Aerossóis – O que são, formação, tipos, fontes e impactos

O que são os Aerossóis Atmosféricos?

Os aerossóis atmosféricos são minúsculas partículas suspensas no ar (sólidas ou líquidas) com diâmetros entre 0,002 e 100 micrômetros e são componentes cruciais do sistema climático da Terra e seus tipos e fontes podem influenciar significativamente a qualidade do ar e a saúde humana.

Compreender as diversas fontes de aerossóis, tanto naturais quanto antrópicas, é crucial para que possamos desenvolver estratégias eficazes para controlar a poluição do ar, proteger a saúde humana e preservar o meio ambiente.

Os aerossóis, aqueles sprays práticos que usamos no dia a dia, podem ser como super-heróis, facilitando nossas vidas. Mas, como todo herói, eles também podem ter um lado sombrio que impacta o planeta. Vamos entender melhor:

O lado sombrio dos aerossóis

Imagine um spray de desodorante: prático e refrescante, certo? Mas, por trás dessa praticidade, se escondem alguns problemas que afetam tanto a nossa saúde quanto o meio ambiente

Pois bem, alguns aerossóis, com seus propelentes e outros compostos, podem irritar as vias respiratórias, desencadear crises de asma e até piorar doenças pulmonares. Ou seja, os propelentes dos aerossóis, principalmente o butano, liberam gases que aquecem o planeta, como se fossem vilões, tramando para derreter as calotas polares.

Por exemplo: Antigamente, alguns aerossóis usavam vilões químicos que danificavam a camada de ozônio, nossa proteção contra os raios solares nocivos. Felizmente, esses vilões foram banidos por leis que impediram sua comercialização! Por quê?

O Efeito Estufa e a Influência no Aquecimento global (Abre numa nova aba do navegador)

A emissão de aerossóis, principalmente aqueles com compostos orgânicos voláteis (VOCs), pode formar poluentes como ozônio e material particulado, prejudicando a qualidade do ar e dificultando a respiração.

Aerossóis – os dois lados da moeda

Aerossóis podem ser tanto benéficos quanto prejudiciais, dependendo de sua composição e uso. Por exemplo:

Aerossóis Benéficos ao planeta

• Reguladores do Clima: Os tipos de aerossóis naturais, como os emitidos por vulcões e mares, refletem a luz solar e regulam a temperatura da Terra. Assim, os aerossóis atmosféricos podem atuar como núcleos de condensação para a formação de nuvens. Afinal, eles ajudam a aumentar a refletividade das nuvens, o que pode ter um efeito de arrefecimento sobre a Terra, mitigando parcialmente o aquecimento global.

• Formação de Nuvens: Outro exemplo de Aerossóis brenéficos são os marinhos (partículas líquidas) que contribuem para a formação de nuvens, essenciais para o ciclo da água e a precipitação.

• Fertilização de Ecossistemas: Aerossóis transportados pelo ar, como, por exemplo, a poeira mineral, podem depositar nutrientes essenciais para a fertilidade do solo e para a saúde de ecossistemas distantes dos locais de origem dos aerossóis.

• Processos Biológicos: Alguns aerossóis biogênicos, como por exemplo os compostos orgânicos voláteis (COVs), podem desempenhar papéis importantes em processos biológicos e ecológicos, incluindo a comunicação entre plantas e a regulação da química atmosférica.

Ciclos biogeoquímicos

Aerossóis Prejudiciais ao planeta

Poluição do Ar: A queima de combustíveis fósseis, atividades industriais e agrícolas liberam aerossóis que diminuem a qualidade do ar, causando problemas respiratórios e doenças cardíacas. Altas concentrações de aerossóis, principalmente em áreas urbanas e industriais, contribuem significativamente para a poluição do ar. Isso pode reduzir a qualidade do ar, diminuir a visibilidade e causar impactos negativos à saúde pública.

Mudanças Climáticas: Aerossóis de carbono negro absorvem o calor do sol, intensificando o efeito estufa e contribuindo para as mudanças climáticas. Dependendo da sua fonte, tipo e composição, aerossóis podem contribuir para o aquecimento global. Por exemplo, aerossóis de carbono negro (fuligem) têm um forte efeito de aquecimento sobre o clima ao absorver a radiação solar.

Chuva Ácida: Aerossóis, como dióxido de enxofre e óxidos de nitrogênio, reagem com a água na atmosfera, formando chuva ácida que danifica florestas e acidifica os oceanos.

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Impactos na Saúde Humana: Outro exemplo de Aerossóis prejudiciais são os que podem conter poluentes atmosféricos perigosos, como partículas finas (PM2.5), bem como compostos químicos tóxicos, que são prejudiciais à saúde respiratória e cardiovascular das pessoas.

