Fontes e Sumidouros de Orgânicos Bromados
Os orgânicos bromados são emitidos para a atmosfera por uma variedade de fontes naturais e antropogénicas. O brometo de metilo, CH3Br, é o composto organobromino mais abundante emitido para a atmosfera, embora outros como o dibromometano e o clorobromometano também possam contribuir significativamente (por exemplo, ver Kourtidis et al., 1996). Halons, especialmente CF2ClBr (Halon-1211) e CF3Br (Halon-1301), são utilizados como supressores de incêndio em situações em que a utilização de água não é apropriada (por exemplo, em torno de equipamento electrónico e em aviões civis; Freemantle, 1995). O sistema de numeração dos halons está na seguinte ordem: #C, #F, #Cl, e #Br, onde # indica o número de cada tipo de átomo na molécula; quando não há cloro no composto, é usado um zero na terceira posição. Assim C2F4Br2, por exemplo, é Halon-2402 (O’Sullivan, 1989).
Table 12.6 mostra uma estimativa das emissões de Halon-1211 e Halon-1301 para a atmosfera de 1963 a 1990 (McCulloch, 1992). O quadro 12.7 apresenta a estimativa da WMO de 1995 das fontes de brometo de metilo, tanto naturais como antropogénicas (que são de magnitude aproximadamente igual). Apesar de compostos como o brometo de metilo e o clorobrometano poderem ser removidos por reacção com OH na troposfera (por exemplo, Orkin et al., 1997), enquanto que os halons não podem, as emissões de brometo de metilo em particular são de magnitude suficiente para que algum CH3Br atinja a estratosfera. Um conjunto de medições dos perfis verticais de CH3Br, CH2Br2, Halon-1211, e Halon-1301 sugere que o CH3Br é responsável por ∼55-70% do bromo transportado para a estratosfera por estes compostos (Kourtidis et al., 1998).
TABLE 12.6. Emissões Globais Anuais Estimadas de Halon-1211 (CF2ClBr) e Halon-1301 (CF3Br) de 1963 a 1990a (em 106 kg/ano)a
Year | Halon-1211 | |
---|---|---|
1963 | 0.033 | 0.004 |
1970 | 0.072 | |
1975 | 2.5 | 0.73 |
4.6 | 1.8 | |
1985 | 5.1 | |
1990 | 9.5 | 3.0 |
a De McCulloch (1992).
TABLE 12.7. Emissões anuais estimadas de CH3Bra
Best estimativas | |||
---|---|---|---|
Source | Range (106 kg/ano) | ||
Ocean | 60-160 | 0 | 90 |
Agricultura | 20-60 | 35 | 0 |
queima de biomassa | 10-50 | 25 | 5 |
Aditivos de gasolina | 0.5-22 | 1-15 | 0 |
fins estruturais | 4 | 4 | 0 |
emissões industriais | 2 | 2 | 0 |
Totals | 97-298 | 67-81 | 95 |
a Da Organização Meteorológica Mundial (1995); ver documento de 1999 para actualização.
O brometo de metilo é utilizado como fumigante para solos (o uso agrícola mostrado no Quadro 12.7) e remessas de frutas e vegetais, bem como para edifícios para controlo de cupins (mostrado como “fins estruturais” no Quadro 12.7). Grandes quantidades são libertadas durante a queima de biomassa (por exemplo, ver Manö e Andreae, 1994; Cicerone, 1994) e pequenas quantidades da combustão de gasolina com chumbo contendo aditivos de bromo (por exemplo, Thomas et al., 1997; Chen et al., 1999). Foram também relatadas emissões de plantas superiores terrestres (Gan et al., 1998).
