Química Ambiental: a educação ambiental no ensino de Química (artigo)

Prof. Adão Reinaldo Farias


QUÍMICA AMBIENTAL: A EDUCAÇÃO AMBIENTAL NO ENSINO DE QUÍMICA

Adão Reinaldo Farias*


RESUMO

Apresenta como objetivo geral: propor a integração da Educação Ambiental no ensino de Química. Estruturado de forma didática e sintética seus objetivos específicos são: apresentar o histórico e a importância do ensino de Química no Brasil; disseminar a prática da Educação Ambiental através do ensino de Química; conceituar a Química Ambiental; identificar e apontar as principais transformações químicas que ocorrem na natureza, devido a ação humana. A Educação Ambiental não substitui ou ultrapassa as disciplinas acadêmicas; precisa e aplica todas elas. Para a resolução de um problema ambiental local ou global, é provável que precisemos de alguns subsídios dos diversos ramos do conhecimento. E as pessoas envolvidas, que possuem os conhecimentos necessários, podem contribuir com idéias, combinando-as de forma criativa, integrando-as, considerando-as sob novas perspectivas e dando-lhes novas aplicações na resolução dos problemas ambientais.

Palavras-chave: Química, Educação Ambiental e Química Ambiental



1 Introdução

Durante toda existência do planeta Terra, observa-se constantes transformações físicas e químicas. Algumas ocorrem naturalmente e outras são de origem antrópica, isto é, causada pela ação humana. São fenômenos iniciados a centenas de anos, como a poluição do ar, da água e do solo, a depleção da camada de ozônio, o aumento do efeito estufa e o aquecimento global, que causam conseqüências danosas ao meio ambiente.

Conhecer melhor como ocorre esses fenômenos, ajuda a compreender e usar de modo sustentável os complexos sistemas ambientais dos quais fazemos parte. Para atingir este objetivo, o artigo propõe a forma de articular a Educação Ambiental no ensino de Química, integrando sob nova perspectiva do conhecimento, a Química Ambiental.

2 O ensino de Química

2.1 Histórico do ensino de Química no Brasil

Segundo as Diretrizes curriculares da rede pública de educação básica do Estado do Paraná (PARANÁ, 2006) o curso de Química de nível superior foi oficializado com um projeto para a criação do curso de Química Industrial, aprovado em 1919 e subsidiado pelo governo federal. Devido a necessidade de industrialização do Brasil, gerando aumento na demanda das atividades dos químicos em função da Primeira Guerra Mundial. O 1° Congresso Brasileiro de Química realizou-se em 1922, no Rio de Janeiro, resultando na fundação da Sociedade Brasileira de Química (atual SBQ).

A partir de 1929, o Brasil deixa de ser somente agrário e passa a investir na industrialização. Esse processo possibilitou a modernização do ensino brasileiro. Em 1931, com a Reforma Francisco Campos, a disciplina de Química passou a ser ministrada de forma regular no currículo do Ensino Secundário do Brasil. Em 1938, no Paraná, foi criada a faculdade de Filosofia, Ciências e Letras, inclusive o atual curso de Química da Universidade Federal do Paraná (UFPR).

2.2 A importância do ensino de Química

O aprendizado da Química é vital para o entendimento de absolutamente tudo o que nos rodeia, permitindo traçar parâmetros para avaliar o nosso desenvolvimento social e econômico e, com isso, exercer nossa cidadania.
[...] A Química está relacionada ás necessidades básicas dos seres humanos – alimentação, vestuário, saúde, moradia, transporte, etc. – e todo mundo deve compreender isso tudo. Ela não é uma coisa ruim que polui e provoca catástrofes, como alguns, infelizmente, pensam. Esses preconceitos existem, inclusive, devido à forma como os meios de comunicação a divulgam e aos mecanismos ideológicos que a sociedade utiliza para encontrar um bode expiatório, na ausência de políticas públicas para a utilização adequada do meio ambiente. Sem um conhecimento de Química, ainda que mínimo, é muito difícil um indivíduo conseguir posicionar-se em relação a todos esses problemas e, em conseqüência, exercer efetivamente sua cidadania. Conhecê-la e a seus usos pode trazer muitos benefícios ao homem e à sociedade. Ter noções básicas de Química instrumentaliza o cidadão para que ele possa saber exigir os benefícios da aplicação do conhecimento químico para toda a sociedade. Dispor de rudimentos dessa matéria ajuda o cidadão a se posicionar em relação a inúmeros problemas da vida moderna, como poluição, recursos energéticos, reservas minerais, uso de matérias-primas, fabricação e uso de inseticidas, pesticidas, adubos e agrotóxicos, fabricação de explosivos, fabricação e uso de medicamentos, importação de tecnologia e muitos outros. Além disso, aprender acerca dos diferentes materiais, suas ocorrências, seus processos de obtenção e suas aplicações permitem traçar paralelos com o desenvolvimento social e econômico do homem moderno. Tudo isso demonstra a importância do aprendizado de Química [...] (BELTRAN; CISCATO, 1991, p. 15 e 16).


