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Poluição Atmosférica

Ciências Ambientais do AP · Tópico 7

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8:02

Poluição Atmosférica

Olhe para esta cidade. Você não consegue ver os prédios, porque você vê o ar. Agora entre em uma cozinha, onde um fogo de cozimento enche a sala de fumaça. Agora…

Narração em inglês · Legendas em inglês + 中文 gravadas

7.1

Introdução à Poluição do Ar

Programa

Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

Objetivo de Aprendizagem STB-2.A: Identificar as fontes e efeitos dos poluentes do ar.

  • STB-2.A.1 A combustão de carvão libera poluentes atmosféricos, incluindo dióxido de carbono, dióxido de enxofre, metais tóxicos e particulados.
  • STB-2.A.2 A combustão de combustíveis fósseis libera óxidos de nitrogênio na atmosfera. Eles levam à produção de ozônio, formação de smog fotoquímico e se convertem em ácido nítrico na atmosfera, causando chuva ácida. Outros poluentes produzidos pela combustão de combustíveis fósseis incluem monóxido de carbono, hidrocarbonetos e material particulado.
  • STB-2.A.3 A qualidade do ar pode ser afetada pela liberação de dióxido de enxofre durante a queima de combustíveis fósseis, principalmente combustíveis diesel.
  • STB-2.A.4 Por meio da Lei do Ar Limpo, a Agência de Proteção Ambiental (EPA) regulou o uso de chumbo, especialmente em combustíveis, o que diminuiu drasticamente a quantidade de chumbo na atmosfera.
  • STB-2.A.5 Os poluentes do ar podem ser poluentes primários ou secundários.

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

Poluição do ar 空气污染 são substâncias nocivas na atmosfera. Poluentes primários 一次污染物 são emitidos diretamente (monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, dióxido de enxofre, particulados); poluentes secundários 二次污染物 formam-se no ar por reações (como ozônio na neblina tóxica). A maioria vem de queima de combustíveis fósseis em veículos, usinas e indústria.

7.2

Neblina Tóxica Fotoquímica

Programa

Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

Objetivo de Aprendizagem STB-2.B: Explicar as causas e efeitos do smog fotoquímico e métodos para reduzí-lo.

  • STB-2.B.1 O smog fotoquímico é formado quando óxidos de nitrogênio e hidrocarbonetos orgânicos voláteis reagem com calor e luz solar para produzir uma variedade de poluentes.
  • STB-2.B.2 Muitos fatores ambientais afetam a formação do smog fotoquímico.
  • STB-2.B.3 O óxido de nitrogênio é produzido cedo no dia. As concentrações de ozônio atingem o pico à tarde e são maiores no verão porque o ozônio é produzido por reações químicas entre oxigênio e luz solar.
  • STB-2.B.4 Compostos Orgânicos Voláteis (VOCs), como formaldeído e gasolina, evaporam ou sublimam à temperatura ambiente. As árvores são uma fonte natural de VOCs.
  • STB-2.B.5 O smog fotoquímico frequentemente se forma em áreas urbanas devido ao grande número de veículos automotores.
  • STB-2.B.6 O smog fotoquímico pode ser reduzido através da redução de óxidos de nitrogênio e VOCs.
  • STB-2.B.7 O smog fotoquímico pode prejudicar a saúde humana de várias maneiras, incluindo causar problemas respiratórios e irritação ocular.

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

Neblina tóxica fotoquímica 光化学烟雾 forma-se quando a luz solar impulsiona reações entre óxidos de nitrogênio e compostos orgânicos voláteis vindos do escapamento automotivo, produzindo ozônio 臭氧 ao nível do solo. Piora em cidades ensolaradas e com muitos carros, prejudicando os pulmões. (O ozônio ao nível do solo é um poluente, diferentemente da camada protetora de ozônio lá em cima.)

A linha do horizonte de Los Angeles quase invisível através de uma névoa espessa cinza-marrom, com carros numa autoestrada em primeiro plano *Neblina tóxica fotoquímica sobre Los Angeles: num dia ensolarado, o escapamento de carros reage à luz formando uma névoa marrom que oculta a linha do horizonte

7.3

Inversão Térmica

Programa

Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

Objetivo de Aprendizagem STB-2.C: Descrever a inversão térmica e sua relação com a poluição.

