A Importância do Ozônio e seus Efeitos no Ambiente
Publicado em 14 de março de 2011 por Lucas Marques
A IMPORTÂNCIA DO OZÔNIO E SEUS EFEITOS NO AMBIENTE: PROPRIEDADES, APLICABILIDADES E POLÍTICAS AMBIENTAIS.
Lucas Marques de Pinho
Leonardo Araújo Cedraz
Resumo
Este artigo cientifico pretende revisar e discutir de forma analítica e ilustrativa a importância do Ozônio (O³) e seus efeitos no ambiente, se propondo a dissertar de forma, critica e estruturada propriedades químicas do gás Ozônio (O³), intimamente ligadas aos seus efeitos no âmbito atmosférico. Comentar de forma concisa, uma vez que inseridas no contexto temático, duas das principais camadas atmosféricas envolvidas nesta literatura sendo: Estratosfera e Troposfera, tendo como foco dissertativo principal a ocorrência do Ozônio (O³) nestas duas camadas e seus efeitos extremamente distintos entre si. Uma vez estruturadas as partes físicas e químicas, entraremos nos aspectos políticos do problema do Ozônio (O³) e da camada de Ozônio (O³), enfatizando o Protocolo de Montreal e o Protocolo de Quioto, ressaltando a posição dos Estados Unidos da América com relação ao protocolo e a sua política de seqüestro do Carbono. Comentaremos ainda com relação ao protocolo a sua expiração e exclusão dos países subdesenvolvidos com relação ao mesmo. A parte final ressalta a importância da publicidade da problemática, o papel das discussões políticas na geração de um consenso e o fundamental papel de instituições públicas, privadas e ONGs na publicação e cobrança.
Palavras-chave: Ozônio. Camada de Ozônio. Protocolo de Montreal. Protocolo de Quioto.
1 INTRODUÇÂO
A Química como ciência é de fundamental importância às descobertas, mitos e manutenção da vida no planeta Terra, porém estes aspectos muitas vezes passam despercebidos, ou só passam a nos chamar à atenção quando focados por algum tipo de mídia, mas é fato que estamos diante de diversos elementos, produtos e tipo tipo de mídia, mas é fato que estamos diante de diversos elementos, produtos e constantes reações químicas, sem as quais seria impossível a existência de vida no planeta Terra e em outros lugares do Universo.
Um bom exemplo seria toda a questão que envolve o Ozônio no planeta Terra, muitas vezes informações chegam até nós e não nos damos conta de como tudo aquilo pode ser estudado e chegado a tais conclusões. Passamos então a absorver informações de maneira pouco crítica e questionadora, nos tornando assim, Telespectadores, ouvintes e até mesmo leitores desatentos.
O ozônio (O3), é um gás instável, diamagnético. É uma forma alotrópica do oxigênio, constituído por três átomos unidos por ligações simples e duplas. O ozônio encontra-se nas camadas externas onde serve de proteção para o homem contra os raios UV.
O ozônio ainda é utilizado na conservação e processamento dos alimentos, na área da saúde, na limpeza da água e de ambientes etc. São diversos os benefícios do uso do ozônio, mas não se deve esquecer do uso indiscriminado porque provoca danos à saúde humana como: tosse, falta de ar e irritações na garganta. Faz-se necessário políticas ambientais com o intuito de conscientizar a sociedade dos benefícios e males do uso do ozônio.
Este artigo tem como objetivo descrever a importância do ozônio e seus efeitos ao meio ambiente. O presente estudo contou com um levantamento bibliográfico nas bases de dados scielo e pubmed. Os dados obtidos revelaram o aumento do uso do ozônio pelas indústrias e a implantação de políticas públicas de proteção ao meio ambiente. Conclui-se a importância do ozônio nas diversas áreas de trabalho e a crescente conscientização da sociedade a cerca do tema.
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 Contextos Físico-Químicos
Segundo a IUPAC podemos denominar o Ozônio como sendo um alótropo do oxigênio, derivado de moléculas rompidas que se combinam novamente com outras moléculas de Oxigênio (O²). O Ozônio possui coloração azul-claro, mas passa a possuir coloração azul-escuro quando passa para o estado líquido.
O ozônio (O3) é uma forma alotrópica instável do oxigênio (O2), o qual foi descoberto pelo pesquisador europeu Schönbein, que, em 1839, produziu ozônio sintético a partir da eletrólise do ácido sulfúrico (KHADRE et al , 2001). A composição química do ozônio, caracterizada pela forma triatômica do oxigênio, foi estabelecida em 1872. Os três átomos de oxigênio da molécula do ozônio estão arranjados em ângulo obtuso, onde o oxigênio central é ligado a dois átomos de oxigênio eqüidistantes.
O ozônio é cerca de cinqüenta por cento mais denso que o oxigênio, apresenta-se como um gás incolor e de odor pungente, tem massa molecular igual a 48 uma, liquefaz-se a -112°C, possui ponto de congelamento de -251,4°C, e sua decomposição ocorre rapidamente, sendo uma reação explosiva quando em temperaturas acima de 100°C, ou ambiental, na presença de catalisadores (KHADRE & YOUSEF, 2001).
O ozônio está presente naturalmente em pequenas concentrações que estão situadas na atmosfera, mas precisamente na Troposfera, esta parte da atmosfera está situada aproximadamente de 15 a 50 quilômetros de altura, formando uma camada extremamente rarefeita, porém possui significativa propriedade de absorção de raios ultravioletas, sem a qual todas as formas de vida que habita o nosso planeta passariam a sofrer extremos danos.
É importante compreendermos de que forma acaba acontecendo esta absorção de raios ultravioletas, que não se deve somente ao Ozônio e a rarefeita camada que se situa na Troposfera. A absorção dos raios ultravioletas acontece em função do ciclo do Ozônio-Oxigênio na Troposfera, este ciclo acaba sendo responsável pela absorção da maior parte dos raios ultravioletas, os quais ocasionam diversos danos aos seres vivos, podendo causar nos seres humanos diversos tipos de cânceres e em casos mais extremos até mutações gênicas.
O ozônio possui um elevado potencial de oxidação que é aplicado como uma tecnologia capaz de reduzir e/ou remover inúmeros parâmetros de poluição ambiental, tais como cor, concentração de fenóis, toxicidade etc.
Com o crescimento da industrialização ocorrido ao longo dos anos e o concomitante aumento da demanda de produtos químicos, intensificaram-se os problemas relacionados com a liberação de poluentes no meio ambiente.
Segundo Moraes e Turolla (2004) a questão ambiental criou forças nos últimos anos. O poder público em seus vários níveis, as empresas e toda a sociedade civil estão cada vez mais conscientes do problema que a deterioração ou o uso não sustentável do meio ambiente pode causar à humanidade. No Brasil, particularmente, a questão ambiental encontra-se hoje incorporada na agenda política e no planejamento empresarial.
2.2 O Ozônio Troposférico
O Ozônio está presente em boa parte da atmosfera, porém possui distintos efeitos; mas o Ozônio troposférico está presente na baixa atmosfera, especialmente nos grandes centros urbanos e acaba sendo formado por bolhas de poluição, que através de reações fotoquímicas formam o Ozônio ao qual é atribuído segundo o INPE como sendo grande responsável por infecções respiratórias mais graves que ocorrem em determinadas épocas do ano.
Algumas das mais importantes fontes de poluentes atmosféricos é sem dúvida a queima de combustíveis fósseis e de biomassa , liberando grandes quantidades de dióxido de enxofre (SO²), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NO) e (NO2), materiais particulados em suspensão, compostos orgânicos voláteis e alguns metais pesados, principalmente a maior fonte antropogênica de dióxido de carbono (CO2).
O Ozônio troposférico é produzido em reações químicas entre os óxidos de nitrogênio e os compostos orgânicos voláteis nos dias quentes e ensolarados, principalmente em áreas urbanas e industriais e em regiões propensas a massas de ar estagnado.
A produção de ozônio possui implicações extensas, uma vez que se descobriu que as moléculas de O3 viajam por grandes distâncias (até 800 km) a partir das fontes de emissão" e produção. Assim, trata-se de um problema complexo que envolve inúmeras reações químicas e dispersão atmosférica.
Na reação química direta que acontece no ciclo do Ozônio-Oxigênio, o Ozônio absorve uma enorme parte da radiação ultravioleta, já na reação inversa há uma pequena perda de energia térmica. Este equilíbrio químico fica responsável pela filtração de grande parte desta radiação. Segundo Marco Antonio Tomasoni , (apud Ferreyra, 2006):
"Na formação do ozônio troposférico, um papel notável é então desenvolvido da relação NO2/NO. O ozônio se forma na troposfera através da seguinte reação: O + O2 +M →O3 (reação 1) onde M é uma molécula presente. O oxigênio livre O se forma, na troposfera, da fotólise do NO2: NO2 + h NO + O (reação 2) com a seguinte reação, completa-se o chamado ciclo do nitrogênio: O3 + NO NO2 + O2 (reação 3).
