QUALIDADE DO AR E DAS CHUVAS REGIÃO METROPOLITANA DE PORTO ALEGRE

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1 QUALIDADE DO AR E DAS CHUVAS REGIÃO METROPOLITANA DE PORTO ALEGRE Sérgio João de Luca (1) Professor titular. Pesquisador CNPq IA. Orientador de Mestrado e Doutorado, IPH e Centro de Ecologia / UFRGS. Sergio Gómez Vásquez Engenheiro Civil. Mestrando IPH / UFRGS. Endereço (1) : Avenida Bento Gonçalves, Porto Alegre - RS - CEP: Brasil - Tel: (051) deluca@if.ufrgs.br RESUMO A avaliação da qualidade da água da chuva associada à medição da poluição do ar, caraterização de fontes poluidoras e a influência dos fatores meteorológicos, pode ser empregado como ferramenta adicional no gerenciamento e controle da emissão de poluentes atmosféricos. Utilizando os dados de qualidade do ar que estão sendo medidos em sete pontos da Região Metropolitana de Porto Alegre e de qualidade da chuva em onze pontos, pode-se avaliar a influência da contaminação atmosférica na qualidade das precipitações. As chuvas contém alto teor de DQO, a concentração de nitrogênio amoniacal e de fosfatos classificam-nas como águas de classe 4, pelo CONAMA. Os teores de cromo e mercúrio apontam a contaminação por fontes térmicas regionais. PALAVRAS-CHAVE: Poluição Atmosférica, Chuvas Ácidas, Qualidade da Chuva, Qualidade do Ar. INTRODUÇÃO A atmosfera tem sido usada, desde tempos imemoriais, como sumidouro da poluição. A natureza dotou a atmosfera de vários mecanismos de remoção de contaminantes: absorção foliar, absorção no solo e na água, absorção por rochas, lavagem pela chuva, precipitação de material particulado e reações químicas ambientais. Estes mecanismos são ainda dependentes da dispersão meteorológica e de parâmetros de emissão de gases tais como tipos de gases, temperatura, peso molecular, densidade, volatilidade, hidrofobicidade etc. Muitos trabalhos de pesquisa tem sido desenvolvidos na região metropolitana de P. Alegre, pela preocupação das entidades que lidam com o controle ambiental com a qualidade dos recursos atmosféricos, já que estes influenciam a deteriorada qualidade dos recursos hídricos regionais, ou seja a drenagem pluvial urbana. Como tudo que sobre desce, ou seja, toda a contaminação atmosférica irá ser precipitada, sob a forma de precipitação seca, cerca de 10% dos contaminantes ou, por precipitação úmida, a limpeza natural da atmosfera irá influenciar a qualidade da água de lavagem das ruas. Fenômenos como chuva ácida, depleção da camada de ozônio e efeito estufa estão na ordem do dia, sendo influenciados por poluentes primários tais como CO 2, NO x, SO x, 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2826

2 mercaptanos, clorofluorcarbonados, compostos metânicos, halogênios, metais traços e insumos e solventes industriais. Contaminantes secundários como o ozônio estão relacionados com os níveis de NO x a nível atmosférico e troposférico. Compostos de enxofre, nitrogênio e cloro, alem dos ácidos de Bronstead estão associados a chuvas ácidas. Compostos metânicos, CO 2 e óxidos de nitrogênio estão associados ao efeito estufa. A presença de material particulado funciona como meio de adsorção e de transporte de contaminantes e de opacidade da atmosfera. Este trabalho apresenta resultados de pesquisa sobre a qualidade do ar e das