A química ambiental é um campo de estudo interdisciplinar que se dedica a investigar a interação entre os produtos químicos presentes no meio ambiente e os organismos vivos. Este campo visa compreender os processos químicos que ocorrem no ambiente natural, assim como identificar os impactos das atividades humanas na qualidade do ar, da água e do solo. As aplicações da química ambiental são vastas e incluem a avaliação e monitoramento da poluição, o desenvolvimento de tecnologias de remediação ambiental, a formulação de políticas de gestão ambiental e a promoção da sustentabilidade. Em suma, a química ambiental desempenha um papel fundamental na proteção e preservação do meio ambiente para as gerações presentes e futuras.
Química ambiental: aplicações e impactos da ciência no meio ambiente.
A Química Ambiental é um campo de estudo que se dedica a compreender as interações entre os produtos químicos presentes no meio ambiente e os organismos que nele habitam. Ela tem como principal objetivo analisar e avaliar os impactos das substâncias químicas no ecossistema, buscando soluções para minimizar os danos causados pela poluição.
As aplicações da Química Ambiental são vastas e abrangem diversas áreas, como a gestão de resíduos, o monitoramento da qualidade da água e do ar, a remediação de áreas contaminadas, entre outras. Graças aos avanços nesta área, hoje é possível desenvolver tecnologias mais eficientes para o tratamento de efluentes industriais, por exemplo, contribuindo para a preservação dos recursos naturais.
Os impactos da ciência no meio ambiente são cada vez mais evidentes, com a crescente preocupação com as mudanças climáticas, a perda de biodiversidade e a contaminação de solos e águas. Nesse contexto, a Química Ambiental desempenha um papel fundamental na identificação e no controle das fontes de poluição, permitindo a implementação de medidas para reduzir os impactos negativos no ecossistema.
Em resumo, a Química Ambiental é uma disciplina essencial para a preservação do meio ambiente e para a promoção do desenvolvimento sustentável. Seu estudo e suas aplicações são fundamentais para garantir um futuro mais saudável e equilibrado para as próximas gerações.
Entenda a importância da Química Ambiental e suas áreas de estudo.
A Química Ambiental é uma área de estudo fundamental para compreender os processos químicos que ocorrem no meio ambiente e sua relação com a saúde humana e a biodiversidade. Ela busca analisar e monitorar a qualidade da água, do ar e do solo, identificando possíveis contaminantes e propondo soluções para minimizar os impactos negativos dessas substâncias.
As áreas de estudo da Química Ambiental incluem a análise de poluentes orgânicos e inorgânicos, a avaliação da qualidade da água em rios, lagos e oceanos, o estudo da degradação de resíduos e a investigação dos efeitos da poluição atmosférica na saúde humana. Além disso, a Química Ambiental também se preocupa em desenvolver tecnologias sustentáveis para o tratamento de efluentes e a remediação de áreas contaminadas.
Portanto, é essencial compreender a importância da Química Ambiental para promover a preservação dos ecossistemas e garantir a qualidade de vida das futuras gerações. A aplicação dos conhecimentos dessa área é essencial para a gestão ambiental e o desenvolvimento de políticas públicas voltadas para a proteção do meio ambiente e da saúde da população.
Qual a finalidade da Química Ambiental: proteger e preservar o meio ambiente através de estudos.
A Química Ambiental é uma área de estudo que tem como principal objetivo proteger e preservar o meio ambiente através de estudos e análises químicas. Ela busca compreender as interações entre os componentes químicos presentes no meio ambiente e como essas interações afetam os ecossistemas e a saúde humana.
A Química Ambiental é um campo multidisciplinar que combina conhecimentos da Química, Biologia, Geologia e Engenharia Ambiental para avaliar a qualidade do ar, água e solo, identificar poluentes, propor soluções para minimizar impactos ambientais e promover o desenvolvimento sustentável.
As aplicações da Química Ambiental são diversas e abrangem desde a análise de poluentes em rios e oceanos até a avaliação da qualidade do ar em áreas urbanas. Os profissionais dessa área atuam em laboratórios, indústrias, órgãos governamentais e ONGs, contribuindo para a implementação de políticas públicas voltadas para a proteção do meio ambiente.
É fundamental destacar a importância da Química Ambiental na atualidade, diante dos desafios ambientais que enfrentamos, como as mudanças climáticas, a poluição dos recursos naturais e a degradação dos ecossistemas. Por meio de estudos e pesquisas nessa área, é possível identificar os impactos das atividades humanas no meio ambiente e buscar alternativas sustentáveis para preservar a biodiversidade e garantir a qualidade de vida das gerações futuras.
Local de atuação profissional de um químico especializado na preservação do meio ambiente.