O ciclo do nitrogênio vem a completar-se em poucos minutos, enquanto a acumulação de ozônio acontece em algumas horas (grifo nosso). O ciclo do nitrogênio é bastante veloz para manter uma concentração de equilíbrio de O3, que é função da relação NO2/NO.
A reação (3) converte NO em NO2, mas uma molécula de ozônio é destruída. A reação (1) produz o oxigênio livre que contribui para a formação de uma molécula de ozônio, mas, ao mesmo tempo, NO2 é convertido em NO. São adequados para o estudo do ozônio e de outros poluentes fotoquímicos em uma escala temporal somente da ordem de um há alguns dias."
2.3 Ozônio Estratosférico
Toda a problemática que envolve o Ozônio está intimamente ligada a uma série de reações físicas e químicas que ocorrem tanto na Troposfera quanto na Estratosfera. Ao falarmos de todas estas reações, que estão envolvidas neste contexto atmosférico, não podemos esquecer de ressaltar suas estruturas básicas e o comportamento dos elementos temperatura e pressão, como podemos observar na Figura 2, onde se vê o comportamento variável da temperatura nas diferentes camadas e o decréscimo bruto de pressão na medida em que elevamo-nos na atmosfera. Estes dois fatores interferem determinantemente nas reações.
(A) O2 + hv (λ<242 nm) O' + O' - 118.111 Kcal/mol
(B) O2 + O' O3
(C) O3 + O3 3 O2 + 64 Kcal/mol
A formação de Ozônio em grandes altitudes se dá através de um constante ciclo de produção e degradação do Ozônio. Grande parte de todo o Ozônio encontrado na atmosfera, cerca de 90% se encontra acima da tropopausa e abaixo da mesosfera, e também na troposfera, porém em níveis mais baixos como já citado no subitem anterior. A produção de Ozônio na estratosfera ocorre uma vez que a molécula de Oxigênio é atingida, desta forma esta se desestabiliza, provocando assim uma nova ligação dando origem ao O3.
2.4 Síntese
Os principais métodos para a síntese do ozônio consistem na exposição do O2 à luz ultravioleta a 185nm e pela descarga eletroquímica. Na formação do ozônio, o oxigênio molecular é dissociado e o oxigênio livre resultante reage com outro oxigênio diatômico para formar a molécula triatômica de ozônio. O método de descarga eletroquímica, conhecido como efeito corona, é o mais utilizado, pois gera uma quantidade maior de ozônio com menor custo. No efeito corona, o ozônio é gerado quando uma corrente alternada de alta voltagem é descarregada na presença de oxigênio (ALMEIDA et al, 2004). Um exemplo característico desse efeito é o que ocorre na natureza quando, em dias de tempestade, há grande produção de ozônio na atmosfera, devido às elevadas descargas elétricas provenientes dos relâmpagos (SNATURAL TECNOLOGIAS AMBIENTAIS LTDA, 2010).
Segundo Almeida (2004) sabe-se que, em fase aquosa, o ozônio é relativamente instável e decompõe-se facilmente na forma do oxigênio molecular. A estabilidade do ozônio em solução aumenta com a acidificação e redução de temperatura.
Tabela 1 ? Relação da temperatura e da solubilidade do ozônio em água.
Temperatura (ºC) Solubilidade
0 0,640
15 0,456
27 0,270
40 0,112
60 0,000
Fonte: Rice et al, 1981 apud CHIATTONE, 2008.
A taxa de solubilização do ozônio depende do tamanho das bolhas do gás que borbulham na água, pois quanto menores as bolhas formadas, maior a superfície de contato. O tamanho mais adequado deve variar entre 1 e 3mm de diâmetro. A taxa de fluxo do ozônio e o tempo de contato também afetam a transferência do gás para a água. A agitação da amostra incrementa o contato e a solubilização (KHADRE et al, 2001).
2.5 Medição de ozônio
Vários métodos são utilizados para quantificar o ozônio: métodos físicos, químicos e físico-químicos. Os métodos físicos medem a capacidade de adsorção de radiações no espectro visível, UV ou Infravermelho. Os métodos químicos medem a formação de produtos quando o ozônio reage com substâncias como o iodeto de potássio (KI) ou iodeto de hidrogênio (HI). Os métodos físico-químicos medem o efeito físico da reação do ozônio com substâncias quimio - luminescentes (luminol, acredium), onde se mede a luz produzida por oxidação química, o que confere maior sensibilidade ao método (KHADRE & YOUSEF, 2001).
O método colorimétrico do índigo, desenvolvido por Bader & Hoigné, é o método padrão para medida da concentração em experimentos com ozônio. Sensível, preciso e rápido, o método do índigo é mais seletivo para o ozônio que os outros métodos. Esse método está baseado na oxidação do corante índigo pela molécula do ozônio, causando redução na intensidade da cor azul (KHADRE et al,
2.6 Aplicabilidades do Ozônio
O ozônio possui muitas aplicabilidades que já são conhecidas há muitos anos. Em 1886 e em 1891 já se eram realizados alguns testes na Alemanha, porém a primeira utilização do ozônio em escala industrial ocorreu em 1893 na Holanda, esta tinha como objetivo a desinfecção de água na estação de tratamento desta mesma cidade, o número de estações de tratamento que utilizavam o Ozônio foi crescendo significativamente.
Após a primeira guerra mundial a crescimento do Ozônio foi caindo, foi nesta mesma época que pesquisas relacionadas a gases descobriram o cloro, que era bem mais vantajoso que o ozônio do ponto vista econômico. Ainda assim o número de instalações de Ozônio foi crescendo principalmente na Europa e em todo o mundo.
Podemos perceber que às aplicações de Ozônio não são recentes, mais de um século se passou desde que o mesmo passou a ser utilizado pela primeira vez, porém o fato é que o cloro sempre foi mais vantajoso do ponto vista lucrativo, e desta forma hoje é o desinfetante mais utilizado em todo o mundo.
O Ozônio acabou sendo uma das principais alternativas na substituição do cloro depois que se descobriu que compostos organoclorados são cancerígenos, o cloro então passou a ter a sua aplicação cada vez mais limitada.
Segundo Assalin e Durán (2006) ozônio é uma importante tecnologia aplicada tanto ao tratamento de águas de abastecimento como residuárias. Devido ao seu elevado potencial de oxidação, é aplicado como uma tecnologia capaz de reduzir e/ou remover inúmeros parâmetros de poluição ambiental, tais como cor, concentração de fenóis, toxicidade etc.
Com o crescimento da industrialização ocorrido ao longo dos anos e o concomitante aumento da demanda de produtos químicos, intensificaram-se os problemas relacionados com a liberação destes compostos no meio ambiente. Considerando que os corpos aquáticos constituem um dos principais depositários destes resíduos, a poluição das águas constitui um dos mais sérios problemas ecológicos da atualidade.
O ozônio não altera as propriedades da água. Sendo sua água magnesiana, hipotermal, alcalina, etc., ela continuará sempre com a mesma fórmula. O ozônio oxida as algas (água verde), microorganismos contaminantes, matéria orgânica, além do ferro e do manganês. Um filtro posterior (seu filtro convencional, com elementos em PP - polipropileno), reterá estes itens após oxidados. Não afeta os sais da água.
O ozônio é muito mais eficaz que o cloro. Pesquisas científicas concluíram que dosando-se 0,1 ppm de ozônio em água com 60.000 coliformes por ml, exterminou-os em 3 segundos, enquanto o cloro, demorou 30.000 segundos. O ozônio é o mais forte agente oxidante conhecido, logo usado como desinfetante. A oxidação do Ferro (Fe +2), também ocorre em curtíssimo tempo de contato. No caso da maioria das águas de fontes no Brasil, cerca de 3 segundos, provocam a oxidação do Fe ++ em Fe +3.
Existem ainda aplicações do ozônio para uso clinico (médico) no tratamento de diversas patologias. O ozônio é permitido na Europa, como desinfetante de água para o consumo humano desde 1893. Nos Estados Unidos, apenas em 1982 o FDA (Food and Drug Administration), por considerá-lo substância GRAS (Generally Recognized as Safe), liberou seu uso no processo de lavagem de garrafas para comercialização de água (CHIATTONE, 2008).