3 Educação Ambiental

Para a Wikipedia (2008) a Educação ambiental é um ramo da educação cujo objetivo é a disseminação do conhecimento sobre o meio ambiente, a fim de ajudar à sua preservação e utilização sustentável dos recursos. É uma metodologia de análise que surge a partir do crescente interesse do homem em assuntos como o ambiente, devido às grandes catástrofes naturais que tem assolado o mundo nas últimas décadas.

No Brasil a Educação Ambiental assume uma perspectiva mais abrangente, não restringindo seu olhar à proteção e uso sustentável de seus recursos naturais, mas incorporando fortemente a proposta de construção de sociedades sustentáveis (QUÍMICA AMBIENTAL, 2008).

A Educação Ambiental tornou-se lei em 27 de Abril de 1995 (BRASIL, 1995). A Lei N° 9.793 – Lei da Educação Ambiental – em seu Art. 1º afirma: “Processo em que se busca despertar a preocupação individual e coletiva para a questão ambiental, garantindo o acesso à informação em linguagem adequada, contribuindo para o desenvolvimento de uma consciência crítica e estimulando o enfrentamento das questões ambientais e sociais” Art. 2º “A educação ambiental é um componente essencial e permanente da educação nacional, devendo estar presente, de forma articulada, em todos os níveis e modalidades do processo educativo, em caráter formal e não formal”

4 Química Ambiental

A Química Ambiental é a química relacionada aos nossos problemas ambientais atuais e desempenha um papel fundamental no ambiente de nosso planeta (QUÍMICA AMBIENTAL, 2008). Entender os processos químicos que ocorrem na natureza ajuda a desmistificar o conceito errôneo que a população tem, via mídia, de culpar os “produtos químicos” pelos problemas ambientais mais comuns. Na verdade alguns produtos sintéticos contribuem e muito com os problemas ambientais, como a poluição, seja do ar, da água ou do solo. O que passa despercebido é que para resolver a maioria dos problemas ambientais das décadas e séculos passados, como por exemplo, a contaminação da água potável, foram aplicados métodos da ciência em geral e da química em particular. O aumento fenomenal na expectativa de vida humana e na qualidade material da mesma, acontecido nas últimas décadas, é devido, e muito, aos produtos químicos e à química. É verdade que os subprodutos das substâncias usadas para melhorar nossa saúde e padrão de vida, em alguns casos, retornam a nós desagradando a nossa saúde, dos animais e das plantas.

A química ambiental envolve o estudo de um grande número de diferentes agentes químicos, processos e procedimentos de remediação (QUÍMICA AMBIENTAL, 2008). Uma vez que, como enfatizam com freqüência os biólogos, cada coisa na terra está conectada com outras coisas, é impossível fazer uma divisão claramente diferenciada em componentes não-interativos.

A Química ambiental pode ser dividida em quatro partes:


  • Parte I: Ar e Energia


  • Parte II: Substâncias tóxicas


  • Parte III: Água


  • Parte IV: Resíduos e solos contaminados

4.1 Atmosfera

Para Rocha, Rosa e Cardoso (2004) os componentes principais (desconsiderando o sempre presente, mais variável, vapor de água) de uma versão não poluída da atmosfera terrestre são nitrogênio diatômico (N2, cerca de 78% das moléculas), oxigênio diatômico (O2, cerca de 21%), argônio diatômico (Ar, cerca de 1%) e dióxido de carbono (CO2, atualmente cerca de 0,04%).