Um químico especializado na preservação do meio ambiente pode atuar em diversos locais, contribuindo para a proteção e conservação dos recursos naturais. Alguns dos principais locais de atuação profissional para esse especialista são as indústrias, laboratórios de pesquisa, agências ambientais governamentais e ONGs ambientais.
Nas indústrias, o químico ambiental pode trabalhar no desenvolvimento e implementação de processos mais sustentáveis, na gestão de resíduos e na análise da qualidade da água e do ar, garantindo que as atividades fabris estejam em conformidade com as leis ambientais. Já em laboratórios de pesquisa, ele pode realizar estudos para identificar substâncias tóxicas e desenvolver métodos de remediação ambiental.
Nas agências ambientais governamentais, o químico pode atuar na fiscalização e no monitoramento ambiental, elaborando relatórios e pareceres técnicos para embasar políticas públicas de proteção ao meio ambiente. E nas ONGs ambientais, ele pode participar de campanhas de conscientização, projetos de educação ambiental e ações de advocacy em defesa da natureza.
Em resumo, o campo de atuação profissional de um químico especializado na preservação do meio ambiente é amplo e diversificado, oferecendo diversas oportunidades para contribuir com a sustentabilidade e o equilíbrio do nosso planeta.
Química ambiental: campo de estudo e aplicações
A química ambiental estuda os processos químicos que ocorrem em níveis ambientais. É uma ciência que aplica princípios químicos ao estudo do funcionamento ambiental e dos impactos gerados pelas atividades humanas.
Além disso, a química ambiental projeta técnicas para prevenção, mitigação e remediação de danos ambientais existentes.
A química ambiental pode ser subdividida em três disciplinas básicas que são:
- Química ambiental da atmosfera.
- Química ambiental da hidrosfera.
- Química ambiental do solo.
Uma abordagem abrangente da química ambiental requer adicionalmente o estudo das inter-relações entre os processos químicos que ocorrem nesses três compartimentos (atmosfera, hidrosfera, solo) e suas relações com a biosfera.
Química ambiental da atmosfera
A atmosfera é a camada de gases que circunda a Terra; Constitui um sistema muito complexo, onde temperatura, pressão e composição química variam com a altitude em faixas muito amplas.
O sol bombardeia a atmosfera com radiação e partículas de alta energia; Esse fato tem efeitos químicos muito significativos em todas as camadas da atmosfera, mas em particular nas camadas superior e externa.
-Estratosfera
Nas regiões externas da atmosfera, ocorrem reações de fotodissociação e fotoionização. Na região entre 30 e 90 km de altura medida a partir da superfície da Terra, na estratosfera, está localizada uma camada que contém principalmente ozônio (O 3 ), chamada camada de ozônio.
Camada de ozônio
O ozônio absorve a radiação ultravioleta de alta energia que vem do sol e, se não fosse a existência dessa camada, nenhum modo de vida conhecido no planeta poderia subsistir.
Em 1995, os químicos atmosféricos Mario J. Molina (mexicano), Frank S. Rowland (americano) e Paul Crutzen (holandês) ganharam o Prêmio Nobel de Química por suas pesquisas sobre a destruição e o esgotamento do ozônio na estratosfera .
Em 1970, Crutzen demonstrou que os óxidos de nitrogênio destroem o ozônio através de reações químicas catalíticas. Mais tarde, Molina e Rowland, em 1974, mostraram que o cloro dos compostos de clorofluorocarbono (CFCs) também é capaz de destruir a camada de ozônio.
-Troposfera
A camada atmosférica imediatamente acima da superfície da Terra, entre 0 e 12 km de altura, chamada troposfera, é composta principalmente de nitrogênio (N 2 ) e oxigênio (O 2 ).
Gases tóxicos
Como resultado das atividades humanas, a troposfera contém muitos produtos químicos adicionais considerados poluentes do ar, como:
- Dióxido de carbono e monóxido (CO 2 e CO).
- Metano (CH 4 ).
- Óxido de nitrogênio (NO).
- Dióxido de enxofre (SO 2 ).
- Ozônio O 3 (considerado contaminante na troposfera)
- Compostos orgânicos voláteis (COV), pós ou partículas sólidas.
Entre muitas outras substâncias, que afetam a saúde humana, vegetal e animal.
Chuva ácida
Óxidos de enxofre (SO 2 e SO 3 ) e óxidos de nitrogênio, como óxido nitroso (NO 2 ), causam outro problema ambiental chamado chuva ácida.
Esses óxidos, presentes na troposfera principalmente como produtos da combustão de combustíveis fósseis nas atividades industriais e no transporte, reagem com a água da chuva produzindo ácido sulfúrico e ácido nítrico, com a consequente precipitação ácida.