No entanto, como agente conservante de alimentos seu primeiro uso foi em 1909, na forma gasosa, em câmaras frias de estocagem de carnes. De qualquer modo, o ozônio, como desinfetante, não atingiu maiores proporções na indústria de alimentos, principalmente, devido ao seu custo em relação a outras substâncias como, por exemplo, o cloro, que, por ser barato e eficiente, passou a ser o agente primordial na indústria mundial para esse fim (CHIATTONE, 2008).
O reconhecimento oficial do ozônio como agente sanificante seguro, que se deu em 1997 pelo EPRI (Electric Power Research Institute), criou oportunidades adicionais para a sua aplicação na indústria de alimentos e outros setores YUAN et al, 1999). Como conseqüência, ainda em 1997, foi aprovada pelo departamento de agricultura dos Estados Unidos a utilização legal de ozônio na água usada na lavagem de carcaças da indústria de processamento de frangos. No Brasil, entretanto, o emprego de ozônio na indústria alimentícia ainda é limitado, não havendo até o momento uma legislação específica para seu uso em alimentos.
Sabe-se que o ozônio exerce forte efeito germicida devido ao seu alto potencial oxidante (KIM et al, 1999 apud CHIATTONE, 2008) e que sua aplicação na indústria de alimentos apresenta vantagens na higienização de alimentos, no tratamento de água para reuso (MANCUSO & SANTOS, 2003 apud CHIATTONE, 2008)
O ozônio vem ganhando espaço no processamento de alimentos devido ao seu alto poder sanificante e pela sua rápida degradação, não deixando resíduos nos alimentos tratados. Essas propriedades intrínsecas permitem a ingestão de alimentos ozonizados sem riscos à saúde (RICE ET AL, 1996). Conforme Chiattone (2008), decorrente dessas vantagens, o ozônio vem sendo utilizado na manipulação e no processamento de alimentos de origem vegetal e animal com garantia na higiene, cor, odor e aspecto visual, sem deixar resíduos que possam provocar reações indesejáveis.
2.6.1 Efeito germicida
O efeito antimicrobiano do ozônio tem sido estudado e documentado para uma ampla variedade de microrganismos, incluindo bactérias Gram positivas e negativas, esporos e células vegetativas (FRANKEN, 2007).
De acordo com Khadre et al (2001), geralmente, essa substância é mais efetiva contra bactérias do que em esporos ou fungos (da mesma forma que as bactérias Gram negativas são mais sensíveis ao ozônio do que as Gram positivas).
O ozônio tem demonstrado ser eficaz na destruição de espécies de vírus, dentre os quais a encefalomielite venezuelana eqüina, hepatite A, influenza A, estomatite vesicular e rinotraqueíte (KIM ET AL, 1999). KHADRE et al (2001):
o ozônio ataca vários constituintes celulares como proteínas, lipídios insaturados e enzimas da membrana celular, peptoglicanas da parede celular, enzimas e ácidos nucléicos do citoplasma; além de proteínas e peptoglicanas da capa dos esporos bacterianos e capsídeos virais .
O que basicamente diferencia o ozônio de outros agentes desinfetantes é seu mecanismo de destruição dos microrganismos. Enquanto o cloro, especificamente, se difunde através da parede celular, agindo sobre enzimas, proteínas, DNA e RNA, o ozônio, por apresentar uma capacidade de oxidação superior, age diretamente na parede da célula, causando sua ruptura e morte em menor tempo de contato, inviabilizando a recuperação dos microrganismos após o ataque (Figura 2). Com isso, dependendo do tipo de microrganismo, o ozônio pode agir até 3.125 vezes mais rápido do que o cloro na inativação celular (SNATURAL TECNOLOGIAS AMBIENTAIS LTDA, 2007).
2.6.2 O Ozônio e a Medicina
O Ozônio também possui aplicabilidades ligadas à medicina, é utilizado como medicamento ativo no tratamento de inúmeras doenças. O Ozônio utilizado pela medicina é uma mistura de Oxigênio com Ozônio em diferentes quantidades que são variadas de acordo com o tipo de aplicabilidade e doença a ser tratada.
O Ozônio possui efeito bactericida e fungicida, por isso é utilizado na desinfecção de lesões e também em doenças causadas por vírus e bactérias. O Ozônio também possui significante efeito positivo quando utilizado no tratamento sanguíneo relacionado à circulação, sendo também utilizado para melhorar a resposta imunológica do organismo.
2.7 Os CFCs
Figura 3: Percentual Segundo a Utilização dos CFCs.
Os CFCs compreendem uma enorme quantidade de produtos que são utilizados principalmente em atividades de refrigeração comercial e industrial, sistemas de ar condicionado fixo e móvel, fabricação de espumas, aerossóis de uso médico, outros aerossóis e solventes, sistemas de proteção contra incêndios e outras inúmeras aplicabilidades.
O IPCC em 2005 divulgou um gráfico (Figura 3), pelo qual podemos observar a proporção dos CFCs e seus respectivos tipos de aplicabilidades.
Figura 4: Variação da camada de Ozônio 1999-2004.
F F
| Luz U.V. |
1. Cℓ - C - Cℓ ---------> Cℓ - C. .Cℓ 2. OCℓ + O3 → 2 O2 + Cℓ
| |
Cℓ Cℓ
Os CFCs sofrem fotólise quando são submetidos à radiação ultravioleta, logo em seguida o Cloro que se forma acaba reagindo com o Ozônio e decompondo o O2. Este fenômeno causa a destruição da camada de Ozônio, aumentando assim a passagem dos raios UV, causando diversos danos ao nosso planeta. Acima na (Figura 4) podemos observar a variação do tamanho do buraco na camada de Ozônio entre 1999 e 2004.
2.8 Políticas de Sustentabilidade
Desde os anos 30, quando iniciou-se artificialmente a produção de algumas substâncias químicas utilizadas principalmente para aplicações em refrigeração, estaríamos diante de um grandioso problema. Mais tarde uma gama de estudiosos descobriu que estas substâncias afetam reações químicas responsáveis pela manutenção, e acabam atacando a camada de Ozônio, tendendo a reduzi-la.
Na década de 80, inicia-se uma verdadeira guerra contra os propulsores da destruição da camada de Ozônio e o assunto então passa a adquirir mídia e importância mundial. Um marco na história do princípio de conscientização com relação à preservação da camada foi a assinatura do Protocolo de Montreal.
2.8.1 Protocolo de Montreal
Em 1987 o Protocolo de Montreal foi inaugurado pelas nações mundiais. Este protocolo passou então a ser responsável pela regulação da produção e do consumo de produtos químicos que fossem responsáveis pela destruição da camada de ozônio.
País Diferenças Entre as Emissões de CFC (1990 ? 2004) Objetivo da União Européia para 2012 Obrigação do Tratado 2008-2012
Alemanha -17% -21% -8%
Canadá +27% Não Assinado -6%
Espanha +49% -15% Não Assinado
Estados Unidos +16% Não Assinado Não Assinado
França -0.8% 0% -8%
Grécia +27% -25% -8%
Irlanda +23% -13% -8%
Japão +6.5% Não Assinado -6%
Reino Unido -14% -15% -8%
Portugal -51% +57% -8%
Outros 15 da UE -0.8% Não Assinado -8%
Figura 4: Diminuição da Emissão de CFCs. ONU 2005.
O protocolo estipulava dez anos para que os países aos poucos pudessem se adequar e passarem a eliminar o uso e a produção de produtos clorados. A meta era a extinção do uso de quinze tipos dos então chamados CFCs, que são a principal fonte de destruição da camada de ozônio.
O protocolo também propunha nesta época, o uso dos gases que hoje são tão populares: Butano e Propano. Estes passaram a possuir uma grande aceitação no âmbito industrial.
Desde a sua inauguração o Protocolo de Montreal foi, sem dúvida, um dos tratados internacionais mais bem sucedidos da história. Ele esteve aberto para adesões à partir de 16 de setembro de 1987 e possuiu a adesão de 150 países. O mesmo passou a entrar em vigor em 1º de Janeiro de 1989 e já passou por algumas revisões.
A ONU , em comemoração ao bem sucedido acordo internacional, declarou a data de 16 de setembro como sendo o Dia Internacional da Preservação da Camada de Ozônio. Acima na (Figura 4) há uma tabela que segundo a ONU, demonstra a diferença das emissões de gases CFCs entre 1990 a 2004.
2.8.2 Protocolo de Quioto
O Protocolo de Quioto é um rígido tratado internacional que propõe a redução da emissão de gases que causam e acabam agravando o efeito estufa. O Protocolo de Quioto começou a ser discutido e negociado no Japão em 1997 e foi aberto para assinaturas em Dezembro deste mesmo ano, sendo que o mesmo foi ratificado em 1999.
