Avaliação da influência das emissões biogênicas na qualidade do ar: estudo de caso para uma região tropical urbanizada

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Thayná Vervloet Gomes
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/58266
Resumo: As fontes de poluição atmosférica podem ser classificadas em antropogênicas e biogênicas, sendo as últimas compostas por emissões provenientes da vegetação, do solo, dos oceanos, entre outros. Nesse contexto, a vegetação apresenta relevância significativa pois emite uma variedade de poluentes, com destaque para os compostos orgânicos voláteis de origem biogênica (COVBs), que possuem importante papel na química atmosférica, pois contribuem para a formação de poluentes secundários, como ozônio (O3) e aerossol orgânico secundário (AOS). Assim, este estudo tem como objetivo geral avaliar a influência das emissões biogênicas na qualidade do ar, utilizando o modelo MEGAN (Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature) juntamente com os modelos WRF-SMOKE-CMAQ. O presente trabalho foi desenvolvido para a Região da Grande Vitória (RGV), para o período de agosto de 2010. Este estudo desenvolveu, ainda, uma ferramenta computacional que possibilita o uso dos dados de Tipos Funcionais de Plantas e Índice de Área Foliar disponíveis nos resultados do modelo meteorológico como entrada do modelo MEGAN, permitindo o uso da mesma base de dados de superfície em todas as etapas da modelagem. A avaliação da qualidade do ar e da influência das emissões de COVBs foi realizada por meio de simulações com o modelo de qualidade do ar CMAQ para 3 condições: caso base, sem emissões biogênicas, e sem emissões antropogênicas. Os resultados do modelo meteorológico WRF indicaram boa correlação com os valores medidos em 3 estações da região. Já o modelo MEGAN indicou que as emissões de COVBs com maior contribuição percentual são o isopreno e terpenos, com 74% e 25% das emissões totais, respectivamente. A modelagem de qualidade do ar foi a base para a avaliação da formação de O3 e AOS. Os resultados indicaram que, para a RGV, as concentrações de O3 são menores nas regiões de alta concentração de NOX, o que ocorre em função da participação desses compostos nas reações de formação e destruição de O3. Além disso, a concentração horária de O3 estimada foi comparada com dados observados, em que se verificou que a simulação subestima os picos de concentração de O3, para a maior parte do tempo. Já para o AOS, observou-se que na RGV a contribuição das emissões biogênicas em sua formação é superior em até uma ordem de grandeza se comparada à participação das emissões antropogênicas. O presente trabalho ressalta a importância da inclusão da estimativa de COVBs em todas as simulações de qualidade do ar, inclusive para a RGV.
id UFMG_da82c35bd5c5dcf2efa9e3bf0f97ca21
oai_identifier_str oai:repositorio.ufmg.br:1843/58266
network_acronym_str UFMG
network_name_str Repositório Institucional da UFMG
repository_id_str
spelling Taciana Toledo de Almeida Albuquerquehttp://lattes.cnpq.br/1339985577872129Erick Giovani Sperandio NascimentoGustavo Ferreira SimõesDavidson Martins Moreirahttp://lattes.cnpq.br/3524800228001362Thayná Vervloet Gomes2023-08-25T20:03:46Z2023-08-25T20:03:46Z2020-03-27http://hdl.handle.net/1843/58266As fontes de poluição atmosférica podem ser classificadas em antropogênicas e biogênicas, sendo as últimas compostas por emissões provenientes da vegetação, do solo, dos oceanos, entre outros. Nesse contexto, a vegetação apresenta relevância significativa pois emite uma variedade de poluentes, com destaque para os compostos orgânicos voláteis de origem biogênica (COVBs), que possuem importante papel na química atmosférica, pois contribuem para a formação de poluentes secundários, como ozônio (O3) e aerossol orgânico secundário (AOS). Assim, este estudo tem como objetivo geral avaliar a influência das emissões biogênicas na qualidade do ar, utilizando o modelo MEGAN (Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature) juntamente com os modelos WRF-SMOKE-CMAQ. O presente trabalho foi desenvolvido para a Região da Grande Vitória (RGV), para o período de agosto de 2010. Este estudo desenvolveu, ainda, uma ferramenta computacional que possibilita o uso dos dados de Tipos Funcionais de Plantas e Índice de Área Foliar disponíveis nos resultados do modelo meteorológico como entrada do modelo MEGAN, permitindo o uso da mesma base de dados de superfície em todas as etapas da modelagem. A avaliação da qualidade do ar e da influência das emissões de COVBs foi realizada por meio de simulações com o modelo de qualidade do ar CMAQ para 3 condições: caso base, sem emissões biogênicas, e sem emissões antropogênicas. Os resultados do modelo meteorológico WRF indicaram boa correlação com os valores medidos em 3 estações da região. Já o modelo MEGAN indicou que as emissões de COVBs com maior contribuição percentual são o isopreno e terpenos, com 74% e 25% das emissões totais, respectivamente. A modelagem de qualidade do ar foi a base para a avaliação da formação de O3 e AOS. Os resultados indicaram que, para a RGV, as concentrações de O3 são menores nas regiões de alta concentração de NOX, o que ocorre em função da participação desses compostos nas reações de formação e destruição de O3. Além disso, a concentração horária de O3 estimada