Nesse tema, conheceremos a composição e importância do ar e também medidas que podemos adotar para minimizar sua poluição.
Por que o ar é tão importante para a maioria dos seres vivos?
Os ventos são importantes? Como se formam?
As ações do ser humano podem causar impactos ambientais?
O ar que respiramos é chamado de ar atmosférico, e é uma mistura de vários gases em quantidades diferentes:
78% de gás nitrogênio;
21% de gás oxigênio;
1% de demais gases e partículas em suspensão.
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O oxigênio é usado no processo de respiração da maioria dos seres vivos - os seres aeróbios - pois participa de reações dentro das células e que levam à obtenção da energia necessária para o funcionamento de seus organismos.
Para produzir seu alimento, as plantas e o fitoplâncton realizam a fotossíntese, na qual o oxigênio é produzido e é liberado para o ambiente.
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Importância das cianobactérias na produção de oxigênio – Cianobactérias são organismos primitivos, capazes de realizar fotossíntese, produzindo oxigênio. Desde que surgiram, há mais de três bilhões de anos, elas estão liberando oxigênio na atmosfera, causando seu acúmulo.
Os grandes produtores de oxigênio hoje – O fitoplâncton (conjunto de microrganismos fotossintetizantes marinhos superficiais) é o principal produtor de oxigênio nos dias de hoje, pois liberam a maior parte do oxigênio produzido durante a fotossíntese.
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Ferrugem – Contato entre objetos de ferro e o gás oxigênio. Nesse contato, o ferro é oxidado, formando a ferrugem e corroendo aos poucos o objeto de ferro, intensificado pela umidade do ar.
Combustão – Queima de materiais. O gás oxigênio reage com combustíveis (como papel, carvão, gasolina, plástico), transformando-os em gases e cinzas. Nessa transformação química, é liberada energia na forma de luz e calor.
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O gás carbônico está presente no ar em uma proporção bem pequena, mas é essencial para a vida na Terra, pois é necessário nos processos de fotossíntese e efeito estufa, se renovando naturalmente.
Algumas atividades humanas liberam grandes quantidades de gás carbônico na atmosfera, podendo causar sérios impactos ambientais.
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O nitrogênio é essencial para os seres vivos, mas não conseguimos absorver esse gás do ar.
Apenas algumas bactérias conseguem transformar nitrogênio do ar em um composto líquido, que pode ser absorvido pelas plantas, entrando assim nas cadeias alimentares. Os animais obtêm nitrogênio através da alimentação.
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É a água no estado gasoso, que foi evaporada de oceanos, rios e lagos, e através da transpiração e da respiração dos seres vivos.
Umidade do ar – É a quantidade de vapor de água presente no ar, e que influencia no clima, nas chuvas e na nossa saúde. Umidade alta indica que há grande quantidade de vapor de água no ar.
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Os gases nobres fazem parte do ar, mas não são absorvidos pelos seres vivos: saem de nossos pulmões da mesma forma que entraram.
Alguns gases nobres:
Gás hélio: usado para inflar balões que flutuam.
Gás neônio: usado em letreiros luminosos neon.
Gás argônio: usado em lâmpadas incandescentes.
Gás criptônio: usado em cirurgias nos olhos.
Gás xenônio: usado em faróis de veículos.
Gás radônio: radioativo e usado no tratamento do câncer.
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O ar também contém partículas sólidas, como fuligem e poeira, que podem causar danos à saúde dos seres vivos. Os ventos podem carregar esse material particulado para regiões distantes. Grãos de pólen também são encontrados misturados ao ar.
Quando respiramos partículas sólidas, nosso organismo imediatamente reage fazendo-nos espirrar para expulsar esse material estranho.
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1. Ilustre o gráfico que demonstra a composição do ar, indicando a proporção de cada componente.
