Qual o fenômeno que causa a concentração de poluentes sobre as cidades?

Ilhas de calor � o nome que se d� a um fen�meno clim�tico que ocorre principalmente nas cidades com elevado grau de urbaniza��o. Nestas cidades, a temperatura m�dia costuma ser mais elevada do que nas regi�es rurais pr�ximas.

Para entendermos melhor este fen�meno clim�tico, podemos usar como exemplo a cidade de S�o Paulo que � considerada uma ilha de calor. Como esta cidade tem grande concentra��o de asfalto (ruas, avenidas) e concreto (pr�dios, casas e outras constru��es), ela concentra mais calor, fazendo com que a temperatura fique acima da m�dia dos munic�pios da regi�o. A umidade relativa do ar tamb�m fica baixa nestas �reas.

Outros fatores que favorecem o aquecimento da temperatura em S�o Paulo s�o: pouca quantidade de verde (�rvores e plantas) e alto �ndice de polui��o atmosf�rica, que favorece a eleva��o da temperatura.

A forma��o e presen�a de ilhas de calor no mundo s�o negativas para o meio ambiente, pois favorecem a intensifica��o do fen�meno do aquecimento global.

De maneira geral, as ilhas de calor ocorrem nos centros das grandes cidades devido aos seguintes fatores:

  • Elevada capacidade de absor��o de calor de superf�cies urbanas como o asfalto, paredes de tijolo ou concreto, telhas de barro e de amianto;
  • Falta de �reas revestidas de vegeta��o, prejudicando o albedo, o poder refletor de determinada superf�cie(quanto maior a vegeta��o, maior � o poder refletor) e logo levando a uma maior absor��o de calor;
  • Impermeabiliza��o dos solos pelo cal�amento e desvio da �gua por bueiros e galerias, o que reduz o processo de evapora��o, assim n�o usando o calor, e sim absorvendo;
  • Concentra��o de edif�cios, que interfere na circula��o dos ventos;
  • Polui��o atmosf�rica que ret�m a radia��o do calor, causando o aquecimento da atmosfera (Efeito Estufa);
  • Utiliza��o de energia pelos ve�culos de combust�o interna, pelas resid�ncias e pelas ind�strias, aumentando o aquecimento da atmosfera.

Devido a esses fatores, o ar atmosf�rico na cidade � mais quente que nas �reas que circundam esta cidade. Por exemplo, num campo de cultivo que situa-se nas redondezas de uma grande cidade, h� absor��o de 75% de calor enquanto no centro dessa cidade a absor��o de calor chega a significativos 98%! O nome ilha de calor d�-se pelo fato de uma cidade apresentar em seu centro uma taxa de calor muito alta, enquanto em suas redondezas a taxa de calor � normal. Ou seja, o poder refletor de calor de suas redondezas � muito maior do que no centro dessa cidade.

Medidas para evitar a forma��o das ilhas de calor urbanas:

  • Plantio de �rvores em grande quantidade nas grandes cidades. Cria��o de parques e preserva��o de �reas verdes;
  • Medidas para diminuir a polui��o do ar: diminui��o e controle da emiss�o de gases poluentes pelos ve�culos e controle de poluentes emitidos por ind�strias.

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PROCESSOS ATMOSF�RICOS DA POLUI��O AMBIENTAL

Muitos gases e aeross�is que podem poluir a atmosfera s�o tamb�m constituintes dela. Estas subst�ncias come�a a poluir quando  sua concentra��o passa dos n�veis comuns a atmosfera, ou seja, concentra��es elevadas, as quais causam disfun��es nos processos f�sicos e biol�gicos.

Principais Poluentes do Ar

Apresentaremos a seguir os principais poluentes da atmosfera, seus ciclos e alguns impactos causados pelos mesmos. Usualmente, nos expressamos a concentra��o  de gases poluentes em partes por milh�o (ppm), que �, o n�mero de mol�culas poluentes por milh�o de mol�culas de ar. As concentra��es de aeross�is, por outro lado, s�o normalmente dadas em massa de poluente por volume de ar (microgramas por metro c�bico).

Di�xido de carbono, produzido pela respira��o celular. Organismos liberam di�xido de carbono (CO2) para a atmosfera. Outro natural recurso de CO2 inclui florestas e as queimadas, al�m das erup��es vulc�nicas. A queima de combust�veis f�sseis (�leo, g�s natural, etc) para gerar energia tamb�m contribui com o aumento da concentra��o desses poluentes. Aproximadamente 55% do di�xido de carbono permanece na atmosfera; o restante dissolve-se na �gua do mar.  Hoje a concentra��o de di�xido de carbono na atmosfera � aproximadamente 350 partes por milh�o e est� aumento cerca de 17 ppm por d�cada. Porque o di�xido de carbono � um importante g�s de Efeito Estufa, esta grande concentra��o deve afetar o clima global.