A atmosfera pode ser dividida em camadas:



  • Troposfera: estende-se do nível do mar até 16 km de altitude e que contém 85% da massa da atmosfera. A temperatura diminui com o aumento de altitude, resultado do calor emanado da superfície do solo que se dissipa na atmosfera.


  • Estratosfera: camada na qual a temperatura se eleva com aumento da altitude. O fenômeno é causado pelas moléculas de ozônio (O3) que absorvem a radiação ultravioleta emitida do Sol.


  • Mesosfera: a temperatura volta a decrescer em função da altitude.


  • Termosfera: a temperatura volta a crescer em função da altitude.

Para Baird (2002) apenas a troposfera mantém contato direto com a crosta terrestre e com os seres vivos. Ela é o elemento básico para a sobrevivência dos organismos aeróbicos, os quais utilizam oxigênio livre (O2) em sua respiração. A maioria dos estudos sobre poluição do ar se refere à região da troposfera, pois é nela que ocorre intensa movimentação e transformação dos componentes e das partículas emitidas pelos oceanos e continentes, ou seja, pelos outros dois importantes compartimentos, hidrosfera e litosfera.

Ao contrário do que parece ser o senso comum, a atmosfera não é composta apenas por gases. Existe material sólido nela disperso, como poeira em suspensão, pólen, microorganismos, etc. Há, ainda, uma porção líquida dispersa, composta de gotículas resultantes da condensação do vapor de água, na forma de nuvens, neblinas e chuvas, contudo, em termos de massa relativa, sem dúvida a principal parcela é gasosa.

Segundo Rocha, Rosa e Cardoso (2004) em cada milhão de moléculas de ar temos aproximadamente:


  • 780.000 moléculas de nitrogênio – N2;


  • 210.000 moléculas de oxigênio – O2;


  • 9.300 moléculas de gás nobres – Ar, Ne, Xe, e outros;


  • 300 moléculas de gás carbônico – CO2;


  • 400 moléculas de outros elementos – SO2, NO2, O3 e outros.

4.2 Camada de Ozônio

Segundo Baird (2002) o ozônio (O3) é um gás azul escuro que se concentra na estratosfera, região situada entre 20 e 40 quilômetros de altitude da atmosfera. A camada de ozônio tem cerca de 15 km de espessura e funciona como um escudo protegendo a Terra dos efeitos dos raios solares (energia emitida pelo Sol na forma de radiação eletromagnética).
Alguns compostos podem reduzir a concentração do ozônio (O3) na estratosfera, como, por exemplo: OH, NO, Cl e Br. O cloro chega à estratosfera na forma de compostos orgânicos contendo cloro (CFCs). A luz ultravioleta presente na estratosfera quebra ligações dessas moléculas segundo a seguinte reação:

CF2Cl+ hv → CF2Cl + Cl

E o átomo de cloro passa a atuar na destruição de moléculas de ozônio. Conforme a reação:

Cl + O3 → ClO + O2

A principal fonte de cloro para a estratosfera é a emissão de compostos orgânicos halogenados (CFC). O principal uso desses compostos acorre em equipamentos de refrigeração, como ar-condicionados, geladeiras e aerosóis.

4.3 O Efeito Estufa e o Aquecimento Global

Para Baird (2002) o Sol é a principal fonte de energia para a Terra. A energia que chega a superfície terrestre na forma de energia eletromagnética (ultravioleta, visível e infravermelho), é parte refletida pela superfície do planeta e retorna à atmosfera na forma de radiação infravermelha (calor). Caso não houvesse atmosfera, essa energia seria perdida no espaço e a Terra teria uma temperatura média entre -20 e 40 °C, que inviabiliza a existência da vida conforme conhecemos. A presença de água (H2O) e dióxido de carbono (CO2) minimiza essa perda, mantendo a temperatura media da Terra em cerca de 14 °C e são responsáveis pelo “efeito estufa”, fenômeno que mantém o planeta aquecido.

