Poluição atmosférica, ou poluição do ar, é decorrente da liberação de diversos gases, bem como sólidos finamente divididos ou aerossóis líquidos finamente dispersos a taxas que excedem a capacidade natural do ambiente para dissipá-los e diluí-los ou absorvê-los. Essas substâncias podem atingir concentrações no ar que causam efeitos indesejáveis à saúde, econômicos ou estéticos.
Quais são os principais poluentes do ar?
O ar limpo e seco consiste principalmente de nitrogênio e oxigênio-78 por cento e 21%, respectivamente, por volume. O 1% restante é uma mistura de outros gases, principalmente argônio (0,9%), juntamente com vestígios (muito pequenos) de dióxido de carbono, metano, hidrogênio, hélio, e mais. O vapor de água também é um componente normal, embora bastante variável, da atmosfera, normalmente variando de 0,01 a 4% em volume; sob condições muito úmidas o teor de umidade do ar pode chegar a 5%.
Os poluentes gasosos do ar de maior preocupação em ambientes urbanos incluem dióxido de enxofre, dióxido de nitrogênio e monóxido de carbono; estes são emitidos diretamente para o ar a partir de combustíveis fósseis, como óleo combustível, gasolina e gás natural que são queimados em usinas elétricas, automóveis e outras fontes de combustão. O ozônio (um componente chave do smog) também é um poluente gasoso; ele se forma na atmosfera através de reações químicas complexas que ocorrem entre o dióxido de nitrogênio e vários compostos orgânicos voláteis (por exemplo, vapores de gasolina).
As suspensões aéreas de partículas sólidas ou líquidas extremamente pequenas chamadas “partículas” (por exemplo, fuligem, poeira, fumos, fumos, névoas), especialmente as de tamanho inferior a 10 micrômetros (μm; milionésimos de metro), são poluentes atmosféricos significativos, devido aos seus efeitos muito prejudiciais para a saúde humana. São emitidos por vários processos industriais, centrais eléctricas a carvão ou a óleo, sistemas de aquecimento residenciais e automóveis. Os fumos de chumbo (partículas em suspensão no ar com menos de 0,5 μm em tamanho) são particularmente tóxicos e são um importante poluente de muitos combustíveis diesel.
Fragmentos muito pequenos de materiais sólidos ou gotículas líquidas suspensas no ar são chamadas partículas. Com exceção do chumbo em suspensão no ar, que é tratado como uma categoria separada, eles são caracterizados com base no tamanho e na fase (ou seja, sólido ou líquido) e não pela composição química. Por exemplo, partículas sólidas entre aproximadamente 1 e 100 μm de diâmetro são chamadas de partículas de poeira, enquanto sólidos em suspensão no ar com menos de 1 μm de diâmetro são chamados de fumos.
As partículas de maior preocupação quanto aos seus efeitos na saúde humana são sólidas com menos de 10 μm de diâmetro, porque podem ser inaladas profundamente nos pulmões e ficar presas no sistema respiratório inferior. Certas partículas, como as fibras de amianto, são conhecidas como cancerígenas (agentes causadores de câncer), e muitas partículas carbonáceas – por exemplo, fuligem – são suspeitas de serem cancerígenas. As principais fontes de emissões de partículas incluem usinas elétricas movidas a combustíveis fósseis, processos de fabricação, sistemas de aquecimento residencial movidos a combustíveis fósseis e veículos movidos a gasolina.
Monóxido de carbono
O monóxido de carbono é um gás inodoro e invisível formado como resultado de uma combustão incompleta. É o mais abundante dos critérios poluentes. Os veículos rodoviários movidos a gasolina são a principal fonte, embora os sistemas de aquecimento residenciais e certos processos industriais também emitam quantidades significativas deste gás. As centrais eléctricas emitem relativamente pouco monóxido de carbono porque são cuidadosamente concebidas e operadas para maximizar a eficiência da combustão. A exposição ao monóxido de carbono pode ser extremamente nociva, uma vez que desloca rapidamente o oxigênio na corrente sanguínea, levando à asfixia em concentrações e tempos de exposição suficientemente altos.