J� o mon�xido de carbono (CO) � removido da atmosfera pela atividade de certos microorganismos do solo e por rea��es qu�micas que convertem CO em CO2. O mon�xido de carbono �  derivado das atividades humanas na combust�o incompleta de combust�veis f�sseis, principalmente por motores de ve�culos. O mon�xido de carbono � um g�s asfixiante e sem cheiro, o qual pode  trazer s�rios preju�zos a sa�de humana, especialmente quando sua concentra��o � alta,  como pode acontecer em t�neis.

Na categoria dos hidrocarbonetos incluem-se uma variedade de componentes qu�micos, constitu�dos por combina��es de hidrog�nio (H) e carbono (C). Os hidrocarbonetos podem ocorrer naturalmente na atmosfera, o metano (CH4) tem a maior concentra��o (1,74ppm). O metano � produzido quando material org�nico � decomposto. Nos n�veis normais, o metano n�o � reativo, ou seja, n�o existe a intera��o deste com outras subst�ncias, por�m um ar com 5% de metano se torna explosivo. Metano � um g�s de efeito estufa, e sua media global tem a concentra��o subindo a 0,009 ppm por ano. Todos os vegetais liberam v�rios hidrocarbonetos, por�m a concentra��o dos mesmos � menor do que 0,1 ppm. Eles s�o quimicamente reativos.

Os hidrocarbonetos reativos s�o liberados durante a combust�o incompleta de gasolina por motores de ve�culos. Este meio � respons�vel por centenas de  diferentes hidrocarbonetos. Porque a gasolina � muito vol�til, muitos hidrocarbonetos (aproximadamente 15% do total) escapam para o ar durante a entrega da gasolina ou quando s�o transferidas para o tanque dos carros.  Hidrocarbonetos s�o emitidos por solventes usados em uma variedade muito grande de processos industriais ou comerciais. Refinarias de petr�leo e ind�strias qu�micas liberam hidrocarbonetos para a atmosfera.

�xidos de nitrog�nio, gerados pela a��o das bact�rias do solo � respons�vel pela maior parte do �xido n�trico (NO)  que � produzido naturalmente e disperso na atmosfera. NO combinado com  oxig�nio forma di�xido de nitrog�nio (NO2). Juntos eles podem formar NOx, ou seja, uma grande variedade de componentes. Toda a atividade humana contribui com cerca de 10% da concentra��o na atmosfera de NOx,  e nossa contribui��o tende a ser muito maior concentrada que a concentra��o natural da atmosfera. NOx forma-se quando h� combust�o em altas temperaturas, como  dentro de um autom�vel. NOx pode ser formando na combust�o dos combust�veis f�sseis (pois possuem H). NO2 � muito mais poluente no ar do que seu precursor NO; a toxidade de NO2 � aproximadamente 4 vezes mais que NO. NO2 em altos n�veis de concentra��o � relacionado com incidentes de pneumonia e bronquites.

 Existem muito outros poluentes como: enxofre e suas combina��es, part�culas suspensas,  al�m de outros produtos qu�micos. Estes poluentes descritos foram s� para ilustrar que se encontrados em suas concentra��es normais n�o produzem dano, por�m em concentra��es elevadas existem s�rios riscos � natureza e � vida.

Fatores Que Contribuem Para a Dispers�o dos Poluentes

Os poluentes do ar s�o perigosos quando as condi��es atmosf�ricas n�o contribuem para sua dilui��o.  Veremos agora fatores que podem afetar a dispers�o desses poluentes.

A velocidade do vento: O vento pode contribuir na mistura dos poluentes com o ar limpo, causando assim a sua dilui��o. Mas quando o vento est� calmo, a dilui��o se torna um processo muito lento. Assim como o vento depende das condi��es meteorol�gicas ele tamb�m depende dos obst�culos que ir� encontrar na superf�cie da Terra, ou seja, constru��es, pr�dios, etc, podem contribuir na diminui��o da velocidade do mesmo. Desse modo, em �reas urbanas h� uma diminui��o da dilui��o dos poluentes do ar pelo vento, pois este encontra impedimentos em seu caminho.

Estabilidade Atmosf�rica: A estabilidade atmosf�rica afeta o movimento vertical do ar. Convec��o e turbul�ncia s�o aumentadas quando o ar � inst�vel e inibido quando o ar � est�vel. A estabilidade do ar traz influ�ncias na taxa com a qual os poluentes s�o misturados no ar limpo. Uma parcela de poluentes do ar emitida quando o ar est� inst�vel � melhor misturada do que quando h� estabilidade.  A estabilidade inibi o transporte dos poluentes no ar.

A profundidade de mistura � a dist�ncia vertical entre a superf�cie da Terra e a altitude das correntes de convec��o. Quando a mistura em profundidade � grande (muitos quil�metros, por exemplo),  observamos uma grande quantidade de ar limpo misturada com poucas quantidades de poluentes. N�s podemos, algumas vezes, estimar a estabilidade do ar observando uma pluma que surge de uma chamin�. Se a fuma�a entra em uma camada de ar inst�vel, a pluma fica ondulada. Em geral, esta pluma indica que os poluentes est�o sendo misturados, ou seja, dilu�dos.  Por outro lado, se a pluma de fuma�a fica suspensa e vagarosamente sobe, significa que as condi��es s�o est�veis.