Quando esta chuva, que contém ácidos fortes, precipita, desencadeia vários problemas ambientais, como a acidificação dos mares e a água doce. Isso causa a morte de organismos aquáticos; a acidificação de solos que causa a morte de culturas e a destruição por ação química corrosiva de edifícios, pontes e monumentos.
Outros problemas ambientais atmosféricos são a poluição fotoquímica, causada principalmente por óxidos de nitrogênio e ozônio troposférico
Aquecimento global
O aquecimento global é produzido por altas concentrações de CO 2 atmosférico e outros gases de efeito estufa (GEE), que absorvem grande parte da radiação infravermelha emitida pela superfície da Terra e retêm o calor na troposfera. Isso gera mudanças climáticas no planeta.
Química ambiental da hidrosfera
A hidrosfera é composta por todos os corpos de água da Terra: superfície ou pântanos – oceanos, lagos, rios, nascentes – e subterrâneos ou aquíferos.
-A água doce
A água é a substância líquida mais comum no planeta, cobre 75% da superfície da Terra e é absolutamente essencial para a vida.
Todas as formas de vida dependem de água doce (definida como água com teor de sal inferior a 0,01%). 97% da água do planeta é água salgada.
Dos 3% restantes de água doce, 87% estão em:
- Os pólos da Terra (que estão derretendo e derramando nos mares devido ao aquecimento global).
- As geleiras (também em processo de desaparecimento).
- Águas Subterrâneas
- Água sob a forma de vapor presente na atmosfera.
Apenas 0,4% da água doce total do planeta está disponível para consumo. A evaporação da água dos oceanos e a precipitação das chuvas fornecem continuamente essa pequena porcentagem.
A química ambiental da água estuda os processos químicos que ocorrem no ciclo da água ou no ciclo hidrológico e também desenvolve tecnologias para purificação de água para consumo humano, tratamento de águas residuais industriais e urbanas, dessalinização da água do mar, reciclagem e salvar esse recurso, entre outros.
-O ciclo da Agua
O ciclo da água na Terra consiste em três processos principais: evaporação, condensação e precipitação, dos quais derivam três circuitos:
- Escoamento superficial
- A evapotranspiração das plantas
- A infiltração, na qual a água passa para os níveis subterrâneos (freáticos), circula pelos canais do aquífero e flui pelas nascentes, fontes ou poços.
– Impactos antropológicos no ciclo da água
A atividade humana tem impactos no ciclo da água; Algumas das causas e efeitos da ação antropológica são as seguintes:
Modificação da superfície da Terra
É gerado pela destruição de florestas e campos com desmatamento. Isso afeta o ciclo da água, eliminando a evapotranspiração (ingestão de água pelas plantas e retornando ao meio ambiente por transpiração e evaporação) e aumentando o escoamento.
O aumento do escoamento superficial provoca aumento do fluxo do rio e inundações.
A urbanização também modifica a superfície do solo e afeta o ciclo da água, porque o solo poroso é substituído por cimento e asfalto impermeável, o que impossibilita a infiltração.
Poluição do ciclo da água
O ciclo da água envolve toda a biosfera e, consequentemente, os resíduos gerados pelo ser humano, são incorporados a esse ciclo por diferentes processos.
Poluentes químicos do ar são incorporados à chuva. Os agroquímicos aplicados ao solo sofrem lixiviados e infiltração nos aqüíferos ou drenam para rios, lagos e mares.
Também o desperdício de gorduras e óleos e os lixiviados dos aterros sanitários são arrastados por infiltração para as águas subterrâneas.
Extração de água com cheque especial em recursos hídricos
Essas práticas de cheque especial produzem o esgotamento das reservas de água subterrânea e subterrânea, afetam os ecossistemas e produzem subsidência local do solo.
Química ambiental do solo
Os solos são um dos fatores mais importantes no equilíbrio da biosfera. Fornecem ancoragem, água e nutrientes às plantas, produtoras das cadeias tróficas terrestres.
O chão
O solo pode ser definido como um ecossistema trifásico complexo e dinâmico: uma fase sólida de suporte mineral e orgânico, uma fase líquida aquosa e uma fase gasosa; caracterizado por possuir uma fauna e flora particulares (bactérias, fungos, vírus, plantas, insetos, nematóides, protozoários).
As propriedades do solo estão mudando constantemente devido às condições ambientais e à atividade biológica que se desenvolve nele.
Impactos antropológicos no terreno
A degradação da terra é um processo que diminui a capacidade produtiva do solo, capaz de produzir uma mudança profunda e negativa no ecossistema.
Os fatores que causam a degradação do solo são: clima, fisiografia, litologia, vegetação e ação humana.
Pela ação humana pode ocorrer:
- Degradação física do solo (por exemplo, compactação por práticas inadequadas de cultivo e pecuária).