2. Como o gás oxigênio é produzido hoje? A maioria dos seres vivos utiliza esse gás com qual finalidade?
3. O que causa a corrosão de objetos de ferro? É possível ocorrer combustão na ausência de gás oxigênio?
4. Como o gás carbônico é formado? O que as plantas e algas fazem com esse gás?
5. O que é a umidade do ar? O que a baixa umidade do ar pode causar nos seres vivos?
6. O que são materiais particulados? Eles só causam problemas na região onde foram produzidos?
Observações sobre o ar permitiram a evolução das tecnologias, como a navegação marítima, os aviões e a geração de energia eólica - energia renovável que não emite gases poluentes.
Vejamos algumas das principais propriedades do ar:
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O ar não tem cheiro, nem cor, nem gosto – O ar puro não apresenta cheiro, cor ou gosto. A variação em alguma dessas características pode indicar que ele esteja poluído. Em grandes cidades, partículas liberadas pelos escapamentos de veículos podem formar uma camada acinzentada de poluição no horizonte.
O ar tem massa – Ao usar uma balança para pesar uma bola cheia, observamos que sua massa é maior do que a massa dessa mesma bola murcha, concluindo que o ar tem massa. Massa é o que popularmente chamamos de peso, porém no meio científico, o peso leva em consideração a ação da gravidade.
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O ar ocupa espaço – Quando enchemos com ar uma bola que estava vazia, é fácil notarmos que ela ocupa um volume maior. Isso nos mostra que o ar é capaz de se distribuir por todo o volume disponível, ocupando todo o espaço.
O ar oferece resistência ao movimento – Quando nos movimentamos, deslocamos o ar por onde passamos. No entanto, o ar se opõe ao movimento e gera uma força de resistência. Em um salto de paraquedas, a resistência do ar possibilita uma queda suave.
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O ar possui elasticidade – Uma mesma quantidade de ar pode ocupar volumes diferentes: o ar pode sofrer compressão ao ocupar volumes menores; da mesma forma, o ar pode ocupar volumes maiores ao sofrer expansão. Essa compressão e expansão ocorrem por causa da propriedade chamada elasticidade do ar.
O ar exerce pressão – Os gases da atmosfera têm massa e ocupam lugar no espaço. A força exercida pelos gases sobre uma superfície é denominada de pressão atmosférica. Quanto maior a quantidade de gás, maior será a força que exercem sobre uma superfície, e maior será sua pressão atmosférica.
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7. Se o ar puro não tem cheiro, porquê sentimos cheiro de queimado nas cidades?
8. É possível calcular a massa do ar? E o volume pode ser calculado?
9. Como é possível introduzir uma grande quantidade de ar dentro de um cilindro de oxigênio?
Atmosfera é o nome dado à camada de gases que envolve um planeta. Sua composição está relacionada à capacidade de retenção de calor e manutenção da temperatura média.
A atmosfera terrestre é dinâmica, ou seja, o ar em movimento forma correntes de vento importantes para o clima.
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A pressão atmosférica e a altitude – Como o ar tem massa, a quantidade de ar atmosférico exerce uma força contra a superfície, força chamada de pressão atmosférica. Quanto maior a altitude, menor será a quantidade de gases exercendo pressão, e menor será a concentração de gases - o ar será rarefeito.
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No início da formação da Terra, os gases liberados por erupções e outros fenômenos formaram a atmosfera primitiva, composta por grandes quantidades de gás carbônico e vapor de água.
Com o passar do tempo, a atmosfera foi mudando até sua composição de hoje. Devido à diferenças em sua composição, a atmosfera é dividida em cinco camadas:
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Troposfera - Inicia na superfície até 15 km de altura, e a temperatura vai diminuindo até 55 ºC negativos. A maioria dos seres vivos terrestres vive na troposfera e 75% dos gases da atmosfera estão nessa camada. É na troposfera que se formam os ventos, as nuvens e as chuvas, e também é onde os aviões voam.
