Desenvolvimento de instrumentos de baixo custo e aplicação de métodos analíticos para monitoramento de poluentes atmosféricos em Uberlândia-MG

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Sousa, Danielle da Silva
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37017
http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.56
Resumo: Adverse effects resulting from air pollution cause major impacts on the environment, health, safety, and well-being of society. According to data from the State of Global Air, gaseous pollutants - such as ozone (O3) and nitrogen dioxide (NO2) - are considered to have a great effect on human health. The monitoring of atmospheric pollutants is carried out by fixed air quality stations that contain high-cost instruments, which reduces the number of units spread across the Brazilian territory. This work presents the development of low-cost methods and instruments for the quantification of O3 and NO2 gases using different strategies. The first method uses passive sampling and paper filters impregnated with indigotrisulfonate dye for indirect O3 collection and quantification. The reaction between indigo and O3 causes a decrease in absorbance proportional to the amount of O3 present in atmospheric air. The sets of samplers were positioned at four strategic points in the city of Uberlândia with a sampling time of 8 hours, carried out with a frequency of 2 or 3 weeks for 10 months. The second part of the work involved the development of an IoT (Internet of Things) analytical platform for hourly quantification of O3 and NO2 using active sampling. The instrument used a mini pump to suck air and direct it to two flasks, one containing 800 μL of indigotrisulfonate and the other 800 μL of Griess-Saltzman reagent solutions for quantification of O3 and NO2, respectively. All peripherals were operated using an Arduino Uno microcontroller, enabling automation and data transmission of results. The transmittance/absorbance was measured using a specific LED and a digital light sensor (TSL2591) allowing us to obtain the analytical signal immediately after the sampling time. The obtained results were validated with the official data from the CETESB monitoring station and showed adequate concordance with the device. The advantages of the two developed methods demonstrate the ease of use, high potential for creating air quality monitoring networks in various parts of the city, providing valuable information about pollutants, and ensuring safety for the population
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The monitoring of atmospheric pollutants is carried out by fixed air quality stations that contain high-cost instruments, which reduces the number of units spread across the Brazilian territory. This work presents the development of low-cost methods and instruments for the quantification of O3 and NO2 gases using different strategies. The first method uses passive sampling and paper filters impregnated with indigotrisulfonate dye for indirect O3 collection and quantification. The reaction between indigo and O3 causes a decrease in absorbance proportional to the amount of O3 present in atmospheric air. The sets of samplers were positioned at four strategic points in the city of Uberlândia with a sampling time of 8 hours, carried out with a frequency of 2 or 3 weeks for 10 months. The second part of the work involved the development of an IoT (Internet of Things) analytical platform for hourly quantification of O3 and NO2 using active sampling. The instrument used a mini pump to suck air and direct it to two flasks, one containing 800 μL of indigotrisulfonate and the other 800 μL of Griess-Saltzman reagent solutions for quantification of O3 and NO2, respectively. All peripherals were operated using an Arduino Uno microcontroller, enabling automation and data transmission of results. The transmittance/absorbance was measured using a specific LED and a digital light sensor (TSL2591) allowing us to obtain the analytical signal immediately after the sampling time. The obtained results were validated with the official data from the CETESB monitoring station and showed adequate concordance with the device. The advantages of the two developed methods demonstrate the ease of use, high potential for creating air quality monitoring networks in various parts of the city, providing valuable information about pollutants, and ensuring safety for the populationCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorDissertação (Mestrado)Efeitos adversos resultantes da poluição atmosférica provocam grandes impactos ao meio-ambiente, saúde, segurança e bem-estar da sociedade. Segundo dados do State of Global Air, os poluentes gasosos - como o ozônio (O3) e dióxido de nitrogênio (NO2) - são considerados de grande efeito à saúde humana. O monitoramento dos poluentes atmosféricos é realizado por estações de qualidade do ar fixas que contém instrumentos de alto custo, o que reduz o número de unidades espalhadas pelo território brasileiro. Este trabalho apresenta o desenvolvimento de métodos e instrumentos de baixo custo para quantificação dos gases O3 e NO2 utilizando diferentes estratégias. O primeiro método utiliza amostragem passiva e filtros de papel impregnados com o corante indigotrissulfonato para coleta e quantificação indireta de O3. A reação entre índigo e O3 provoca a diminuição da absorbância proporcional a quantidade de O3 presente o ar atmosférico. Os conjuntos de amostradores foram posicionados em quatro pontos estratégicos da cidade de Uberlândia com tempo de amostragem de 8 horas, realizada com frequência de 2 ou 3 semanas por um período de 10 meses. A segunda parte do trabalho envolveu o desenvolvimento de uma plataforma analítica IoT (Internet of Things) para quantificação horária de O3 e NO2 utilizando amostragem ativa. O instrumento utilizou uma mini bomba para succionar o ar e direciona-lo a dois frascos, um contendo 800 μL de indigotrissulfonato e outro 800 μL de soluções reagentes de Griess-Saltzman para quantificação de O3 e NO2, respectivamente. Todos os periféricos foram operados por meio de um microcontrolador Arduíno Uno, possibilitando a automação e transmissão de dados dos resultados. A transmitância/absorbância foi medida usando um LED específico e um sensor de luz digital (TSL2591) permitindo a obtenção do sinal analítico de forma imediata após o tempo de amostragem. Os resultados obtidos foram validados com os dados oficiais da estação de monitoramento da CETESB e mostraram uma concordância adequada do dispositivo. As vantagens dos dois métodos desenvolvidos demonstram facilidade de uso, alto potencial para criar redes de monitoramento da qualidade do ar em diversos pontos da cidade, fornecendo informações valiosas sobre poluentes e garantindo segurança à população.Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em QuímicaPetruci, João Flávio da Silveirahttp://lattes.cnpq.br/4196654089462606Richter, Eduardo Mathiashttp://lattes.cnpq.br/0310068697989712Moreira, Renata Pereira Lopeshttp://lattes.cnpq.br/2773378870906771Sousa, Danielle da Silva2023-02-06T19:19:11Z2023-02-06T19:19:11Z2023-01-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSOUSA, Danielle da Silva. Desenvolvimento de instrumentos de baixo custo e aplicação de métodos analíticos para monitoramento de poluentes atmosféricos em Uberlândia-MG. 2023. 68 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.56.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37017http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.56porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2023-02-07T06:17:26Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/37017Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2023-02-07T06:17:26Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false
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