1Manuel Pinheiro / Ana Galvão
IMPACTES AMBIENTAIS
5º Ano, 1º Semestre, 2004/2005 Eng.ª Ambiente
5ª aula
2Manuel Pinheiro / Ana Galvão
ÁGUA
3Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Avaliação da Qualidade da Água Classificação das fontes de poluição da água
Pontuais – ex.: fábricas, ETAR, indústria
Difusas – ex.: agricultura, gado
4Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Avaliação da Qualidade da Água Exemplos de aplicação da modelação da
qualidade da água: Eutrofização Bioacumulação Lixos tóxicos Descargas
Tipos de modelos matemáticos 1D (unidimensionais) – modelação segundo a direcção do
escoamento 2D (bidimensionais) – modelação segundo duas
dimensões 3D (tridimensionais) – modelação segundo 3 dimensões –
mais complexos Modelos de regime permanente – não consideram
variações no tempo
5Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Modelos Simples - Zona de mistura
Substâncias conservativas Baixos caudais Linhas de água estreitas
Complexos – Streeter-Phelps Sistema unidimensional Caudal e secção constantes no espaço e no tempo Descarga pontual Curso de água infinito
j
mmefefj Q
QCQCC
C – concentração; Q – caudalj – jusante; m – montanteef - efluente
6Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Modelo de Streeter-Phelps Conceitos
OD – oxigénio dissolvido [mg/l] ODsat – conc. de saturação de oxigénio dissolvido [mg/l]
D – défice de oxigénio [mg/l]
32, 000077774,0007991,041022,0652,14 TTTOD Tsat
CBO520º – carência bioquímica de oxigénio a 20º, durante 5 dias - consumo de
oxigénio para a oxidação da matéria orgânica por via biológica CBOL – CBO último – consumo de oxigénio necessário para a oxidação de
toda a matéria orgânica biodegradável
ODODD Tsat ,
K120º – constante de desoxigenação, a 20ºC
15
205
1 KL eCBOCBO
7Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Modelo de Streeter-Phelps Balanço de massa a um volume de controlo
Volume de controloFontes Sumidouros
Principais fontes: Rearejamento Fotossíntese OD proveniente do efluente
Principais sumidouros: Oxidação de substâncias carbonatadas Oxidação de substâncias azotadas Oxidação dos sedimentos do curso de água Respiração das plantas aquáticas
dLdt
K L 1
dDdt
K D 2
K220º – constante de rearejamento, a 20ºC
8Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Modelo de Streeter-PhelpsdDdt
K L K D 1 2
tKi
tKtKiL eDee
KKCBOKtD 221
12
1)(
D(t) – défice de oxigénio no instante t [mg/l]Di – défice de oxigénio no instante inicial (após
a descarga) [mg/l]K1, K2 – constantes à temperatura da misturaCBOL
i – CBO último inicial (após a descarga) [mg/l]
9Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Modelo de Streeter-Phelps Determinação dos valores após a descarga
Médias ponderadas pelo caudal
21
2220511
20520
5 QQQCBOQCBO
CBO mistura
21
2211
QQQTQTTmistura
21
2211
QQQODQODODmistura
1 – valor do parâmetro no rio2 – valor do parâmetro na
descarga
10Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Curva SAGEvolução da concentração de OD no espaço – através da velocidade do rio tVx
OD [mg/l]
x [m]Descarga
ODc
Ponto crítico: (xc, ODc)
No ponto crítico dDdt
0
tK K
KK
D K KK CBOci
u
1 12 1
2
1
2 1
1ln
(ctKL
c eKCBOKD 1
2
1
xc
11Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Modelo de Streeter-Phelps Correcção das constantes K1 e K2 em função da temperatura
K KTT
120
1201047, ,,
5,1
5,0
,2 hVDK m
T
onde203 037,1)10177,0( T
mD
Dm - coeficiente de difusão molecular m3/dia
T - Temperatura ºCV - Velocidade média do escoamento m/diah - Profundidade média do escoamento m
12Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Legislação DL 236/98, de 1 de Agosto - estabelece normas,
critérios e objectivos de qualidade com a finalidade de proteger o meio aquático e melhorar a qualidade das águas em função dos seus principais usos
DL 46/94, 22 de Fevereiro – estabelece o regime de utilização do domínio hídrico
13Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Medidas - exemplosObjectivo Medida
Reduzir o uso de água e produção de águas residuais
Promoção d emedidas de conservação da água e de tratamento e reutilização de efluentes. Pré-tratamento antes da descarga
Minimizar a erosão durante a fase de construção e operação
Utilização de bacias de retenção e planeamento de vegetação de crescimento rápido
Reduzir a aplicação de químicos agrícolas
Planeamento do tempo, taxa e extensão de aplicação; gestão integrada de pragas (meio biológicos, químicos, físicos, mecânicos) e repercussão em termos de erosão e poluição difusa
Controlo de escorrências – nutrientes, pesticidas e sedimentos
Utilização de zonas húmidas