O protocolo precisou de 55% dos países que eram responsáveis por 55% das emissões, desta forma passou a entrar em vigor dia 16 de Fevereiro de 2005, depois que a Rússia ratificou-o em Novembro de 2004.
O Protocolo de Quioto propõe um calendário pelo qual os países têm o compromisso de redução de emissão de gases que causam o efeito-estufa em, pelo menos, 5,2% em relação aos níveis de 1990 no período de 2008 e 2012.
Devemos ressaltar que as metas de diminuição de emissão de gases que provocam o efeito-estufa, não são as mesmas se compararmos todos os países, e os 38 países que mais emitem estes tipos de gases possuem níveis diferenciados de emissões. Os países que ainda encontram-se me desenvolvimento, como o Brasil, Argentina, México e Índia, não receberam metas estipuladas de redução de emissão destes gases.
2.8.2.1 Os EUA e o Protocolo de Quioto
Os Estados Unidos da América por sua vez, resolveram que não iriam aderir ao Protocolo de Quioto, ainda na gestão do ex presidente George W. Bush, alegaram que os compromissos do protocolo iriam intervir de forma negativa na economia norte-americana. Ironicamente a Casa Blanca ainda questiona a teoria de que os poluentes emitidos pelo homem causem de fato a elevação da temperatura.
Uma importante notícia é que mesmo sem a aceitação dos Estados Unidos com relação ao protocolo de Quioto, alguns municípios e estados como a Califórnia, e também donos de indústrias já estão de fato se conscientizando e procurando maneiras viáveis para a redução de gases que promovem o efeito estufa.
2.8.2.1.1 A Proposta de Sequestro de Carbono
O seqüestro de Carbono é uma política que visa o tratamento e o estoque deste carbono pro prazo indeterminado no subsolo e nos oceanos, esta é uma política oficial dos Estados Unidos Da América e da Austrália. O plano de seqüestro de Carbono norte-americano já está em atividade, a Austrália possui uma semelhante política sobre o assunto, porém o plano tem demonstrado preocupação com relação aqueles que não acreditam em ajudar na melhoria do aquecimento global.
Pode-se, portanto, conceber a idéia de que o aumento das áreas de florestas, sobretudo, florestas tropicais, são essenciais para o seqüestro de Carbono na atmosfera, contribuindo assim, como uma medida mitigadora aos crescentes níveis de emissão de Gás Carbônico (CO2), na atmosfera sendo este, o principal contribuinte para o aumento do efeito estufa (OLIVEIRA JÚNIOR, 2003)
Segundo Oliveira Júnior (2003), seqüestro de carbono, pode ser considerado como uma forma mais sustentável de reduzir o efeito estufa caracterizada pela emissão do gás carbônico através do uso de combustíveis fósseis ou mesmo queimadas de florestas tropicais, seria, portanto, uma minimização da concentração deste gás na atmosfera, através do uso plantas eficientes no seqüestro ou armazenamento do carbono da atmosfera. Isto pode ser explicado da seguinte maneira; sabe-se que o gás carbônico, a água e a luz constituem a "matéria prima" para que o processo da fotossíntese gere a produção de energia.
O gás carbono absorvido pelas plantas tem dois destinos simultâneos: uma parte fica retida no interior do vegetal, na forma de biomassa, alimentos ou fibras; e a outra seria devolvida para atmosfera pelo processo da respiração. Neste sentido, tecnologias que selecione plantas com maior habilidade em "seqüestrar o
carbono", poderia contribuir para reduzir a concentração deste gás na atmosfera.
Figura 5: Ciclo do carbono (OLIVEIRA JUNIOR, 2004)
3 CONCLUSÃO
O ozônio presente nas camadas mais externas protege o ser humano dos raios incidentes do sol evitando assim problemas de saúde.
O ozônio destrói microrganismos e oxida pesticidas sem deixar resíduos tóxicos, constituindo-se em excelente alternativa para substituir o cloro e o peróxido de hidrogênio, utilizados na conservação e processamento de alimentos.
No Brasil, é necessário maior conhecimento para o bom entendimento das limitações, dosagens, segurança, aplicações e benefícios do ozônio nos diversos setores da indústria. Com isso, pode-se substituir outros produtos menos seguros por ozônio.
Outro fator relevante são as emissões de carbono, através de atividades humanas de produção industrial, ou ainda pela queima de florestas, combustíveis fósseis ou pela produção de carvão se torna bastante evidente.
As políticas ambientais são mecanismos de grande importância na conscientização da sociedade de que a redução na liberação de gases que promovem o aumento do efeito estufa melhora a qualidade de vida da população.
Por ser de suma importância, os benefícios do ozônio devem ser analisados de forma adequada, servindo este artigo como auxílio para os estudos futuros.
REFERÊNCIAS
ALMEIDA, E. et al. Tratamento de efluentes industriais por processos oxidativos na presença de ozônio. Quím. Nova, v. 27, n. 5, p. 818-824, 2004. 5.
ASSALIN, M.R.; DURÁN, N. Revista Analytica, 2006- 2007; n 26: 76-86.
ASSIRATI, D. M. Ozônio é usado como desinfetante de efl uentes. J. Unicamp, ed. 296 - 8 a 14 de agosto de 2005. Disponível em: http://www.unicamp.br/unicamp/ unicamp_hoje/ju/agosto2005/ju296pag08.html. Acesso em: 05 de novembro de 2010
CHIATTONE, P. Ozônio e ácido ascórbico na coloração e microbiota da carne bovina maturada. 2006. 51f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Agroindustrial) ? Departamento de Ciência e Tecnologia Agroindustrial, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2006
CHIATTONE, P.V..; TORRES, L.M..; ZAMBIAZ, R.C. Alim. Nutr, 2008; 3(19): 341-349.
COZAC, L. Risco no emprego do ozônio como tecnologia para descontaminação de ambientes. Higiplus, 2010; 40-42.
FRANKEN, M. S. The application of ozone technology for public health and industry. Disponível em: http://www.fss.k-state.edu. Acesso em: 11 nov. 2007.
KHADRE, M. A.; YOUSEF, A. E. Decontamination of a multilaminate aseptic food packaging material and stainless steel by ozone. J. Food Safety, 2001; 21(1):1-13.
KHADRE, M. A.; YOUSEF, A. E; KIM, J.-G. Microbiological aspects of ozone applications in food: a review. J. Food Sci., v.66, n.9, p. 1241-1252, 2001.
KIM, J.G; YOUSEF, A.E.; DAVE, S. Application of ozone for enhancing the microbiological safety and quality of foods: a review. J. Food Prot.,1999; 62(9): 1071-1087.
MINISTÉRIO DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA. Protocolo de Quioto,1997.
Moraes, S.R.R.; Turolla, F.A. Visão geral dos problemas e da política ambiental no Brasil. Informações Econômicas, 2004; 34(4):7-13.
OLIVEIRA JÙNIOR, H.A. O seqüestro de carbono para o combate ao efeito estufa. Pós -Graduação em Gestão Ambiental. Faculdade da Região dos Lagos ? FERLAGOS, 2004
RICE, J. O. et al. Trimming and washing of beef carcasses as a method of improving the microbiological quality of meat. J. Food Prot., 1996; 59: 751-756.
SNATURAL TECNOLOGIAS AMBIENTAIS LTDA. Ozônio. Disponível em: http://www.snatural.com.br/Ozonio.htm. Acesso em: 04 nov. 2010.
YUAN, J.; STEINER, E.; NOVAK, J. Ozone processing: historical perspectives, system integration, and potential food applications. In: CONGRESS OF INTERNATIONAL OZONE ASSOCIATION, 14, 1999, Detroit. Proceeding. Detroit, IOA, 1999. p.337-341.
WU, J. et. al. Removal of residual pesticides on vegetable using ozonated water. Food Control, 2007; 18(5): 466-472.
Novo Telecurso 2 º Grau, Ensino Médio, Química - Volume 1 - Aula 13
Folha de São Paulo, Matéria publicada 26/12/2006, Contraste de perda de ozônio nos pólos Norte e Sul.
Ozônio , Wikipédia.
Protocolo de Quioto, Wikipédia.
Química Nova Na Escola, Ozôno, No. 2 Novembro de 1995.
Artigo submetido à, Folha de São Paulo, em 2 de fevereiro de 2000)
TOMASONI, Marco Antonio e TOMASONI, Kên Rodrigues. ARTIGO ATMOSFERA EM TRANSFORMAÇÃO: O ozônio e os CFCs, certezas e incertezas.
OZÔNIO - HISTÓRICO E APLICAÇÕES, www.okte.com.br/Tecnologias/Ozonio_Hist.htm.
