Desenvolvimento de metodologia analítica e de sensoriamento remoto visando analisar os níveis de HPAs em partículas atmosféricas ultrafinas na Região Metropolitana de Porto Alegre

• Autor(a) principal: Agudelo Castañeda, Dayana Milena
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/107001
• topic: Qualidade do ar; Espectrometria; Partículas atmosféricas; Sensoriamento remoto; Porto Alegre, Região Metropolitana de (RS); Air quality; Polycyclic aromatic hydrocarbons; Particulate matter; Particle size distribution; PMF

Nos últimos anos, a deterioração da qualidade do ar urbano devido ao material particulado atmosférico está recebendo atenção significativa e continuamente ameaça a qualidade de vida dos habitantes das áreas urbanas. A poluição do ar pelas partículas atmosféricas nas zonas urbanas é causada principalmente pelas emissões de fontes antropogênicas em sua maioria veiculares. Além disso, a poluição causada por partículas atmosféricas não está apenas relacionada com a sua concentração, mas também com a distribuição dos seus diferentes diâmetros. As partículas na fração estudada, < 1 μm, apresentam maior risco porque podem penetrar nos pulmões, afetam a função alveolar e ocasionam efeitos nocivos na saúde humana. Contudo, as partículas atmosféricas podem carregar diferentes compostos que são tóxicos e/ou cancerígenos, produzindo riscos para a saúde, como os Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos – HPAs. Os HPAs são um grupo de diversos compostos orgânicos complexos, constituídos por carbono e hidrogênio junto com dois ou mais anéis benzênicos condensados. Portanto, foi desenvolvido um procedimento científico apto para estudar material particulado atmosférico < 1 μm (MP1) com a finalidade de analisar quantitativa e qualitativamente os HPAs associados a esta fração, a concentração em número das partículas e a distribuição de tamanho de partículas na Região Metropolitana de Porto Alegre usando técnicas analíticas e de sensoriamento remoto. As amostras foram coletadas em filtros de PTFE nos municípios de Sapucaia do Sul e Canoas, pertencentes à Região Metropolitana de Porto Alegre, usando o amostrador sequencial automático PM162M da Environnement S.A. As amostras foram extraídas utilizando o método EPA TO-13A para analisar 16 HPAs, utilizando um cromatógrafo gasoso acoplado a um espectrômetro de massa (CG-EM). A distribuição do tamanho de partícula nas frações PR1 (0.3-1.0 μm), PR2.5 (1.0-2.5 μm) e PR10 (2.5-10 μm) foi obtida utilizando o analisador de partículas CPM em Sapucaia do Sul. Os dados das concentrações de poluentes atmosféricos relacionados com MP10, óxidos de nitrogênio (NO, NOx, NO2) e ozônio (O3) foram obtidos utilizando os analisadores MP101M, AC32M e O342M da Environnement, respectivamente. Dados das variáveis meteorológicas como velocidade do vento, direção do vento, umidade relativa, radiação solar e temperatura ambiente foram medidos simultaneamente de modo concomitante. Os espectros de emissividade e transmitância, através da espectroscopia no infravermelho, foram obtidos utilizando espectrômetro FTIR D&P e o BOMEM MB-series FTIR-Hartmann & Braun Michelson, respectivamente. A determinação dos resultados usando cromatografia mostraram que no inverno as concentrações de HPAs foram significativamente maiores do que no verão, mostrando assim uma variação sazonal. A identificação das fontes de emissão, aplicando razões diagnóstico, confirmou que os HPAs na área de estudo são originários de fontes móveis, especialmente, das emissões de diesel e da gasolina. A análise por modelo receptor PMF também mostrou a contribuição dessas duas fontes principais, seguido pela combustão de carvão, combustão incompleta/petróleo não queimado e da combustão de madeira. Os fatores tóxicos equivalentes foram calculados para caracterizar o risco de câncer por exposição ao HPA em amostras de MP1, e benzo[a]pireno e dibenzo[ah] antraceno que dominaram os níveis de BaPeq. Com exceção do O3, a análise de tendência do NO, NO2 e NOx mostrou um aumento da concentração destes compostos no inverno. Também a correlação destes poluentes com os parâmetros meteorológicos permitiu evidenciar a influência das fontes móveis na área de estudo. Os resultados das assinaturas espectrais no infravermelho das amostras de MP1 comparando com os padrões e com outros trabalhos mostraram que o maior número de bandas de fortes intensidades ocorreu na região espectral de 680-900 cm-1, devido às deformações angulares CC fora do plano e deformações angulares CH fora do plano dos HPAs. Bandas de média intensidade na região de 2900-3050 cm-1, também foram observadas devido ao estiramento CH, característico de compostos aromáticos. A presente pesquisa foi o ponto de partida para obter um banco de dados das concentrações de HPAs associados à fração MP1 e dos poluentes NOx/NO2/NO/MP10/O3; caracterizar a distribuição de tamanho de partículas atmosféricas, que são de grande importância e preocupação atual; avaliar a sua variação sazonal e sua relação com as condições meteorológicas usando técnicas estatísticas; e aprofundar o conhecimento do comportamento espectral dos HPAs, poluentes cancerígenos e mutagênicos, presentes no material particulado atmosférico na fração fina e ultrafina.