2.2 Sangtekniske aspekter
2.2.1 Stemmefysiologiske begreper
Os poluentes atmosféricos podem ser classificados genericamente como pertencentes a três grupos básicos de substâncias: sólidas, líquidas e gasosas. Entretanto, na prática, esses três grupos podem, algumas vezes, estar combinados entre si de tal maneira que nos é permitido restringi-los a apenas dois grupos: os gases e os particulados.
De acordo com GODISH (1991), os principais poluentes atmosféricos ocorrem na forma de gases ou particulados. Esses dois grupos de poluentes atmosféricos, ditos tradicionais, têm sido objeto de um considerável número de pesquisas científicas e regulamentações. Isso se deve em parte aos impactos negativos que estes acarretam sobre a atmosfera, a vegetação, a saúde humana, aos animais e materiais.
Embora nesta classificação sejam utilizados apenas dois termos, os gases e os particulados, esses, na verdade, incluem as três fases da matéria. Substâncias sólidas e líquidas podem ser agrupadas de tal modo a representar um mesmo grupo de poluentes atmosféricos: os particulados. Por outro lado, substâncias gasosas e líquidas (vapores) podem também ser agrupadas de tal modo a representar um outro grupo de poluentes: os gases.
3.4.1 Gases
Um grande número de poluentes é lançado diariamente na atmosfera sob a forma de gás devido às milhares de fontes de poluição existentes na Terra. Igualmente, muitos novos poluentes são produzidos como resultado de reações químicas na atmosfera.
Entretanto, embora a atmosfera esteja contaminada por centenas de poluentes, apenas um pequeno número destes têm sido identificados como tendo alcançado um nível de toxicidade suficientemente significativo a ponto de ameaçar a saúde e o bem estar do ser humano.
Nesse contexto, os poluentes gasosos podem ser divididos em cinco grandes famílias: óxidos de carbono, compostos de enxofre, compostos de nitrogênio, hidrocarbonetos, oxidantes fotoquímicos. A seguir, são apresentadas as cinco principais famílias de poluentes gasosos.
3.4.1.1 Óxidos de carbono
Quantidades significativas de óxidos de carbono são lançadas na atmosfera, principalmente sob a forma de monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (CO2),
originários tanto de fontes naturais como antropogênicas.
Devido a suas implicações à saúde humana, o CO é considerado como sendo o principal poluente atmosférico dessa família. Já o gás carbônico não é usualmente descrito nesses mesmos termos, dado que o CO2 é um constituinte natural da atmosfera,
além de ser considerado um gás relativamente não tóxico. Entretanto, ele é reconhecido por seu grande potencial em “aprisionar” calor na atmosfera contribuindo assim para a alteração climática global.
3.4.1.2 Compostos de enxofre
Uma variedade de compostos de enxofre é lançada na atmosfera, principalmente sob a forma de óxidos de enxofre (SOx) e gás sulfídrico (H2S), originários tanto de
fontes naturais como antropogênicas.
O dióxido de enxofre (SO2) é reconhecido como o principal poluente atmosférico
primário da família SOx. Uma das características principais do SO2 é que uma vez
lançado na atmosfera ele sofre reações químicas gerando outros óxidos. Um exemplo é o trióxido de enxofre (SO3), um poluente atmosférico secundário que é formado quando o
SO2 reage com o oxigênio do ar. O SO3, por sua vez, reage com a água para formar um
3.4.1.3 Compostos de nitrogênio
Compostos gasosos de nitrogênio são encontrados sob várias formas na atmosfera. Estes incluem principalmente os óxidos de nitrogênio (NOx), a amônia (NH3)
e próprio nitrogênio (N2).
Os óxidos de nitrogênio são gases formados na atmosfera devido a interações químicas que ocorrem entre o nitrogênio e o oxigênio. Esta família inclui o óxido nítrico (NO), o dióxido de nitrogênio (NO2) e o óxido nitroso (N2O).
3.4.1.4 Hidrocarbonetos
Os hidrocarbonetos (HC) representam um vasto espectro de compostos orgânicos constituídos unicamente por átomos de hidrogênio e carbono. Em função do tipo de ligação presente nos átomos de carbono, os hidrocarbonetos podem se apresentar sob várias formas, tais como em cadeias simples ou ramificadas, cíclicas ou associadas a compostos cíclicos. Eles podem ainda ser saturados (ligações simples) ou insaturados (ligações duplas).
Na atmosfera, os hidrocarbonetos ocorrem na forma de gases, líquidos e sólidos. De acordo com GODISH (1991), a ocorrência dos HC nessas três fases está associada ao número de carbonos presentes na cadeia estrutural desses componentes. Assim, os HC formados por uma cadeia de até 4 carbonos são ditos hidrocarbonetos menores e se apresentam na forma de gases à temperatura ambiente. Exemplos de HC gasosos são o metano (CH4), butano (C4H10) e propano (C3H8). Os HC formados por uma cadeia com
5 ou mais carbonos são classificados como hidrocarbonetos médios e maiores. Os HC de tamanho médio são líquidos à temperatura ambiente apesar de serem muito voláteis. Já os hidrocarbonetos maiores se apresentam na forma de sólidos à temperatura ambiente. Um exemplo de hidrocarboneto sólido é a substância parafina.
Na atmosfera, os hidrocarbonetos podem reagir com outras substâncias, tais como oxigênio, nitrogênio, cloro e enxofre e formar uma grande variedade de compostos derivados. Os compostos derivados de hidrocarbonetos encontrados no ar ambiente e nas fontes de emissão incluem compostos orgânicos oxigenados tais como aldeídos, ácidos, álcoois, éteres, cetonas e ésteres. Outros derivados podem conter nitrogênio, enxofre, halogênio e metais.
3.4.1.5 Oxidantes fotoquímicos
Oxidantes fotoquímicos são formados na atmosfera como resultado de reações químicas envolvendo poluentes orgânicos, óxidos de nitrogênio, oxigênio e luz solar. O termo oxidante se refere àquelas substâncias químicas que oxidam prontamente outras substâncias que não são oxidadas tão facilmente pelo oxigênio. Oxidantes fotoquímicos são constituídos principalmente de ozônio (O3) e dióxido de nitrogênio, com menores
quantidades de peroxiacilnitratos (PANs).
O ozônio é o mais importante dos oxidantes fotoquímicos. Esse gás azulado, cerca de 1,6 vezes mais pesado que o oxigênio, é normalmente encontrado em níveis mais elevados da estratosfera onde ele tem a função de absorver os raios de radiação ultravioleta.
3.4.2 Material particulado
As partículas sólidas ou líquidas emitidas por fontes de poluição do ar ou mesmo aquelas formadas na atmosfera, são denominadas de material particulado e, quando dispersas no ar, formam os chamados aerossóis. Quanto à origem, podem ser provenientes tanto de fontes naturais como antropogênicas, podendo ainda ser emitidos diretamente por essas fontes (partículas primárias), bem como serem formadas na atmosfera a partir da interação de compostos preexistentes (partículas secundárias). Essas partículas variam consideravelmente em tamanho, morfologia, composição química e propriedades físicas (GODISH, 1991).