precipitações na região metropolitana de Porto Alegre. Nesta região tem sido detectado o fenômeno de chuvas ácidas devido aos combustíveis fósseis, notadamente carvão e óleo diesel, apesar de, durante os meses de inverno, os ônibus municipais usarem um diesel com baixo teor de enxofre. Com uma série de empreendimentos de grande porte (termoelétrica, laminadoras, montadoras, fábricas de pneus, fábricas de bebidas e outras alimentícias) sendo implantados e com o aumento do número de veículos na região, a bolha de ar sobre a RMPA poderá atingir níveis críticos de acidez das precipitações e de geração de ozônio ao nível do solo. ASPECTOS METODOLÓGICOS Os dados de qualidade do ar estão sendo coletados em sete pontos da cidade de Porto Alegre, alem de três pontos em municípios vizinhos. São analisados semanalmente Material Particulado, Dióxido de Enxofre e óxidos de Nitrogênio. Esta coleta é financiada pela Petrobrás, havendo um trabalho conjunto da FEPAM/RS, SMAM/PMPA, e do Centro de Ecologia da UFRGS. Os dados de qualidade da chuva também tem coleta semanal em onze pontos, incluindo os anteriores. Os parâmetros analisados são temperatura, ph, oxigênio dissolvido, acidez, alcalinidade, condutividade, DQO, sulfatos, cloretos, nitratos, Ca, Mg, Na, K, Pb, Cu, Cd, Hg e Fe total. As análises do ar são realizadas segundo a ABNT e a ASTM e as análises da chuva executadas segundo o Standard Methods, 19th ed., Os íons são analisados por cromatografia iônica. Existem cinco anos de análises do ar e cerca de dois períodos de dados de chuva. APRECIAÇÃO DOS RESULTADOS No quadro 1 são apresentados, os dados médios de qualidade do ar nas estações de amostragem no período 90/97. Algumas estações tiveram problemas de amostragem e de análise, por isto os furos nos dados. Verifica-se que o teor médio de material particulado variou entre 136 µg/m 3 (acima do padrão anual de 80 µg/m 3 ) no posto CEEE, na entrada de Porto Alegre pelo norte a 39 µg/m 3 junto ao jardim botânico de P. Alegre (8 o DISME) no setor sul. es máximos episódicos de até 273 µg/m 3 foram detectados no período, acima do padrão ambiental médio de 24 horas. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2827

3 O teor médio de SO 2 variou entre 4,0 µg/m 3 próximo ao Estádio Olímpico até 65 µg/m 3 próximo à estação rodoviária, pelo grande fluxo de ônibus. O valor máximo episódico foi de 498 µg/m 3 de SO 2 também junto à rodoviária em dia de inversão térmica, acima do padrão ambiental nacional. A concentração máxima de NOx foi de 386 µg/m 3 junto ao hospital de Pronto Socorro, excedendo o padrão de uma hora de 320 (µg/m 3 ). Por outro lado, os valores médios de NO x variaram entre 15 µg/m 3 e 187 µg/m 3, na entrada de Porto Alegre pelo norte, onde é grande o fluxo de veículos. Para um padrão médio anual de 100 µg/m 3, a atmosfera deixa a desejar com relação ao NO X. Quadro 1: Qualidade do ar (!"#$%& '(& )*!