O acúmulo de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera, hoje em dia pode estar contribuindo com o aumento do efeito estufa. O dióxido de carbono (CO2) é um gás comum na maior parte das combustões (processos de queima). É formado quando se queimam materiais contendo carbono na sua composição, por exemplo, a maioria dos combustíveis, madeira, etc.. Um dos mecanismos de sua remoção da atmosfera ocorre via fotossíntese pelos vegetais. Outros gases também contribuem para o efeito estufa: como, por exemplo, o metano (CH4), produto da decomposição de matéria orgânica em baixa concentração de oxigênio (O2). O dióxido de carbono (CO2) pode ser emitido pelo processo de respiração de todos os organismos vivos e por atividades vulcânicas. O desmatamento de florestas também é um fator agravante, pois as árvores em crescimento absorvem o dióxido de carbono (CO2).

As principais conseqüências de um aumento do efeito estufa na Terra são a elevação global da temperatura média, o que poderá acarretar as seguintes mudanças:



  • Derretimentos das geleiras e elevação do nível do mar;


  • Implicações no clima, afetando a produção agrícola, acarretando tempestades, inundações e secas;


  • Proliferação de insetos, aumentando doenças como a malária, a dengue e casos de diarréia e infecção alimentar.

4.4 Poluição do Ar

A poluição do ar para Sardella (2003) pode ocorrer de maneira natural, como por exemplo, na erupção de um vulcão ou pode ocorrer através de gases liberados pelas chaminés das fábricas pelos escapamentos de veículos. Para Penteado e Torres (2005) gases como óxidos de enxofre (SO2 e SO3), óxidos de nitrogênio (NO e NO2), material particulado, dióxido de carbono (CO2), monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos (CxHy), são substâncias constituintes dos produtos primários, que podem reagir entre si ou com os componentes do ar, formando substâncias como ácido sulfúrico (H2SO4), ácido nítrico (HNO3), água oxigenada (H2O2), ozônio (O3), trióxido de enxofre (SO3) e Sais de NO3 e SO4²-, formando os poluentes secundários.

Alergias, doenças respiratórias, lesões em órgãos internos e doenças mesmo graves, como o câncer, podem ser provocadas através da poluição do ar. A poluição do ar atinge os seres humanos, os animais e a vegetação. O vapor de água (H2O) reage com o dióxido de enxofre (SO2), formando o ácido sulfúrico (H2SO4) e com óxidos de nitrogênio (NOx), formando o ácido nítrico (HNO3). A chuva, na presença desses ácidos passa a ter um caráter ácido (chuva ácida), responsável pelo desaparecimento de várias espécies aquáticas, pela destruição da vegetação e pela corrosão de metais.
O monóxido de carbono (CO) é um dos gases emitidos pelos escapamentos dos automóveis, pode causar dores de cabeça, perda de visão e até a morte.

4.5 A Poluição da Águas

Segundo Penteado e Torres (2005) a poluição das águas de rios e lagos ocorrem através das águas já usadas nas residências, contendo fezes urina, restos de comida, sabões e detergentes que são despejados diretamente ou pelas redes de esgoto. Essas substâncias sofrem o processo de decomposição em pequenas quantidades. Em grandes quantidades e sem tratamento provocam um aumento considerável de microorganismos, e ao respirarem consomem o gás oxigênio (O2) dissolvido na água, provocando a morte dos peixes.

O nitrogênio (N) e o fósforo (P), presentes nos adubos químicos, são levados pela chuva e atingem rios e lagos, juntando-se com as substancias existentes nos esgotos, fazendo com que as algas proliferem em grande quantidade, impedindo a passagem se luz para a água, ficando as plantas que vivem no fundo sem realizar a fotossíntese, não produzindo o gás oxigênio (O2).

Os metais como o cádmio (Cd), chumbo (Pb), e mercúrio (Hg), que são despejado pelas indústrias nos rios, põem em risco todas as espécies aquáticas presentes. O mercúrio (Hg) apresenta efeito acumulativo, concentrando-se ao longo das cadeias alimentares. No ser humano, pode provocar lesões no sistema nervoso, no cérebro, na medula, no fígado e nos rins.

4.6 A Poluição do Solo

A principal forma de poluição do solo é a deposição do lixo, sem qualquer tipo de cuidado. Os resíduos industriais levados pelo ar e pela água também podem ser absorvidos pelo solo, causando problemas de saúde a população.

