Ozono troposférico

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 têm origem principalmente nos transportes e nas atividades 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 podem também 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 provenientes da biosfera (Cooper et al., 2014; Monks et al., 2015).

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

As concentrações máximas de ozono ocorrem geralmente a dezenas de quilómetros das zonas urbanas onde se encontram as principais fontes de precursores do 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. Como 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 geralmente em concentrações mais baixas de ozono nos centros das cidades onde o NOx é emitido. Uma vez formado, o ozono pode ser mantido na atmosfera durante dias a semanas, muitas vezes através de 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 picos 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 medida, de quão quente e seco é o verão; as 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, enquanto 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 atingiram 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 acima do valor das orientações a curto prazo da OMS de 2021 (a 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. O peso da mortalidade e morbilidade causadas pela exposição aos níveis de ozono é tipicamente mais baixo 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 a uma exposição aguda ao ozono superior a 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 na mortalidade relacionada com o ozono troposférico e a variabilidade anual depende principalmente das temperaturas estivais (Solberg et al., 2022).

Além dos efeitos diretos para a saúde, o ozono superficial é absorvido através dos estomas das plantas e pode afetar negativamente os rendimentos das culturas e da silvicultura, o que afeta o abastecimento alimentar. Estima-se que o rendimento do trigo na Europa tenha sido reduzido 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 dos seus valores máximos é afectada de forma complexa pelas alterações actuais e futuras dos principais parâmetros atmosféricos (quadro 1). Maior probabilidade de ondas de calor provavelmente levará a aumentos nos picos de concentração de ozono ao nível do solo. O aumento da radiação solar e das temperaturas no verão também acelerará o processo químico de formação de ozono. As emissões de COV (o 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). Incêndios florestais mais frequentes durante o verão funcionarão como fonte de emissões de COV e CO (Parrington et al., 2013). A remoção do ozono da atmosfera através da absorção pela vegetação – por si só 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 na Escandinávia (Colette et al., 2015).

Quadro 1: Seleção dos parâmetros meteorológicos suscetíveis de aumentar no contexto das futuras alterações climáticas e respetivo 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 dos 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. Prevêem-se diminuições apenas nas zonas oceânicas e mais setentrionais (ilhas britânicas, países escandinavos e países bálticos) (figura 1).

Evolução futura modelizada das concentrações de ozono troposférico durante o verão (máximo diário) na Europa em meados do século (à esquerda) e no final do século (à direita).

_{Fonte: CTE/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, por si só, as alterações climáticas 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 do PCR 4.5. As perdas líquidas de bem-estar económico (incluindo os custos de mortalidade e as perdas de lazer) devido aos impactos na saúde relacionados com o ozono decorrentes das alterações climáticas e das emissões de precursores poderão acumular-se para 9,1 mil milhões de EUR entre 2000 e 2050. O efeito nos custos das alterações previstas nas emissões ultrapassaria largamente o impacto climático (Selin et al., 2009).

Respostas políticas

Monitorização, metas e avisos

Nos termos da Diretiva Qualidade do Ar Ambiente de 2008, os Estados-Membros 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 com vista à proteção da saúde humana. O quadro 2 apresenta uma panorâmica das normas jurídicas para o ozono troposférico estabelecidas na diretiva para proteger a saúde humana e ambiental.

Quadro 2: Panorâmica dos limiares e valores-alvo e dos objetivos 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 de 1 hora medidos diariamente entre as 8h00 e as 20h00 (hora da Europa Central).}

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 breve para setores 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 exposição breve para a população em geral». As autoridades nacionais são obrigadas a informar o público, a prestar aconselhamento e a executar 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 UTD da qualidade do ar da AEA e através do índice europeu de qualidade do ar. O Serviço de Monitorização da Atmosfera Copernicus fornece uma previsão de 4 dias das concentrações de ozono troposférico. Em vários países europeus, os níveis de concentração de ozono estão incluídos nos planos de acção para a saúde térmica. Ver um exemplo da Bélgica aqui.

Reduções de 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 alteração do valor-alvo para o 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 poderia compensar parcialmente os esforços para reduzir as emissões de precursores do ozono. Trata-se da chamada «penalidade climática pelo ozono». Compensar esta sanção climática em relação ao continente europeu exigiria medidas de atenuação ambiciosas (reduções de 30 % a 50 % nas emissões de NOx e COV). A longo prazo, as reduções das emissões de metano podem também reduzir de forma eficiente 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).