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UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA – UNEB DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA DISCIPLINA – ENGENHARIA E MEIO AMBIENTE PROFESSOR - NÉLIA LIMA MACHADO NOTAS DE AULA UNIDADE II – O HOMEM E A NATUREZA, POLUIÇÃO E PREVENÇÃO DA POLUIÇÃO, CRESCIMENTO POPULACIONAL, IMPACTOS AMBIENTAIS POLUIÇÃO E PREVENÇÃO DA POLUIÇÃO Poluição da água Fontes de poluição hídrica • Fontes de poluição das águas superficiais • Esgotos domésticos • Esgotos industriais • Águas pluviais carreando impurezas • Pesticidas • Fertilizantes • Detergentes • Precipitação de poluentes atmosféricos • Alterações nas margens dos mananciais • Fontes de poluição das águas subterrâneas • Infiltração de esgotos (sumidouros, valas de infiltração, lagoas de estabilização, etc.) • Percolação de chorume • Infiltração de águas poluídas • Vazamentos de tubulações ou depósitos subterrâneos • Intrusão de água salgada • Resíduos de outras fontes Principais Processos Poluidores da Água PROCESSO DEFINIÇÃO Introdução na água de substâncias nocivas à saúde e a espécies da vida aquática (ex.: patogênicos e metais pesados). Acúmulo de substâncias minerais (areia, argila) ou orgânicas (lodo) em um corpo d'água, o que provoca a redução de sua profundidade e de seu volume útil. Fertilização excessiva de substâncias da água por recebimento de nutrientes (nitrogênio e fósforo), causando o crescimento descontrolado de algas e plantas aquáticas. Abaixamento do pH, como decorrência da chuva ácida (chuva com elevada concentração de íons H+, pela presença de susbtâncias químicas como dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio, amônia e dióxido de carbono), que contribui para a degradação da vegetação e da vida aquática. Contaminação Assoreamento Eutrofização Acidificação Consequências da Poluição da Água Elevação da temperatura Sólidos Matéria orgânica Microorganismos patogênicos Nutrientes Mudanças no pH Compostos tóxicos Corantes Substâncias tenso-ativas Autodepuração - Restabelecimento do equilíbrio no meio aquático, por mecanismos essencialmente naturais, após alterações induzidas por despejos. Processo de estabilização: 3. Matéria orgânica Oxidação por bactérias O D Fotossíntese pelas algas Energia solar CO 2 H 2 O MO estabilizada Bactérias em excesso Controle da Poluição da Água Implantação de sistemas de coleta e tratamento de esgotos; Coleta e destino adequados do lixo; Controle da utilização de fertilizantes e pesticidas; Disciplinamento do uso e ocupação do solo; Controle da erosão do solo; Reuso da água; Afastamento das fontes de poluição; Modificações no processamento industrial. Programa de controle de poluição da água Diagnóstico da situação existente; Definição da situação desejável; Estabelecimento e desenvolvimento de medidas de controle; Programas de acompanhamento; Suporte institucional e legal. Poluição Atmosférica Poluentes Atmosféricos: Primários Tipos Secundários Poluentes primários: MP, CO, CO2, NO e NO2, SO2 e H2S, hidrocarbonetos, fluorcarbonos. Poluentes secundários: oxidantes fotoquímicos (hidrocarbonetos + NOx + luz) Fontes de poluição atmosférica • Fontes naturais • Vulcões • Queimadas em florestas • Decomposição anaeróbia da matéria orgânica • Desnitrificação por bactérias • Fontes antrópicas • Indústrias • Meios de transporte • Destruição e queima da vegetação • Queima de combustíveis • Queima do lixo • Aplicação de agrotóxicos • Fermentação de resíduos • Uso de “sprays” • Compostos radioativos Consequências da Poluição do Ar: Danos à saúde humana; Danos à vegetação; Danos aos animais; Redução da visibilidade; Danos aos materiais; Desfiguração da paisagem; Alterações das características climáticas. Controle da Poluição do Ar: Requisitos necessários o Definição dos padrões de qualidade do ar a serem alcançados o Estudo das condições meteorológicas o Monitoramento da qualidade do ar o Órgão de controle da poluição o Legislação específica Medidas o Disciplinamento do uso e ocupação do solo o Controle nas fontes