  • STB-2.C.1 Durante uma inversão térmica, o gradiente de temperatura normal na atmosfera é alterado, pois a temperatura do ar na superfície da Terra é mais fria do que o ar em altitudes mais elevadas.
  • STB-2.C.2 A inversão térmica aprisiona a poluição perto do solo, especialmente smog e particulados.

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

*Inversão térmica

Uma inversão térmica 逆温 aprisiona poluentes perto do solo. Normal mente, ar quente sobe e dispersa poluentes, mas numa inversão, uma camada de ar quente fica acima do ar frio, atuando como uma tampa. Os poluentes acumulam-se abaixo – causando episódios perigosos de smog, especialmente em vales.

Normalmente o ar quente sobe e dispersa poluentes; uma inversão os tapa perto do solo *Normalmente o ar quente sobe e dispersa poluentes; uma inversão os tapa perto do solo

Vocabulário Treinar
Inglês Chinês Pinyin
Air pollution/eə pəˈluːʃn/ 空气污染 kōng qì wū rǎn
Primary pollutants/ˈpraɪməri pəˈluːtənts/ 一次污染物 yī cì wū rǎn wù
secondary pollutants/ˈsekəndəri pəˈluːtənts/ 二次污染物 èr cì wū rǎn wù
Photochemical smog/ˌfəʊtəʊˈkemɪkl smɒɡ/ 光化学烟雾 guāng huà xué yān wù
ozone/ˈəʊzəʊn/ 臭氧 chòu yǎng
thermal inversion/ˈθɜːml ɪnˈvɜːʃn/ 逆温 nì wēn
Particulate matter/pəˈtɪkjʊleɪt ˈmætə/ 颗粒物 kē lì wù
7.4

CO2 Atmosférico e Particulados

Programa

Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

Objetivo de Aprendizagem STB-2.D: Descrever as fontes naturais de $CO_2$ e particulados.

  • STB-2.D.1 $CO_2$ aparece naturalmente na atmosfera a partir de fontes como respiração, decomposição e erupções vulcânicas.
  • STB-2.D.2 Existem uma variedade de fontes naturais de matéria particulada.

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

O aumento do $\text{CO}_2$ atmosférico de combustíveis fósseis intensifica o efeito estufa e aquece o clima. Matéria particulada 颗粒物 (pequenas partículas sólidas/líquidas, PM2.5 e PM10) penetra profundamente nos pulmões, causando doenças respiratórias e cardíacas, e reduz a visibilidade.

7.5

Poluentes do Ar Interno

Programa

Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

Objetivo de Aprendizagem STB-2.E: Identificar poluentes do ar interior.

  • STB-2.E.1 O monóxido de carbono é um poluente do ar interior classificado como asfixiante.
  • STB-2.E.2 Poluentes do ar interior classificados como particulados incluem amianto, poeira e fumaça.
  • STB-2.E.3 Poluentes do ar interior podem provenir de fontes naturais, fontes feitas pelo homem e combustão.
  • STB-2.E.4 Fontes naturais comuns de poluentes do ar interior incluem radon, mofo e poeira.
  • STB-2.E.5 Fontes comuns de poluentes do ar interior feitas pelo homem incluem isolamento, Compostos Orgânicos Voláteis (VOCs) de móveis, painéis e carpetes; formaldeído de materiais de construção, móveis, estofados e tapetes; e chumbo de tintas.
  • STB-2.E.6 Poluentes comuns de combustão incluem monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio, dióxido de enxofre, particulados e fumaça de tabaco.
  • STB-2.E.7 O Radon-222 é um gás radioativo naturalmente occorrente produzido pelo decaimento do urânio encontrado em algumas rochas e solos.

Objetivo de Aprendizagem STB-2.F: Descrever os efeitos dos poluentes do ar interior.

  • STB-2.F.1 O gás radon pode infiltrar-se em casas enquanto sobe pelo solo e entra nas residências através da porão ou rachaduras nas paredes ou fundação. Ele também está dissolvido em águas subterrâneas que entram nas casas através de um poço.
  • STB-2.F.2 A exposição ao gás radon pode levar ao câncer de pulmão induzido por radon, que é a segunda principal causa de câncer de pulmão na América.