+ão Metropolitana de Porto Alegre, período (Fonte: SMAM, Secretaria Municipal de Médio Ambiente, P. Alegre/RS FEPAM, Fundação Estadual de Proteção Ambiental, RS). AZENHA HPS RODOVIÁ BENJAMIN 8*DISME CEASA CEEE ANO RIA CONSTANT SO2 NO2 SO2 NO2 SO2 NO2 PTS SO2 PTS SO2 PTS SO2 PTS SO2 NO Máximo Médio Máximo 1991 Médio 1992 Máximo Médio Máximo Médio Máximo Médio Máximo Médio Máximo Médio Máximo Médio Estudos anteriores mostraram que a acidez das chuvas é maior no inverno e inicio da primavera, com 16% das amostras apresentando phs menores que 5,0 (limite brasileiro para chuvas ácidas) e 53% das amostras apresentando phs menores que 5,6 (limite internacional para chuvas ácidas). A acidez pode ser explicada através de ANOVA como sendo 37,1% devida a cloretos, 53,2% devida a sulfatos, 4,0% devida a nitratos e 5,7% devido ao ferro e outros metais. A acidez média da chuva variou entre 4,3 e 6,1 mg/l. O somatório dos íons sulfatos, nitratos, cloretos e ferro total foi de 11,37 mg/l, mostrando 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2828

4 chuvas medianamente contaminadas do ponto de vista internacional, mas com grande percentagem de baixos phs. No trabalho que está sendo realizado, quadro 2, verificou-se que a recuperadora de enxofre instalada na REFAP, teve efeito positivo por isso o ph das chuvas tem variado entre 5,93 a 6,64, fora da faixa ácida, com acidez entre 1,66 e 3,6, menor que o padrão histórico. Quadro 2: Dados médios de qualidade da chuva, Porto Alegre/RS. Amostra Parâmetro IPH EXTREMA CAPIVARA AZENHA ESEF ODONTO ENGENH. RODOV. BAT. POL. SOGIPA UNIÃO ph 5,93 6,17 6,29 6,30 6,43 6,25 6,33 6,39 6,64 6,51 6,61 Condut 23,80 43,00 21,50 27,00 26,40 44,40 33,20 21,80 34,00 20,40 20,60 (µmhos/cm). Oxigênio 8,01 8,46 8,28 8,18 8,07 8,09 8,09 7,93 7,82 7,78 7,74 Dissolvido Temperatura 25,48 25,88 25,30 25,88 25,63 25,68 25,84 24,74 25,82 26,49 25,44 Acidez 3,10 2,60 2,40 2,70 2,56 3,60 2,50 3,02 2,83 1,66 2,64 Alcalinidade 4,92 4,42 4,98 4,33 6,00 5,88 8,94 5,48 4,70 6,64 9,16 Sólidos Totais 116,00 254,00 151,50 82,00 121,80 156,80 180,80 159,00 90,75 116,60 78,80 Sólidos 21,50 17,50 13,50 30,50 22,75 14,75 40,00 19,50 9,75 11,00 18,00 dissolvidos DQO 21,56 22,62 15,33 22,12 13,92 32,74 23,80 28,84 21,06 17,98 21,42 Ca +2 0,83 0,52 1,60 1,83 2,04 1,87 3,14 2,14 2,24 2,38 3,23 Mg +2 0,37 0,27 0,60 0,65 0,77 1,31 1,06 0,73 0,57 0,46 0,60 Na + 2,00 1,77 2,00 1,99 2,32 3,06 1,84 1,95 2,11 1,32 1,36 K+ 0,52 0,63 0,44 0,71 1,12 1,07 0,74 1,11 1,06 0,56 0,79 NH 3 0,41 0,79 0,38 0,43 0,55 0,43 0,33 0,40 0,58 0,39 0,70 F - 0,23 0,25 0,22 0,24 0,26 0,29 0,30 0,34 0,28 0,22 0,27 Cl - 3,25 5,08 3,30 3,66 3,84 8,18 4,08 3,07 3,45 2,46 2,60 NO 2 - NO 3 - PO 4-3 SO 4-2 0,09 0,11 0,09 0,09 0,19 0,10 0,11 0,11 0,11 0,13 0,09 0,33 0,41 0,34 0,49 0,44 0,56 0,50 0,33 0,40 0,36 0,29 0,13 0,16 ND 0,11 0,15 0,19 0,18 0,20 0,27 ND 0,15 2,35 3,15 4,27 3,74 3,13 6,10 4,28 3,34 4,11 2,47 2,29 Al ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Cd ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Cr 0,04 0,05 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,05 0,05 0,06 0,05 Pb 0,08 0,06 0,07 0,08 0,21 0,08 0,09 0,06 0,06 0,05 0,05 Cu ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND ND Hg (µg/l) 1,38 1,03 0,68 0,66 1,28 1,02 2,60 0,50 0,54 1,46 0,97 Fe 0,14 0,15 0,25 0,18 0,58 0,72 0,84 0,31 0,38 0,16 0,17 Unidades em mg/l exceto onde anotado ND: Não Detectado É alta a DQO, mostrando compostos orgânicos não biodegradáveis, notadamente poeiras com ferro, compostos clorados e hidrocarbonetos de petróleo. A concentração média de nitrogênio amoniacal é bastante alta, acima dos limites de classe 4 de CONAMA. O nitrogênio amoniacal será oxidado a nitrito e nitrato O teor de fósforo é suficiente para colocar as águas superficiais em classe 4, com chance de eutrofização. O SO2 do ar é oxidado a SO 4 em presença de NaCl e da umidade atmosférica. Os valores médios de sulfatos variaram entre 2,29 e 6,10 mg/l, ocorrendo esta maior contaminação junto ao Hospital de Clínicas de P. Alegre. Em alguns pontos a 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2829