foi comparada com dados observados, em que se verificou que a simulação subestima os picos de concentração de O3, para a maior parte do tempo. Já para o AOS, observou-se que na RGV a contribuição das emissões biogênicas em sua formação é superior em até uma ordem de grandeza se comparada à participação das emissões antropogênicas. O presente trabalho ressalta a importância da inclusão da estimativa de COVBs em todas as simulações de qualidade do ar, inclusive para a RGV.The sources of atmospheric pollution can be classified as anthropogenic and biogenic; the latter being composed of emissions from vegetation, soil, oceans, among others. In this context, vegetation has significant relevance because it emits a variety of pollutants, and the biogenic volatile organic compounds (BVOCs) stand out, because these species play an important role in atmospheric chemistry, as they contribute to the formation of secondary pollutants, such as ozone (O3 ) and secondary organic aerosol (SOA). Thus, this study aims to evaluate the influence of biogenic emissions on air quality, using MEGAN model (Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature) together with the WRF-SMOKE-CMAQ system. The present work was developed for the Greater Vitória Region (RGV), for the period of August 2010. This study also developed a computational tool that allows the use of Plant Functional Types and Leaf Area Index data available in meteorological model results as input to run MEGAN model, granting the use of the same surface database in all modeling stages. The evaluation of air quality and the influence of BVOCs emissions was carried out through simulations with the CMAQ air quality model for 3 conditions: base case, without biogenic emissions, and without anthropogenic emissions. The results of the WRF meteorological model indicated a good correlation with the values measured at 3 stations in the region. The MEGAN model indicated that the BVOCs emissions with the highest percentage contribution are isoprene and terpenes, with 74% and 25% of total emissions, respectively. Air quality modeling was the basis for assessing the formation of O3 and AOS. The results indicated that, for RGV, O3 concentrations are lower in regions of high NOX concentration, which occurs due to the participation of these compounds in the O3 formation and destruction reactions. In addition, the estimated hourly O3 concentration was compared with observed data, in which it was found that the simulation underestimates O3 peak concentrations for most of the time. The results for SOA indicated that, in RGV, the contribution of biogenic emissions in its formation is higher by up to an order of magnitude compared to anthropogenic emissions participation. The present work emphasizes the importance of including the estimation of COVBs in all air quality simulations, including for RGV.porUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos HídricosUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTALhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia sanitáriaMeio ambienteSolo - UsoOzônioAr - QualidadeEmissões biogênicasUso do soloTipos funcionais de plantasÍndice de área foliarOzônioAvaliação da influência das emissões biogênicas na qualidade do ar: estudo de caso para uma região tropical urbanizadainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/58266/2/license_rdfcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD52ORIGINALAVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DAS EMISSÕES BIOGÊNICAS NA QUALIDADE DO AR ESTUDO DE CASO PARA UMA REGIÃO TROPICAL URBANIZADA.pdfAVALIAÇÃO DA INFLUÊNCIA DAS EMISSÕES BIOGÊNICAS NA QUALIDADE DO AR ESTUDO DE CASO PARA UMA REGIÃO TROPICAL URBANIZADA.pdfapplication/pdf5868103https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/58266/4/AVALIA%c3%87%c3%83O%20DA%20INFLU%c3%8aNCIA%20DAS%20EMISS%c3%95ES%20BIOG%c3%8aNICAS%20NA%20QUALIDADE%20DO%20AR%20ESTUDO%20DE%20CASO%20PARA%20UMA%20REGI%c3%83O%20TROPICAL%20URBANIZADA.pdfd360344339862bc547a3401c902cfa1dMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/58266/5/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD551843/582662023-08-29 09:55:11.416oai:repositorio.ufmg.br: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ório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2023-08-29T12:55:11Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Avaliação da influência das emissões biogênicas na qualidade do ar: estudo de caso para uma região tropical urbanizada
title Avaliação da influência das emissões biogênicas na qualidade do ar: estudo de caso para uma região tropical urbanizada
spellingShingle Avaliação da influência das emissões biogênicas na qualidade do ar: estudo de caso para uma região tropical urbanizada
Thayná Vervloet Gomes
Emissões biogênicas
Uso do solo
Tipos funcionais de plantas
Índice de área foliar
Ozônio
Engenharia sanitária
Meio ambiente
Solo - Uso
Ozônio
Ar - Qualidade
title_short Avaliação da influência das emissões biogênicas na qualidade do ar: estudo de caso para uma região tropical urbanizada
title_full Avaliação da influência das emissões biogênicas na qualidade do ar: estudo de caso para uma região tropical urbanizada
title_fullStr Avaliação da influência das emissões biogênicas na qualidade do ar: estudo de caso para uma região tropical urbanizada
