André Araújo Bürger. Abril/2018 1

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1 09 André Araújo Bürger Abril/2018 1

2 Desmatamento (x1000km²/ano) A região amazônica Maior floresta tropical da Terra; Complexa biodiversidade; Reservatório global de carbono (470 GtonC); Estação chuvosa (dezembro a maio): Alta taxa de precipitação; Concentração de partículas da ordem dos níveis préindustriais; Estação seca (junho a novembro): Menor taxa de precipitação; Mudança do uso do solo realizadas através de queimadas; Desmatamento da Amazônia Imazon PRODES- INPE 2

3 Aerossóis Atmosféricos Partículas sólidas ou líquidas suspensas em um meio gasoso (SEINFELD & PANDIS, 2006); Influenciam nos ciclos biogeoquímicos, visibilidade, saúde, clima, dentre outros (BOUCHER et al. 2013). Possuem diferentes formas, estruturas e composição química, tornando seu estudo complexo; Tamanho varia em 4 ordens de grandeza: 1nm- 100µm; Processos físico-químicos diferentes geram diferentes modas de tamanho de partículas; Material Particulado Fino (MPF): d<2,5µm Material Particulado Grosso (MPG): 2,5µm<d<10µm; Podem ser primários ou secundários Ian Colbeck & Lazaridis,

4 Aerossóis Carbonáceos Responsáveis por >70% da massa de aerossol na Amazônia (Gilardoni et al., 2011); Diferentes tipos de aerossóis carbonáceos: Carbono orgânico (OC): refere-se ao carbono presente em compostos majoritariamente orgânicos; pode ser primário ou secundário (SOA); Carbono elementar (EC): Fração de carbono com composição similar à fuligem; Altamente absorvedor de radiação; Black Carbon (BCe): Carbono altamente absorvedor de luz com propriedades ópticas semelhantes às da fuligem. US EPA 5

5 Principais fontes de aerossol na Amazônia 1. Emissão Biogênica primary biological aerosol particles: partículas biológicas como fungos, pólen, detritos da vegetação, etc. dominante na fração grossa (MARTIN et al., 2010); Aerossóis secundários: Provenientes de bvoc (POSCHL et al., 2010). 2. Emissões de queimadas Predominam na região durante a estação seca; 3. Emissão e transporte de poeira mineral do solo Ressuspensão da poeira do solo local e transporte de poeira do Saara (BEN-AMI et al., 2010). NASA Floresta Amazônica Saara, África 4. Transporte a longa distância de aerossol marinho Aerossol marinho proveniente do Oceano Atlântico adentra o continente; 6

6 Emissões urbanas de Manaus Emissões da cidade de Manaus e arredores: veicular, processos industriais, termelétricas, tráfego de embarcações, etc... 7

7 Experimento GoAmazon2014/15 Experimento realizado entre 2014 e 2015 com foco em entender os efeitos da poluição atmosférica antropogênica no ciclo de vida do aerossol amazônico; 8

8 Design Experimental 9

9 Design Experimental 10

10 Design Experimental: ZF2 ZF2 Reserva Florestal Rebio Cuieras (T0) Vegetação típica de floresta primária não perturbada; Em operação desde 2009; 60km vento acima de Manaus; Coleta realizada 10m acima do dossel; 11

11 Design Experimental: Hotel TIWA Hotel TIWA (T2): Vento abaixo da cidade de Manaus; Sítio localizado na margem oposta do Rio Negro; 12

12 Design Experimental: Manacapuru Manacapuru (T3): ~60km vento abaixo da cidade de Manaus; Massas de ar da cidade de Manaus levam de 5-6h para chegar neste sítio; 13

13 Coleta do Material Particulado Amostrador de Filtros de Policarbonato Amostrador de Filtros de Quartzo Fonte: Site da Fabricante Norwergian Institute for Air Research. Comporta até dois filtros no mesmo fluxo de ar: possibilitando a divisão em Moda fina (<2,5µm) e Moda Grossa (entre 2,5µm e 10µm) (HOPKE P. K. et al., 1997); Utilizado em análises de gravimetria, refletância e espectrometria de raios-x. Coleta de Material Particulado na Moda Fina; Utilizado na análise termoóptica. 14

14 Análises Realizadas nos Filtros de Policarbonato Medição da Massa de Material Particulado (MP) Medição de Black Carbon Equivalente (BCe) Composição Elementar do MP Balança Metler XP6U com sensibilidade de 1ug. Refletômetro de luz difusa da Difussion Systems. Espectrômetro de Fluorescência de Raios X Epsilon5. 15

15 Análises Realizadas nos Filtros de Policarbonato Medição Dependendo da Massa da de disponibilidade Medição do de Black Material equipamento, Particulado realizou-se (MP) a Carbon florescência Equivalente de alguns filtros 2 vezes e de (BCe) outros 3 vezes. Composição Elementar do MP Balança Metler XP6U com sensibilidade de 1ug. Refletômetro de luz difusa da Difussion Systems. Espectrômetro de Fluorescência de Raios X Epsilon5. 16

16 Métodos Multivariados [X]= [G].[F] Objetivos: Determinar o número de fontes; Composição química de cada fonte; Contribuição de cada fonte para cada amostra. Métodos Multivariados Positive Matrix Factorization (PMF) Análise de Componentes Principais Absoluta (ACPA) Referências: EPA PMF 5.0 e SPSS

17 Positive Matrix Factorization O PMF ajusta através dos Mínimos Quadrados a matriz G com a composição química de determinado processo e a matriz F com a intensidade do deste processo em determinada amostra. Objetivo de minimizar a função Q: É necessário utilizar uma matriz com as incertezas das medidas. 18

18 X= 19

19 X = G.F 20

20 Fósforo 21

21 Ferro Semilog? 22

22 Resumindo: Estudo das incertezas associadas às concentrações elementares medidos por florescência; 23