Dióxido de enxofre
Durante a combustão do carvão ou do petróleo que contém enxofre como impureza, forma-se um gás incolor com um odor asfixiante e incandescente, dióxido de enxofre. A maioria das emissões de dióxido de enxofre vem de usinas geradoras de energia; muito pouco vem de fontes móveis. Este gás pungente pode causar irritação nos olhos e na garganta e danificar o tecido pulmonar quando inalado.
O dióxido de enxofre também reage com oxigênio e vapor de água no ar, formando uma névoa de ácido sulfúrico que chega ao solo como um componente da chuva ácida. Acredita-se que a chuva ácida tenha prejudicado ou destruído a vida de peixes e plantas em muitos milhares de lagos e riachos em partes da Europa, nordeste dos Estados Unidos, sudeste do Canadá e partes da China. Também causa corrosão de metais e deterioração das superfícies expostas de edifícios e monumentos públicos.
Dióxido de nitrogênio
Das várias formas de óxidos de azoto, o dióxido de azoto – um gás pungente e irritante – é o que mais preocupa. É conhecido por causar edema pulmonar, uma acumulação excessiva de líquido nos pulmões. O dióxido de nitrogênio também reage na atmosfera para formar ácido nítrico, contribuindo para o problema da chuva ácida. Além disso, o dióxido de nitrogênio desempenha um papel na formação de smog fotoquímico, uma névoa marrom avermelhada que muitas vezes é vista em muitas áreas urbanas e que é criada por reações promovidas pela luz solar na atmosfera inferior.
Os óxidos de nitrogênio são formados quando as temperaturas de combustão são altas o suficiente para causar nitrogênio molecular no ar para reagir com o oxigênio. Fontes estacionárias, como as usinas de queima de carvão, são grandes contribuintes deste poluente, embora os motores a gasolina e outras fontes móveis também sejam significativas.
Ozônio
Um componente chave do smog fotoquímico, o ozônio é formado por uma reação complexa entre dióxido de nitrogênio e hidrocarbonetos na presença da luz solar. É considerado como um critério poluente na troposfera – a camada mais baixa da atmosfera – mas não na atmosfera superior, onde ocorre naturalmente e serve para bloquear os raios ultravioletas nocivos do Sol. Como o dióxido de nitrogênio e os hidrocarbonetos são emitidos em quantidades significativas por veículos motorizados, o smog fotoquímico é comum em cidades como Los Angeles, onde a luz solar é ampla e o tráfego nas rodovias é pesado. Certas características geográficas, como as montanhas que impedem a circulação do ar e as condições meteorológicas, como as inversões de temperatura na troposfera, contribuem para a retenção de poluentes atmosféricos e a formação de smog fotoquímico.
Chumbo
As partículas de chumbo inaladas sob a forma de fumos e poeiras são particularmente nocivas para as crianças, nas quais mesmo níveis ligeiramente elevados de chumbo no sangue podem causar dificuldades de aprendizagem, convulsões ou mesmo a morte (ver envenenamento por chumbo). As fontes de partículas de chumbo transportadas pelo ar incluem a refinação de petróleo, fundição e outras atividades industriais. No passado, a combustão de gasolina contendo um aditivo antidetonante à base de chumbo chamado chumbo tetraetila era uma das principais fontes de partículas de chumbo. Em muitos países existe agora uma proibição total do uso de chumbo na gasolina. Nos Estados Unidos, as concentrações de chumbo no ar exterior diminuíram mais de 90% depois que o uso de gasolina com chumbo foi restrito em meados da década de 1970 e depois completamente proibido em 1996.
Tóxicos do ar
Centenas de substâncias específicas são consideradas perigosas quando presentes em quantidades vestigiais no ar. Estes poluentes são chamados de tóxicos do ar. Muitos deles causam mutações genéticas ou câncer; alguns causam outros tipos de problemas de saúde, tais como efeitos adversos no tecido cerebral ou no desenvolvimento fetal. Embora o total de emissões e o número de fontes de poluentes tóxicos do ar sejam pequenos em comparação com os poluentes de critério, estes poluentes podem representar um risco imediato à saúde dos indivíduos expostos e podem causar outros problemas ambientais.