Site oficial do INPE. http://www.inpe.br/
Site Oficial da ONU. http://www.un.org/
NBR - 6022
NBR - 6024
NBR - 6028
Lucas Marques de Pinho
Leonardo Araújo Cedraz
Resumo
Este artigo cientifico pretende revisar e discutir de forma analítica e ilustrativa a importância do Ozônio (O³) e seus efeitos no ambiente, se propondo a dissertar de forma, critica e estruturada propriedades químicas do gás Ozônio (O³), intimamente ligadas aos seus efeitos no âmbito atmosférico. Comentar de forma concisa, uma vez que inseridas no contexto temático, duas das principais camadas atmosféricas envolvidas nesta literatura sendo: Estratosfera e Troposfera, tendo como foco dissertativo principal a ocorrência do Ozônio (O³) nestas duas camadas e seus efeitos extremamente distintos entre si. Uma vez estruturadas as partes físicas e químicas, entraremos nos aspectos políticos do problema do Ozônio (O³) e da camada de Ozônio (O³), enfatizando o Protocolo de Montreal e o Protocolo de Quioto, ressaltando a posição dos Estados Unidos da América com relação ao protocolo e a sua política de seqüestro do Carbono. Comentaremos ainda com relação ao protocolo a sua expiração e exclusão dos países subdesenvolvidos com relação ao mesmo. A parte final ressalta a importância da publicidade da problemática, o papel das discussões políticas na geração de um consenso e o fundamental papel de instituições públicas, privadas e ONGs na publicação e cobrança.
Palavras-chave: Ozônio. Camada de Ozônio. Protocolo de Montreal. Protocolo de Quioto.
1 INTRODUÇÂO
A Química como ciência é de fundamental importância às descobertas, mitos e manutenção da vida no planeta Terra, porém estes aspectos muitas vezes passam despercebidos, ou só passam a nos chamar à atenção quando focados por algum tipo de mídia, mas é fato que estamos diante de diversos elementos, produtos e tipo tipo de mídia, mas é fato que estamos diante de diversos elementos, produtos e constantes reações químicas, sem as quais seria impossível a existência de vida no planeta Terra e em outros lugares do Universo.
Um bom exemplo seria toda a questão que envolve o Ozônio no planeta Terra, muitas vezes informações chegam até nós e não nos damos conta de como tudo aquilo pode ser estudado e chegado a tais conclusões. Passamos então a absorver informações de maneira pouco crítica e questionadora, nos tornando assim, Telespectadores, ouvintes e até mesmo leitores desatentos.
O ozônio (O3), é um gás instável, diamagnético. É uma forma alotrópica do oxigênio, constituído por três átomos unidos por ligações simples e duplas. O ozônio encontra-se nas camadas externas onde serve de proteção para o homem contra os raios UV.
O ozônio ainda é utilizado na conservação e processamento dos alimentos, na área da saúde, na limpeza da água e de ambientes etc. São diversos os benefícios do uso do ozônio, mas não se deve esquecer do uso indiscriminado porque provoca danos à saúde humana como: tosse, falta de ar e irritações na garganta. Faz-se necessário políticas ambientais com o intuito de conscientizar a sociedade dos benefícios e males do uso do ozônio.
Este artigo tem como objetivo descrever a importância do ozônio e seus efeitos ao meio ambiente. O presente estudo contou com um levantamento bibliográfico nas bases de dados scielo e pubmed. Os dados obtidos revelaram o aumento do uso do ozônio pelas indústrias e a implantação de políticas públicas de proteção ao meio ambiente. Conclui-se a importância do ozônio nas diversas áreas de trabalho e a crescente conscientização da sociedade a cerca do tema.
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 Contextos Físico-Químicos
Segundo a IUPAC podemos denominar o Ozônio como sendo um alótropo do oxigênio, derivado de moléculas rompidas que se combinam novamente com outras moléculas de Oxigênio (O²). O Ozônio possui coloração azul-claro, mas passa a possuir coloração azul-escuro quando passa para o estado líquido.
O ozônio (O3) é uma forma alotrópica instável do oxigênio (O2), o qual foi descoberto pelo pesquisador europeu Schönbein, que, em 1839, produziu ozônio sintético a partir da eletrólise do ácido sulfúrico (KHADRE et al , 2001). A composição química do ozônio, caracterizada pela forma triatômica do oxigênio, foi estabelecida em 1872. Os três átomos de oxigênio da molécula do ozônio estão arranjados em ângulo obtuso, onde o oxigênio central é ligado a dois átomos de oxigênio eqüidistantes.
O ozônio é cerca de cinqüenta por cento mais denso que o oxigênio, apresenta-se como um gás incolor e de odor pungente, tem massa molecular igual a 48 uma, liquefaz-se a -112°C, possui ponto de congelamento de -251,4°C, e sua decomposição ocorre rapidamente, sendo uma reação explosiva quando em temperaturas acima de 100°C, ou ambiental, na presença de catalisadores (KHADRE & YOUSEF, 2001).
O ozônio está presente naturalmente em pequenas concentrações que estão situadas na atmosfera, mas precisamente na Troposfera, esta parte da atmosfera está situada aproximadamente de 15 a 50 quilômetros de altura, formando uma camada extremamente rarefeita, porém possui significativa propriedade de absorção de raios ultravioletas, sem a qual todas as formas de vida que habita o nosso planeta passariam a sofrer extremos danos.
É importante compreendermos de que forma acaba acontecendo esta absorção de raios ultravioletas, que não se deve somente ao Ozônio e a rarefeita camada que se situa na Troposfera. A absorção dos raios ultravioletas acontece em função do ciclo do Ozônio-Oxigênio na Troposfera, este ciclo acaba sendo responsável pela absorção da maior parte dos raios ultravioletas, os quais ocasionam diversos danos aos seres vivos, podendo causar nos seres humanos diversos tipos de cânceres e em casos mais extremos até mutações gênicas.
O ozônio possui um elevado potencial de oxidação que é aplicado como uma tecnologia capaz de reduzir e/ou remover inúmeros parâmetros de poluição ambiental, tais como cor, concentração de fenóis, toxicidade etc.
Com o crescimento da industrialização ocorrido ao longo dos anos e o concomitante aumento da demanda de produtos químicos, intensificaram-se os problemas relacionados com a liberação de poluentes no meio ambiente.
Segundo Moraes e Turolla (2004) a questão ambiental criou forças nos últimos anos. O poder público em seus vários níveis, as empresas e toda a sociedade civil estão cada vez mais conscientes do problema que a deterioração ou o uso não sustentável do meio ambiente pode causar à humanidade. No Brasil, particularmente, a questão ambiental encontra-se hoje incorporada na agenda política e no planejamento empresarial.
2.2 O Ozônio Troposférico
O Ozônio está presente em boa parte da atmosfera, porém possui distintos efeitos; mas o Ozônio troposférico está presente na baixa atmosfera, especialmente nos grandes centros urbanos e acaba sendo formado por bolhas de poluição, que através de reações fotoquímicas formam o Ozônio ao qual é atribuído segundo o INPE como sendo grande responsável por infecções respiratórias mais graves que ocorrem em determinadas épocas do ano.
Algumas das mais importantes fontes de poluentes atmosféricos é sem dúvida a queima de combustíveis fósseis e de biomassa , liberando grandes quantidades de dióxido de enxofre (SO²), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrogênio (NO) e (NO2), materiais particulados em suspensão, compostos orgânicos voláteis e alguns metais pesados, principalmente a maior fonte antropogênica de dióxido de carbono (CO2).
O Ozônio troposférico é produzido em reações químicas entre os óxidos de nitrogênio e os compostos orgânicos voláteis nos dias quentes e ensolarados, principalmente em áreas urbanas e industriais e em regiões propensas a massas de ar estagnado.
A produção de ozônio possui implicações extensas, uma vez que se descobriu que as moléculas de O3 viajam por grandes distâncias (até 800 km) a partir das fontes de emissão" e produção. Assim, trata-se de um problema complexo que envolve inúmeras reações químicas e dispersão atmosférica.
Na reação química direta que acontece no ciclo do Ozônio-Oxigênio, o Ozônio absorve uma enorme parte da radiação ultravioleta, já na reação inversa há uma pequena perda de energia térmica. Este equilíbrio químico fica responsável pela filtração de grande parte desta radiação. Segundo Marco Antonio Tomasoni , (apud Ferreyra, 2006):
"Na formação do ozônio troposférico, um papel notável é então desenvolvido da relação NO2/NO. O ozônio se forma na troposfera através da seguinte reação: O + O2 +M →O3 (reação 1) onde M é uma molécula presente. O oxigênio livre O se forma, na troposfera, da fotólise do NO2: NO2 + h NO + O (reação 2) com a seguinte reação, completa-se o chamado ciclo do nitrogênio: O3 + NO NO2 + O2 (reação 3).