title_full_unstemmed Avaliação da influência das emissões biogênicas na qualidade do ar: estudo de caso para uma região tropical urbanizada
title_sort Avaliação da influência das emissões biogênicas na qualidade do ar: estudo de caso para uma região tropical urbanizada
author Thayná Vervloet Gomes
author_facet Thayná Vervloet Gomes
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Taciana Toledo de Almeida Albuquerque
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1339985577872129
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Erick Giovani Sperandio Nascimento
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Gustavo Ferreira Simões
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Davidson Martins Moreira
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/3524800228001362
dc.contributor.author.fl_str_mv Thayná Vervloet Gomes
contributor_str_mv Taciana Toledo de Almeida Albuquerque
Erick Giovani Sperandio Nascimento
Gustavo Ferreira Simões
Davidson Martins Moreira
dc.subject.por.fl_str_mv Emissões biogênicas
Uso do solo
Tipos funcionais de plantas
Índice de área foliar
Ozônio
topic Emissões biogênicas
Uso do solo
Tipos funcionais de plantas
Índice de área foliar
Ozônio
Engenharia sanitária
Meio ambiente
Solo - Uso
Ozônio
Ar - Qualidade
dc.subject.other.pt_BR.fl_str_mv Engenharia sanitária
Meio ambiente
Solo - Uso
Ozônio
Ar - Qualidade
description As fontes de poluição atmosférica podem ser classificadas em antropogênicas e biogênicas, sendo as últimas compostas por emissões provenientes da vegetação, do solo, dos oceanos, entre outros. Nesse contexto, a vegetação apresenta relevância significativa pois emite uma variedade de poluentes, com destaque para os compostos orgânicos voláteis de origem biogênica (COVBs), que possuem importante papel na química atmosférica, pois contribuem para a formação de poluentes secundários, como ozônio (O3) e aerossol orgânico secundário (AOS). Assim, este estudo tem como objetivo geral avaliar a influência das emissões biogênicas na qualidade do ar, utilizando o modelo MEGAN (Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature) juntamente com os modelos WRF-SMOKE-CMAQ. O presente trabalho foi desenvolvido para a Região da Grande Vitória (RGV), para o período de agosto de 2010. Este estudo desenvolveu, ainda, uma ferramenta computacional que possibilita o uso dos dados de Tipos Funcionais de Plantas e Índice de Área Foliar disponíveis nos resultados do modelo meteorológico como entrada do modelo MEGAN, permitindo o uso da mesma base de dados de superfície em todas as etapas da modelagem. A avaliação da qualidade do ar e da influência das emissões de COVBs foi realizada por meio de simulações com o modelo de qualidade do ar CMAQ para 3 condições: caso base, sem emissões biogênicas, e sem emissões antropogênicas. Os resultados do modelo meteorológico WRF indicaram boa correlação com os valores medidos em 3 estações da região. Já o modelo MEGAN indicou que as emissões de COVBs com maior contribuição percentual são o isopreno e terpenos, com 74% e 25% das emissões totais, respectivamente. A modelagem de qualidade do ar foi a base para a avaliação da formação de O3 e AOS. Os resultados indicaram que, para a RGV, as concentrações de O3 são menores nas regiões de alta concentração de NOX, o que ocorre em função da participação desses compostos nas reações de formação e destruição de O3. Além disso, a concentração horária de O3 estimada foi comparada com dados observados, em que se verificou que a simulação subestima os picos de concentração de O3, para a maior parte do tempo. Já para o AOS, observou-se que na RGV a contribuição das emissões biogênicas em sua formação é superior em até uma ordem de grandeza se comparada à participação das emissões antropogênicas. O presente trabalho ressalta a importância da inclusão da estimativa de COVBs em todas as simulações de qualidade do ar, inclusive para a RGV.
publishDate 2020
dc.date.issued.fl_str_mv 2020-03-27
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2023-08-25T20:03:46Z
dc.date.available.fl_str_mv 2023-08-25T20:03:46Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/1843/58266
url http://hdl.handle.net/1843/58266
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Minas Gerais
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFMG
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITÁRIA E AMBIENTAL
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Minas Gerais
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFMG
instname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
instname_str Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron_str UFMG
institution UFMG
reponame_str Repositório Institucional da UFMG
collection Repositório Institucional da UFMG
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/58266/2/license_rdf
https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/58266/4/AVALIA%c3%87%c3%83O%20DA%20INFLU%c3%8aNCIA%20DAS%20EMISS%c3%95ES%20BIOG%c3%8aNICAS%20NA%20QUALIDADE%20DO%20AR%20ESTUDO%20DE%20CASO%20PARA%20UMA%20REGI%c3%83O%20TROPICAL%20URBANIZADA.pdf
https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/58266/5/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv cfd6801dba008cb6adbd9838b81582ab
d360344339862bc547a3401c902cfa1d
cda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1803589568600997888