poluidoras Poluição sonora Generalidades: som x ruído. Unidade de medida: decibel (dBA). Fontes de poluição sonora o Atividades industriais; o Meios de transporte terrestre; o Tráfego aéreo; o Obras de construção civil; o Oficinas mecânicas; o Alto-falantes, equipamentos de som, rádios; o Estabelecimentos de entretenimento, aparelhos eletrodomésticos. Consequências da poluição sonora: Fatores: intensidade, frequência, período de exposição, intermitência ou continuidade, características individuais. Consequências o Perda gradativa da audição; o Incômodo, irritação, exaustão física; o Perturbação do sono, fadiga; o Problemas cardiovasculares; o “Stress”; o Aumento da produção de hormônio na tireoide, redução da eficiência e ocorrência de acidentes nos locais de trabalho. Escala de sons: TIPO DE SOM NÍVEL – dB (A) CONSEQUÊNCIAS 140 Dolorosamente Audível SIRENE DE ATAQUE AÉREO 130 MÚSICA DE ROCK 110 JATO DECOLANDO (acerca de 400m) 100 ESQUINA DE RUA MOVIMENTADA 90 Muito incômodo CAMINHÃO PESADO (a 15m) DESCARGA DE LIXO 80 Incômodo ASPIRADOR DE PÓ; RESTAURANTE BARULHENTO; TRÁFEGO EM AUTO-ESTRADA 70 Início de danos à audição CONVERSAÇÃO NORMAL; APARELHO DE AR CONDICIONADO (a 6m) 60 Interferência TIC-TAC DE UM RELÓGIO; SUSSURRO (a 5m) 30 Muito Calmo BARULHO DE FOLHAS AO VENTO 20 10 Justamente audível 0 Limite de audição Padrões de emissão de ruídos: DIURNO NOTURNO DIURNO NOTURNO RESIDENCIAL 55 50 45 40 DIVERSIFICADO 65 60 55 50 PREDOMINANTEMENTE INDUSTRIAL 70 65 60 55 PERÍODO PERÍODO AMBIENTES EXTERNOS AMBIENTES INTERNOS TIPO DE USO NÍVEIS SONOROS RECOMENDADOS PARA DIVERSOS USOS (dB(A)) NBR 10151/87 – Avaliação de ruído em áreas habitadas Controle da poluição sonora Controle da emissão de ruídos (aperfeiçoamento e manutenção de equipamentos, isolamento acústico, regulagem de descargas veiculares, disciplinamento de horários de funcionamento de equipamentos); Proteção dos receptores (isolamento acústico, redução do período de exposição, EPIs, barreiras); Disciplinamento do uso e ocupação do solo (afastamento entre fontes e usos sensíveis, direção e velocidade dos ventos, cobertura do solo, arranjos das edificações, barreiras naturais ou artificiais). Poluição do solo Principais processos poluidores do solo: Fontes: naturais e antrópicas Ações antrópicas: desmatamento, erosão, escavações, aterros, impermeabilização, salinização, aplicação de fertilizantes e pesticidas, lançamentos de resíduos, práticas agropecuárias, mineração etc. Alterações no meio ambiente: o Nas obras civis: urbanização, ocupação do solo, alterações no ciclo hidrológico e na estrutura do solo; o Na exploração extrativa do solo: remoção de grandes quantidades de materiais e alteração do relevo; o Nas atividades agrícolas: aplicação de nutrientes e defensivos agrícolas e remoção sazonal da cobertura vegetal. Degradação do solo: Salinização: Alterações de caráter físico: • Mudanças na estrutura do solo • Queimadas • Erosão • Impermeabilização • Movimentos de terra Alterações de caráter químico: • Fertilização artificial • Salinização • Aplicação de pesticidas • Disposição de resíduos sólidos e líquidos Causas • Naturais: carreamento, pela água, de sais dissolvidos. • Práticas de irrigação mal executadas: tipo e qualidade inadequadas de água, drenagem mal feita. Controle• Uso de águas com qualidade adequada • Manejo correto da água • Drenagem adequada • Manutenção da bioestrutura superficial do solo • Redução da evaporação da água • Adoção de rotação de culturas Erosão: Controle da erosão do solo: Proteção da vegetação Disciplinamento do uso/ocupação do solo Práticas agrícolas adequadas Proteção do escoamento das águas Controle dos movimentos de terra Reflorestamento de áreas degradadas Controle da Poluição do Solo: Utilização controlada de fertilizantes; Incremento do uso da adubação orgânica; Adoção de medidas de controle da erosão; Controle da aplicação de pesticidas; Manejo ecológico e integrado de pragas; Destino adequado para resíduos sólidos; Sistemas adequados de esgotamento sanitário. IMPACTOS AMBIENTAIS O homem e