O ciclo do nitrogênio vem a completar-se em poucos minutos, enquanto a acumulação de ozônio acontece em algumas horas (grifo nosso). O ciclo do nitrogênio é bastante veloz para manter uma concentração de equilíbrio de O3, que é função da relação NO2/NO.
A reação (3) converte NO em NO2, mas uma molécula de ozônio é destruída. A reação (1) produz o oxigênio livre que contribui para a formação de uma molécula de ozônio, mas, ao mesmo tempo, NO2 é convertido em NO. São adequados para o estudo do ozônio e de outros poluentes fotoquímicos em uma escala temporal somente da ordem de um há alguns dias."
2.3 Ozônio Estratosférico
Toda a problemática que envolve o Ozônio está intimamente ligada a uma série de reações físicas e químicas que ocorrem tanto na Troposfera quanto na Estratosfera. Ao falarmos de todas estas reações, que estão envolvidas neste contexto atmosférico, não podemos esquecer de ressaltar suas estruturas básicas e o comportamento dos elementos temperatura e pressão, como podemos observar na Figura 2, onde se vê o comportamento variável da temperatura nas diferentes camadas e o decréscimo bruto de pressão na medida em que elevamo-nos na atmosfera. Estes dois fatores interferem determinantemente nas reações.
(A) O2 + hv (λ<242 nm) O' + O' - 118.111 Kcal/mol
(B) O2 + O' O3
(C) O3 + O3 3 O2 + 64 Kcal/mol
A formação de Ozônio em grandes altitudes se dá através de um constante ciclo de produção e degradação do Ozônio. Grande parte de todo o Ozônio encontrado na atmosfera, cerca de 90% se encontra acima da tropopausa e abaixo da mesosfera, e também na troposfera, porém em níveis mais baixos como já citado no subitem anterior. A produção de Ozônio na estratosfera ocorre uma vez que a molécula de Oxigênio é atingida, desta forma esta se desestabiliza, provocando assim uma nova ligação dando origem ao O3.
2.4 Síntese
Os principais métodos para a síntese do ozônio consistem na exposição do O2 à luz ultravioleta a 185nm e pela descarga eletroquímica. Na formação do ozônio, o oxigênio molecular é dissociado e o oxigênio livre resultante reage com outro oxigênio diatômico para formar a molécula triatômica de ozônio. O método de descarga eletroquímica, conhecido como efeito corona, é o mais utilizado, pois gera uma quantidade maior de ozônio com menor custo. No efeito corona, o ozônio é gerado quando uma corrente alternada de alta voltagem é descarregada na presença de oxigênio (ALMEIDA et al, 2004). Um exemplo característico desse efeito é o que ocorre na natureza quando, em dias de tempestade, há grande produção de ozônio na atmosfera, devido às elevadas descargas elétricas provenientes dos relâmpagos (SNATURAL TECNOLOGIAS AMBIENTAIS LTDA, 2010).
Segundo Almeida (2004) sabe-se que, em fase aquosa, o ozônio é relativamente instável e decompõe-se facilmente na forma do oxigênio molecular. A estabilidade do ozônio em solução aumenta com a acidificação e redução de temperatura.
Tabela 1 ? Relação da temperatura e da solubilidade do ozônio em água.
Temperatura (ºC) Solubilidade
0 0,640
15 0,456
27 0,270
40 0,112
60 0,000
Fonte: Rice et al, 1981 apud CHIATTONE, 2008.
A taxa de solubilização do ozônio depende do tamanho das bolhas do gás que borbulham na água, pois quanto menores as bolhas formadas, maior a superfície de contato. O tamanho mais adequado deve variar entre 1 e 3mm de diâmetro. A taxa de fluxo do ozônio e o tempo de contato também afetam a transferência do gás para a água. A agitação da amostra incrementa o contato e a solubilização (KHADRE et al, 2001).
2.5 Medição de ozônio
Vários métodos são utilizados para quantificar o ozônio: métodos físicos, químicos e físico-químicos. Os métodos físicos medem a capacidade de adsorção de radiações no espectro visível, UV ou Infravermelho. Os métodos químicos medem a formação de produtos quando o ozônio reage com substâncias como o iodeto de potássio (KI) ou iodeto de hidrogênio (HI). Os métodos físico-químicos medem o efeito físico da reação do ozônio com substâncias quimio - luminescentes (luminol, acredium), onde se mede a luz produzida por oxidação química, o que confere maior sensibilidade ao método (KHADRE & YOUSEF, 2001).
O método colorimétrico do índigo, desenvolvido por Bader & Hoigné, é o método padrão para medida da concentração em experimentos com ozônio. Sensível, preciso e rápido, o método do índigo é mais seletivo para o ozônio que os outros métodos. Esse método está baseado na oxidação do corante índigo pela molécula do ozônio, causando redução na intensidade da cor azul (KHADRE et al,
2.6 Aplicabilidades do Ozônio
O ozônio possui muitas aplicabilidades que já são conhecidas há muitos anos. Em 1886 e em 1891 já se eram realizados alguns testes na Alemanha, porém a primeira utilização do ozônio em escala industrial ocorreu em 1893 na Holanda, esta tinha como objetivo a desinfecção de água na estação de tratamento desta mesma cidade, o número de estações de tratamento que utilizavam o Ozônio foi crescendo significativamente.
Após a primeira guerra mundial a crescimento do Ozônio foi caindo, foi nesta mesma época que pesquisas relacionadas a gases descobriram o cloro, que era bem mais vantajoso que o ozônio do ponto vista econômico. Ainda assim o número de instalações de Ozônio foi crescendo principalmente na Europa e em todo o mundo.
Podemos perceber que às aplicações de Ozônio não são recentes, mais de um século se passou desde que o mesmo passou a ser utilizado pela primeira vez, porém o fato é que o cloro sempre foi mais vantajoso do ponto vista lucrativo, e desta forma hoje é o desinfetante mais utilizado em todo o mundo.
O Ozônio acabou sendo uma das principais alternativas na substituição do cloro depois que se descobriu que compostos organoclorados são cancerígenos, o cloro então passou a ter a sua aplicação cada vez mais limitada.
Segundo Assalin e Durán (2006) ozônio é uma importante tecnologia aplicada tanto ao tratamento de águas de abastecimento como residuárias. Devido ao seu elevado potencial de oxidação, é aplicado como uma tecnologia capaz de reduzir e/ou remover inúmeros parâmetros de poluição ambiental, tais como cor, concentração de fenóis, toxicidade etc.
Com o crescimento da industrialização ocorrido ao longo dos anos e o concomitante aumento da demanda de produtos químicos, intensificaram-se os problemas relacionados com a liberação destes compostos no meio ambiente. Considerando que os corpos aquáticos constituem um dos principais depositários destes resíduos, a poluição das águas constitui um dos mais sérios problemas ecológicos da atualidade.
O ozônio não altera as propriedades da água. Sendo sua água magnesiana, hipotermal, alcalina, etc., ela continuará sempre com a mesma fórmula. O ozônio oxida as algas (água verde), microorganismos contaminantes, matéria orgânica, além do ferro e do manganês. Um filtro posterior (seu filtro convencional, com elementos em PP - polipropileno), reterá estes itens após oxidados. Não afeta os sais da água.
O ozônio é muito mais eficaz que o cloro. Pesquisas científicas concluíram que dosando-se 0,1 ppm de ozônio em água com 60.000 coliformes por ml, exterminou-os em 3 segundos, enquanto o cloro, demorou 30.000 segundos. O ozônio é o mais forte agente oxidante conhecido, logo usado como desinfetante. A oxidação do Ferro (Fe +2), também ocorre em curtíssimo tempo de contato. No caso da maioria das águas de fontes no Brasil, cerca de 3 segundos, provocam a oxidação do Fe ++ em Fe +3.
Existem ainda aplicações do ozônio para uso clinico (médico) no tratamento de diversas patologias. O ozônio é permitido na Europa, como desinfetante de água para o consumo humano desde 1893. Nos Estados Unidos, apenas em 1982 o FDA (Food and Drug Administration), por considerá-lo substância GRAS (Generally Recognized as Safe), liberou seu uso no processo de lavagem de garrafas para comercialização de água (CHIATTONE, 2008).
No entanto, como agente conservante de alimentos seu primeiro uso foi em 1909, na forma gasosa, em câmaras frias de estocagem de carnes. De qualquer modo, o ozônio, como desinfetante, não atingiu maiores proporções na indústria de alimentos, principalmente, devido ao seu custo em relação a outras substâncias como, por exemplo, o cloro, que, por ser barato e eficiente, passou a ser o agente primordial na indústria mundial para esse fim (CHIATTONE, 2008).