- Degradação química do solo (acidificação, alcalinização, salinização, contaminação com agroquímicos, efluentes da atividade industrial e urbana, derramamentos de óleo, entre outros).
- Degradação biológica do solo (menor teor de matéria orgânica, degradação da cobertura vegetal, perda de microrganismos fixadores de nitrogênio, entre outros).
Relação químico-ambiente
A química ambiental estuda os diferentes processos químicos que ocorrem nos três compartimentos ambientais: atmosfera, hidrosfera e solo. É interessante revisar uma abordagem adicional a um modelo químico simples, que tenta explicar as transferências globais de matéria que ocorrem no ambiente.
-Modelo Garrels e Lerman
Garrels e Lerman (1981), desenvolveram um modelo simplificado da biogeoquímica da superfície da Terra, que estuda as interações entre a atmosfera, a hidrosfera, a crosta terrestre e os compartimentos da biosfera.
O modelo de Garrels e Lerman considera sete principais minerais constituintes do planeta:
- Gesso (CaSO 4 )
- Pirita (FeS 2 )
- Carbonato de cálcio (CaCO 3 )
- Carbonato de magnésio (MgCO 3 )
- Silicato de magnésio (MgSiO 3 )
- Óxido férrico (Fe 2 O 3 )
- Dióxido de silício (SiO 2 )
O material orgânico constituinte da biosfera (ambos mortos e vivos), é representado como CH 2 O, o qual é a composição estequiométrica aproximada dos tecidos vivos.
No modelo de Garrels e Lerman, as mudanças geológicas são estudadas como transferências líquidas de matéria entre esses oito componentes do planeta, por meio de reações químicas e um balanço líquido de conservação de massa.
O acúmulo de CO 2 na atmosfera
Por exemplo, o problema do acúmulo de CO 2 na atmosfera é estudado neste modelo, dizendo o seguinte: atualmente estamos queimando carbono orgânico armazenado na biosfera, como carvão, petróleo e gás natural depositado no subsolo em tempos geológicos passados .
Uma consequência desta queima intensiva de combustíveis fósseis, a concentração de CO 2 ambiente está a aumentar.
Aumentando as concentrações de CO 2 na atmosfera é porque a taxa de combustão do carbono fóssil, excede a taxa de absorção do carbono por os outros componentes do sistema terrestre bioquímico (como são organismos fotossintéticos e hidrosfera, por exemplo).
Dessa forma, a emissão de CO 2 na atmosfera devido às atividades humanas excede o sistema de regulação que modula as mudanças na Terra.
O tamanho da biosfera
O modelo desenvolvido por Garrels e Lerman também considera que o tamanho da biosfera aumenta e diminui como resultado do equilíbrio entre a fotossíntese e a respiração.
Durante a história da vida na Terra, a massa da biosfera aumentou em estágios com altas taxas de fotossíntese. Isso resultou em um armazenamento líquido de carbono orgânico e emissão de oxigênio:
CO 2 + H 2 O → CH 2 O + O 2
De respiração como a actividade metabólica de microorganismos e animais superiores, converte novamente carbono orgânica em dióxido de carbono (CO 2 ) e ua (H 2 O), ou seja, inverte a reacção química acima.
A presença de água, o armazenamento de carbono orgânico e a produção de oxigênio molecular são fundamentais para a existência da vida.
Aplicações da química ambiental
A química ambiental oferece soluções para a prevenção, mitigação e remediação de danos ambientais causados pela atividade humana. Entre algumas dessas soluções, podemos citar:
- O design de novos materiais chamados MOF´s ( Metal Organic Frameworks ). Estas são altamente porosos e têm capacidade para: absorver e reter CO 2 , obtendo-se H 2 O vapor e ar deserto áreas de armazenamento H 2 em pequenos recipientes.
- A conversão de resíduos em matérias-primas. Por exemplo, o uso de pneus gastos na produção de grama artificial ou solas de sapatos. Também o uso de resíduos de poda de culturas, na geração de biogás ou bioetanol.
- A síntese química dos substitutos do CFC.
- O desenvolvimento de energias alternativas, como células de hidrogênio, para a geração de eletricidade não poluente.
- Controle de poluição do ar, com filtros inertes e filtros reativos.
- Dessalinização da água do mar por osmose reversa.
- Desenvolvimento de novos materiais para a floculação de substâncias coloidais suspensas na água (processo de purificação).
- A reversão da eutrofização dos lagos.
- O desenvolvimento da “química verde”, uma tendência que propõe a substituição de compostos químicos tóxicos por compostos menos tóxicos e procedimentos químicos “ambientalmente amigáveis”. Por exemplo, é aplicado no uso de solventes e matérias-primas menos tóxicas, na indústria, na lavagem a seco de lavanderias, entre outros.
Referências
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