Alternativas de tratamento Poluição por susbstâncias dissolvidas, fontes pontuais – Sistemas de tratamento de águas residuaisPoluição térmica – utilização do efluente em estufas (arrefecimento)
Utilização de créditos de descarga Permitir manter cargas em níveis definidos – troca e negociações entre partes
14Manuel Pinheiro / Ana Galvão
AR
15Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Avaliação da Qualidade do Ar Composição da atmosfera Outros
1%
N2
78%
O2
21%
Principais poluentes atmosféricos Partículas Dióxido de Enxofre (SO2) Monóxido de Carbono (CO) Óxidos de Azoto (NOx) Ozono (O3)
16Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Avaliação da Qualidade do Ar Classificação dos
poluentes Primários – emitidos
directamente pelas fontes. Ex: CO, SO2, NO2
Secundários – formados por processos químicos na atmosfera. Ex: HNO3, SO3
Estáveis – não participam nos processos químicos da atmosfera. Ex: CO, SO2, partículas
Instáveis – participam na formação de poluentes secundários. Ex: NO, NO2, O3
17Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Avaliação da Qualidade do Ar Fontes Naturais
Vulcões (SO2), Raios (NO), Oceanos (CH3Cl), Incêndios (CO2,CO) Fontes Domésticas
aquecimento, cozinha, limpeza, jardinagem, pintura Principais poluentes: CO,CO2; Nox, solventes orgânicos
Fontes Comerciais Actividades: limpezas a seco, restaurantes, escolas,... Principais poluentes - associados ao tratamento dos resíduos
produzidos Fontes Agrícolas
matadouros e zonas de criação intensiva de animais, utilização de pesticidas e insecticidas, queimadas
Principais poluentes – partículas, CO,CO2 Fontes Industriais
NOx e SOx – processos de combustão H2S – industria de papel, refinarias de petróleo,... …
Transportes 1/3 do NOx, Pb e 2/3 do CO
18Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Modelos Modelos simples
Box Model Fontes junto ao solo,
uniformemente distribuidas Aplicável a uma pequena área Adequado a cálculos
preliminares Não considera dispersão
lateral nem vertical
WDuQ
C jj
C – concentração no compartimentoQ – caudalU – velocidade média do ventoW,D – dimensões do compartimento perpendiculares à velocidade do vento
Modelos complexos Modelos de dispersão
Consideram transporte, dispersão, geração e extracção em qualquer ponto
Permitem analisar variações espaciais e temporais Necessitam capacidade computacional
19Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Modelo Gaussiano Emissão pontual elevada
Concentração média do poluente (estado estacionário) Velocidade de emissão Velocidade do vento uniforme no espaço e invariante no
tempo Altura efectiva da chaminé Condições atmosféricas
20Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Modelo Gaussiano A estabilidade
influencia o tipo de pluma
21Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Modelo Gaussiano – emissão pontual
2
2
2
2
2
2
2)(
2)(
2),,( 2
zzy
HzHzy
zy
jzyxj eee
uQ
C
Cj(x,y,z) – concentração do contaminante j no ponto (x,y,z) [mg/m3] Qj – caudal de saída do gás j [mg/s] – velocidade média do vento ao nível do eixo da pluma [m/s] σy, σz – coeficientes de dispersão gaussiana segundo y e z z – cota altimétrica [m] H – altura do eixo da pluma [m]
u
Coeficientes de dispersão
py xa
qz xb
Condições Classe a p b qInstáveis A 0,40 0,91 0,41 0,91
B 0,36 0,86 0,33 0,86C 0,36 0,86 0,30 0,86
Neutras D 0,32 0,78 0,22 0,78Estáveis E 0,31 0,74 0,16 0,74
F 0,31 0,71 0,06 0,71
22Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Modelo Gaussiano Sobre-elevação da pluma – Δh
Atmosfera Estável
2114,3 Sux
2114,3 Sux
uxFh
32
316,1
3
1
9,2
SuFh
s
as T
TDgVF 14
2
98,08,9zT
TS
a
F – parâmetro de flutuabilidade [m4/s3]
S – Parâmetro de estabilidade
Vs – velocidade de saída do gás [m/s] D – diâmetro da chaminé [m] Ta – temperatura ambiente [ºK] Ts – temperatura de saída do gás [ºK]
15,273][º][º CTKT
2114,3 Sux f
23Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Modelo Gaussiano Atmosfera Instável ou Neutra
fxx uxFh
32
316,1
fxx uxF
h f3
23
16,1
xf – valor de x para o qual Δh se mantém constante
55F5
2119Fx f 55F
8549Fx f
velocidade média do vento ao nível do eixo da pluma
n
rr z
zuu
ur - velocidade do vento à cota zr [m/s]z – cota no eixo da pluma [m]
Classe A B C D E Fn 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,30
x – distância em relação à chaminé medida na direcção do vento [m]
24Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Modelo Gaussiano Classes de Estabilidade
Vento (a 10 m) Insolação diurna Cobertura nocturna de núvens[m/s] Forte Moderada Fraca >4/8 <3/8
<2 A A-B B - -2-3 A-B B C E F3-5 B B-C C D E5-6 C C-D D D D>6 C D D D D
25Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Legislação DL 352/90, 1 Agosto – estabelece o regime de protecção