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

O ar interno pode estar mais poluído que o externo. Comuns poluentes internos incluem radon 氡 (gás radioativo do solo, risco de câncer de pulmão), monóxido de carbono, amianto 石棉, fumo de tabaco, mofo e COVs de tintas e móveis. Ventilação e controle da fonte reduzem a exposição.

Um fogão doméstico interno: fumaça de biomassa é um grande poluente do ar interno em muitas casas no mundo *Um fogão doméstico interno: fumaça de biomassa é um grande poluente do ar interno em muitas casas no mundo

Vocabulário Treinar
Inglês Chinês Pinyin
radon/ˈreɪdɒn/ 氡 dōng
asbestos/æsˈbestəs/ 石棉 shí mián
catalytic converters/ˌkætəˈlɪtɪk kənˈvɜːtəz/ 催化转化器 cuī huà zhuǎn huà qì
scrubbers/ˈskrʌbəz/ 洗涤器 xǐ dí qì
electrostatic precipitators/ɪˌlektrəʊˈstætɪk prɪˈsɪpɪteɪtəz/ 静电除尘器 jìng diàn chú chén qì
7.6

Redução de Poluentes do Ar

Programa

Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

Objetivo de Aprendizagem STB-2.G: Explicar como os poluentes do ar podem ser reduzidos na fonte.

  • STB-2.G.1 Métodos para reduzir poluentes do ar incluem práticas regulatórias, práticas de conservação e combustíveis alternativos.
  • STB-2.G.2 Um bocal de recuperação de vapores é um dispositivo de controle de poluição do ar em uma bomba de gasolina que impede que vapores escapem para a atmosfera ao abastecer um veículo automotor.
  • STB-2.G.3 Um conversor catalítico é um dispositivo de controle de poluição do ar para motores de combustão interna que converte poluentes (CO, $NO_x$ e hidrocarbonetos) nos escapamentos em moléculas menos nocivas ($CO_2$, $N_2$, $O_2$ e $H_2O$).
  • STB-2.G.4 Scrubbers úmidos e secos são dispositivos de controle de poluição do ar que removem particulados e/ou gases de correntes de exaustão industriais.
  • STB-2.G.5 Métodos para reduzir a poluição do ar de usinas a carvão incluem scrubbers e precipitadores eletrostáticos.

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

A poluição do ar é reduzida por tecnologia e política: conversores catalíticos 催化转化器 em carros, lavadores 洗涤器和 precipitadores eletrostáticos 静电除尘器 em chaminés, combustíveis mais limpos e leis como o Clean Air Act definindo limites de emissão. Reduzir o uso de combustíveis fósseis aborda a causa raiz.

Um conversor catalítico transforma NO e CO nocivos em N2 e CO2 inofensivos
Um conversor catalítico transforma NO e CO nocivos em N2 e CO2 inofensivos
7.7

Chuva Ácida

Programa

Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

Objetivo de Aprendizagem STB-2.H: Descrever a deposição ácida.

  • STB-2.H.1 A chuva ácida e a deposição são devidas a óxidos de nitrogênio e óxidos de enxofre de fontes antrópicas e naturais na atmosfera.
  • STB-2.H.2 Óxidos de nitrogênio que causam deposição ácida provêm de veículos automotores e usinas a carvão. Dióxidos de enxofre que causam deposição ácida provêm de usinas a carvão.

Objetivo de Aprendizagem STB-2.I: Descrever os efeitos da deposição ácida no meio ambiente.

  • STB-2.I.1 A deposição ácida afeta principalmente comunidades situadas a sotavento de usinas a carvão.
  • STB-2.I.2 A chuva ácida e a deposição podem levar à acidificação de solos e corpos d'água e à corrosão de estruturas artificiais.
  • STB-2.I.3 Diferenças regionais em solos e rocha-mãe afetam o impacto que a deposição ácida tem na região — como a capacidade da rocha-mãe calcária de neutralizar o efeito da chuva ácida em lagos e lagoas.