5 concentração de cromo e mercúrio excedem limites de classe 4, mostrando poeiras atmosféricas bem poluídas. Os altos teores de cloretos mostram que as fontes de origem marinha também tem influência na qualidade do ar desta Região Metropolitana. A figura 1 apresenta a relação entre o teor médio histórico de SO 2 no ar e o de sulfatos nos pontos de amostragem. Trata-se de uma simplificação pois esta relação depende de muitos fatores tais como períodos de dias com chuvas e sem chuvas, tipos de fontes emissoras, aspectos meteorológicos, etc. Figura 1: Comparação entre o teor de SO2 (!"#$%&',&(-&*&.*&/012(3,4&'( chuva de P. Alegre. 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 AZENHA OITAVO DISME HPS RODOVIARIA CEEE BENJAMIN CONSTANT SO2 2 x10 *10 (µg/m (mg/m3) 3 ) SO4-4 (mg/l) Verifica-se que há boa aderência entre estes contaminantes tanto junto ao 8 o DISME, zona considerada pouco poluída, quanto junto à CEEE e Rodoviária onde é grande o volume de tráfego. Em outros pontos esta correlação não é tão direta. A figura 2 mostra grandes relações entre o NO X e NO - 3 nos pontos Azenha e HPS, mas menor relação nos outros pontos com grande volume de tráfego tais como a Rodoviária e a CEEE. O NO X pode ser oxidado a NO 3 - formando o ozônio a nível do solo, ocasionando com grandes danos sanitários e ambientais. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2830

6 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 AZENHA OITAVO DISME HPS RODOVIARIA CEEE BENJAMIN CONSTANT NO2 X *100 (µg/m( 3 ) NO3 3 (mg/l) ( ) CONCLUSÕES A qualidade do ar na Região Metropolitana de P. Alegre apresenta teores médios de material particulado variando entre 39 e 136 µg/m 3 excedendo os padrões ambientais médios anuais em vários pontos da região. Concentrações de SO 2 variam entre 5 e 48 µg/m 3 excedendo os padrões ambientais apenas em episódios, dependendo do ano. A concentração média de NO X varia entre 15 e 187 µg/m 3 excedendo os padrões principalmente junto à entrada de P. Alegre e à Rodoviária, pela grande influência do tráfego. As chuvas que já foram ácidas, tem se mantido dentro do ph de referência, mas os teores de amônia, fosfato, cromo e mercúrio transformaram a chuva da região metropolitana de P. Alegre em mais uma das fontes de contaminação dos recursos hídricos superficiais regionais. AGRADECIMENTOS Agradecemos à FEPAM/RS e à SMAM pela gentil cessão de seus bancos de dados. Parte deste trabalho foi executado com recursos de PRONEX/MCT. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. AWWA, APHA, WET, The Standard Methods, Washington, USA. 2. FEPAM/RS, Divisão de Qualidade do Ar. Boletim de Qualidade do AR da RMPA, P. Alegre/RS. 3. SMAM/PMPA, Divisão de Controle de Fontes Poluidoras, P Alegre/RS. 4. PRONEX/MCT,1998. Impactos Ambientais da Drenagem Urbana, IPH/UFRGS. 20 o Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 2831