Como se formam os aerossóis?

Principais processos de formação de aerossóis:

1- Processos Nucleação

Nucleação Homogênea: Ocorre quando gases no ar se condensam ou se combinam para formar pequenas partículas, conhecidas como núcleos de condensação. Esse processo geralmente ocorre em altitudes elevadas na atmosfera, onde a umidade relativa é alta e as temperaturas são baixas.

Nucleação Heterogênea: Partículas sólidas ou líquidas atuam como núcleos de condensação, facilitando a formação de novos aerossóis. Por exemplo, poeira atmosférica, fuligem ou compostos químicos podem servir como núcleos de condensação para a formação de aerossóis.

2- Processos de Coagulação

Aerossóis existentes podem crescer através da coagulação, que é o processo no qual partículas menores se unem para formar partículas maiores. Isso ocorre frequentemente em ambientes urbanos onde há uma alta concentração de partículas em suspensão.

3- Processos de Emissão

Emissões Diretas: Partículas podem ser emitidas diretamente para a atmosfera por fontes naturais (como incêndios florestais, erupções vulcânicas) ou por atividades humanas (como queima de combustíveis fósseis, processos industriais, agricultura).

Emissões Indiretas: Certas substâncias químicas emitidas na atmosfera podem reagir e formar novos aerossóis. Por exemplo, compostos sulfurados emitidos por atividades industriais podem formar aerossóis de sulfato através de reações químicas na atmosfera.

4- Processos Biogênicos

Alguns aerossóis são formados a partir de compostos orgânicos voláteis (COVs) emitidos por plantas e árvores. Esses COVs podem reagir na atmosfera e formar aerossóis orgânicos secundários.

5- Processos de Precipitação

Aerossóis podem ser removidos da atmosfera através da precipitação (como chuva ou neve), onde as partículas são capturadas pelas gotas de água ou cristais de gelo e caem para a superfície terrestre.

Principais fontes de aerossóis, tanto naturais quanto antrópicas

1. Fontes Naturais

• Vulcões – uma fonte de aerossol que pode afetar o clima
• Incêndios Florestais – fontes de aerossóis danosos
• Erupções Marinhas são fontes de aerossóis
• Poeira Mineral
• Material Biológico

2. Fontes antrópicas de Aerossóis

Queima de Combustíveis Fósseis: Após a revolução industrial, a queima de carvão, petróleo e gás natural, utilizados para gerar energia e alimentar nossas atividades, liberam gases e partículas na atmosfera, formando aerossóis.

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Emissões Industriais: As atividades industriais, como por exemplo a produção de cimento, de metais e de produtos químicos, liberam gases e partículas na atmosfera.

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Agricultura: As práticas agrícolas, como o uso de fertilizantes e pesticidas, liberam gases e partículas na atmosfera.

Transporte: Veículos automotores, aviões e navios, utilizados para transportar pessoas e bens, liberam gases e partículas na atmosfera.

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Construção Civil: A construção de edifícios, pontes e outras obras de infraestrutura libera poeira e gases na atmosfera, formando aerossóis.

Principais tipos de aerossóis

1. Tipos de Aerossóis Primários

• Primários Orgânicos: Partículas de carbono orgânico provenientes de combustão incompleta de combustíveis fósseis, biomassa, ou de emissões biogênicas como terpenos.

• Primários Inorgânicos: Partículas compostas por substâncias inorgânicas como sulfatos (SO₂ e SO₄²⁻), nitratos (NOₓ e NO₃⁻), amônia (NH₃), poeira mineral, e sais marinhos.

• Primários de Combustão: Partículas emitidas diretamente de fontes de combustão como por exemplo: veículos automotores, usinas de energia, assim como a queima de biomassa.

2. Tipos de Aerossóis Secundários

• De Sulfato: Formados a partir da oxidação de dióxido de enxofre (SO₂) na atmosfera, que reage com hidroxilas (OH⁻) e oxigênio molecular (O₂) para formar ácido sulfúrico (H₂SO₄), que por sua vez forma aerossóis de sulfato.

• De Nitrato: Formados pela reação de óxidos de nitrogênio (NOₓ) com amônia (NH₃) e compostos orgânicos voláteis (COVs) na atmosfera, resultando em aerossóis de nitrato.

• Orgânicos Secundários: Formados a partir da oxidação de compostos orgânicos voláteis (COVs), como terpenos e hidrocarbonetos aromáticos, na atmosfera. Esses aerossóis podem ser formados tanto em ambientes urbanos quanto naturais.

