Ozono troposférico

Clique na imagem para aceder à previsão de ozono troposférico de quatro dias do Serviço de Monitorização da Atmosfera do Copernicus

Questões de saúde

O ozono troposférico afeta a saúde humana ao prejudicar a função respiratória e cardiovascular, o que leva a mais admissões hospitalares, faltas à escola e ao trabalho, uso de medicamentos e até mortalidade prematura. A exposição a curto prazo ao ozono está associada a sintomas respiratórios, redução da função pulmonar e inflamação das vias respiratórias; exposição prolongada com asma agravada e aumento da incidência de acidentes vasculares cerebrais. Contrariamente aos impactos negativos do ozono troposférico ou troposférico – o ozono que respiramos – o ozono estratosférico é benéfico para a saúde humana ao bloquear a radiação UV.

Efeitos observados

Formação de ozono troposférico e sua sensibilidade meteorológica

O ozono superficial (O₃₎é um poluente secundário produzido na atmosfera na presença da luz solar e de precursores químicos. Os principais precursores do ozono são os óxidos de azoto (NOx) e os compostos orgânicos voláteis (COV), que provêm principalmente de atividades de transporte e industriais que estão amplamente associadas às zonas urbanas. O monóxido de carbono (CO) e o metano (CH₄₎emitidos por fontes residenciais e agrícolas tendem a desempenhar um papel menor na formação de ozono. Os precursores de ozono também podem ter uma origem natural, como as emissões biogénicas de COV, as emissões de NOx no solo, as emissões de CO provenientes de incêndios florestais e as emissões de metano da biosfera (Cooper et al., 2014; Monks et al., 2015).

As concentrações máximas de ozono ocorrem geralmente a dezenas de quilómetros das zonas urbanas onde se encontram as principais fontes de precursores de ozono, ao contrário de outros poluentes atmosféricos (como as partículas em suspensão e o dióxido de azoto) que se concentram em grande medida nas cidades. Uma vez que a formação fotoquímica do ozono demora várias horas, os ventos podem transportar a pluma de poluição antes da formação do ozono. Além disso, certas espécies de NOx degradam o ozono em condições específicas (ou seja, perto das fontes de emissão, à noite ou no inverno), o que resulta em concentrações geralmente mais baixas de ozono nos centros urbanos onde o NOx é emitido. Uma vez formado, o ozono pode ser mantido na atmosfera durante dias a semanas, muitas vezes passando por transporte de longo alcance ou transfronteiriço. No entanto, também nas zonas urbanas - e particularmente suburbanas - podem observar-se níveis elevados de ozono.

Uma vez que a produção de ozono requer radiação solar, as concentrações de ozono atingem normalmente um máximo diário algumas horas após o meio-dia. As concentrações também seguem um ciclo sazonal pronunciado que, na Europa, atinge o pico entre o início da primavera e o final do verão. A dependência da luz solar torna o ozono muito sensível à variabilidade meteorológica e climática. A flutuação do ozono de um ano para o outro depende em grande parte do quão quente e seco é o verão; ondas de calor intensas podem conduzir a valores máximos de ozono. A relação com a luz solar significa que o sul da Europa tende a ter concentrações de ozono mais elevadas do que o norte da Europa (AEA,2022a).

Concentrações e exposição da população

Verificou-se que as concentrações anuais de ozono aumentaram ligeiramente na Europa entre 2005 e 2019, ao passo que os picos de ozono mais elevados diminuíram (Solberg et al., 2022). Em 2020, apenas 19 % de todas as estações de monitorização do ozono troposférico em toda a Europa alcançaram o objetivo a longo prazo estabelecido na Diretiva Qualidade do Ar Ambiente de 2008, segundo o qual a média diária máxima de oito horas não pode exceder 120 microgramas por metro cúbico (μg/m3)num ano civil. Em toda a Europa, 21 países, incluindo 15 Estados-Membros da UE, registaram concentrações de ozono superiores ao valor-alvo da UE para a proteção da saúde humana (média diária máxima de oito horas de 120 μg/m3)(AEA, 2022a). A percentagem da população exposta ao ozono superficial acima dos níveis-alvo da UE flutuou entre um pico de 64 % em 2003 e 9 % em 2014 (AEA,2022b). A percentagem da população exposta a concentrações superiores ao valor indicativo de curto prazo da OMS de 2021 (média diária máxima de oito horas de 100 μg/m3)flutuou entre 93 % e 98 % no período 2013-2020, sem tendência decrescente ao longo do tempo.