O reconhecimento oficial do ozônio como agente sanificante seguro, que se deu em 1997 pelo EPRI (Electric Power Research Institute), criou oportunidades adicionais para a sua aplicação na indústria de alimentos e outros setores YUAN et al, 1999). Como conseqüência, ainda em 1997, foi aprovada pelo departamento de agricultura dos Estados Unidos a utilização legal de ozônio na água usada na lavagem de carcaças da indústria de processamento de frangos. No Brasil, entretanto, o emprego de ozônio na indústria alimentícia ainda é limitado, não havendo até o momento uma legislação específica para seu uso em alimentos.
Sabe-se que o ozônio exerce forte efeito germicida devido ao seu alto potencial oxidante (KIM et al, 1999 apud CHIATTONE, 2008) e que sua aplicação na indústria de alimentos apresenta vantagens na higienização de alimentos, no tratamento de água para reuso (MANCUSO & SANTOS, 2003 apud CHIATTONE, 2008)
O ozônio vem ganhando espaço no processamento de alimentos devido ao seu alto poder sanificante e pela sua rápida degradação, não deixando resíduos nos alimentos tratados. Essas propriedades intrínsecas permitem a ingestão de alimentos ozonizados sem riscos à saúde (RICE ET AL, 1996). Conforme Chiattone (2008), decorrente dessas vantagens, o ozônio vem sendo utilizado na manipulação e no processamento de alimentos de origem vegetal e animal com garantia na higiene, cor, odor e aspecto visual, sem deixar resíduos que possam provocar reações indesejáveis.
2.6.1 Efeito germicida
O efeito antimicrobiano do ozônio tem sido estudado e documentado para uma ampla variedade de microrganismos, incluindo bactérias Gram positivas e negativas, esporos e células vegetativas (FRANKEN, 2007).
De acordo com Khadre et al (2001), geralmente, essa substância é mais efetiva contra bactérias do que em esporos ou fungos (da mesma forma que as bactérias Gram negativas são mais sensíveis ao ozônio do que as Gram positivas).
O ozônio tem demonstrado ser eficaz na destruição de espécies de vírus, dentre os quais a encefalomielite venezuelana eqüina, hepatite A, influenza A, estomatite vesicular e rinotraqueíte (KIM ET AL, 1999). KHADRE et al (2001):
o ozônio ataca vários constituintes celulares como proteínas, lipídios insaturados e enzimas da membrana celular, peptoglicanas da parede celular, enzimas e ácidos nucléicos do citoplasma; além de proteínas e peptoglicanas da capa dos esporos bacterianos e capsídeos virais .
O que basicamente diferencia o ozônio de outros agentes desinfetantes é seu mecanismo de destruição dos microrganismos. Enquanto o cloro, especificamente, se difunde através da parede celular, agindo sobre enzimas, proteínas, DNA e RNA, o ozônio, por apresentar uma capacidade de oxidação superior, age diretamente na parede da célula, causando sua ruptura e morte em menor tempo de contato, inviabilizando a recuperação dos microrganismos após o ataque (Figura 2). Com isso, dependendo do tipo de microrganismo, o ozônio pode agir até 3.125 vezes mais rápido do que o cloro na inativação celular (SNATURAL TECNOLOGIAS AMBIENTAIS LTDA, 2007).
2.6.2 O Ozônio e a Medicina
O Ozônio também possui aplicabilidades ligadas à medicina, é utilizado como medicamento ativo no tratamento de inúmeras doenças. O Ozônio utilizado pela medicina é uma mistura de Oxigênio com Ozônio em diferentes quantidades que são variadas de acordo com o tipo de aplicabilidade e doença a ser tratada.
O Ozônio possui efeito bactericida e fungicida, por isso é utilizado na desinfecção de lesões e também em doenças causadas por vírus e bactérias. O Ozônio também possui significante efeito positivo quando utilizado no tratamento sanguíneo relacionado à circulação, sendo também utilizado para melhorar a resposta imunológica do organismo.
2.7 Os CFCs
Figura 3: Percentual Segundo a Utilização dos CFCs.
Os CFCs compreendem uma enorme quantidade de produtos que são utilizados principalmente em atividades de refrigeração comercial e industrial, sistemas de ar condicionado fixo e móvel, fabricação de espumas, aerossóis de uso médico, outros aerossóis e solventes, sistemas de proteção contra incêndios e outras inúmeras aplicabilidades.
O IPCC em 2005 divulgou um gráfico (Figura 3), pelo qual podemos observar a proporção dos CFCs e seus respectivos tipos de aplicabilidades.
Figura 4: Variação da camada de Ozônio 1999-2004.
F F
| Luz U.V. |
1. Cℓ - C - Cℓ ---------> Cℓ - C. .Cℓ 2. OCℓ + O3 → 2 O2 + Cℓ
| |
Cℓ Cℓ
Os CFCs sofrem fotólise quando são submetidos à radiação ultravioleta, logo em seguida o Cloro que se forma acaba reagindo com o Ozônio e decompondo o O2. Este fenômeno causa a destruição da camada de Ozônio, aumentando assim a passagem dos raios UV, causando diversos danos ao nosso planeta. Acima na (Figura 4) podemos observar a variação do tamanho do buraco na camada de Ozônio entre 1999 e 2004.
2.8 Políticas de Sustentabilidade
Desde os anos 30, quando iniciou-se artificialmente a produção de algumas substâncias químicas utilizadas principalmente para aplicações em refrigeração, estaríamos diante de um grandioso problema. Mais tarde uma gama de estudiosos descobriu que estas substâncias afetam reações químicas responsáveis pela manutenção, e acabam atacando a camada de Ozônio, tendendo a reduzi-la.
Na década de 80, inicia-se uma verdadeira guerra contra os propulsores da destruição da camada de Ozônio e o assunto então passa a adquirir mídia e importância mundial. Um marco na história do princípio de conscientização com relação à preservação da camada foi a assinatura do Protocolo de Montreal.
2.8.1 Protocolo de Montreal
Em 1987 o Protocolo de Montreal foi inaugurado pelas nações mundiais. Este protocolo passou então a ser responsável pela regulação da produção e do consumo de produtos químicos que fossem responsáveis pela destruição da camada de ozônio.
País Diferenças Entre as Emissões de CFC (1990 ? 2004) Objetivo da União Européia para 2012 Obrigação do Tratado 2008-2012
Alemanha -17% -21% -8%
Canadá +27% Não Assinado -6%
Espanha +49% -15% Não Assinado
Estados Unidos +16% Não Assinado Não Assinado
França -0.8% 0% -8%
Grécia +27% -25% -8%
Irlanda +23% -13% -8%
Japão +6.5% Não Assinado -6%
Reino Unido -14% -15% -8%
Portugal -51% +57% -8%
Outros 15 da UE -0.8% Não Assinado -8%
Figura 4: Diminuição da Emissão de CFCs. ONU 2005.
O protocolo estipulava dez anos para que os países aos poucos pudessem se adequar e passarem a eliminar o uso e a produção de produtos clorados. A meta era a extinção do uso de quinze tipos dos então chamados CFCs, que são a principal fonte de destruição da camada de ozônio.
O protocolo também propunha nesta época, o uso dos gases que hoje são tão populares: Butano e Propano. Estes passaram a possuir uma grande aceitação no âmbito industrial.
Desde a sua inauguração o Protocolo de Montreal foi, sem dúvida, um dos tratados internacionais mais bem sucedidos da história. Ele esteve aberto para adesões à partir de 16 de setembro de 1987 e possuiu a adesão de 150 países. O mesmo passou a entrar em vigor em 1º de Janeiro de 1989 e já passou por algumas revisões.
A ONU , em comemoração ao bem sucedido acordo internacional, declarou a data de 16 de setembro como sendo o Dia Internacional da Preservação da Camada de Ozônio. Acima na (Figura 4) há uma tabela que segundo a ONU, demonstra a diferença das emissões de gases CFCs entre 1990 a 2004.
2.8.2 Protocolo de Quioto
O Protocolo de Quioto é um rígido tratado internacional que propõe a redução da emissão de gases que causam e acabam agravando o efeito estufa. O Protocolo de Quioto começou a ser discutido e negociado no Japão em 1997 e foi aberto para assinaturas em Dezembro deste mesmo ano, sendo que o mesmo foi ratificado em 1999.
O protocolo precisou de 55% dos países que eram responsáveis por 55% das emissões, desta forma passou a entrar em vigor dia 16 de Fevereiro de 2005, depois que a Rússia ratificou-o em Novembro de 2004.