Outra causa de poluição do solo, é a utilização de inseticidas e adubos químicos altamente tóxicos na lavoura, prejudicando todo o ecossistema. O uso do DDT e do BHC, compostos do grupo dos hidrocarbonetos clorados, que hoje estão proibidos, foram durante muito tempo empregados no combate às pragas. Esses produtos, não biodegradáveis, incorporam-se as cadeias alimentares alcançando o ser humano.

4.6.1 Energia da Biomassa

Uma das mais promissoras fontes alternativas de energia é a que utiliza a biomassa, que consiste em material de origem orgânica (animal e vegetal), que se decompõem rapidamente (Penteado; Torres, 2005, p. 165). Os resíduos orgânicos, que também são biomassa, podem originar um gás combustível, o chamado biogás. Para isto acontecer, esses resíduos devem passar por um processo de digestão anaeróbica (ausência de oxigênio), isto é, uma degradação por microorganismos, feitas em aparelhos chamados biodigestores. Essa digestão, além do gás, permite obter em lodo ou borra, utilizado como fertilizante, o adubo orgânico. O biogás é uma mistura de vários gases, o principal é o metano (CH4). Ele tem uma série de aplicações. Pode ser utilizado como substituto do gás de cozinha (GLP), em fornos industriais e em usinas termoelétricas, para substituir os combustíveis fósseis (provenientes do petróleo).

4.6.2 Reciclagem

A reciclagem de materiais, entres eles metais, vidro, papéis e plásticos, visa não só ao reaproveitamento e a economia de energia. Ela contribui também para a diminuição da quantidade de lixo incinerado ou despejado em aterros sanitários, e de seu impacto ambiental sobre o meio ambiente.

5 Conclusão

Ao término deste artigo, espero ter contribuído em desmistificar o conceito, que algumas pessoas tem, que a Química é a disciplina de memorização de símbolos e fórmulas. A Química está presente no nosso cotidiano, através da água, do ar, do solo em tudo que existe. Desta forma é um dever, como cidadão, entender os objetivos dessa disciplina. Como cidadão precisamos:


  • Saber ler e escrever;


  • Compreender e usar os números;


  • Compreender e usar de modo sustentável os complexos sistemas ambientais dos quais fazemos parte.

A Química como ciência, deve ser usada na educação como instrumento do ser humano, contribuindo para a educação ambiental. A educação ambiental é fundamentalmente uma educação para a resolução de problemas, da sustentabilidade e do aprimoramento. A sua meta é a resolução de problemas de modo global, permanente, de forma a encontrar soluções melhores. Para saber se posicionar, em virtude dos problemas ambientais, temos que ter o entendimento sobre as transformações que ocorrem na natureza, principalmente, de origem antrópica, isto é, causada pela ação humana. A Química Ambiental é uma parte da Química, que deve ser utilizada para propagar a ação humana na natureza, fornecendo subsídios para uma educação ambiental, de preservação do meio ambiente, através da construção de um modo de vida sustentável.

Referências

BAIRD, C.. Química ambiental. 2.ed. Porto Alegre: Bookman, 2002.
BELTRAN, N. O.; CISCATO, C. A. M. Química. São Paulo, Cortez, 1991.
BRASIL. A Lei N° 9.793. A Educação Ambiental tornou-se lei em 27 de Abril de 1995
PENTEADO, P. C. M.; TORRES, C. M. A.. Física: ciência e tecnologia. São Paulo: Moderna, 2005.
PARANÁ. Secretaria do Estado da Educação. Diretrizes curriculares de rede pública de educação básica do Estado do Paraná. Curitiba, 2006.
QUÍMICA AMBIENTAL. (1999) Disponível em: http:www.wikipedia.org.br. Acesso em: 20 set. 2008.
ROCHA, J. C.; ROSA, A. H.; CARDOSO, A. A. Introdução à química ambiental. Porto Alegre: Bookman, 2004.
SARDELLA, A.. Química. 5. ed. São Paulo: Ática, 2003.
*Graduado em Química pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Arapongas- FAFICLA.. Pós-graduado em Gestão Educacional pelo Instituto Paranaense de Ensino e Faculdade Maringá. Endereço eletrônico: adaoreinaldo@gmail.com

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