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

Chuva ácida 酸雨 forma quando dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio reagem com água no ar para fazer ácido sulfúrico e nítrico, que caem longe vento abaixo. Acidifica lagos e solos (prejudicando peixes e árvores), lixivia nutrientes e corrói edifícios. Reduzir emissões de $\text{SO}_2$ e $\text{NO}_x$ é a correção.

Óxidos de nitrogênio e enxofre formam ácido nítrico e sulfúrico na chuva
Óxidos de nitrogênio e enxofre formam ácido nítrico e sulfúrico na chuva

Morte florestal: deposição ácida de SO2 e NOx pode danificar árvores longe a sotavento da fonte *Morte florestal: deposição ácida de SO2 e NOx pode danificar árvores longe a sotavento da fonte

Explorar

Quão ácido é a chuva ácida?

Chuva ácida se forma quando os óxidos de enxofre e nitrogênio se dissolvem na chuva, reduzindo seu pH bem abaixo do normal ~5.6. Cada unidade de pH para baixo representa uma acidez dez vezes maior.

Vocabulário Treinar
Inglês Chinês Pinyin
Acid rain/ˈæsɪd reɪn/ 酸雨 suān yǔ
noise pollution/nɔɪz pəˈluːʃn/ 噪声污染 zào shēng wū rǎn
hearing loss/ˈhɪərɪŋ lɒs/ 听力损失 tīng lì sǔn shī
7.8

Poluição Sonora

Programa

Compreensão Duradoura (STB-2): As atividades humanas têm consequências físicas, químicas e biológicas para a atmosfera.

Objetivo de Aprendizagem STB-2.J: Descrever atividades humanas que resultam em poluição sonora e seus efeitos.

  • STB-2.J.1 A poluição sonora é o som em níveis suficientemente altos para causar estresse fisiológico e perda auditiva.
  • STB-2.J.2 As fontes de poluição sonora em áreas urbanas incluem transporte, construção e atividades domésticas e industriais.
  • STB-2.J.3 Alguns efeitos da poluição sonora sobre animais em sistemas ecológicos incluem estresse, mascaramento de sons usados para comunicação ou caça, danos à audição e alterações nas rotas migratórias.

Fonte: College Board AP Course and Exam Description

Poluição sonora 噪声污染 é som indesejado ou nocivo no ambiente. Principais fontes são tráfego rodoviário, aviões, trens, indústria e construção. Em pessoas, exposição prolongada ou ruidosa causa perda auditiva 听力损失, estresse 压力, privação de sono e pressão arterial elevada. Também perturba vida selvagem 野生动物: mascara sons usados por animais para se comunicar, navegar e encontrar parceiros, e ruído submarino de navios é especialmente nocivo a baleias e golfinhos. É reduzida por barreiras sonoras, motores e silenciadores mais silenciosos, e planejamento urbano como zonas de amortecimento ao redor de aeroportos.

Exemplo resolvido. A chuva normal tem um pH de aproximadamente 5.6; uma amostra de chuva ácida apresenta pH 3.6. Como o pH é uma escala logarítmica de base 10, cada unidade representa uma mudança de $10\times$ na concentração de íons hidrogênio, portanto, o pH 3.6 é $10^{(5.6-3.6)}=10^{2}=100$ vezes mais ácido do que a chuva normal. Esse salto de cem vezes é o motivo pelo qual a chuva ácida danifica folhas, solos e calcário tão rapidamente.

Vocabulário Treinar
Inglês Chinês Pinyin
stress/stres/ 压力 yā lì
wildlife/ˈwaɪldlaɪf/ 野生动物 yě shēng dòng wù
7.8

Dicas de prova

  • Diferencie poluentes primários (emitidos diretamente: CO, NOₓ, SO₂, particulados) de secundários (formam-se no ar: ozônio ao nível do solo).
  • Ozônio ao nível do solo é um poluente, mas a camada de ozônio lá em cima é protetora – não confunda-as.
  • Explique como uma inversão térmica aprisiona poluentes perto do solo.
  • Chuva ácida (de SO₂ e NOₓ) frequentemente cai longe a sotavento, tornando-a um problema internacional.
  • Vincule métodos de controle aos poluentes (conversores catalíticos, lavadores, combustíveis mais limpos, leis de emissão).

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