Impactos na saúde

Altos níveis de ozono causam problemas respiratórios, desencadeiam asma, reduzem a função pulmonar e causam doenças pulmonares (OMS, 2008). Em 2019, 12 253 pessoas em 23 países europeus foram hospitalizadas com doenças respiratórias causadas ou exacerbadas pela exposição aguda ao ozono. Os encargos com a mortalidade e a morbilidade causadas pela exposição aos níveis de ozono são normalmente mais baixos nos países do Norte da Europa em comparação com o resto da Europa (AEA,2022a). Em 2020, estima-se que 24 000 pessoas nos 27 Estados-Membros da UE tenham morrido prematuramente devido à exposição aguda ao ozono acima de 70 μg/m3. Os países com as taxas de mortalidade mais elevadas em 2020 devido à exposição ao ozono foram a Albânia, o Montenegro, a Grécia, a Bósnia-Herzegovina e a Macedónia do Norte, por ordem decrescente (AEA,2022a). Desde 2005, não se verificou uma tendência específica da mortalidade relacionada com o ozono troposférico e a variabilidade anual depende principalmente das temperaturas estivais (Solberg et al., 2022).

Para além dos efeitos diretos na saúde, o ozono superficial é absorvido através dos estomas das plantas e pode ter um impacto negativo nas culturas e no rendimento florestal, o que afeta o abastecimento alimentar. Estima-se que o rendimento do trigo na Europa tenha diminuído até 9 % em 2019. Em termos de perdas económicas, perderam-se 1,4 mil milhões de EUR em 35 países (AEA,2022c).

Efeitos previstos

Futuras concentrações de ozono troposférico

A variabilidade anual das concentrações de ozono e os seus valores máximos são afetados de forma complexa pelas alterações atuais e futuras dos principais parâmetros atmosféricos (quadro 1). Uma maior probabilidade de vagas de calor conduzirá provavelmente a um aumento dos picos de concentração de ozono ao nível do solo. O aumento da radiação solar e as temperaturas de verão também acelerarão o processo químico de formação de ozono. As emissões de COV (precursor do ozono) serão aumentadas por verões mais quentes (Langner et al., 2012), mas também reduzidas por níveis mais elevados de CO₂ na atmosfera (Szopa et al., 2021). Os incêndios florestais mais frequentes no verão funcionarão como fonte de emissões de COV e de CO (Parrington et al., 2013). A remoção do ozono da atmosfera através da absorção pela vegetação – ela própria prejudicial para as plantas – pode ser reduzida pelo calor e pelo stress hídrico nas plantas (Szopa et al., 2021). Ao mesmo tempo, o aumento da humidade aumentará a destruição do ozono em zonas com baixo teor de NOx, como as zonas marítimas da Escandinávia (Colette et al., 2015).

Quadro 1: Seleção de parâmetros meteorológicos suscetíveis de aumentar no contexto das futuras alterações climáticas e do seu impacto nos níveis de ozono

^{Fonte: Adaptado de Jacob and Winner (2009), The Royal Society (2008) e Lin et al. (2020)}

Prevê-se que as futuras alterações climáticas aumentem as concentrações de ozono, mas este aumento não deverá exceder 5 μg/m3 no máximo diário até meados do século e, por conseguinte, será provavelmente compensado por reduções nos níveis de ozono devido a futuras reduções planeadas das emissões de precursores de ozono. No entanto, as projecções do final do século sugerem um aumento de até 8 μg/m3 nas concentrações de ozono. As reduções são projetadas apenas nas áreas oceânicas e mais setentrionais (ilhas britânicas, países escandinavos e bálticos) (Figura 1).

Figura 1. Mudanças futuras modelizadas nas concentrações de ozono troposférico durante o verão (máximos diários) na Europa em meados do século (esquerda) e no final do século (direita). Fonte: ETC/ACM (2015)

Impactos na saúde

Prevê-se que a mortalidade relacionada com a exposição aguda ao ozono aumente devido às alterações climáticas até 2050, especialmente na Europa Central e Meridional (Orru et al., 2019; Selin et al., 2009). Geels et al. (2015) estimou que as alterações climáticas, por si só, conduzirão a um aumento de 15 % do número total de mortes prematuras agudas relacionadas com o ozono na Europa na década de 2080, no âmbito do cenário climático RCP 4.5. As perdas líquidas de bem-estar económico (incluindo os custos de mortalidade e as perdas de lazer) devidas aos impactos na saúde relacionados com o ozono decorrentes das alterações climáticas e das emissões precursoras poderão acumular-se até 9,1 mil milhões de EUR entre 2000 e 2050. O efeito sobre os custos das alterações previstas nas emissões ultrapassaria largamente o impacto climático (Selin et al., 2009).