Como indicado pelos intervalos no Quadro 12.7, existem incertezas significativas associadas a estas estimativas (WMO, 1995; Butler, 1995). Por exemplo, o bromo dos aditivos da gasolina resulta da utilização de dibromida de etileno na gasolina com chumbo para evitar a acumulação de depósitos de chumbo no motor. Uma percentagem significativa deste bromo é emitida sob a forma de CH3Br, bem como sob a forma de partículas. Com a introdução de conversores catalíticos em automóveis, e a consequente eliminação progressiva do chumbo, que envenena os catalisadores, a utilização do dibromido de etileno também diminuiu. No entanto, as emissões ainda resultam da utilização contínua de gasolinas com chumbo em muitas regiões do mundo. Thomas et al., (1997) examinaram a provável diminuição das emissões de CH3Br provenientes da combustão de gasolina entre 1984 e 1992 e o seu aumento devido à sua utilização como fumigante agrícola. Concluem que dentro de uma grande incerteza, é possível que grande parte do aumento da utilização agrícola possa ter sido contrabalançada pela diminuição das emissões associadas à combustão da gasolina.
Uma grande incerteza está associada à fonte oceânica, o que, dada a dimensão potencial da sua contribuição, é uma grande chave para compreender o seu papel na determinação das concentrações de brometo de metilo na atmosfera. Processos biológicos que não são bem compreendidos produzem CH3Br. No entanto, o oceano também actua como uma pia para CH3Br, que hidrolisa e também reage através de um deslocamento nucleófilo com Cl- (Elliott e Rowland, 1993; Butler, 1994; Lobert et al., 1995; Jeffers e Wolfe, 1996; Yvon e Butler, 1996; Yvon-Lewis e Butler, 1997). Como resultado do equilíbrio destes dois efeitos, ou seja, produção e absorção, as reduções das emissões antropogénicas podem não se reflectir linearmente numa alteração correspondente das concentrações atmosféricas (Butler, 1994).
Se a produção ou destruição predominar depende de vários factores, incluindo a temperatura e a taxa de produção biológica de CH3Br, ver Anbar et al., 1996; e Pilinis et al., 1996).
A quantidade de CH3Br que é aplicada aos solos como fumigante e que foge para a atmosfera é também incerta. Por exemplo, Cicerone e colegas de trabalho (Yagi et al., 1993, 1995) mediram um intervalo de 34 a 87% do brometo de metilo aplicado a um campo que escapou para a atmosfera. Uma vez que aproximadamente 80% da utilização de CH3Br sintético é devida à fumigação do solo (Shorter et al., 1995), tais variações são significativas na avaliação precisa do orçamento do brometo de metilo. Tem sido sugerido, com base em experiências de campo, que as emissões da fumigação do solo poderiam ser reduzidas a níveis muito baixos cobrindo o solo com uma película impermeável, ou quase, ao CH3Br (Yates et al., 1998).
Processos bacterianos nos solos são conhecidos por actuarem como sumidouros do CH3Br (Oremland et al., 1994a, 1994b; Shorter et al., 1995; Serça et al., 1998; Varner et al., 1999). Contudo, uma vez que a magnitude depende de uma variedade de factores, incluindo o tipo de solo, teor de humidade, temperatura, etc., não é fácil fazer uma extrapolação precisa para uma escala global, com estimativas de ∼42 ± 32 Gg/ano (Shorter et al., 1995) a 94 ± 54 Gg/ano (Serça et al., 1998). A absorção pela folhagem das plantas também tem sido observada e sugerida como sendo da mesma ordem de magnitude que a dos solos (Jeffers et al., 1998).
provavelmente a parte mais conhecida do orçamento CH3Br é a remoção por reacção com OH (por exemplo, Wingenter et al., 1998). A taxa constante de reacção (51),
a 298 K é k51 = 2,9 × 10-14 cm3 molécula-1 s-1, o que dá uma vida útil calculada em relação à reacção com OH a uma concentração de 5 × 105 radicais cm-3 de 2,2 anos. No entanto, como também é absorvido pelos solos e hidrólise oceânica, a vida útil atmosférica é inferior a isto, 0,8 ± 0,1 anos (Colman et al., 1998; Ko et al., 1998). Note-se, contudo, que a resposta do bromo já na estratosfera inferior é mais lenta, pelo que a recuperação do ozono em resposta às reduções superficiais demora muito mais tempo do que isto (Prather, 1997).