3. Aerossóis Biogênicos

Compostos orgânicos voláteis (COVs) emitidos por plantas e árvores que podem se oxidar na atmosfera formando aerossóis orgânicos secundários.

4. Aerossóis Atmosféricos Naturais

Partículas de poeira e minerais suspensas na atmosfera devido a processos naturais como erosão do solo, ventos e atividades tectônicas.

5. Tipos de Aerossóis de Origem Antropogênica

• Industriais: Partículas emitidas por atividades industriais como queima de combustíveis fósseis, operações de fundição e processos químicos.

• Veiculares: Partículas emitidas por veículos automotores, incluindo assim emissões de escapamento e partículas provenientes do desgaste de pneus e freios.

Impactos dos tipos de aerossóis na atmosfera

Como já dito, os aerossóis são partículas minúsculas suspensas no ar, provenientes de tipos de fontes naturais e humanas. assim, eles podem ser de origem direta, como fuligem de queima de biomassa e combustíveis fósseis., ou indireta, quando se formam por reações químicas na atmosfera. Assim, o limite planetário foi proposto principalmente por causa da influência deles no sistema climático da Terra. 

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Pois bem, por meio de sua interação com o vapor de água, os aerossóis desempenham um papel criticamente importante no ciclo hidrológico, que afeta a formação de nuvens e os padrões regionais e de escala global da circulação atmosférica. Por exemplo, os sistemas de monções em regiões tropicais. 

Os aerossóis (dependendo do tipo) também têm um efeito direto sobre o clima, alterando a quantidade de radiação solar que é refletida ou absorvida na atmosfera.

Contudo, os humanos mudam a carga dos aerossóis na atmosfera (muitos gases poluentes se condensam em gotículas e partículas) e também por meio da mudança no uso da terra, que aumenta a liberação de poeira e fumaça no ar. 

Efeitos Adversos dos Aerossóis

Uma outra razão para um limite de aerossóis atmosféricos é que eles têm efeitos adversos em muitos organismos vivos. Isso porque, quando inalados, podem causar ou agravar uma série de problemas de saúde, como doenças respiratórias, bem como cardiovasculares.

Segundo a OMS, nove em cada dez pessoas no mundo respiram ar poluído e contaminado, e todos os anos morrem sete milhões de pessoas por causas diretamente relacionadas com a poluição.

Coisas que podemos fazer evitar os aerossóis na atmosfera

Por exemplo:

• Reduzir a poluição do ar: Podemos controlar as emissões de veículos, indústrias e usinas de energia.

• Plantar árvores: As árvores ajudam a filtrar os aerossóis do ar.
• Criar áreas de preservação: As áreas de preservação ajudam a proteger as florestas, bem como outros ecossistemas que ajudam a limpar o ar.
• Ações urgentes que podemos tomar
• Usar transporte público ou andar de bicicleta: Isso ajuda a reduzir as emissões de veículos.
• Evitar produtos que liberam aerossóis: Isso inclui produtos de limpeza, tintas e sprays.
• Apoiar organizações que trabalham para reduzir a poluição do ar: Essas organizações podem ajudar a pressionar os governos, bem como as empresas, a tomar medidas para reduzir a poluição do ar.

Alternativas aos Aerossóis

Opte por versões em spray que utilizam um sistema de pump pressurizado por ar, sem a necessidade de propelentes. Utilize produtos que não sejam aerossóis, como cremes, loções ou géis, quando possível.

Outra ideia é usar alternativas sólidas, como desodorantes em barra ou sabonetes em pó.

Lembre-se: O uso consciente e responsável dos aerossóis, com atenção aos riscos e à busca por alternativas mais seguras e sustentáveis, pode contribuir para um futuro mais saudável para o planeta e para as pessoas.

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Resumo – perguntas frequentes

Referências de pesquisa

Livros e Publicações Científicas:

A Atmosfera: A Orquestra Invisível que rege a Vida na Terra (Abre numa nova aba do navegador)

• “Spray Technology and Related Processes” por Perry & Lewis (2023)
• “Aerosol Science and Technology” por Hinds (2012)
• “Principles of Aerosol Science” por Hinds (1999)
• “Aerosol Physics and Chemistry” por Seinfeld & Pandis (2016)

Sites e Recursos Online:

• American Association for Aerosol Research (AAAR)
• European Aerosol Society (EAS)
• International Aerosol Research Association (IARA)
• National Center for Environmental Assessment (NCEA)

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• Resumo dos Gases do Efeito Estufa – não eram nossos inimigos (Abre numa nova aba do navegador)