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A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO. Vítor Diniz. Camada de Ozônio. É uma região que constitui um “escudo natural da Terra”, uma vez que filtra os raios ultravioletas (UV). - PowerPoint PPT Presentation
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A QUÍMICA DA ESTRATOSFERA: A CAMADA DE OZÔNIO
Vítor Diniz
Camada de OzônioÉ uma região que constitui um “escudo
natural da Terra”, uma vez que filtra os raios ultravioletas (UV).
O aparecimento de um grande “buraco” na camada de ozônio sobre a Antártida, na metade dos anos 80, representou uma crise ambiental de crucial importância.
A quantidade total de ozônio é expressa em unidades Dobson (UD), onde 1 UD = 0,01 mm.
A quantidade de ozônio em diferentes regiões
Zonas de climas temperados = 350 UD
Trópicos = 250 UDSubpolares = 450 UD
OBS.: Existem algumas variações naturais na concentração do ozônio em função da estação do ano
Variações da concentração de ozônio ao longo do ano para a região 35o -
600N
J F M A M J J A S O N D280
320
360
400
Mês
Ozô
nio
tota
l (U
D)
Fonte: R. D. Bojkov, L. Bishop and V.E. Fioletov. 1995. Total ozone trends from quality-controlled ground-based. Journal of Geophysical Research 100: 25867 - 25876
Gráfico 1
Concentração mínima de ozônio total estratosférico na Antártida, em setembro-outubro nos últimos
anos
1980
81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 9760
80
100
120
140
160
180
200
Ano
Ozô
nio
tota
l (U
D)
Fonte: dados fornecidos por J. Shanklin, British Antarctic Survey, Cambridge, Inglaterra
Gráfico 2
Regiões da atmosfera
Fig. 1
Variação com a altitude de (a) concentração de ozônio (latitudes intermediárias) e (b) temperaturas do ar para diferentes regiões
Fonte: Baird, Colin. Química Ambiental. 2ª Ed. 2002
Fig. 2
O Espectro Eletromagnético
Fig. 3
http://www.achetudoeregiao.com.br/astronomia/Astrogif/espectroeletromag.jpg
Espectro de absorção do O2In
ten
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Gráfico 3
Fonte: Baird, Colin. Química Ambiental. 2ª Ed. 2002
O Espectro Eletromagnético
Fig. 3
http://www.achetudoeregiao.com.br/astronomia/Astrogif/espectroeletromag.jpg
Espectro de absorção do O3
Gráfico 4
(a)Espectro de absorção do O3 de 200 até 300 nm.
(b)de 295 até 325 nm
Fontes: (a) M. J. McEwan and L. F. Phillips. 1975 Chemistry of atmosfere. (b) J. B. Kerr and C. T. McElroy, Evidence for large up-ward trends of ultraviolet-B radiation. Science
O Espectro Eletromagnético
Fig. 3
http://www.achetudoeregiao.com.br/astronomia/Astrogif/espectroeletromag.jpg
Espectro de absorção do DNAGráfico 5
O grau de absorção de energia luminosa pelo DNA reflete sua sensibilidade biológica a um dado comprimento de onda.
Fonte: adaptada de R. B. Setlow. 1974. Proceedings of the National Academy of Science USA 71:3363-3366
Princípios da FotoquímicaComo Albert Einstein percebeu pela
primeira vez, a luz pode ser considerada não apenas como um fenômeno ondulatório, mas como também tendo propriedades de partícula.
Ela é absorvida ou emitida pela matéria unicamente em “pacotes finitos” chamados hoje de fótons.
A energia E de cada fóton está relacionada com a freqüência u e o comprimento de onda l da luz.
FórmulasE = h u
h = Constante de planck = 6,6262218 x 10-34 J s
lu = c
C = velocidade da luz = 2,997925 x 108 m s-1
E = hc/l
O produto hc pode ser avaliado em base molar.
Se o comprimento de onda é expresso em nm: hc= 119.627kJ mol-1
Se:O2 2O DH0 = 495 kJ mol-1
Então: l = 119.627 kJ mol-1 nm/495 kJ mol-1 =
241 nm
Reações de produção e destruição não-catalítica de ozônio na estratosfera (“ciclo de Chapman”)
O2
UV - C
O O3
O2
UV - B
+ O
Processo catalítico de destruição do ozônio
X + O3 XO + O2
XO + O X + O2
O3 + O 2 O2
Ação do monóxido de cloro na estratosfera em função da latitude no Pólo Sul 16/set 1987
Fig. 5
Fonte: P. S. Zurer. Chemical & Engineering News May 30, 1988
Distribuição de ozônio sobre Antártica no inverno e primavera
Fig. 6
Fonte: B. J. Johnson, T. Deschler , 1992. Geophysical Research Letters
O Protocolo de MontrealO uso de substâncias capazes de causar a depleção da camada de ozônio foi controlado desde 1987 bem como desde 01 de janeiro de 2010 não é permitida a fabricação de clorofluorcarbonos (CFCs).
O consumo de ODS (Ozone-Depleting Substances) nos últimos 20 anos
Gráfico 03.
Recuperação (lenta) do ozônio nos últimos 20 anos.
Gráfico 04.
O “buraco de ozônio” parou de crescer, mas a recuperação completa ainda está distante.
Quando volta ao normal? A expectativa, segundo a UNEP, é que somente após 2050 a camada de ozônio alcance seus níveis de antes de 1980.
Já o desaparecimento do buraco na camada de ozônio nos períodos da primavera é esperado para um período bem maior.