a natureza: exploração predatória x capacidade limitada de recuperação. Necessária a compreensão dos fenômenos naturais para uso racional dos recursos ambientais. Fatores: crescimento populacional x intensificação das atividades humanas (industrialização, agropecuária, mineração etc.). Crescimento populacional: crescimento intenso, concentração desigual, concentração em áreas urbanas, grande utilização dos recursos naturais, grande produção de resíduos sem possibilidade de autorecuperação da Natureza. Causas • Ação da água e do vento; • Ação do homem (desmatamentos, queimadas, práticas agrícolas, alterações no escoamento natural das águas). Fatores intervenientes • Cobertura vegetal; • Intensidade, duração e frequência das chuvas; • Tipo de solo; • Topografia do terreno. Crescimento populacional Projeção de população • MÉTODO DOS COMPONENTES DEMOGRÁFICOS Onde: P → população na data t; Po→ população na data inicial to; M → número de óbitos; I → imigrantes no período; E → emigrantes no período; N – M → crescimento vegetativo; I – E → crescimento social no período. MÉTODOS MATEMÁTICOS MÉTODO ARITMÉTICO (TAXA DE CRESCIMENTO CONSTANTE, PEQUENOS PERÍODOS DE TEMPO) MÉTODO GEOMÉTRICO (IGUAL PORCENTAGEM DE AUMENTO POPULACIONAL PARA IGUAIS PERÍODOS DE TEMPO) MÉTODO DA CURVA LOGÍSTICA (CRESCIMENTO ASSINTÓTICO DA POPULAÇÃO) • MÉTODO ARITMÉTICO EVOLUÇÃO DA POPULAÇÃO MUNDIAL População Ano Tempo p/ próximo bilhão (em anos) 0,2 bilhão Início Era Cristã - 0,5 bilhão 1650 - 1 bilhão 1802 126 2 bilhões 1928 33 3 bilhões 1961 13 4 bilhões 1974 13 5 bilhões 1987 12 6 bilhões 1999 13 7 bilhões* 2012 16 8 bilhões* 2028 22 9 bilhões* 2050 20 10 bilhões* 2070 26 11 bilhões* 2096 não calculado Fonte: Wikipedia, 2009. 𝑃 = 𝑃𝑜 + 𝑁 − 𝑀 + (𝐼 − 𝐸) 𝑃 = 𝑃𝑓 + 𝑘𝑎(𝑡𝑓 − 𝑡𝑖) Onde: P → população na data t; Pf→ população na data inicial ti; tf → período final; ti → período inical; ka → taxa de crescimento aritmético. • MÉTODO GEOMÉTRICO Onde: P → população na data t; Pf→ população na data inicial ti; tf → período final; ti → período inical; kg → taxa de crescimento geométrico. • MÉTODO DA CURVA LOGÍSTICA • Onde: P → população na data t; k → limite de saturação a → parâmetro de inflexão (T = a/b) b → razão de crescimento da população Impactos ambientais: cadeia de efeitos que se produzem no meio natural (físico e biológico) e no meio social (antrópico), como consequência de uma determinada ação. Impactos ambientais provocados pelas atividades humanas: vide quadro AÇÕES DO HOMEM IMPACTOS AMBIENTAIS DESMATAMENTO Danos à flora e fauna Aumento do escoamento da água Erosão do solo Assoreamento de recursos hídricos Empobrecimento do solo - desertificação Deslizamento de encostas Enchentes - prejuízos econômicos e sociais Alterações climáticas ALTERAÇÕES NO RELEVO E TOPOGRAFIA Mudanças no escoamento das águas Problemas de drenagem Empoçamentos Proliferação de insetos - transmissão de doenças Desfiguração da paisagem IMPERMEABILIZAÇÃO DO SOLO Maior escoamento da água Menor recarga dos aqüíferos Problemas de drenagem Enchentes -danos materiais e sociais Redução da evapotranspiração - alterações climáticas MUDANÇAS NO REGIME HIDROLOGICO Alterações no escoamento das águas Problemas de drenagem Cheias -7 danos materiais e sociais Inundação de áreas de valor econômico, cultural ou ecológico Desalojamentos e modificações nas atividades das populações afetadas Impactos nos meios sócio, econômico e cultural Impactos no meio biótico (fauna e flora aquática) MODIFICAÇÕES OU DESTRUIÇAO DE ECOSSISTEMAS Danos à flora Danos à fauna Desequilíbrios ecológicos Prejuízos às atividades do homem Danos materiais e sociais Desfiguração da paisagem Alterações no ciclo hidrológico POLUIÇÃO AMBIENTAL Prejuízos à saúde do homem Danos à fauna e flora Danos materiais Desvalorização de áreas Desfiguração da paisagem Prejuízos às atividades sociais, econômicas e culturais MODIFICAÇÕES DE CARÁTER GLOBAL Efeito estufa Destruição da camada de ozônio Chuvas ácidas Impactos ambientais nos ecossistemas brasileiros ECOSSISTEMA AÇÃO ANTRÓPICA / DEGRADAÇÃO AMBIENTAL