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Estratosfera - Inicia na troposfera até 50 km de altitude, e a temperatura vai aumentando até 2 ºC negativos. Balões de estudos climáticos chegam até a estratosfera, e é nela que se forma a camada de ozônio.
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Mesosfera - Inicia na estratosfera até 90 km de altitude, e a temperatura cai rapidamente até 100 ºC negativos. Corpos celestes que invadem a Terra entram em combustão, formando rastros luminosos conhecidos como estrelas cadentes.
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Termosfera - Inicia na mesosfera até 500 km de altura, o ar é extremamente rarefeito e a temperatura aumenta, podendo passar dos 1 000 ºC. Nessa camada, ocorrem os fenômenos luminosos conhecidos como auroras, que podem ser observados nos céus em regiões polares. Entre a mesosfera e a termosfera, há uma região formada por partículas elétricas, conhecida como ionosfera. Os íons refletem sinais de rádio e telefone para a superfície, possibilitando sua comunicação.
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Exosfera - É a última camada da atmosfera, inicia-se após a termosfera e não possui um limite superior definido, se misturando com o espaço cósmico. A temperatura diminui gradualmente, e lá se encontra a maioria dos satélites lançados pelo homem.
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A camada de ozônio localiza-se na estratosfera e é uma região de produção e acúmulo de gás ozônio que recobre toda a Terra, absorvendo parte das radiações emitidas pelo Sol. O ozônio é produzido através da quebra do gás oxigênio pela radiação solar.
Nas últimas décadas, observou-se a formação de um 'buraco' nessa camada, o que disparou um alerta, fazendo com que representantes mundiais e ambientalistas se reunissem para elaboração e assinatura de um acordo internacional.
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Radiação ultravioleta (UV) - É nociva aos seres vivos, pois pode danificar as células e seu material genético, além de impedir o crescimento de plantas e do fitoplâncton. Vinda do Sol, cerca de 93% dessa radiação é bloqueada pela camada de ozônio.
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Buraco na camada de ozônio - São regiões da camada de ozônio com baixa concentração de gás ozônio, por onde a radiação ultravioleta entra sem ser boqueada. Essas regiões podem se formar naturalmente, porém óxidos de nitrogênio e clorofluorcarbonetos (CFC) são substâncias produzidas pelo ser humano capazes de destruir o ozônio, causando buracos difíceis de se fechar.
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Protocolo de Montreal - É um programa internacional formado por lideranças de todos os países com o objetivo de banir as substâncias que causam o buraco na camada de ozônio. O Brasil eliminou o uso de CFC em 2010, e, mesmo assim, calcula-se que a camada de ozônio irá se recuperar completamente somente após o ano de 2050.
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Proteção solar - A radiação solar é mais intensa entre as 10h da manhã e as 4h da tarde, período em que não é aconselhado se expor ao Sol, já que essa radiação pode causar câncer de pele. O filtro solar, também conhecido como protetor solar, ajuda a nos proteger dos efeitos negativos da radiação, pois absorve ou reflete a radiação ultravioleta solar. É importante tomarmos sol, mas devemos evitar horários de maior incidência de raios ultravioletas, e sempre usando filtro solar.
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10. O que é atmosfera? E como foi sua formação?
11. Por que a maioria dos seres vivos vive na troposfera? Onde os demais seres vivos vivem?
12. Um satélite foi lançado, mas se chocou contra uma estrela cadente e caiu sobre uma montanha de 2 500 m de altura. Responda em que camada o satélite deveria ter chegado, em que camada ele se chocou e em que camada ele caiu e ilustre como uma história em quadrinhos.
13. Qual é a importância da camada de ozônio para os seres vivos?
14. O que é buraco na camada de ozônio? Quais gases causam a formação desse buraco?
15. Você acredita que é importante recebermos luz do Sol em nossa pele? Por quê?
Os ventos se formam devido ao movimento em convecção de massas de ar.