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Monitorização, metas e avisos

Nos termos da Diretiva Qualidade do Ar Ambiente de 2008, os Estados-Membros europeus são responsáveis pela monitorização e comunicação de dados sobre o ozono troposférico à Agência Europeia do Ambiente. A monitorização das concentrações horárias de ozono é realizada em quase 2000 estações em toda a Europa, incluindo estações rurais, suburbanas e urbanas de fundo, para documentar a exposição da população. As concentrações de ozono são também medidas em estações industriais e de tráfego, localizadas na proximidade imediata de uma estrada principal ou de uma zona/fonte industrial.

A Diretiva Qualidade do Ar Ambiente de 2008 estabelece um valor-alvo e um valor objetivo a longo prazo para o ozono tendo em vista a proteção da saúde humana. O quadro 2 apresenta uma panorâmica das normas jurídicas relativas ao ozono troposférico estabelecidas na diretiva para proteger a saúde humana e o ambiente.

Quadro 2 : Panorâmica dos limiares, valores-alvo e objectivos a longo prazo para o ozono troposférico atmosférico

^{* AOT40 (μg/m3 x horas) é a soma da diferença entre concentrações horárias superiores a 80 μg/m3 e 80 μg/m3 durante um determinado período, utilizando apenas os valores horários medidos diariamente entre as 8h00 e as 20h00, hora da Europa Central (CET).}

A Diretiva Qualidade do Ar Ambiente de 2008 também inclui obrigações regulamentares de informar a população sobre concentrações elevadas de ozono troposférico (quadro 2). O limiar de informação reflete um «nível acima do qual existe um risco para a saúde humana decorrente de uma exposição de curta duração para grupos particularmente sensíveis da população». Quando o limiar é excedido, as autoridades nacionais são obrigadas a informar o público. O limiar de alerta reflete um «nível acima do qual existe um risco para a saúde humana decorrente de uma breve exposição para a população em geral». As autoridades nacionais são obrigadas a informar o público, a prestar aconselhamento e a aplicar planos de ação a curto prazo sempre que este limiar seja excedido. A superação de ambos os limiares deve ser comunicada pelos Estados-Membros à Comissão Europeia.

As informações sobre as concentrações anuais de ozono estão disponíveis no visualizador de estatísticas sobre a qualidade do ar da AEA. Estão disponíveis informações atualizadas sobre a qualidade do ar no visualizador de qualidade do ar UTD da AEA e através do Índice Europeu de Qualidade do Ar. O Serviço de Monitorização da Atmosfera do Copernicus fornece uma previsão de quatro dias das concentrações de ozono troposférico. Em vários países europeus, os níveis de concentração de ozono estão incluídos nos planos de acção em matéria de saúde pelo calor. Ver um exemplo da Bélgica aqui.

Reduções da concentração

Em 2021, a Organização Mundial da Saúde (OMS) publicou novas orientações sobre a qualidade do ar para proteger a saúde humana, atualizando as orientações sobre a qualidade do ar de 2005 com base numa revisão sistemática dos dados científicos mais recentes sobre a forma como a poluição atmosférica prejudica a saúde humana. Em outubro de 2022, a Comissão Europeia publicou uma proposta de revisão da Diretiva Qualidade do Ar Ambiente, que alinha mais estreitamente as normas de qualidade do ar da UE com as recomendações da OMS de 2021 e introduz valores-limite para todos os poluentes atmosféricos atualmente sujeitos a valores-alvo, com exceção do ozono. O ozono está isento desta mudança de valor-alvo para valor-limite devido às características complexas da sua formação na atmosfera, que complicam a tarefa de avaliar a viabilidade do cumprimento de valores-limite rigorosos.

O impacto das alterações climáticas que agravam a formação de ozono pode compensar parcialmente os esforços para reduzir as emissões de precursores de ozono. Trata-se da chamada sanção climática relativa ao ozono. Compensar esta sanção climática no continente europeu exigiria medidas de atenuação ambiciosas (redução de 30 a 50 % das emissões de NOx e COV). A longo prazo, a redução das emissões de metano pode também reduzir eficazmente a formação de ozono. Uma vez que o metano é também um importante gás com efeito de estufa, a sua redução também beneficia a atenuação das alterações climáticas (PNUA, 2021; JRC, 2018).