A maioria dos tóxicos do ar são produtos químicos orgânicos, compreendendo moléculas que contêm carbono, hidrogênio e outros átomos. Muitos são compostos orgânicos voláteis (COVs), compostos orgânicos que evaporam prontamente. Os COVs incluem hidrocarbonetos puros, hidrocarbonetos parcialmente oxidados, e compostos orgânicos contendo cloro, enxofre, ou nitrogênio. Eles são amplamente utilizados como combustíveis (por exemplo, propano e gasolina), como diluentes e solventes, e na produção de plásticos. Além de contribuir para a toxicidade do ar e smog urbano, algumas emissões de COV atuam como gases de efeito estufa e, ao fazê-lo, podem ser uma causa do aquecimento global. Alguns outros tóxicos do ar são metais ou compostos de metais – por exemplo, mercúrio, arsênico e cádmio.
Em muitos países, foram estabelecidas normas para controlar as emissões industriais de vários tóxicos do ar. Os primeiros poluentes atmosféricos perigosos regulamentados nos Estados Unidos (fora do ambiente de trabalho) foram arsênico, amianto, benzeno, berílio, emissões de fornos de coque, mercúrio, radionuclídeos (isótopos radioativos) e cloreto de vinila. Em 1990 esta pequena lista foi ampliada para incluir 189 substâncias. No final dos anos 90, eram necessárias normas específicas de controle de emissões nos Estados Unidos para “grandes fontes” – aquelas que liberam mais de 10 toneladas por ano de qualquer um desses materiais ou mais de 25 toneladas por ano de qualquer combinação deles. Tóxicos importantes do ar, suas fontes e seus efeitos ambientais estão resumidos na tabela.
Tóxicos do ar podem ser liberados em acidentes repentinos e catastróficos, ao invés de serem liberados de forma constante e gradual a partir de muitas fontes. Por exemplo, no desastre de Bhopal, em 1984, uma liberação acidental de isocianato de metila em uma fábrica de pesticidas em Bhopal, no estado de Madhya Pradesh, Índia, matou imediatamente pelo menos 3.000 pessoas, acabou causando a morte de cerca de 15.000 a 25.000 pessoas no quarto de século seguinte, e feriu centenas de milhares de outras. O risco de liberação acidental de substâncias muito perigosas na atmosfera é geralmente maior para as pessoas que vivem em áreas urbanas industrializadas. Centenas de tais incidentes ocorrem a cada ano, embora nenhum tenha sido tão grave quanto o desastre de Bhopal.
Excepto em casos de exposição ocupacional ou libertação acidental, as ameaças à saúde causadas por toxinas do ar são maiores para as pessoas que vivem perto de grandes instalações industriais ou em áreas urbanas congestionadas e poluídas. A maioria das principais fontes de toxinas do ar são as chamadas fontes pontuais – ou seja, elas têm uma localização específica. As fontes pontuais incluem plantas químicas, siderúrgicas, refinarias de petróleo e incineradores de resíduos municipais. Os poluentes perigosos do ar podem ser liberados quando há vazamentos de equipamentos ou quando o material é transferido, ou podem ser emitidos de chaminés. Os incineradores de resíduos municipais, por exemplo, podem emitir níveis perigosos de dioxinas, formaldeído e outras substâncias orgânicas, bem como metais como arsênico, berílio, chumbo e mercúrio. No entanto, a combustão adequada juntamente com dispositivos adequados de controlo da poluição atmosférica pode reduzir as emissões destas substâncias para níveis aceitáveis.
Os poluentes perigosos do ar também vêm de fontes “de área”, que são muitas fontes menores que liberam poluentes para o ar exterior em uma área definida. Tais fontes incluem instalações comerciais de limpeza a seco, postos de gasolina, pequenas operações de metalização e estufas de madeira. A emissão de poluentes tóxicos do ar de fontes da área também é regulamentada em algumas circunstâncias.