O ar que se encontra próximo da superfície se aquece e se torna mais leve que o ar frio que está nas altitudes. Esse ar quente sobe, pois está mais leve, enquanto o ar frio desce por estar mais pesado.
Só que o ar frio que desceu, irá se aquecer na superfície e voltará a subir, já que o ar quente que subiu irá se resfriar nas altitudes, se tornará mais pesado e irá descer, e esse ciclo irá se repetir indefinidamente.
Esse movimento de sobe e desce forma os ventos.
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Fenômeno natural responsável pela manutenção da temperatura do planeta, possibilitando a vida na Terra.
Uma parte dos raios solares que aquece a superfície é refletida para o espaço, outra parte é absorvida por alguns gases da atmosfera, aprisionando esse calor.
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Sem o efeito estufa, a diferença de temperatura entre o dia e a noite seria muito grande, o que tornaria impossível a vida na forma que conhecemos.
Atividades humanas estão amplificando o efeito estufa, com a liberação de gases de efeito estufa - GEE - através de queimadas, indústrias, combustíveis fósseis e agricultura, causando o que chamamos de aquecimento global.
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16. Como os ventos são formados?
17. O que é o efeito estufa e qual sua importância?
18. Quais são os gases de efeito estufa? Que atividades humanas produzem esse tipo de poluente?
Poluição é o lançamento de substâncias ou energia, que altera as características de componentes naturais. Atividades industriais, queimadas e veículos a combustível são os principais responsáveis pela emissão de gases poluentes na atmosfera.
A liberação excessiva de poluentes no ar altera a sua composição, podendo provocar sérios danos à saúde dos seres vivos que necessitam dele para sua respiração. Além disso, materiais suspensos no ar podem ser absorvidos pelo nosso organismo.
As emissões de poluentes tornaram-se perigosas a partir da Revolução Industrial, a partir do ano de 1750, quando houve grande aumento no uso e queima de materiais e combustíveis.
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Dióxido de carbono (CO2) – Fonte: queima de materiais que podem ocorrer em usinas elétricas, indústrias e no aquecimento doméstico, além das queimadas em florestas. Ambiente: aquecimento global, devido à propriedade de reter calor, intensificando o efeito estufa. Saúde: pode tornar a Terra imprópria para a vida, pois a vida na Terra só é possível com temperaturas amenas.
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Monóxido de carbono (CO) – Fonte: queima incompleta de materiais, gerado em maiores concentrações nas cidades, principalmente por veículos. Ambiente: retenção de temperatura e intensificação do efeito estufa, causando aquecimento global. Saúde: asfixia e morte, pois esse gás entra nas células no lugar do oxigênio, impedindo a produção de energia no nosso organismo.
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Dióxido de enxofre (SO2) – Fonte: queima de combustíveis, principalmente óleo diesel e gasolina. Ambiente: causa chuvas ácidas que aumentam a acidez do solo, destruindo plantações, e corroendo monumentos e construções nas cidades. Saúde: problemas respiratórios e nos olhos.
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Óxidos de nitrogênio (NO e NO2) – Fonte: queima de combustíveis, fertilizantes e indústrias. Liberados através da queima de combustíveis e em indústrias, e na agricultura através do uso de fertilizantes que poluem também o solo. Ambiente: causam chuvas ácidas, que aumentam a acidez do solo, destruindo plantações, e corroem monumentos e construções nas cidades. Saúde: provocam doenças respiratórias, afetando o transporte de oxigênio do sangue para as células.
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Metano (CH4) – Fonte: decomposição de matéria orgânica, em plantações inundadas como as de arroz, na decomposição de lixo orgânico e nas criações de gado através da digestão bovina. Ambiente: um dos gases que mais retêm calor, 20 vezes mais potente que o dióxido de carbono, intensifica o efeito estufa, causando aquecimento global. Saúde: asfixia e morte, pois ocupa o lugar do oxigênio nas células, impedindo a produção de energia no nosso corpo.
