Um município emite anualmente 8,8×10^8 kg de CO2 pela queima de combustíveis fósseis e 1,6×10^7 kg de N2O…

Questão

Um município emite anualmente 8,8×10^8 kg de CO2 pela queima de combustíveis fósseis e 1,6×10^7 kg de N2O devido ao uso de fertilizantes. Considere MM(CO2)=44,01 g·mol?¹, MM(N2O)=44,013 g·mol?¹ e número total de mols na atmosfera = 1,77×10^20 mol. a) Calcule o aumento anual aproximado da concentração atmosférica (ppm) devido ao CO2 emitido. b) Explique como o N2O contribui ao efeito estufa escrevendo a reação de decomposição térmica simplificada e calcule a emissão de CO2-equivalente (GWP100 = 298) associada ao N2O. c) Proponha duas soluções tecnológicas para reduzir essas emissões e estime quantitativamente o efeito esperado (kg CO2-eq ano?¹).

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

a) CO2: massa = 8,8×10^8 kg = 8,8×10^11 g. n(CO2)=8,8×10^11 g / 44,01 g·mol?¹ = 2,00×10^10 mol. Fração molar = 2,00×10^10 / 1,77×10^20 = 1,13×10^-10. Aumento ˜ 1,13×10^-10 × 10^6 = 1,13×10^-4 ppm por ano (˜0,000113 ppm·ano?¹). b) Reação simplificada de decomposição térmica: 2 N2O ? 2 N2 + O2. Massa N2O = 1,6×10^7 kg. Emissão CO2-equivalente = 1,6×10^7 kg × 298 = 4,77×10^9 kg CO2-eq·ano?¹. Observação: embora a massa de N2O seja menor, seu GWP torna seu impacto equivalente maior que as emissões diretas de CO2 do município. c) Duas soluções tecnológicas e estimativa: 1) Eletrificação/eficiência energética no setor energético e transporte: redução realista ~50% das emissões de CO2 locais ? redução ˜ 0,50 × 8,8×10^8 kg = 4,4×10^8 kg CO2·ano?¹. 2) Manejo de nitrogênio: uso de inibidores de nitrificação e práticas agronômicas (split de dose, bioestimulantes) reduz N2O em ~30% ? redução N2O = 0,30 × 1,6×10^7 kg = 4,8×10^6 kg N2O·ano?¹, equivalente em CO2-eq = 4,8×10^6 × 298 = 1,43×10^9 kg CO2-eq·ano?¹. Soma das reduções ˜ 4,4×10^8 + 1,43×10^9 = 1,87×10^9 kg CO2-eq·ano?¹. Conclusão: medidas combinadas atacam fontes diferentes (combustão e processos biogeoquímicos) e podem reduzir significativamente o impacto climático local; priorizar ações com maior CO2-eq evitado por investimento é eficiente.

Explicação

1) Converter massas em gramas e dividir pela MM para obter mols. 2) Calcular fração molar sobre 1,77×10^20 mol e multiplicar por 10^6 para ppm. 3) Calcular CO2-eq multiplicando massa N2O por GWP100. 4) Estimar reduções percentuais realistas para cada tecnologia e converter em kg CO2-eq.

Raio-X da questão

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