Pequenas fontes de área representam cerca de 25% de todas as emissões de tóxicos do ar. As principais fontes pontuais são responsáveis por outros 20 por cento. O resto – mais da metade das emissões de poluentes atmosféricos perigosos – vem dos veículos motorizados. Por exemplo, o benzeno, um componente da gasolina, é liberado como combustível não queimado ou como vapores de combustível, e o formaldeído é um dos subprodutos da combustão incompleta. Os carros mais novos, porém, possuem dispositivos de controle de emissões que reduzem significativamente a liberação de tóxicos do ar.
Gases com efeito estufa
O aquecimento global é reconhecido por quase todos os cientistas atmosféricos como um problema ambiental significativo causado pelo aumento dos níveis de certos gases vestigiais na atmosfera desde o início da Revolução Industrial, em meados do século XVIII. Esses gases, chamados coletivamente de gases de efeito estufa, incluem dióxido de carbono, produtos químicos orgânicos chamados clorofluorocarbonos (CFC), metano, óxido nitroso, ozônio, e muitos outros. O dióxido de carbono, embora não seja o mais potente dos gases de efeito estufa, é o mais importante devido aos enormes volumes emitidos para a atmosfera pela combustão de combustíveis fósseis (por exemplo, gasolina, petróleo, carvão).
O dióxido de carbono é considerado um componente normal da atmosfera, e antes da Revolução Industrial os níveis médios deste gás eram de cerca de 280 partes por milhão (ppm). No início do século XXI, os níveis de dióxido de carbono atingiram 405 ppm, e continuam a aumentar a uma taxa de quase 3 ppm por ano. Muitos cientistas pensam que o dióxido de carbono deveria ser regulamentado como poluidor – uma posição assumida pela EPA em 2009, numa decisão de que tal regulamentação poderia ser promulgada. A cooperação e acordos internacionais, como o Acordo de Paris de 2015, seriam necessários para reduzir as emissões de dióxido de carbono em todo o mundo.
Quais são as doenças causadas pela poluição do ar?
A poluição do ar é sem dúvida o tipo de poluição mais problemático, uma vez que pode envolver graves efeitos a longo prazo para a saúde. Ela é agravada pelo facto de todos poderem estar expostos – porque todos precisam de respirar! Pode-se escolher a água que se bebe, mas não se pode fazer muito com o ar que se respira.
Além disso, muitos poluentes do ar podem viajar longas distâncias da sua fonte, representando riscos para a nossa saúde mesmo em concentrações abaixo do limiar do olfacto. Em outras palavras, podemos nem mesmo sentir que estamos respirando ar poluído. No entanto, durante longos períodos de tempo, mesmo baixas concentrações de contaminantes no ar podem ter efeitos devastadores para a saúde. Obviamente, as pessoas mais expostas são as que trabalham e vivem em ambientes com ar poluído (por exemplo, várias indústrias e edifícios com poluentes no ar interior devido a várias causas). Além disso, o smog das grandes cidades é uma realidade em todo o mundo, envolvendo poluição do ar exterior e afetando potencialmente um grande número de pessoas.
Os efeitos da poluição do ar envolvem uma grande variedade de doenças, começando pela simples irritação dos olhos, nariz, boca e garganta ou diminuição dos níveis de energia, dores de cabeça e tonturas, mas também condições potencialmente mais graves – das quais as mais comuns são:
Doenças respiratórias e pulmonares, incluindo:
- Ataques de asma
- Doença Pulmonar Obstrutiva Crônica – DPOC
- Função pulmonar reduzida
- Câncer pulmonar – causado por uma série de substâncias químicas cancerígenas que entram no corpo por inalação
- Mesotelioma – um tipo particular de câncer de pulmão, geralmente associado à exposição ao amianto (geralmente ocorre 20-30 anos após a exposição inicial)
- Pneumonia
- Leucemia – um tipo de cancro do sangue geralmente associado à exposição a vapores de benzeno (por inalação)
- Defeitos de nascença e do sistema imunológico
- Problemas cardiovasculares, doença cardíaca e acidente vascular cerebral (um risco aumentado especialmente devido às partículas em suspensão)
- Distúrbios neurocomportamentais – problemas neurológicos e défices de desenvolvimento devido a toxinas do ar como o mercúrio (que é o único metal volátil)
- Diversos tipos de câncer – causados pela respiração de produtos químicos voláteis cancerígenos
- Morte prematura