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Material particulado – Fonte: queima de materiais em veículos, indústrias e queimadas. Ambiente: a fuligem intensifica o efeito estufa, retendo calor e causando aquecimento global. Saúde: provocam doenças respiratórias, pois causam irritações nas vias aéreas, tosse e dificuldade de respiração.
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A relação entre poluentes e atmosfera vai definir o nível de qualidade do ar, quanto menos poluentes, melhor será a qualidade do ar.
Poluentes primários – Liberados diretamente por uma fonte de emissão. Os gases liberados diretamente de uma chaminé são um exemplo.
Poluentes secundários – Resultado de reações químicas entre um poluente primário e componentes naturais do ar. O ácido sulfúrico é resultado da reação entre o enxofre, que é um poluente primário, com o vapor de água, que é um componente natural da atmosfera.
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É o aumento na temperatura média do planeta, ou seja, é a intensificação do efeito estufa, que pode provocar mudanças climáticas e afetar a biodiversidade:
elevação do nível do mar
degelo das calotas polares
regime de chuvas desregulado
proliferação de pragas e epidemias
O aquecimento global é causado principalmente por ações humanas, pois os gases poluentes retêm mais calor na atmosfera, elevando as temperaturas.
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Todos podemos colaborar para a diminuição da emissão de gases de efeito estufa, com atitudes do dia a dia.
Algumas das ações incluem:
caminhar ou andar de bicicleta, ao invés de usar carros;
reduzir a produção de lixo, e reciclar o lixo produzido;
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economizar energia elétrica, desligando as luzes de cômodos sem uso;
plantar árvores e não cortar árvores;
usar produtos e alimentos naturais, evitar usar os industrializados;
mobilização da sociedade para cobrar ações dos governantes com objetivo de reduzir a poluição.
Além do buraco na camada de ozônio, e do aquecimento global, a poluição atmosférica causa outros fenômenos danosos ao meio ambiente.
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19. O que é poluição? Quando houve a intensificação na poluição do ar?
20. Quais as diferenças entre poluentes primários e poluentes secundários?
21. Quais são os principais poluentes que intensificam o efeito estufa, causando aquecimento global?
22. O que é aquecimento global? E qual sua relação com o efeito estufa?
23. Os prejuízos causados pelo aquecimento global atingem quais organismos?
24. Cite três medidas que você faz que ajudam a prevenir o aquecimento global.
A fumaça liberada na queima de combustíveis fósseis sofre reações químicas no ar podendo formar fortes ácidos na atmosfera.
Quando chove, as gotas de água carregam esses ácidos para a superfície, é o que chamamos de chuva ácida.
Esses ácidos alteram a composição do solo e da água, provocando danos ao ambiente e aos seres vivos, e podem corroer monumentos e construções nas cidades.
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Fenômeno natural em que o ar frio fica aprisionado na superfície, abaixo de uma camada de ar quente.
Nos centros urbanos, uma grande quantidade de poluentes acaba se concentrando na superfície, pois eles só se dispersam através do ar quente.
Isso forma uma névoa acinzentada de poluição próximo da superfície, causando problemas respiratórios nos seres vivos desses locais.
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Três conferências internacionais debateram mudanças climáticas e estabeleceram políticas ambientais até os dias de hoje:
Primeira Conferência – Em Estocolmo, 1972, iniciou as discussões sobre o clima.
Rio-92 – No Rio de Janeiro, 1992, discutiu formas de conciliar o desenvolvimento econômico e a preservação do meio ambiente.
Terceira Conferência – Em Kyoto, 1997, estabeleceu que os países industrializados deveriam reduzir as emissões de gases de efeito estufa.
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25. Como a chuva ácida se forma? E que problemas ela pode causar?
26. O que é inversão térmica?
27. Quais os objetivos das conferências internacionais sobre o clima?