O buraco na camada de ozônio

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A camada de ozônio (O3) é uma região da atmosfera que constitui uma espécie de escudo solar natural da Terra. Esse escudo tem a característica de filtrar os raios ultravioleta (UV) nocivos aos serem vivos da Terra, podendo causar queimaduras e câncer de pele. A extensão do dano causado ao tecido vivo depende do comprimento de onda solar. Especificamente, o ozônio absorve a luz solar com comprimentos de onda entre 220 e 320 nm, no intervalo UV do espectro solar. A maior parte dos casos de câncer de pele em seres humanos deve-se à superexposição aos raios UV-B (280-320 nm – existem controvérsias na literatura quantos aos valores exatos). Felizmente, a maioria dos casos de câncer de pele não é do tipo melanoma maligno, frequentemente fatal (25% de taxa de mortalidade), porém esta doença se espalha lentamente, podendo ser tratada com sucesso considerável. Por outro lado a UV-C (200-280 nm) causa queimadura e vermelhidão na pele. Verifica-se que o escudo não totalmente eficaz para eliminar toda a radiação UV, ele deixa passa a UV-A (320-400 nm) que é menos prejudicial do ponto de vista biológico.

O ozônio é formado na estratosfera quando as moléculas de oxigênio absorvem a radiação solar, ocorrendo a seguinte reação fotoquímica:

O2 + luz (<242 nm) ———-> 2O

Os átomos de oxigênio produzidos combinam-se com as moléculas de oxigênio novamente formando o ozônio:chapman

O + O2 + M ———-> O3 + M + calor

M representa um terceira molécula que é responsável pela liberação de calor, sendo necessária para retirar a energia térmica gerada na colisão entre as moléculas de oxigênio e os átomos de oxigênio.

Durante o processo de absorção dos raios UV, o ozônio também é destruído da seguinte forma:

O3 + luz(200-320 nm) ———-> 0 + O2

Essa reações podem ser resumidas em um ciclo denominado por Chapman.

É interessante chamar a atenção de que o processo de filtragem da camada de ozônio é realizado por cerca de 10 ppm, misturada com a grande maioria de moléculas de oxigênio. A quantidade total de ozônio em qualquer local é expressa em termos de unidades Dobsom (UD). Esta unidade é equivalente à espessura de 0,01 mm de ozônio puro, com a densidade que ele possuiria se estivesse submetido à pressão no nível do mar (1atm) e a 0 oC de temperatura. A quantidade de ozônio normal varia de acordo com local, mudando de acordo com os ventos estratosféricos. O ozônio é transferido  desde as regiões tropicais, onde a maioria é produzida, até as regiões polares, sendo o equador a região com a menor quantidade.

O desenvolvimento tecnológico obtido pelo homem veio acompanhado por diversos problemas ambientais, dentre os quais se destaca um buraco na camada de ozônio. O ozônio está sendo gradualmente destruído por produtos químicos sintéticos, denominadas substâncias destruidoras de ozônio. Nesse grupo de substâncias destruidoras inclui os clorofluorcarbonos (CFCs), hidroclorofluorcarbonos (HCFC), brometo de metila, tetracloreto de carbono, etc.

Essas substâncias foram utilizados no passado, infelizmente muitas ainda são usadas, em refrigerantes, agentes espumantes, extintores de incêndio, solventes, pesticidas e propelentes para aerossóis. Uma vez liberada para atmosfera, essas substâncias destroem o ozônio muito lentamente. Na verdade, elas podem permanecer intactas durante anos à medida que se movem pela troposfera até atingir a estratosfera. Dependendo da intensidade dos raios UV,  cloro e brom são liberados e destroem a camada de ozônio. Os cientistas estimam que um átomo de cloro, por exemplo, pode destruir 100 mil moléculas de ozônio. A diminuição da camada de ozônio pode ser observado usando medições por satélite, em particular sobre as regiões polares. a simulação abaixo mostra o comportamento da camada de ozônio medida pela NASA.

 

Referências

Spiro, T. G. Química Ambiental. 2 ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2009.

Baird, C. Química Ambiental, 2 ed., Porto Alegre: Artmed, 2002.

www.nasa.gov

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Professor de Química Analítica da Universidade Federal do Amazonas, autor de livros em Química, Editor da Revista Eletrônica Scientia Amazonia e da Revista Divirta-se com o Clube da Química.

About Genilson Pereira Santana

Professor de Química Analítica da Universidade Federal do Amazonas, autor de livros em Química, Editor da Revista Eletrônica Scientia Amazonia e da Revista Divirta-se com o Clube da Química.

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