na natureza no estado sólido, líquido e gasoso. O ar se apresenta no estado gasoso, é uma mistura de gases.  O gás de maior quantidade é o gás nitrogênio ou azoto, que forma cerca de 78% do ar. Isso quer dizer que, em 100 litros de ar, há 78 litros de nitrogênio. Depois vem o oxigênio com cerca de 21%. O 1% restante inclui argônio, o gás carbônico e outros gases. Esta é a proporção de gases no ar seco. Mas normalmente, há também vapor de água (em quantidade variável) e poeira. Certos gases vindos das indústrias ou de outras fontes podem também estar presentes.

 Gás Oxigênio e a Combustão

O gás oxigênio é um gás de importância fundamental para os processos vitais do nosso planeta, utilizado na respiração da maioria dos seres vivos. As algas e as plantas também absorvem oxigênio na respiração, mas, pela fotossíntese, liberam esse gás, possibilitando a sua renovação contínua no ambiente.

A maior parte do oxigênio inspirado é utilizado pelos seres vivos na produção de energia que mantém seus sistemas vitais.

Agora veja a figura.

Se emborcamos um copo sobre uma vela acesa, a chama se apaga. A vela se apaga porque o oxigênio dentro do copo foi gasto durante a queima da vela. O oxigênio é, portanto necessário para a queima da vela. Aliás, ele é necessário para a queima de outros materiais também. O processo de queima é chamado combustão.

Em 1783, o químico francês Antoine Lavoisies (1743-1794) explicou esses fenômenos: na combustão ocorre a combinação do oxigênio com outras substâncias, liberando grande quantidade de calor em curto espaço de tempo.

Quando o motor do carro funciona, por exemplo, a gasolina combina-se com o oxigênio do ar. A gasolina ou a outra substância que está sendo queimada é chamada de combustível, e o oxigênio é chamado de comburente. Comburente é, portanto, a substância que provoca a combustão.

No caso da vela acesa, o comburente é o oxigênio do ar. O combustível é a parafina da vela. Mas, para começar a combustão, é preciso aquecer o combustível. No caso da vela, acendemos o pavio com um fósforo. O calor da chama do pavio aquece a parafina que se combina com o oxigênio e é queimado.

A combustão libera energia química que está armazenada no combustível. Essa energia aparece sob a forma de calor e luz.  Com a energia da combustão o ser humano movimenta veículos a gasolina, a gás, a óleo diesel ou a álcool, e cozinha alimentos no fogão. Essa energia pode ser liberada também em usinas termelétricas, que transformam energia de combustíveis, como o carvão e o petróleo em energia elétrica.

Depois que a vela se queima, sobra um pouco de parafina. Mas a quantidade que sobra é bem menor. Para aonde foi então a parafina que falta?

A combustão transforma o combustível, que no caso é a parafina, em vapor de água e gás carbônico. Ocorre aqui o que se chama de transformação química ou reação química. As substâncias presentes na parafina transformam-se em outras substâncias: o gás carbônico e a água.

 Propriedades do Ar e dos Gases

Uma bexiga cheia de ar tem mais massa que uma bexiga vazia. Por que?

Porque tem mais ar. O ar tem massa e ocupa espaço. Mas, no caso da bexiga, a diferença de massa é bem pequena e só pode ser medida em balanças bem sensíveis.

A diferença de massa é pequena, porque a densidade do ar é relativamente pequena - muito menor, por exemplo, que a densidade da água.

Agora considere esta situação: você sente um cheiro gostoso de bolo ou outra comida vindo da cozinha. Na realidade, você está sentindo o efeito de gases que saíram do alimento e que estimularam certas partes do seu nariz. Isso acontece devido a uma propriedade do ar e de todos os gases: eles tendem a se espalhar, preenchendo todo o espaço disponível. Por isso, os gases que se desprendem do alimento se espalham pela casa.

Compare os gases com os líquidos: quando você despeja um pouco de água numa garrafa, sem enchê-la, a água se deposita no fundo. Ela não ocupa o volume todo da garrafa. Mas, por outro lado, qualquer que seja a quantidade de ar dentro de uma garrafa, ele estará ocupando todo o espaço da garrafa. O ar, e os gases em geral, ocupam todo o volume do recipiente onde estão. É a propriedade da expansibilidade.

Quando sopramos uma bexiga de aniversário, enchendo-a bem, constatamos que a parede do balão fica bem esticada. Isso acontece devido a outra propriedade do ar e dos gases: eles exercem pressão contra a parede do recipiente que ocupam.

A pressão exercida pelo ar na superfície da Terra chama-se pressão atmosférica. Recebe esse nome porque a atmosfera é a camada de ar que envolve o planeta. 

A previsão do tempo

A rádio, a televisão, os jornais e os sites diariamente anunciam a previsão do tempo.

Dentro de certa margem de segurança, ficamos sabendo se vai chover, se vai fazer frio ou calor.

Para facilitar o estudo da atmosfera, os cientistas a dividem em várias camadas.

Troposfera

A troposfera é a camada mais próxima da superfície terrestre. Nela se formam as nuvens e ocorrem as chuvas, os ventos e os relâmpagos.

Na troposfera concentra-se a maior quantidade do gás oxigênio que os seres vivos utilizam na respiração.

Estratosfera

Nessa camada, a umidade (presença de vapor de água) é quase inexistente. Há baixa concentração de gás oxigênio, e o ar, em geral, apresenta-se rarefeito. Na estratosfera encontra-se o gás ozônio (gás cuja, molécula é formada por 3 átomos de oxigênio, O₃). Essa camada filtra os raios ultravioletas do Sol, evitando assim danos aos seres vivos. Na troposfera, porém, o ozônio, quando presente, é considerado um poluente.

Nessa região atmosférica não ocorrem as turbulências provocadas pelos fenômenos meteorológicos, comuns na troposfera; por isso os vôos mais longos e feitos por grandes aviões ocorrem nessa camada.

Mesosfera

É uma camada também rica em gás ozônio. Apresenta baixas temperaturas.

Ionosfera ou termosfera

Nessa camada o ar é muito rarefeito e existem partículas carregadas de eletricidade. Essas partículas possibilitam a transmissão de ondas de rádio e similares a grandes distâncias.

Exosfera

É a ultima camada da atmosfera, isto é, o limite entre nosso planeta e o espaço cósmico. Nessa camada predomina gás hidrogênio. O ar é muito rarefeito e as moléculas de gás "escapam" constantemente para o espaço. É onde costumam ficar os satélites artificiais.

Toda os fatores que influênciam no clima da Terra estão contidos na Troposfera, vamos estudar cada um deles agora.