FLORESTA AMAZÔNICA Atividades antrópicas como a agropecuária, garimpo de ouro, mineração, urbanização, industrialização, abertura de rodovias, construção de reservatórios e usinas hidrelétricas concorrem para desmatamentos, queimadas, desertificação, mudanças climáticas e efeito estufa. CERRADO Utilização agrícola, produção de carvão vegetal e urbanização são ações que tem causado desmatamento em extensas áreas e desaparecimento de flora e fauna nativas. CAATINGA Desmatamentos, queimadas, cultivo excessivo, sobrepastoreio, urbanização, mineração e práticas inadequadas de irrigação são as principais causas de degradação na caatinga. MATA ATLÂNTICA A exploração com a retirada de pau-brasil, no período colonial, passando pelo cultivo de cana- de-açúcar, mineração de ouro, exploração de carvão, urbanização, industrialização e extensas áreas de fazendas são as principais causas da degradação ambiental. CAMPOS Criação de gado sob pastoreio, queimadas e agricultura (soja e trigo) são causas da degradação ambiental, com processos intensos de desertificação. MATA DE ARAUCÁRIAS Derrubada de vegetação para construção de casas, confecção de móveis e produção de celulose, além de atividade agropecuária, urbanização, mineração e industrialização. ECOSSISTEMAS COSTEIROS Desmatamentos, extração mineral, indústrias e ocupação humana, atividades portuárias e turismo são ações antrópicas que contribuem para desequilíbrios nos sistemas litorâneos. MANGUEZAL Desmatamentos, aterramento de áreas dos manguezais, depósitos de lixo; lançamento de esgotos domésticos e industriais, pesca e captura predatória, canalização, drenagem e barramentos são ações danosas que causam prejuízos à cadeia alimentar fluvial e marinha, assoreamento no leito dos rios, erosão de áreas litorâneas, redução de espécies animais e vegetais, enchentes, prejuízos econômicos e sociais. Alterações de caráter global Destruição da camada de ozônio Causas • CFCs: “sprays”, sistemas de refrigeração, fabricação de espumas plásticas, solventes para limpeza de circuitos eletrônicos; • Condições meteorológicas, composiçãoquímica das nuvens, baixas temperaturas. Impactos • Danos à saúde humana (câncer de pele, catarata, enfraquecimento do sistema imunológico); • Danos à vegetação (redução do crescimento, suscetibilidade às pragas, qualidade inferior das sementes); • Destruição do fitoplâncton, com impactos sobre a cadeia alimentar marinha; • Alterações nas precipitações pluviométricas (desmatamentos). Chuvas ácidas Causas • Lançamento de poluentes SO2 e NOx • Fabricação de fertilizantes, celulose, ácido sulfúrico e ácido nítrico; aquecimento de minérios, combustão do carvão e petróleo, esmaltação de porcelana e vidro, fundições de metais pesados e de alumínio, fumaça de cigarros. Impactos • Diminuição do pH das águas superficiais e subterrâneas, prejuízos ao abastecimento humano, danos a tubulações; • Declínio de populações aquáticas, redução de fitoplâncton, desequilíbrios ecológicos, prejuízos econômicos e turísticos; • Solubilização do alumínio e metais pesados (Cd, Zn, Pb e Hg), com conseqüente incorporação à cadeia alimentar; • Danos à vegetação, amarelecimento das folhas, redução do crescimento e produtividade, morte das plantas; • Alteração da composição do solo, liberação de metais, esterilização do solo, impactos nas atividades dos microrganismos (decomposição e nitrificação); • Corrosão de materiais (edificações, estátuas, monumentos), desfiguração da paisagem. Efeito estufa / aquecimento global /mudanças climáticas Causas • CO2: queima do petróleo e carvão, geração de energia, desmatamento, queima da biomassa; • CH4: queima da biomassa, queima de combustíveis fósseis, fermentação do lixo etc; • CFCs: “sprays”, sistemas de refrigeração; • N20: queima de combustíveis fósseis, queima de madeira, decomposição de resíduos; • O3: oxidantes fotoquímicos, queima de combustíveis fósseis. Impactos • Elevação da temperatura; • Alterações nas precipitações pluviométricas (desmatamentos) / mudanças no clima global; • Elevação do nível do mar.