Invers�o de Temperatura: Em condi��es normais, existe um gradiente de diminui��o de temperatura do ar com o aumento da altitude (o ar � mais frio em lugares mais altos). Ao longo do dia, o ar  frio tende a descer (por que � mais denso) e o ar quente tende a subir (pois � menos denso), criando correntes de convec��o que renovam o ar junto ao solo. Em algumas ocasi�es e locais (especialmente junto a encostas de montanhas ou em vales) ocorre uma invers�o: uma camada de ar frio se interp�e entre duas camadas de ar quente, evitando que as correntes de convec��o se formem. Dessa forma, o ar junto ao solo fica estagnado e n�o sofre renova��o. Se houver uma cidade nessa regi�o, haver� ac�mulo de poluentes no ar, em concentra��es que podem levar a efeitos danosos. Um exemplo de cidade brasileira que sofre com a invers�o t�rmica � S�o Paulo.

Processos Naturais de Limpeza do Ar

As condi��es que favorecem a acumula��o e concentra��o de poluentes no ar s�o contrabalan�adas pelos processos naturais de limpeza e remo��o de poluentes. Alguns aeross�is s�o removidos do ar quando chocam-se com estruturas e constru��es e a elas aderem. Aeross�is com grandes raios (maiores que 0,1 micrometro) s�o chamados de sedimentos. Pesados e largos esses aeross�is possuem grandes velocidades terminais e depositam-se mais rapidamente do que os menores. Por essa raz�o, aeross�is maiores tendem a depositar-se na superf�cie,  enquanto os menores podem ser transportados por muitos quil�metros e atingir grandes altitudes antes de depositar-se. A combina��o desses processos � chamada de deposi��o seca.

A maioria da remo��o natural da polui��o � feita pela chuva e neve. Por uma experi�ncia natural, n�s sabemos que o ar parece limpo apenas depois de uma chuva. De fato, nas regi�es  que possuem uma precipita��o moderada, essa varredura atrav�s da chuva � respons�vel pela remo��o de 90% dos aeross�is.  Embora os gases poluentes s�o menos suscept�veis a essa varredura que os aeross�is, eles dissolvem-se nas gotas de chuva ou nas nuvens.

 Impactos da Polui��o no Tempo

 A polui��o do ar aumentam a quantidade de nuvens e a quantidade e qualidade da  precipita��o, especialmente em �reas urbanas. A influ�ncia em �reas urbanas sobre a cobertura de nuvens e precipita��o � ilustrada pelo t�pico contraste clim�tico entre �reas urbanas e rurais. �reas urbanas s�o  fontes de n�cleos de condensa��o a qual estimula a forma��o de nuvens; o vapor de �gua que aumentam a umidade do ar; e o calor gerados por essas �reas favorecem a ascens�o do ar.

Como vimos a chuva e a neve dissolvem os poluentes suspensos no ar. Essa dilui��o nas gotas de chuva, em cidades com grandes concentra��es de poluentes causa o fen�meno chamado chuva �cida. Essa chuva � considerada �cida por causa dos poluentes envolvidos na mistura. Se  o ar � polu�do com �xidos de enxofre e nitrog�nio, estes gases interagem com a atmosfera e produzem gotas de �cido sulf�rico (H2SO4) e �cido n�trico(HNO3). Essa precipita��o contaminada � aproximadamente 200 vezes mais �cida do que a precipita��o normal.

Al�m desses efeitos temos a destrui��o da camada de oz�nio, a qual protege a Terra da radia��o ultravioleta proveniente do Sol.  A conseq��ncia mais s�ria da destrui��o da camada de oz�nio � relativa � sa�de humana, incluindo incidentes com c�ncer de pele e catarata.

Qual o fenômeno que causa concentração de poluentes sobre as cidades?

A inversão térmica é o fenômeno responsável pela retenção de poluentes nos ambientes urbanos.

O que é o fenômeno da inversão térmica?

Fenômeno meteorológico que bloqueia a circulação dos ventos O impedimento da circulação natural dos ventos é chamado de inversão térmica. Esse fenômeno acontece quando a camada de vento quente que fica na superfície não consegue passar pela camada de vento frio e vice e versa.

Quais as causas e consequências da inversão térmica?

A inversão térmica é um fenômeno meteorológico que ocorre quando uma cama de ar frio é repentinamente encoberta por uma camada de ar quente que a aprisiona. Em geral, este evento acontece em grandes centros urbanos industriais, resultando em uma perceptível alteração na temperatura.

Quais são as fontes poluentes que afetam a qualidade do ar nas grandes cidades?

Os agentes poluidores do ar são: as indústrias, a queima de combustíveis fósseis e as usinas termoelétricas. São originadas pelo agrupamento de algumas substâncias na atmosfera, como o óxido de nitrogênio e de enxofre com vapor d`água dá origem aos ácidos nítricos e sulfúricos.