Referências

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• Colette, A. et al., 2015, Is the ozone climate penalty robust in Europe?, Environmental Research Letters 10(8), 084015. https://doi.org/10.1088/1748-9326/10/8/084015 (não traduzido para português).
• Cooper, O.R. et al., 2014, «Global distribution and trends of tropospheric ozone: Uma revisão baseada em observações, Elementa 2, 000029. https://doi.org/10.12952/journal.elementa.000029
• AEA, 2022a, «Air quality in Europe 2022» [Qualidade do ar na Europa 2022], nota informativa n.o 05/2022. Relatório Web da Agência Europeia do Ambiente
• AEA, 2022b, Exceedance of air quality standards in Europe [Excedência das normas de qualidade do ar na Europa]. Agência Europeia do Ambiente
• AEA, 2022c, Impacts of air pollution on ecosystems [Impactos da poluição atmosférica nos ecossistemas], relatório Web da Agência Europeia do Ambiente.
• ETC/ACM, 2015, Modelled future change in surface summertime ozone concentrations [Alteração futura modelizada das concentrações superficiais de ozono durante o verão]
• Geels, C. et al., 2015, Future premature mortality due to air pollution in Europe–sensitivity to changes in climate, anthropogenic emissions, population and building stock, International Journal of Environmental Research and Public Health 12, 2837-2869 (não traduzido para português). https://doi.org/10.3390/ijerph120302837.
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• JRC, 2018, Global trends of methane emissions and their impacts on ozone concentrations [Tendências globais das emissões de metano e os seus impactos nas concentrações de ozono], Centro Comum de Investigação, Comissão Europeia.
• Langner, J., et al., 2012, A multi-model study of impacts of climate change on surface ozone in Europe, Atmospheric Chemistry and Physics 12, 10423-10440 (não traduzido para português). https://doi.org/10.5194/acp-12-10423-2012.
• Lin, M. et al., 2020, Vegetation feedbacks during drought exacerbate ozone air pollution extremes in Europe (não traduzido para português), Nature Climate Change 10, 444-451. https://doi.org/10.1038/s41558-020-0743-y.
• Monks, P.S., et al., 2015, Tropospheric ozone and its precursors from the urban to the global scale from air quality to short-lived climate forcer, Atmospheric Chemistry and Physics 15, 8889-8973 (não traduzido para português). https://doi.org/10.5194/acp-15-8889-2015.
• Orru, H., et al., 2019, Ozone and heat-related mortality in Europe in 2050 significant affected by changes in climate, population and greenhouse gas emission [Ozono e mortalidade relacionada com o calor na Europa em 2050 significativamente afetados por alterações no clima, na população e nas emissões de gases com efeito de estufa], Environmental Research Letters 14, 074013 https://doi.org/10.1088/1748-9326/ab1cd9
• Parrington, M., et al., 2013, Ozone photochemistry in boreal biomass burning plumes, Atmospheric Chemistry and Physics 13, 7321-7341. https://doi.org/10.5194/acp-13-7321-2013 (não traduzido para português).
• Selin, N.E., et al., 2009, Global health and economic impacts of future ozone pollution, Environmental Research Letters 4, 044014 (não traduzido para português). https://doi.org/10.1088/1748-9326/4/4/044014.
• Solberg, S., et al., 2021, Long-term trends of air pollutants at national level 2005-2019 [Tendências a longo prazo dos poluentes atmosféricos a nível nacional 2005-2019], Relatório ETC/ATNI 9/2021.
• Szopa, S., et al., 2021, Short-Lived Climate Forcers (não traduzido para português). Em: Masson-Delmotte V. et al., 2021, Climate Change 2021: A base da ciência física. Contributo do Grupo de Trabalho I para o Sexto Relatório de Avaliação do Painel Intergovernamental sobre as Alterações Climáticas.
• The Royal Society, 2008, Ground-level ozone in the 21st century [Ozono troposférico no século XXI: Future trends, impacts and policy implications,The Royal Society Policy Document (não traduzido para português).
• PNUA, 2021, Avaliação Global do Metano: Benefícios e custos da atenuação das emissõesde metano. CCAC do PNUA
• OMS Europa, 2008, «Health Risks of Ozone from Long-range Transboundary Air Pollution» [Riscos do ozono para a saúde decorrentes da poluição atmosférica transfronteiras a longa distância]. Gabinete Regional da Organização Mundial da Saúde para a Europa