O Protocolo de Quioto propõe um calendário pelo qual os países têm o compromisso de redução de emissão de gases que causam o efeito-estufa em, pelo menos, 5,2% em relação aos níveis de 1990 no período de 2008 e 2012.
Devemos ressaltar que as metas de diminuição de emissão de gases que provocam o efeito-estufa, não são as mesmas se compararmos todos os países, e os 38 países que mais emitem estes tipos de gases possuem níveis diferenciados de emissões. Os países que ainda encontram-se me desenvolvimento, como o Brasil, Argentina, México e Índia, não receberam metas estipuladas de redução de emissão destes gases.
2.8.2.1 Os EUA e o Protocolo de Quioto
Os Estados Unidos da América por sua vez, resolveram que não iriam aderir ao Protocolo de Quioto, ainda na gestão do ex presidente George W. Bush, alegaram que os compromissos do protocolo iriam intervir de forma negativa na economia norte-americana. Ironicamente a Casa Blanca ainda questiona a teoria de que os poluentes emitidos pelo homem causem de fato a elevação da temperatura.
Uma importante notícia é que mesmo sem a aceitação dos Estados Unidos com relação ao protocolo de Quioto, alguns municípios e estados como a Califórnia, e também donos de indústrias já estão de fato se conscientizando e procurando maneiras viáveis para a redução de gases que promovem o efeito estufa.
2.8.2.1.1 A Proposta de Sequestro de Carbono
O seqüestro de Carbono é uma política que visa o tratamento e o estoque deste carbono pro prazo indeterminado no subsolo e nos oceanos, esta é uma política oficial dos Estados Unidos Da América e da Austrália. O plano de seqüestro de Carbono norte-americano já está em atividade, a Austrália possui uma semelhante política sobre o assunto, porém o plano tem demonstrado preocupação com relação aqueles que não acreditam em ajudar na melhoria do aquecimento global.
Pode-se, portanto, conceber a idéia de que o aumento das áreas de florestas, sobretudo, florestas tropicais, são essenciais para o seqüestro de Carbono na atmosfera, contribuindo assim, como uma medida mitigadora aos crescentes níveis de emissão de Gás Carbônico (CO2), na atmosfera sendo este, o principal contribuinte para o aumento do efeito estufa (OLIVEIRA JÚNIOR, 2003)
Segundo Oliveira Júnior (2003), seqüestro de carbono, pode ser considerado como uma forma mais sustentável de reduzir o efeito estufa caracterizada pela emissão do gás carbônico através do uso de combustíveis fósseis ou mesmo queimadas de florestas tropicais, seria, portanto, uma minimização da concentração deste gás na atmosfera, através do uso plantas eficientes no seqüestro ou armazenamento do carbono da atmosfera. Isto pode ser explicado da seguinte maneira; sabe-se que o gás carbônico, a água e a luz constituem a "matéria prima" para que o processo da fotossíntese gere a produção de energia.
O gás carbono absorvido pelas plantas tem dois destinos simultâneos: uma parte fica retida no interior do vegetal, na forma de biomassa, alimentos ou fibras; e a outra seria devolvida para atmosfera pelo processo da respiração. Neste sentido, tecnologias que selecione plantas com maior habilidade em "seqüestrar o
carbono", poderia contribuir para reduzir a concentração deste gás na atmosfera.
Figura 5: Ciclo do carbono (OLIVEIRA JUNIOR, 2004)
3 CONCLUSÃO
O ozônio presente nas camadas mais externas protege o ser humano dos raios incidentes do sol evitando assim problemas de saúde.
O ozônio destrói microrganismos e oxida pesticidas sem deixar resíduos tóxicos, constituindo-se em excelente alternativa para substituir o cloro e o peróxido de hidrogênio, utilizados na conservação e processamento de alimentos.
No Brasil, é necessário maior conhecimento para o bom entendimento das limitações, dosagens, segurança, aplicações e benefícios do ozônio nos diversos setores da indústria. Com isso, pode-se substituir outros produtos menos seguros por ozônio.
Outro fator relevante são as emissões de carbono, através de atividades humanas de produção industrial, ou ainda pela queima de florestas, combustíveis fósseis ou pela produção de carvão se torna bastante evidente.
As políticas ambientais são mecanismos de grande importância na conscientização da sociedade de que a redução na liberação de gases que promovem o aumento do efeito estufa melhora a qualidade de vida da população.
Por ser de suma importância, os benefícios do ozônio devem ser analisados de forma adequada, servindo este artigo como auxílio para os estudos futuros.
REFERÊNCIAS
ALMEIDA, E. et al. Tratamento de efluentes industriais por processos oxidativos na presença de ozônio. Quím. Nova, v. 27, n. 5, p. 818-824, 2004. 5.
ASSALIN, M.R.; DURÁN, N. Revista Analytica, 2006- 2007; n 26: 76-86.
ASSIRATI, D. M. Ozônio é usado como desinfetante de efl uentes. J. Unicamp, ed. 296 - 8 a 14 de agosto de 2005. Disponível em: http://www.unicamp.br/unicamp/ unicamp_hoje/ju/agosto2005/ju296pag08.html. Acesso em: 05 de novembro de 2010
CHIATTONE, P. Ozônio e ácido ascórbico na coloração e microbiota da carne bovina maturada. 2006. 51f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Agroindustrial) ? Departamento de Ciência e Tecnologia Agroindustrial, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2006
CHIATTONE, P.V..; TORRES, L.M..; ZAMBIAZ, R.C. Alim. Nutr, 2008; 3(19): 341-349.
COZAC, L. Risco no emprego do ozônio como tecnologia para descontaminação de ambientes. Higiplus, 2010; 40-42.
FRANKEN, M. S. The application of ozone technology for public health and industry. Disponível em: http://www.fss.k-state.edu. Acesso em: 11 nov. 2007.
KHADRE, M. A.; YOUSEF, A. E. Decontamination of a multilaminate aseptic food packaging material and stainless steel by ozone. J. Food Safety, 2001; 21(1):1-13.
KHADRE, M. A.; YOUSEF, A. E; KIM, J.-G. Microbiological aspects of ozone applications in food: a review. J. Food Sci., v.66, n.9, p. 1241-1252, 2001.
KIM, J.G; YOUSEF, A.E.; DAVE, S. Application of ozone for enhancing the microbiological safety and quality of foods: a review. J. Food Prot.,1999; 62(9): 1071-1087.
MINISTÉRIO DA CIÊNCIA E TECNOLOGIA. Protocolo de Quioto,1997.
Moraes, S.R.R.; Turolla, F.A. Visão geral dos problemas e da política ambiental no Brasil. Informações Econômicas, 2004; 34(4):7-13.
OLIVEIRA JÙNIOR, H.A. O seqüestro de carbono para o combate ao efeito estufa. Pós -Graduação em Gestão Ambiental. Faculdade da Região dos Lagos ? FERLAGOS, 2004
RICE, J. O. et al. Trimming and washing of beef carcasses as a method of improving the microbiological quality of meat. J. Food Prot., 1996; 59: 751-756.
SNATURAL TECNOLOGIAS AMBIENTAIS LTDA. Ozônio. Disponível em: http://www.snatural.com.br/Ozonio.htm. Acesso em: 04 nov. 2010.
YUAN, J.; STEINER, E.; NOVAK, J. Ozone processing: historical perspectives, system integration, and potential food applications. In: CONGRESS OF INTERNATIONAL OZONE ASSOCIATION, 14, 1999, Detroit. Proceeding. Detroit, IOA, 1999. p.337-341.
WU, J. et. al. Removal of residual pesticides on vegetable using ozonated water. Food Control, 2007; 18(5): 466-472.
Novo Telecurso 2 º Grau, Ensino Médio, Química - Volume 1 - Aula 13
Folha de São Paulo, Matéria publicada 26/12/2006, Contraste de perda de ozônio nos pólos Norte e Sul.
Ozônio , Wikipédia.
Protocolo de Quioto, Wikipédia.
Química Nova Na Escola, Ozôno, No. 2 Novembro de 1995.
Artigo submetido à, Folha de São Paulo, em 2 de fevereiro de 2000)
TOMASONI, Marco Antonio e TOMASONI, Kên Rodrigues. ARTIGO ATMOSFERA EM TRANSFORMAÇÃO: O ozônio e os CFCs, certezas e incertezas.
OZÔNIO - HISTÓRICO E APLICAÇÕES, www.okte.com.br/Tecnologias/Ozonio_Hist.htm.
Site oficial do INPE. http://www.inpe.br/
Site Oficial da ONU. http://www.un.org/
NBR - 6022
NBR - 6024
NBR - 6028