e controlo da qualidade do ar Portaria 286/93, 12 Março – estabelece os valores
limites e valores guias para o dióxido de enxofre, partículas em suspensão, dióxido de azoto e monóxido de carbono, o valor limite para o chumbo e os valores guia para o ozono
DL 111/2002, 16 Abril – estabelece os valores limite das concentrações no ar ambiente do dióxido de enxofre, dióxido de azoto e óxidos de azoto, partículas em suspensão, chumbo, benzeno e monóxido de carbono, bem como as regras de gestão da qualidade do ar aplicáveis a estes poluentes, em execução do disposto nos artigos 4º e 5º do DL 276/99, 23 Julho, transpondo para a ordem interna as Directivas Comunitárias 1999/30/CE do Conselho, 22 Abril e 2000/69/CE do Parlamento Europeu e do Conselho, 16 Novembro
26Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Legislação DL 279/99, 23 Julho – define as linhas de
orientação da política de gestão da qualidade do ar e transpõem para a ordem interna a Directiva 96/62/CE do Conselho, 27 Setembro, relativa à avaliação e gestão da qualidade do ar ambiente
DL 432/99, 25 de Outubro – fixa os padrões de emissão e os processos de homologação dos motores a instalar em máquinas móveis não rodoviárias
Portaria 299/97, 18 Junho – altera a Portaria 286/93, 12 Março
Portaria 125/97, 21 Fevereiro – altera a portaria 286/93, 12 Março
27Manuel Pinheiro / Ana Galvão
MedidasObjectivo Medida
Reduzir a erosão eólica em terrenos abertos
Humedecimento, utilização de estabilizadores químicos, revegetação
Controlo de emissões de estradas não pavimentadas
Pavimentação, humedecimento, utilização de estabilizadores químicos, controlo de tráfego
Controlo de emissões de transportes
Utilização de combustíveis alternativos
Controlo de emissões de indústrias
Utilização de equipamentos de tratamento de gases
28Manuel Pinheiro / Ana Galvão
SOLO
29Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Solo Principais vertentes
Topografia Usos actuais do solo e capacidade de uso RAN REN Áreas protegidas Áreas de protecção da natureza e protecção da
paisagem Povoamentos objecto de protecção específica Zonas afectas a servidões administrativas Ordenamento proposto Outras características:
Acidez e alcalinidade dos solos Teor de sulfatos Teor de cloretos …
30Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Legislação REN
DL 93/90, 19 Março –Revê o regime jurídico da REN, estabelecido pelo DL 321/83, 5 Junho
DL 79/95, 20 Abril – altera o DL 93/90, 19 Março (REN) DL 213/92, 12 Outubro – altera o DL 93/90, 19 Março
(REN) DL 316/90, 13 Outubro – prevê a intervenção do MARN
na gestão da REN. altera o DL 93/90, 19 Março (REN) RAN
DL 196/89, 14 Junho –estabelece o novo regime jurídico da RAN. Revoga o DL 451/82, 16 Novembro
DL 274/92, 12 Dezembro – altera o DL 196/89, 14 Junho, que define o regime jurídico da RAN
31Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Medidas Principais impactes:
Alteração por destruição directa Compactação Pavimentação
Medidas Evitar ou atenuar afectação Aplicar medidas de protecção …
32Manuel Pinheiro / Ana Galvão
BIOECOLOGIA
33Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Sistemas ecológicos Diversidade de Sistemas Ecológicos –
abordagens específicas (Ex. terrestres, zonas húmidas, …)
Levantamento base: Tipo de comunidades/habitats Espécies presentes Factores ambientais
A capacidade de prever impactes ecológicos depende não só das característicos estruturais dos habitats mas também dos processos ecológicos críticos que aí existem Analisar processos ecológicos (abióticos e bióticos) Abordagens geralmente ao nível das populações, numa
gama espacio-temporal definida
34Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Aspectos a ter em conta Dinâmica sazonal Interrelações Funcionalidade Diversidade Raridade Estatuto de protecção
35Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Legislação DL 140/99, 24 Abril – revê a transposição para a
ordem jurídica interna da Directiva 79/409/CEE do conselho, 2 Abril (directiva aves) e da Directiva 92/42/CEE do conselho, 21 Maio (directiva habitats)
DL 384-B/99, 23 Setembro – Cria diversas zonas de protecção especial e revê a transposição para a ordem jurídica interna das Directivas nºs 79/409/CEE, do Conselho, de 2 de Abril, e 92/43/CE, do Conselho, de 21 de Maio
DL 19/93, 23 Janeiro - Define as áreas protegidas ao abrigo da Rede Nacional de Áreas Protegidas (RNAP)
DL 213/97, 16 Agosto – altera o DL 19/93, 23 Janeiro
…
36Manuel Pinheiro / Ana Galvão
Medidas Impactes:
Destruição ou perda de habitats Mortalidade directa Barreira física Poluição local
Medidas Passagens para minimizar efeito barreira Revegetação Controlo da poluição …
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